Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Физиолого-агрохимические аспекты повышения продуктивности агроценозов Алтайского края

ВАК РФ 06.01.04, Агрохимия

Автореферат диссертации по теме "Физиолого-агрохимические аспекты повышения продуктивности агроценозов Алтайского края"

сг

I—

^ На правах рукописи

с-э ^

со

Г

СХ,

Антонова Ольга Ивановна

Физиолог о-агрохнмнческие аспекты повышения продуктивности агроценозов Алтайского края

06.01.04. — агрохимия

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени доктора сельскохозяйственных наук

Барнаул — 1997 г.

Работа выполнена в Алтайском государственном аграрном университете и Западно-Сибирском филиале ВНИПТИХИМ в период с 1970-1997 гг.

Научный консультант — заслуженный деятель наук РФ доктор сельскохозяйственных наук J1.M. Бурлакова. Официальные оппоненты: доктор биологических наук Маслова И.Я., доктор сельскохозяйственных наук Семендяева II.В.. доктор сельскохозяйственных наук Спицына С.Ф. Ведущая организация — Красноярский государственный аграрный университет.

Защита состоится_октября 1997 г. В 10 час. На заседании диссертационного совета Д 120.01.01 в Алтайском государственном аграрном университете (656099, г. Барнаул, пр. Красноармейский, 98).

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Алтайского государственного аграрного университета.

Автореферат разослан " Y У ÛÇPbtf 1997 г.

Ученый секретарь диссертационного совета, доктор биологических наук

// Рассыпнов В.А.

Введение

Актуальность. Сельскохозяйственная деятельность человека приводит к изменениям свойств почв и продуктивности агроценозов. Отчуждение урожаев с полей, при отсутствии возврата, влечет к постепенному обеднению почв биофильными элементами.

Длительная обработка почвы в результате усиления процессов минерализации способствует обеднению ее ионами кальция и магния, снижению гумуса, что в конечном итоге вызывает подкислеиие почв, ухудшение режимов питания растений макро- и микроэлементами.

Согласно агрохимического обследования пахотных почв Алтайского края 65"-о пашни имеет низкую обеспеченность фосфором и этот элемент является ведущим ([¡актором при регулировании минерального питания в агроценозах. 15% пахотных земель в хорошо увлажненных зонах края характеризуются кислой реакцией среды и продукцией низкого качества.

Площади черноземных почв с кислой реакцией возрастают. При этом эффективность производственного известкования не сопровождается улучшением физико-химических свойств почв. Высокая насыщенность структуры посевных площадей в крае зерновыми способствует почвоутомлению, накоплению в почве патогенной микрофлоры. вызывающей заболевания растений и снижение биологической активности почв, в результате чего снижается урожайность сельскохозяйственных культур и качество продукции.

Отчуждение с урожаями жизненно-важных микроэлементов способствовало созданию низкой обеспеченности почв почти по всем районам края цинком, медыо. бором и молибденом (Спицына. 1992. 1995).

В условиях экономической нестабильности в настоящее время для сельскохозяйственного производства края не разработаны приемы повышения продуктивности, доступные как для крупных товаропроизводителей. так и для крестьянских и фермерских хозяйств.

Поэтому изучение особенностей состава и превращения фосфорных соединений в основных пахотных почвах края с обоснованием приемов использования фосфорных удобрений, эффективности известкования черноземов со слабокислой реакцией разными видами п дозами мелиорантов местного производства; использования биологически активных препаратов и микроудобрений для предпосевной обработки семян и некорневых подкормок актуально, как в теоретическом отношении, так и для повышения продуктивности агроценозов.

Цель и задачи исследований

Цель работы:

- обосновать концепции физиолого-агрохимических аспектов продуктивности агроценозов:

- оценить фосфатное состояние почв, как лимитирующий фактор плодородия;

- предложить технологию известкования черноземов со слабокислой реакцией среды и применения стимуляторов роста, микроудобрений при возделывании яровой пшеницы и овощных культур;

- дать теоретическое обоснование приемам регулирования продуктивности агроценозов и предложить пути их реализации для условий алтайской провинции.

Для достижения цели поставлены задачи:

1. Изучить состав органических и минеральных фосфатов в основных пахотных почвах, особенности их изменения и обосновать приемы внесения фосфорных удобрений.

2. Определить недобор продуктивности агроценозов на слабокислых черноземах выщелоченных и необходимость известкования черноземных почв со слабокислой реакцией среды. Обосновать нормы расхода известковых материалов для мелиорации черноземов.

3. Дать физиолого-агрохимическос обоснование эффективности предпосевной обработки семян и некорневых подкормок зерновых и овощных культур, как приемов, повышающих использование ресурсов почвенного плодородия и применяемых удобрений.

Научная иовизна: разработаны концептуальные положения рационального использования растениями почвенных ресурсов; дозы локального внесения фосфорных удобрений, необходимость известкования слабокислых черноземов и применение комплекса из стимуляторов роста, микроудобрений. позволяющих улучшить углеводный, белковым, фосфорный обмены и продуктивность основных агроценозов.

Впервые дана характеристика состава минеральных и органических фосфатов в основных пахотных почвах края и установлены факторы, определяющие уровень содержания доступных фосфатов. Выявлены особенности превращения фосфора удобрений и предложены эффективные дозы и приемы их внесения в агроценозе яровой пшеницы.

Дана оценка ущерба, наносимого агроценозам в результате подкпсления черноземных почв и впервые для условий Западной Сибири определен норматив затрат известковых материалов для сдвига реакции среды в черноземных почвах от слабокислой до нейтральной и теоретическое обоснование известкования слабокислых черноземов. Новыми для Алтайского края являются результаты по эффективности разных мелиорантов местного производства (известь Локтевского завода, дефекат Чемровского сахарного завода, цеолит пегасии) как в чистом виде, так и на фоне внесения навоза и торфа.

Обоснована необходимость проведения предпосевной обработки семян и некорневой подкормки стимуляторами роста и микроудобрениями для повышения продуктивности агроценозов яровой

пшеницы, столовой свеклы, капусты наряду с другими приемами повышения эффективного плодородия почв.

Для территории равнин и предгорий Салаира и Алтая решена проблема теоретического обоснования повышения продуктивности агроценозов средствами химизации и практического использования ресурсов почвенного плодородия.

На защиту выносятся: — фнзиолого-агрохимическое обоснование повышения продуктивности агроценозов:

— приемов и доз внесения фосфорных удобрений в соответствии с фосфатным режимом основных пахотных почв;

— необходимости известкования слабокислых черноземов выщелоченных и нормативы затрат местных известьсодержащих материалов для оптимизации реакции среды;

— обработки семян и проведения некорневых подкормок пестицидами, стимуляторами роста и солями микроэлементов, обуславливающих повышение биологической активности почвы, интенсивность ростовых и обменных процессов в растениях.

Практическая значимость. Предложены эффективные приемы повышения продуктивности агроценозов яровой пшеницы, картофеля. кормовых культур, столовой свеклы и капусты, не требующие больших затрат — дозы фосфорных удобрений для регулярного локального припосевного внесения; известкование черноземов с использованием дефеката (отхода сахарного производства); предпосевная обработка семян и некорневые подкормки посевов яровой пшеницы, столовой свеклы, капусты стимуляторами роста и солями микроэлементов.

Реализация результатов исследований. Результаты исследований использованы для составления республиканских и краевых рекомендаций по внесению удобрений и других средств химизации в различных почвенно-климатических зонах (Москва, 1988; Новосибирск, 1991; Барнаул. 1990, 1991, 1993).

Ряд материалов передан управлениям сельского хозяйства Алтайского края для разработки технологий возделывания сельскохозяйственных культур, которые внедрены на площади более 100 тыс. га. Технологические приемы использованы предприятием Алтайги-прозем при разработках систем земледелия для районов и отдельных хозяйств и агрохимслужбой — для комплексной химизации сельскохозяйственного производства края.

Автором по материалам исследований подготовлены и внедрены в \чебиый процесс спецкурс и лабораторный практикум по системе удобрений в Алтайском государственном аграрном университете и сельскохозяйственных колледжах.

Апробация работы. Результаты исследований доложены на 35 научных конференциях международного. Всероссийского и регионального уровней (Новосибирск. 1981. 1983, 1989. 1992; Москва, 1981;

нального уровней (Новосибирск. 1981. 1983. 1989, 1992; Москва. 1981; Томск. 1986; Барнаул, 1975, 1984, 1986, 1987; Рязань, 1996; Киев, 1996). а также на ежегодных научно-практических конференциях и совещаниях-семинарах краевой агрохимической службы и специалистов сельского хозяйства в крае и районах.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 80 работ.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения. 5 глав н заключения. Написана на205страннцах машинописного текста, содержит 18 рисунков. 58 таблиц, библиографию из 263 источников и 5 приложений.

Автор в течение 1970-1996 гг. является непосредственным руководителем и исполнителем ряда тем, выполняемых на основе хоздоговоров и по плану научно-исследовательских работ кафедры почвоведения и агрохимии Алтайского ГАУ и Западно-Сибирского филиала ВНИГ1ТИХИМ РАСХН по программам "Сибирь" и "Плодородие почв и питание растений".

В исследованиях, проводимых автором, принимали участие студенты агрохимического факультета АГАУ, сотрудники ЗСФ ВНИГ1ТИХИМ — Л.П. Потапова, В.А. Мерецкий, А.И. Барсуков. А.М. Белояров. И.Я. Малашенко, Ю.Г. Бородам. Всем им автор выражает благодарность.

Особую признательность автор выражает многолетнему наставнику и консультанту заведующему кафедрой почвоведения и агрохимии, доктору сельскохозяйственных наук, заслуженному деятелю науки РФ Бурлаковой Л.М. Автор также выражает благодарность доктору биологических наук, профессору Рассыпнову В.А. за ценные советы.

Содержание работы 1. Объекты и методы исследований

Объектами исследований послужили основные типы пахотных почв агроценозов: дерново-подзолистые, темно-серые лесные, лугово-черноземные, черноземы-оподзоленные, выщелоченные, обыкновенные. южные, темно-каштановые, каштановые, солонцеватые почвы, которые являются характерными для почвенных зон: сухой степи, умеренно-засушливой колочной степи, типичной лесостепи, зоны подгорных равнин Алтая и Салаира.

Исследования проводили в агроценозах яровой пшеницы, кукурузы. подсолнечника с кукурузой, картофеля, столовой свеклы и капусты в полевых и овощных севооборотах.

Образцы почв для изучения состава фосфорных соединений отбирали по генетическим горизонтам, а для изучения динамики фосфатов. кислотности, обменного кальция, подвижных форм питательных веществ по слоям через 20 см в слое 0-40 см.

Формы фосфатов определяли по методам Гинзбург-Вульфиус-Щегловоп (1975). Гинзбург-Лебедевой (1971). Крнвоносовой (1972).

Содержание гумуса, обменной и гидролитической кислотности, обменного кальция, подвижных форм питательных веществ, механический состав, содержание карбонатов кальция, показатели качества продуч-цип — белок, клейковина, сухое вещество, сахар, крахмал, витамин С. нитраты, содержание тяжелых металлов — определялось по соответствующим ГОСТам. Урожай учитывали методом сплошной уборкм. В агроценозах возделывались сорта культу]), районированные в крае.

Для обработки полученного материала использованы математические методы: дисперсионный анализ (Доспехов, 1979), информационно-логический (Пузаченко, Карпачсвский. Взнуздаев, 1970).

2. Концептуальные положения комплекса мероприятий повышения продуктивности агроценозов

В последние годы стало очевидным, что не только азот, фосфор н калин, а и все минеральные вещества, включая микроэлементы, принимают непосредственное участие в превращении материи и энергии в растениях. Поэтому фотосинтез, дыхание, рост, развитие н минеральное питание — единый, нерасчлененный, взаимосвязанный процесс в растительном организме.

Для Алтайской провинции с невысокими запасами валового фосфора и суровым климатом, снижающим биологическую активность в почвах в начале вегетационного периода, как правило, лимитирующим элементом, является фосфор. Ему принадлежи-! важная роль, гак как он определяет направленность и интенсивность процесса роста п развития растений, участвует в фосфорном, углеводном и белковом обмене. При корневом питании низкие температуры почвы (10-12"С) снижают или прекращают поступление и усвоение фосфора почвы (Штраусберг. 1965). В связи с этим весной, в первые фазы жизни растения страдают от недостатка доступного фосфора. У зерновых культур на этот срок приходится критический период в питании фос-форо, п закладываются репродуктивные органы. В течение лета при нарастании положительных температур обеспеченность фосфором повышается.

Нами выдвинуто концептуальное положение, что в пахотных почвах края в силу климатических условии весной создаются неблагоприятные условия в питании растений фосфором и именно в этот срок-необходимо вносить невысокие дозы фосфорных удобрений, так как в последующие периоды фосфатный режим улучшается и почва обеспечивает растения фосфором.

Продуктивность растений тесно связана с кислотностью почвы, так как последняя оказывает влияние на поглощение элементов питания, развитие растений, биологическую активность почвы и. в конеч-

ном 1ггоге. на фотосинтез. В кислой среде нарушается синтез ростовых веществ в корнях и интенсивность ростовых процессов, снижается активность ферментных систем, устойчивость белков и возможность их денатурации.

Для оподзоленных и выщелоченных черноземов присуща невысокая природная кислотность. Однако в условиях повышенной антропогенной нагрузки происходит снижение их буферной способности в связи с процессами выщелачивания кальция и магния из корнеоби-таемого слоя, их выносом с урожаем, и дальнейшее подкисление почв. Производимая продукция в агроценозах с указанными почвами, как правило, с невысоким количеством белка, углеводов, витаминов, а корма, кроме этого, с низким содержанием кальция, фосфора, микроэлементов.

Автор обосновывает концепцию необходимости известкования слабокислых черноземов выщелоченных, как одного из важных приемов повышения эффективного плодородия этих почв, активности минерального обмена и производства высококачественной продукции.

При выращивании сельскохозяйственных культур в условиях континентального климата важное значение принадлежит стимуляторам роста растений и микроэлементам. Они усиливают деление клеток, увеличивают массу корней и поглощение воды и растворенных в ней элементов питания, повышают интенсивность дыхания тканей, углеводный и нуклеиновый обмены, ускоряют прохождение определенных стадий развития и устойчивость к неблагоприятным факторам среды — засухе, низким температурам.

По мнению автора (Антонова. 1987, 1989) в агроценозах края в связи с утратой гумуса, отсутствием плодосмена и высоким насыщением пашни зерновыми произошло "почвоутомление" и снижение биологической активности. В результате этого содержание естественных стимуляторов резко снизилось. Присущая геохимической провинции недостаточность таких микроэлементов, как цинк, медь, молибден. марганец, бор. являются причиной пониженной активности процесса фотосинтеза, белкового, углеводного, фосфорного и других обменов, слабой устойчивости растении к неблагоприятным условиям погоды. В связи с этим необходим комплекс средств из стимуляторов роста, микроэлементов, пестицидов, направленный на повышение биологической активности почв, активности ферментов в растениях и формирование высокой продуктивности растений.

3. Фосфатный режим почв агроценозов и приемы регулирования фосфорного питания яровой пшеницы

Содержание валового фосфора п его различных групп и фракций дают представление о влиянии хозяйственной деятельности человека на фосфатный режим почв агроценозов.

Распаханность почв, эрозия, дефляция приводит к уменьшению общего количества фосфора.

Известно, что содержание валового фосфора увеличивается в ряду почв: от дерново-подзолистых, серых лесных к черноземам типичным и вновь уменьшается к черноземам южным и каштановым почвам. Установлена существенная роль гумуса и содержания фосфора в почвообразующих породах на уровень валового фосфора в почве.

К.Е. Гинзбург (1981) отметила закономерность возрастания валового фосфора в почвах с запада на восток России, объясняя ее большой консервацией фосфора в органическом веществе почв в восточных районах и сравнительно более поздним сельскохозяйственным освоением этой территории. В почвах Западной Сибири прослеживается более низкое содержание фосфора, чем в почвах Восточной, что Ю.И. Берхин (1979) объясняет меньшей обогаиценностью фосфором почвообразующих пород Западной Сибири.

По нашим данным содержание валового фосфора в пахотном горизонте почв Алтайского края колеблется в зависимости от тина и почвенно-климатической зоны от 70 до 298 мг/100 г, снижаясь с глубиной до 78-132 мг/100г (Антонова, 1983).

В целом по содержанию валового фосфора все исследуемые почвы Алтайского края можно расположить в ряд: лугово-черноземные > черноземы оподзоленные > черноземы выщелоченные > черноземы обыкновенные > темно-серые лесные > черноземы южные > темно-каштановые > каштановые и солонцы > дерново-подзолистые почвы.

Прослеживаются зональные особенности почв: в почвах подгорных равнин, типичной лесостепи и колочной степи содержание фосфора выше, чем в почвах сухой степи.

Все исследуемые пахотные почвы края, особенно черноземы, по сравнению с аналогами Европейской части России характеризую гея меньшими запасами гумуса и валового фосфора.

Значительные различия в содержании валового фосфора в почвах края обусловлены неодинаковым минералогическим составом почвообразующих пород , содержанием в них апатитов.

Так, содержание апатитов в тяжелых фракциях горизонтов почвообразующих пород черноземов Топчихинского района равно 15,Г о. Шипуновского 2,2-5%, Поспелихинского - 7,9%, а по данным Петрова Б.Ф. (1948) в песках боровой террасы оно равно - 1%. Кулун-дннской равнины - 1,65%, подгорных равнинах - 1,2-1,6%.

Длительное внесение удобрений (суперфосфат, фосфоритная мука, навоз, торф) на различных почвах по данным автора (Антонова, 1969. 1975, 1981) увеличивает содержание валового фосфора в пахотном горизонте.

Фосфор почвы представлен различными формами органических и минеральных соединений, которые различаются по доступности растениям.

Наибольший процент органического фосфора характерен для высокогумусированных почв.

Длительная распашка почв, повышение рН в результате известкования, нагревание почв и высушивание способствуют снижению органического фосфора с одновременным увеличением фракций минерального фосфора.

В целом в литературе, особенно для условий Западной Сибири приводится очень мало данных по содержанию органических фосфатов.

Органический фосфор в пахотных горизонтах основных типов почв края содержится в пределах 27-66% от его валового количества, снижаясь вниз до 9,5-47% (табл. 1). Наибольшим его содержанием отличаются черноземы оподзоленные и выщелоченные, затем идут темно-серые лесные и обыкновенные черноземы, каштановые и солонцы. В солонцах заметно накопление органического фосфора в иллювиальном горизонте, что обусловлено миграцией органических фосфатов, связанных с фульвокислотой. В целом содержание органического фосфора подчиняется общей закономерности его изменения по типам почв и по профилю, установленными для почв России. Однако, в темно-серых лесных почвах и в каштановых почвах отмечается повышенное содержание органического фосфора при сравнительно низкой гумусированности.

Показателем мобильности органических фосфатов считается отношение Copr : Pop.-. Чем оно ниже и выше рН почвы, тем менее устойчивые фосфорорганические соединения в почве и, наоборот, при широком отношении образуются более устойчивые трудногидроли-зуемые соединения.

Согласно полученным данным (табл. 1) широким отношением характеризуются почвы предгорных равнин Салаира. Остальные исследованные почвы имеют более узкое отношение— 19-24 против 7581 в пахотном горизонте. Таким образом, большинство черноземов выщелоченных и обыкновенных, каштановые почвы и солонцы отличаются слабой устойчивостью органических фосфатов, способных к более быстрой минерализации. В результате вовлечения в цикл превращения органических фосфатов, представленных легкогидролизуе-мыми формами, в период наиболее интенсивной биологической активности в этих почвах складывается благоприятный фосфорный режим для возделываемых растений.

В исследованных почвах в корнеобитаемом слое преобладает группа неспецифических соединений. Однако, в каштановой солонцеватой и солонце, наоборот, больше специфических соединений (табл. 1).

Таблица I

Содержание и фракции органического фосфора в почвах Алтайского края_

Гори ¡опт. г лубина, см Гум\с." и Валовый Р2О5. мг/100г Органич. Р2О5. мг/1 ООг Ф икцин органического фосфора Сор, : Рор.

нсспеци-фнчсские соед специфические соединения

фульво-кис. Г\'МИН. кнел. ГУМННЫ

1 2 3 4 5 6 7 8 9

темно-серая лесная слабооподзоленная (зона предгорных равнин)

Ап 0-31 7.80 117 56 34 3 8.0 1 1.0 80,8

А> Аз 31-38 3.54 104 48 10 16 11,0 11,0 42,8

АгВ 38-78 1.37 83 33 17 1 9.0 6,0 24,8

В 78-95 1.50 76 32 10 2 9.0 10,0 27,1

ВС 95-120 0.85 72 23 7 5 8,0 3,8 21,4

темно-серая лесная оподзоленная (лесостепь)

Ап 0-23 3.48 298 80 45 4.7 7.2 16.3 23,8

А1А2 23-34 0.89 190 50 25 5.3 1.9 8.5 10,3

ЛгВ 34-59 1.02 104 47 20 5,4 5,0 5,8 12,6

В, 60-70 0,71 112 46 20 4.1 7,9 3,6 9,0

В2 75-95 0.7 104 42 16 2.1 2.3 10.7 9,6

ВС 130-140 0.67 98 46 20 1.0 4.5 1,5 8.4

темно-серая лесная окультуренная (лесостепь)

0-20 3.75 158 88 53 6.2 11.1 6,9 19,6

20-40 1.83 146 81 39 3.1 6.3 23.0 13.1

40-60 1.25 111 48 13 4.8 1.6 17.0 15.1

60-80 0.62 95 38 10 3.7 5,0 7,7 9.5

80-100 0.18 90 24 2.0 3.4 5.0 3.0 4,4

Продолжение таблицы 1

1 1 2 1 3 1 4 | 5 | 6 | 7 1 8 | 9

чернозем оподзоленный (зона подгорных равнин)

Ал 0-36 8.1 140 60 48 3,0 2,0 7.0 78.3

АВ 36-49 4.74 125 77 40 21.0 10,0 6.0 35.7

В 49-72 2.07 125 45 22 14.0 1,0 8.0 26.7

ВС 72-100 1.05 1 10 30 16 8,0 2,0 4.0 20.9

Ск 100-123 0.76 110 22 13 2,0 3.0 4,0 20.0

темно-каштановая (сухая степь)

Ап 0-20 3.2 135 86 60 " 4,3 5.4 11,7 21,6

20-40 1.7 128 78 47 6.1 6,0 12.1 12.7

40-60 0.9 126 60 40 8,4 0.7 3.5 8.7

каштановая солонцеватая (с\хая степь)

Ап 0-22 2.05 129 61 11.0 " 8,8 20.3 21,3 19.4

АВ 22-32 1.24 126 50 17.0 4,4 21.6 7,1 14.3

В 32-42 0.61 125 49 14,0 7.6 24.0 3,8 7.1

ВС 42-50 0.51 ПО 33 2.0 7.8 23.4 3,8 9.8

солонец лугово-каштановын средний

АпО-22 1.62 104 40 " 10 4.4 18,7 7,3 23.2

В| 22-26 1.46 132 59 10 5.5 26,6 17,3 14.2

В226-32 1.04 138 44 9 0.9 19.6 14.2 13.8

ВС 32-50 0.68 131 30 5 6.8 15.4 2.6 13.3

Высокий уровень неспецифических соединений и гумусовом горизонте пахотных почв подтверждает предположение, что данная группа органического фосфора представлена растительными остатками и продуктами обмена. Группа специфических соединений преимущественно связана с гуминами и, в меньшей степени, с кислотами гумуса, что обусловлено минерализацией этих соединений и переходом их в минеральные формы фосфора и накоплением в почве более устойчивой к разрушению фракции фосфора гуминов. Исключение из этого ряда составляют солонцеватые почвы и солонцы, где в группе специфических соединений преобладает фосфор гуминовых кислот (табл. 1).

Многие авторы ( Гаврилова и др., 1975; Гинзбург, 1981) указывают на имеющую место зависимость содержания органических фосфатов от количества гумуса, механического состава почв, содержания полуторных окислов железа и алюминия, входящих в состав сложных органических комплексов. На основании информационно-логического анализа нами установлено, что наибольшее значение органического фосфора (> 55 мг/100г) характерно для почв и горизонтов с содержанием гумуса более 3%, фосфатов алюминия от 3 до 7 мг/100 г почвы, фосфатов железа — более 12 мг/100 г., ила и физической глины от 30 до 50%. Наибольшее количество фосфора специфических соединений (равное или более 30 мг/100 г) присуще для почв и'горизонтов с содержанием гумуса от 1 до 5%.

Максимум неспецифических органических фосфатов сосредоточен в корнеобитаемом слое. Эта зависимость от глубины характерна и для фосфатов специфической группы.

В питании растений особое значение принадлежит минеральному фосфору, т.к. основная масса органических фосфатов доступна растениям лишь после минерализации.

Гидролиз неорганических фосфатов в почве определяет фосфатный режим почв и питание растений. Образование рыхлосвязан-ных фосфатов является основой для регулирования фосфорного питания растений. Наиболее полно фосфатный режим почв изучен для условий Европейской части РФ, Северного Кавказа, имеются работы по фосфа тному фонду почв Сибири (Антипина, 1983; Холопова. 1983: Пашкович, 1983), данные по общему содержанию и групповому составу фосфатов некоторых подтипов черноземов, подвижных фосфатов почвах по зонам края (Лешков, 1977; Гусельников, 1981; Бурлако-ва. 1976). Однако, вопрос о формах фосфора основных пахотных почв края и обоснованном регулировании фосфорного питания растений еще недостаточно изучен. Проведена корректировка Всесоюзной шкалы обеспеченности почв подвижным фосфором применительно к агрохимическим зонам края, на основании которой решаются вопросы необходимости внесения фосфорных удобрений. При этом дозы их внесения рекомендуются на уровне 30-120 кг/га д.в. в зависимости от

культуры. Окупаемость удобрений в этом случае, как зерном, так и в рублях низкая, что требует тщательного анализа и пересмотра подхода к регулированию фосфорного питания растений в условиях современного сельскохозяйственного производства.

Автором работы установлен ряд принципиально новых особенностей фосфатного состояния основных пахотных почв края (табл. 2), изменения фракционного состава в течение вегетационного периода и в связи с внесением удобрений.

В дерново-подзолистой почве преобладают фосфаты железа, а среди фосфатов кальция — высокоосновные. Подвижность фосфатов (отношение суммы P-Cai+PCan к сумме фосфатов полуторных окислов) — невысокая.

В темно-серых лесных почвах основная часть активных фосфатов связана либо с кальцием, либо в равной степени с окисью железа. Менее гумусированные и более оподзоленные серые лесные почвы характеризуются меньшим содержанием рыхлосвязанных фосфатов кальция и более высоким фосфатов железа. У них так же, как и у дерново-подзолистых почв низкая подвижность. В темно-серых лесных почвах она намного выше (1,23 против 0,15).

В составе минеральных фосфатов лугово-черноземных почв проявляются зональные особенности: в условиях предгорных равнин преобладают фосфаты железа, а колочной степи —фосфаты кальция, что обусловлено разным химическим составом почвообразующих пород. Отмеченные особенности определяют неодинаковую подвижность фосфатов, которая выше в лугово-черноземных почвах колочной степи.

Нами отмечена территориальная специфика фракционного состав фосфатов черноземов, при доминирующем количестве фосфатов кальция. Среди них большая часть фосфора — высокоосновная фракция, легкорастворимые фосфаты содержатся в небольшом количестве — 1,3-9,5 мг/100 г, особенно в черноземах колочной степи. В отдельных подтипах черноземов колочной степи и подгорных равнин Алтая заметно преобладание фосфатов железа, что обусловлено высоким его содержанием в материнской породе этих почв. Использованные черноземы имеют неодинаковую подвижность фосфатов: высокая подвижность установлена в черноземах южном и в отдельных профилях выщелоченного и обыкновенного, в которых обнаружены в одинаково высоких количествах ди- и трикальций фосфаты при минимуме железа. Для всех остальных она низкая, что свидетельствует о необходимости проведения мероприятий, направленных на повышение количества моно- и дикальций фосфатов.

Темно-каштановые и каштановые почвы очень близки к черноземам края по особенностям фосфатного состояния. В них также преобладают фосфаты кальция. Однако, от черноземов они отличаются повышенным содержанием двухосновных фосфатов , которые количе-

Тлпчина 2

Содержание фракций минерального фосфора » пахотном горизонте почв, мг/100 г_

Фракнпп Отношение

С';|-Р| СН-Р|! Са-Р„, А1-Р Яе-Р Са-Р„ч

Р-Я:Ог,

Дерново-подзолистая (колочная пет.)

8 1 5.7 11.4 9.6 19 0.48

темно-серая лесная (зона гюдгорныч равнин)

2.0 5.0 24,0 2.0 7.0 0.78

темно-серая лесная (типичная чесосгепь)

5 9 11.3 40,2 40 3,9 2.2

чугово-черноземная почва (зона подгорных равнин)

1-3,8 3.3--1.6 11,5-24,0 1-6 0 2-22,0 0 3-1.7

.'пгово-черноземная (колочная степь)

25.3 2.8 27.5 3.3 2,0 5.3

чернозем опдозоленнып (зона подгорных равнин)

2.0 7 0 11.5 5.0 4.0 1 0

чернозем опдозоленнып (колочная степь)

5.0 5.0 15.5 4.2 16.0 0.5

чернозем выщелоченный (зона подгорных равнин)

1 3 6.7 7 0 0.7 31.0 0.3

чернозем выщелоченный (колочная степь)

2-9.5 3-20.8 14.5-24.0 1.6-7.2 1.8-22.3 0.3-7.1

чернозем обыкновенный (зона подгорных равнин)

1.8-5.1 5.4-9.4 18.8-42.2 3.3-7.5 5.3-20 2 0.5-1.3

чернозем обыкновенные! (колочная степь)

4.3-22.3 1.5-7 3 17.9-21,5 4.3-7.3 1-28.0 0.4-6.3

чернозем юанып (сухая сгепь)

3 0 16.0 20.5 4,0 1.0 3.8

темно-каштановая (сухая степь;

2 3 24.0 21.5 1.5 4.0 4.9

каштановая (сухая степь)

7.0-7.5 15,5-16 6 21-22.5 1.5-1,6 6-6.4 3

каймановая солонпеткная (сухая сгепь)

9 0 19 3 24,5 5.5 6 4 2,3

солопеп средний (сухая сгепь)

11.0 П.9 20.6 5.2 14.9 1,1

ственно превышают часто высокоосновные фосфаты. Почвы отличаются повышенной подвижностью фосфатов — 2,5-4,5, что свидетельствует о благоприятной мобилизации доступных фосфатов и способности этих почв обеспечивать растения фосфором. В солонце среднем минеральный фосфор находится в форме три-, дикальций фосфатов и фосфатов железа, что связано с большим содержанием карбонатов кальция и окиси железа. Эта особенность снижает подвижность фосфатов, по сравнению с каштановыми почвами. При довольно высоком уровне легкорастворимых фосфатов можно считать фосфатный режим солонцеватых почв благоприятным. Однако, учитывая невысокие запасы общего фосфора в этих почвах периодически целесообразно вносить невысокие дозы фосфорных удобрений (20-30 кг/га д.в.).

Вскрыты особенности динамики фракционного состава основных пахотных почв края, которые выражаются в том, что в начале вегетационного периода во всех почвах, независимо от вида, валового содержания в них фосфора, уровень содержания рыхлосвязанных фосфатов — невысокий и растения в первые фазы роста испытывают недостаток в фосфоре. К середине и к концу вегетации отмечается увеличение фракции доступных фосфатов, что говорит о существенном улучшении фосфатного режима почв (Антонова, 1971, 1977, 1978).

Для определения зависимости между отдельными свойствами почв, оказывающими наибольшее влияние, по мнению автора на растворимость фосфатов почвы и фосфатный режим были использованы результаты по динамике минеральных фосфатов во всех подтипах черноземов, каштановых почвах солонцов с 1973 по 1983 гг. и содержание гумуса (Г), физической глины (ФГ), ила (И), нитратного азота (N0:,). рНв, концентрация карбонатов (СаСОз).

Установлены следующие зависимости каждой фракции от свойств почвы (расположены в порядке убывания степени связи), представленные логическими формулами:

Са-Р|=ФГ,(И,СаСОз,(Г,(рНв> N0;,);

Са-Рп=ФГ,(Г,И,(рНв, (ЫОз, СаСОз);

Са-Рш=ФГ, И,(СаС0з(1Ч03, рНв, Г); Р-А1=И,(ФГ, рНв);

Р-Ре=И,ФГ,(Г, N0.1, рН,).

Наиболее благоприятный фосфатный режим в почвах складывается при содержании гумуса в них не ниже 4%. рН„ в пределах 6.67,0, содержания карбонатов не более 5%. Поддержание таких условий в почвах возможно путем регулярного внесения органических удобрений, известкования, влагонакопительных и почвозащитных мероприятий.

Правомерность этих выводов подтверждена результатами проведенных полевых и производственных опытов в Алтайском крае (Антонова, 1983, 1985, 1987, 1988).

Фосфор, внесенных удобрений под зерновые культуры, в первое время увеличивает содержание растворимых и доступных фракций фосфора во всех изучаемых почвах. К концу вегетации он равномерно распределяется по фракциям почвенного фосфора. В дальнейшем характер динамики фосфатов на удобренных делянках практически не отличается от контроля. Учитывая, что у яровой пшеницы критический период по отношению к фосфору приходится на первые фазы, на почвах с содержанием валового фосфора более 100 мг/100 г достаточно прнпоссвного внесения суперфосфата в невысоких дозах( 10-30 кг/га д.в.).

Преобладание в составе органического фосфора в почвах группы неспецифических его соединений является важным источником пополнения фракции рыхлосвязанных монокальций фосфатов в течении всей вегетации растений, обеспечивая их питание в периоды максимального потребления фосфора.

При возделывании пшеницы по интенсивным технологиям на почвах с содержание валового фосфора менее 100 мг/100 г почвы необходимо внесение фосфорных удобрений в зависимости от планируемого урожая (более 2,5 т/га) в повышенных дозах (45-90 т/га д.в.).

4. Известкование черноземов со слабокислой реакцией среды

Отчуждение урожаев с полей влечет постепенное обеднение почв, элементами, входящими в состав растений, в том числе и кальцием. если почва не обогащается им вновь. Обеднение почв кальцием и магнием происходит в результате эрозии почвы, когда изменяется профиль почвы, поднимаются и вовлекаются в обработку эллювиаль-ные горизонты, снижается содержание гумуса, вносятся невысокие количества органических удобрений (источник кальция), простого с\перфосфата, применяются физиологически кислые удобрения. Велика роль диоксида, углерода, выделяемого в атмосфере и корнями. Вода, насыщенная СО:, растворяет многие труднорастворимые соединения - кальцит, доломит, магнезит и вызывает миграцию карбонатов в почвенном профиле (выщелачивание). В результате в почвах складывается отрицательный баланс кальция и магния, происходит подкисление почвенного раствора. Отмеченные процессы происходят во всех почвах, однако очень важно оценить черноземы выщелоченные, которым присуща природная кислотность и высокий уровень эффективного плодородия.

По К.А. Блэку (1973) при рНс почвы 5.7 урожайность зерна пшеницы составляет 89%, при рН 5.0 - 76% от урожайности на почве с рП 6.6. принятой за 100°-». Урожайность ячменя соответственно снижается до 80%). люцерны и донника более, чем на половину (42%>). клевера до 72%. Меньшие колебания снижения урожайности отмечены по овсу. В интервале рН 6.6 - 4,7 оно колеблется от 99 до 77%.

Эффективной мерой снижения кислотности почв, улучшения питательного режима, биологической активности почвы, белкового, фосфорного обменов в растениях и повышения продуктивности агро-ценозов является известкование. Из существующих методов расчета дозы извести в условиях Сибири принят нормативный метод, разработанный ВИУА, по которому используется норматив внесения извести для сдвига рН на 0,1 единицу 1,38 т/га СаССЬ.

Из имеющихся в крае 1,076 миллионов гектар почв пашни с кислой реакцией среды, в первоочередном известковании нуждается 156 тысяч гектар. Начиная с 1987 года, произвестковано около 30 тыс.га. Расчетные дозы извести для доведения рН почвы до 6 составляют'!-^ т/га или, в среднем, 10 т/га. Исходя из авторского надзора во всех случаях получена прибавка урожая возделываемых культур, однако сдвиг реакции среды произошел только на 0,2-0,3 единицы, против 0.5-0,7 расчетных. Основной причиной незначительного влияния извести на кислотность почвы является ее низкое качество - свыше 20° о в ней частиц размером более 1 мм, что способствовало слабому взаимодействию извести с почвенно-поглощающим комплексом, неравномерному распределению по полю и в почвенной массе.

В целях уточнения методов расчета доз мелиорантов и нормативов расхода извести на нейтрализацию почвенной кислотности и сравнения нескольких видов мелиорантов в условиях 4-х польного картофельного севооборота, включая пар, в Первомайском районе был заложен опыт с внесением рассчетных доз мелиоранта - 1,5 Нг, Нг и 0,5 Нг - 9, 6 и 3 т/га мелиоранта. В качестве мелиоранта использовали известь Локтевского завода и дефекат - отход сахарного производства. Кроме этого было заложено 3 варианта с внесением цеолита: 1. 2 и 3 т/га. Действие мелиорантов изучалось на фоне высоких доз органических удобрений (навоз - 80 т/га, торф низинный - 60 т/га). Весной по всему опыту, включая контроль, ежегодно были внесены минеральные удобрения - Ы45Р45К45.

Почва опыта — чернозем выщелоченный маломощный слабо-гумусированный, легкосуглинистый. Содержание гумуса 2,8%, сумма поглощенных оснований 24,7 мг-экв/100г, гидролитическая кислотность - 3,0 мг-экв/100г, степень насыщенности основаниями 86%, рНс -5,2.

Установлено, что уже в первый год произошли заметные изменения обменной кислотности, особенно при внесении дефеката: по дозам 6-9 т/га сдвиг на 1,1 - 1,4 единицы рНс, против 0,6 - 0,8 по этим же дозам извести.

Внесение органических удобрений изменило рНс несущественно (всего на 0,1 единицы), в то время как совместное внесение с мелиорантом имело заметный эффект.

Действие мелиорантов, за исключением цеолита, на величину обменной кислотности продолжалось на 2-ой и 3-ий год. Через 3 года

по вариантам внесения 3 т извести сдвиг рНс произошел на 0,7-0,9: 6 т/га - 1,2-1,3 единицы. На вариантах с внесением дефеката соответственно на 1,1 - 1,4; 1,5-1,6 единицы. Почва по реакции среды из разряда слабокислой перешла в нейтральную при рНс на контроле в 5,2.

Аналогичным было влияние мелиорантов и на величину гидролитической кислотности. Через 3 года их действия известь как в чистом виде, так и на фоне навоза и торфа уменьшила этот вид кислотности на 1,14-2.14 мг-экв/100г или на 34,3-64,4%, а дефекат соответственно на 2,24-2,47 мг-экв/1()()г или на 67,4-74,8%. Внесение цеолита и одних органических удобрений снизило гидролитическую кислотность незначительно - на 0,45-0,5 мг-экв/10()г.

Проведение известкования способствовало изменению количества обменного кальция в ночве. При внесении одной извести оно увеличилось на 2,5-5,3 мг-экв/100г, а на фоне органических удобрений, особенно при внесении торфа, изменение было более значительным -3.6-6,4 мг-экв/1()0г. Так же как обменная и гидролитическая кислотность, под влиянием дефеката произошло более существенное увеличение обменного кальция в почве: при внесении 6 и 9 т/га его содержание увеличилось на 4,6-8,3 мг-экв\100г, а на фоне торфа на 6,4-9.5 мг-экв/ЮОг.

Увеличение количества обменного кальция отмечалось и при внесении цеолита, особенно в дозах 2 и 3 т/га с органическими удобрениями (на 0.6 - 4,9 мг-экв/ЮОг).

Среди органических удобрений торф выделяется более заметным мелиоративным эффектом, что объясняется большим количеством кальция в торфе, по сравнению с навозом.

Известкование чернозема выщелоченного со слабокислой реакцией среды повысило, по наблюдениям автора, содержание подвижных питательных веществособенно по вариантам с дефекатом и в меньшей степени при внесении цеолита.

Эффективность известкования подтверждается величиной и качеством урожая возделываемых культур. Так, урожайность клубней картофеля по вариантам известкования с внесением органических удобрений была выше контроля на 8,4 - 11,0 т/га при урожайности на контроле 23.3 т/га. Мелиоранты в чистом виде урожайность повышали на 5,4 - 7,0 т/га. Внесение одного цеолита влияния на урожайность не оказало, совместно с органическими удобрениями повысило на 2,0 - 3.6 т/га. Дефекат заметно повышал содержание крахмала, по сравнению с известью, где процент крахмала был ниже уровня контроля.

Урожайность зеленой массы кукурузы с подсолнечником, возделываемых во второй год действия мелиорантов была так же выше по изучаемым вариантам, чем на контроле. Известь обеспечивала прирост урожайности на 5,4 - 9,6 т/га, а на фоне органических удобрении до 13,1 т/га. Большим эффектом отличался вариант с внесением 6 т/га. Действие дефеката в зависимости от дозы было равным 5,4 -

11,6 т/га прибавки. Однако последействие дефеката с навозом характеризовалось более низкими прибавками, чем известь и навоз. По варианту внесения дефеката и торфа прибавки урожая были близкими варианту извести с торфом.

В результате проведенного раздельного учета урожая кукурузы и подсолнечника, установлено, что подсолнечник более отзывчив на известкование, чем кукуруза, следовательно известкование черноземов со слабокислой реакцией - важный прием повышения урожайности подсолнечника.

Под влиянием мелиорантов улучшился белковый обмен в растениях и в зеленой массе кукурузы увеличилось содержание сырого протеина на 0,2 - 1% в абсолютном выражении. Повысилось также содержание жира на 33 - 50% по сравнению с контролем, а количество клетчатки или снизилось или было на уровне контроля. Отмечается положительное влияние известковых материалов на углеводный и минеральный обмен: повысилось содержание сахара, кальция (11 -.77% по сравнению с контролем) и каротина (на 23-89%). Аналогичным было изменение этих показателей и по подсолнечнику. Однако в отличие от кукурузы, известкование способствовало большему поступлению в подсолнечник фосфора и калия.

Третий год действия мелиорантов обеспечил, в зависимости от вида, дозы мелиоранта и и фона органических удобрений прибавки урожая от 1,3 до 13,5 т/га. При этом по последействию торфа и навоза они были соответственно равны 1,3 и 2,7 т/га. Внесение цеолита на фоне органических удобрений повысило урожай на 2,2 - 4,9 т/га. Внесение извести в разных дозах и сочетаниях обеспечило прирост урожайности зеленой массы на 8,0 - 12,1 т/га, а дефеката 9,3 - 19,8 т/га. Практически величина урожайности при внесении 9 т/га извести была одинакова с урожаем, полученным по последействию 3 т/га дефеката.

Для агрономической оценки эффективности известкования слабокислых выщелоченных черноземов суммарная урожайность за ротацию севооборота была выражена в кормовых единицах (табл. 3).

В среднем за 4 года (включая пар) на контроле (ежегодное внесение ^5Р.иК45) было получено кормовых единиц 3,05 т/га севооборотной площади. Внесение навоза повысило урожайность на 0.4 т/га кормовых единиц, торфа - на 0,3 т/га, цеолита - на 0,2-0,5 т/га кормовых единиц.

Проведение мелиорации известью в дозах 3, 6 и 9 т/га увеличивает продуктивность агроценоза на 1,12- 1,32 т/га кормовых единиц, а совместно с органическими удобрениями на 1,1 - 1,48 т/га кормовых единиц. Использование дефеката сопровождается еще большим эффектом: один дефекат дает прирост урожая 1,15 - 1.5 т/га кормовых единиц, а совместно с органическими удобрениями 1,28 - 1,58 т/га кормовых единиц.

Таблица 3

Влияние дот и кпдоп мслиорашов и органических удобрении па урожайность культур севооборота за 3 года

__(1990-1992|Т.). (Первомайский район, лесостепь)__

Мелиорант До за мелнораша. Ор| аннчсскне Общая урожайность за 1990- Средняя \ро;кайность. т к е./га Прибавка урожайности. к

(минеральный фон) 1/] а удобрения, т/га 1992| г 1 к е /га севооборотной площади контролю

Контроль (М-:Р.|,К-15) - 12.2 3.05 -

папоз 80 13.9 3.48 14.0

- горф 60 1.3.4 3.35 9.0

1 I ЗВССТ Ь (ЫцлР^Къ) 9 16.8 4.20 37.7

9 навоз 80 18.1 4.52 48.5

9 торф 60 17.2 4.30 40.9

6 17.5 4.38 43.3

6 навоз 80 17.9 4.47 46.5

6 торф 60 17.2 4,30 40.9

3 - 16.7 4.18 36.7

3 навоз 80 16.6 4.15 36.0

3 торф 60 17.5 4.38 43.3

Дефекат ^«Р^К-и) 9 18.2 4.55 49.1

9 навоз 80 18.1 4.52 48.85

9 торф 60 18.5 4.62 51.8

6 - 17.3 4 32 41.9

6 мавоз 80 17.9 4.47 46.5

6 торф 60 17 9 4.47 46.5

3 16 8 4.20 37.7

3 навоз 80 17.3 4.32 41.9

.1 торф 60 176 4.40 44 2

ЦеоЛИТ (Ы^^К-н) 3 - 13.2 3.30 8.1

3 навоз 80 1 1.1 3.52 15 7

3 т орф 60 14.2 3.55 16.4

2 13.0 3.25 6.5

2 навоз 80 14.2 3.55 16.4

2 торф 60 13.8 3.45 13.1

1 13.1 3.28 7.2

1 навоз 80 13.8 3.45 13.1

1 юрф 60 14 2 3.55 16.4

Из ириведеных данных можно заключить, что из-за слабокислой реакци исследуемых почв недобор урожая с 1 гектара составляет в среднем 1,25 т к.е./га или 40%.

Следовательно, в агроценозах с аналогичными почвами и погодными условиями, ведущим фактором повышения их продуктивности является известкование.

Отмечается тенденция снижения подвижных форм таких токсичных элементов, как свинец и кадмий, а так же биогенных элементов - меди и цинка, что, возможно, потребует в дальнейшем необходимость внесения названных микроудобрений.

Проведенные автором работы расчеты показали, что для сдвига рНс в выщелоченых черноземах на 0,1 единицу при использовании извести Локтевского завода норматив расхода СаСО;, равен 0,36 т/га. а дефеката - 0,24 т/га. Можно расчет дозы извести вести по величине Нг, взяв для мелиорации ее половинную долю, а для дефеката ввести поправный коэффициент 0,7.

5. Эффективность обработки семян и посевов сельскохозяйственных культур стимуляторам» роста и солями микроэлементов

Большую роль в продуктивности агроценеозов играют биологически активные вещества и микроэлементы, которые позволяют рационально использовать ресурсы почв - влагу, элементы пищи. Биологически активные вещества продуцируются микроорганизмами почвы и представлены аминокислотами почвы, ауксинами, гетероаук-спнами, гибберелинами, витаминами, гумусовыми кислотами и их солями.

При интенсивном земледелии, когда не возмещаются вещества, отчужденные с урожаем, не вносятся органические удобрения, снижаются запасы гумуса,численность микроорганизмов уменьшается нередко в 3 раза. В итоге в почве ослабляется стимулирующий эффект на растения.

Известно, что наиболее эффективно воздействие биологически активных веществ на растения на первых стадиях развития. И именно в этот срок еще не происходит интенсивного разложения растительных остатков в почве, за счет которых образуется значительная часть свободных аминокислот и не достигла максимума активность микроорганизмов, синтезирующих ауксины. В связи с этим молодые проростки будут ощущуать недостаток стимуляторов. По данным И.Л.Клевенской (1975) в почвах часто группы микроорганизмов, продуцирующих физиологически активные вещества, встречаются в небольшом количестве, поэтому использование препаратов из опреде-

ленных микроорганизмов или стимуляторов роста, улучшая биологическую активность почвы в ризосфере растений, повышают продуктивность агроценозов. К числу таких препаратов относятся рпзоплан, симбионт, агат, гумат натрия, биогумус и ряд других препаратов. При этом первые три препарата повышают устойчивость растений к различным грибковым заболеваниям и усиливают синтез ростовых веществ, аминокислот, рост корневой системы.

Велика роль гуминовых кислот и их препаратов, микроэлементов. Повышая интенсивность поглощения ультрафиолетовых лучей, они воздействуют на фотосинтез, процессы дыхания, обмена, стимулируют процесс корнеобразования и прирост колеоптиля у злаков, усиливают поглощение элементов питания, особенно фосфатов труднорастворимых форм.

Высокий процент зерновых в пашне способствует почвоутомлению и накоплению патогенной микрофлоры, снижающей величину и качество урожая. В этом случае приходят к помощи пестицидов. Но в условиях экологического неблагополучия необходим поиск безопасных препаратов (некоторые из них уже были названы). К ним еще можно отнести природный туф - цеолит, который обладает адсорбци-онно-пролонгирующими свойствами и способен адсорбировать влагу, различные токсиканты, элементы питания. Следовательно, обволакивая гонким слоем семена, он может защитить растения от патогенов, улучшить водный и пищевой режим.

Исследования в России по изучению эффективности предпосевной обработки семян, некорневых подкормок стимуляторами роста, пестицидами, микроудобрениями, цеолитом в агроценозах яровой пшеницы и овощных культур разобщены, а в условиях края весьма ограничены. Имеются материалы по эффективности микроудобрений, отдельные сведения по пестицидам, подкормке минеральными удобрениями. В связи с этим, результаты наших исследований являются новыми для Алтайского края и Западной Сибири.

Схемы опытов по предпосевной обработке семян яровой пшеницы. столовой свеклы включали использование цинка, меди, марганца. молибдена, кобальта, бора в зависимости от их содержания в почве.

На основании проведенных опытов с яровой пшеницей предпосевная обработка семян различными препаратами, включая пестициды. цеолит обеспечивает прирост урожая на 3 - 30% (табл. 4). При этом повышение продуктивности агроценеозов на 10 - 30'! о и получение высококачественного зерна обеспечивает обработка семян комплексом из гумата натрия и микроэлементов (цинка, меди, молибдена). экстрактами биогумуса.

Наибольший стабильный прирост урожайности получен при обработке семян смесыо из жидкого комплексного удобрения и пестицида. Среднее положение занимает опудривание семян цеолитом, ко-

торый благодаря своим свойствам улучшает влагообеспеченность растений и условия азотного, калийного питания и обеспеченность рядом микроэлементов.

Таблица 4

Прибавки ¡ерна яровом пшеницы от предпосевной обработки семян _различными препаратами (обобщение 5 опытов)_

Преперат Прибавки от препаратов

ц/га | в % от контроля

ЖКУ + пестицид 2.3-2.8 20 - 30

Цеолит 0.6 - 4.6 7.9 - 20

Гумат натрия 0,2-0.7 3-9.2

2п 0,3 4

Си 0,3 4

Экстракт биогумуса 1.7 - 2.3 7- 10

Гумат N8 + микроэлементы 2 18

Высокую эффективность от предпосевной обработки семян получили в опытах со столовой свеклой: прибавки урожая в зависимости от варианта составили 6,7 - 20,9 т/га корнеплодов. При этом происходило существенное увеличение сухого вещества, сахара и заметное снижение количества нитратов. Наибольшие прибавки обеспечивает предпосевная обработка семян цеолитом и цеолитом в комплексах с медью, цинком, молибденом (19 - 20,9 т/га). Один из опытов со столовой свеклой включал и фоны с внесением минеральных удобрений (Г^оР-иКзо и N|коР«оК5о). Его результаты показали, что проведение предпосевной обработки семян повышает использование питательных веществ почвы и удобрений, улучшает белковый и углеводный обмены, синтез витаминов. Установлено, что на неудобренном фоне предпосевная обработка семян обеспечивает прибавки в 3 - 7,6 т/га за счет рационального использования ресурсов почвы. На среднеудобренном фоне в результате предпосевной обработки семян эффективность удобрений увеличилась в 1,6 - 2,7 раза, а на высокоудобренном - по отдельным вариантам предпосевной обработки - в 2 раза.

В результате обработки семян значительно улучшилось качество корнеплодов столовой свеклы: увеличилось содержание сухого вещества, количество сахара, витамина С и снизился уровень нитратов. Следовательно, предпосевная обработка семян столовой свеклы, одной из основных овощных культур края - необходимый прием повышения урожайности и качества продукции. По простоте приготовления и стоимости заслуживают внимания биогумус и цеолит. Полученные результаты являются новыми для региона.

Путем проведения некорневых подкормок солями микроэлементов, азотными удобрениями и стимуляторами роста вегетирую-щих растений можно активизировать обмен веществ, процессы синтеза белков, углеводов, отток элементов питания из листьев в репродуктивные органы.

Установлена высокая эффективность подкормок яровой пшеницы в фазу цветения на выщелоченных черноземах колочной степи солями цинка, меди, молибдена и бора на неудобренном и низкоудоб-ренном фонах, в то время как по высокоудобренному фону она ниже. Наиболее значительным влиянием на урожайность зерна отличается молибден и медь (прибавки 0.21 - 0.26 т/га).

На выщелоченных черноземах предгорных равнин Салаира получена та же закономерность наибольшей эффективности подкормок на низкоудобренных фонах однако ведущим элементом оказался цинк.

В умеренно-засушливой степи обработка посевов яровой пшеницы в фазу трубкования гуматом натрия, молибденом и их смесыо на фоне PmiKôo (внесены до посева) и РмКзо (до посева) + Nu ( по всходам). 'Здесь получен наибольший прирост урожайности по фону полного удобрения от подкормки молибденом.

Подкормки яровой пшеницы в фазу "выход в трубку" баковыми смесями из гумата натрия и мочевины в зависимости от предшественника увеличивают урожайность на 0,13 - 0.19 т/га. а добавление цинка формирует прибавки еще выше - 0,21-0,28 т/га при урожайности на контроле 1.8 т/га.

Некорневые подкормки поздней капусты и столовй свеклы гуматом натрия, цинка и комплексами из гумата натрия и цинка на разных фонах удобрений показали большие преимущества их проведения под капусту на фоне РлоКбо, а под столовую свеклу на фоне N^oPooKm. Установлена четкая закономерность повышения сахара, сухого вещества. витамина С и снижения уровня нитратов в обеих культурах, что свидетельств)ет о влиянии гумата натрия п цинка на усвоение азота почвы капустой и улучшение в растениях белкового, углеводного обменов.

Выводы

1. Лимитирующими факторами повышения продуктивности большинства агроценозов предалтайской провинции является низкая обеспеченность растений доступным фосфором в критические фазы их развития, отчуждение кальция и подкисления почв, низкая биологическая активность почвы, обусловленная большим насыщением посевных ппощадей зерновыми и, в связи с недостатком микроэлементов, слабая ферментативная активность в растениях.

2. Обеспеченность почв исследованных агроценозов доступным фосфором во многом зависит от его валовых запасов, различных форм и от биологических особенностей растений.

Наибольшее количество валового фосфора, его органических и минеральных соединений содержится в гумусовом горизонте почв и зависит от содержания в них гумуса. Значительные колебания в содержании фосфора в нижних горизонтах почвы обусловлены разной

обогащенностью им почвообразующпх пород п механическим составом почвы.

3. Органический фосфор в пахотных горизонтах почв края составляет 27-66"» от его валовых запасов и представлен в основном группой неспецифических соединений. В составе специфической группы он связан преимущественно с гуминами и в меньшей степени с гумусовыми кислотами.

Установлены уровни содержания органического фосфора в зависимости от количества гумуса и физической глины. Наибольшее его содержание (>55 мг/100 г) возможно при содержании гумуса более 3"о и физической глины от 30 до 50%.

Высокое содержание органического фосфора в виде неспецифп-ческнх соединений служит источником пополнения запаса легкодоступных минеральных фосфатов в процессе их минерализации во всем корнеобитаемом слое.

4. В исследованных почвах определено разное соотношение Сор. : Рорг. которое определяет степень минерализации органического вещества. Узкое соотношение (19-24) характеризует быструю минерализацию и соответственно слабую устойчивость органических фосфатов. Такое соотношение присуще большинству пахотных почв.

5. Содержание фракций минерального фосфора различается по типам почв и имеет ряд особенностей rio зонам. В дерново-ПОДЗО.И1СТЫХ почвах преобладают фосфаты железа, в серых - лесных почвах — в равной степени фосфаты железа и кальция, в лугово-черноземных. всех подтипах черноземов, каштановых почвах преобладают фосфаты кальция. Рыхлосвязанные фосфаты кальция, легкодоступные растениям, обнаружены в небольших количествах.

6. Существенной особенностью минерального фосфора почвы является его неодинаковая подвижность, представляющая отношение суммы моно- и дикальций фосфатов к сумме фосфатов полуторных окислов. Чем выше подвижность, тем лучше фосфатный режим почвы и се способность удовлетворять потребности растений в фосфоре.

Наибольшей подвижностью фосфатов характеризуются почвы умеренно-засушливой колочной степи и сухой степи.

7. Фракционный состав фосфатов непостоянен во времени. Содержание доступных монокальций фосфатов по многолетним наблюдениям в пахотных почвах имеет минимум в начале вегетации, достигая максимума к середине и к концу лета.

Исходя из установленных особенностей динамики важным приемом улучшения фосфатного режима почв в критические периоды роста п развития яровой пшеницы является локальное прнпосевное пли допосевное внесение суперфосфата в дозах 10-30 кг/га д.в., в зависимости от типа почв и уровня планируемой урожайности.

В интенсивных севооборотах с учетом величины формируемой урожайности зерна яровой пшеницы и высоким выносом фосфора необходимо внесение повышенных доз суперфосфата 45-90 кг/га д.в.

8. В черноземах выщелоченных, присущая мм слабокислая реакция среды является лимитирующим фактором получения более высокой урожайности картофеля и кормовых культур в соответствии с уровнем их плодородия.

Внесение извести и дефеката на этих почвах в дозах, рассчитанных по величине Нг. ее полуторной и половинной части один раз в 4 года переводит слабокислые почвы в разряд нейтральных, повышая рНс с 5.3 до 6,2-6.6 единиц, количество обменного кальция на 2,5-6.4 мэкв/100 г и снижая гидролитическую кислотность на 1.14-2.47 мэкв/! 00 г.

9. Применение известьсодержащих веществ на черноземах увеличивает урожайность культур в 4-х мольном севообороте на 40°о, что характеризует уровень недобора урожайности на почвах, уже при слабокислой реакции.

Наибольший эффект от известкования происходит при внесении органических удобрений.

10. Под влиянием известкования урожайность клубней картофеля повысилась на 8,4-11 т/га при урожайности на контроле — 23.3 т/га, зеленой массы смеси кукурузы с подсолнечником п кукурузы на 2-ой и 3-ий год действия мелиорантов на 2.9-9,6 т/га. а на фоне органических удобрений — 8-19,4 т/га.

При известковании улучшается азотный, фосфорный и углеводный обмены, в результате чего в продукции увеличивается содержание сырого прспенна, сахара, крахмала, каротина, кальция, фосфора и снижается уровень минерального азота.

11. Проведение мелиорации известью Локгевского завода в дозах 3.6 и 9 т/га увеличивает продуктивность агроценоза в картофельном севообороте на 1.12-1.32 т/га к.е., а дефекатом в тех же дозах 1.151.5 т/га к.е. На фоне органических удобрений известь повышает продуктивность на 1.48 а дефекатдо 1,58 т/га к.с.

Внесение 3 т/га дефеката равноценно внесению 9 т/га извести.

12. Установлен норматив расхода извести Локтевского завода (0.36 г/га) м дефеката (0,24 т/га) для сдвига рНс в черноземах выщелоченных на 0.1 ед.. вместо 1.38 т/га. рекомендуемых для мелиорации черноземов Западно-Сибирского региона.

13. Для усиления интенсивности ростовых, физиологических и биохимических процессов в растении, поглощения элементов питания, в т.ч. кальция и фосфора, устойчивости растений к болезням предложен комплекс средств-стимуляторов, пестицидов, микроудобрений, который обеспечил повышение продуктивности агроценозов яровой пшеницы на 10-30"о.

14. Предпосевная обработка семян столовой свеклы цеолитом и цеолитом в комплексе с микроэлементами повышает урожайность корнеплодов на 6.7-20,9 т/га при существенном увеличении сухого вещества, сахара, витамина С и снижении количества нитратов, в результате усиления активности ферментов, азотного и углеводного обменов.

Высокий эффект предпосевная обработка семян столовой свеклы дает на фоне внесения средних доз минеральных удобрений: 6,911,9 т/га против 3,0-7,6 т/га от одной обработки комплексами из разных препаратов и микроэлементов.

15. На фоне низкой обеспеченности почв микроэлементами некорневые подкормки посевов яровой пшеницы в фазу цветения в условиях колочной степи обеспечивают прибавки зерна 0,21-0,26т/га от молибдена и меди, а в предгорной зоне — от цинка за счет лучшего использования ресурсов почвы и интенсивности обменных процессов в растениях.

Проведение некорневой подкормки яровой пшеницы смесыо гумата натрия и мочевины в условиях умеренно-засушливой степи в фазу выхода в трубку сопровождается приростом урожая в 0,19 т/га, а по пропашному, добавление в эту смесь цинка, повышает урожайность на 0,21-0,28 т/га.

16. Стимуляторы роста и микроудобрения повышают в 1,2-2,1 раза коэффициент использования питательных веществ удобрений.

Наибольший эффект некорневые подкормки смесью из гумата натрия и цинка дают: по столовой свекле на фоне Ь'поРооКьо. а по поздней капусте — на фоне РбоКбо. Урожайность по сравнению с контролем возрастает в 1,11 и 1,15 раз.

Увеличение урожайности сопровождается значительным повышением количества сухого вещества (на 3-15%), сахара (на 7-30%), витамина С (на 17%) и снижением нитратов (на 15-36%).

Предложения производству. Для рационального использования ресурсов плодородия пахотных почв и повышения продуктивности агроценозов рекомендуется:

— ежегодное локальное припосевное внесение суперфосфата или комплексных удобрений в дозах 10-30 кг/га Р2О5 в зависимости от зоны, обеспеченности доступным фосфором и планируемой урожайности:

— внесение основного фосфорного удобрения на почвах с невысокими ресурсами фосфора (<125 мг/100 г валового фосфора в дозах 45-90 кг/га один раз за ротацию севооборота. На почвах с большими запасами фосфора (>250 мг/100 г вал. фосфора) внесение суперфосфата можно исключить:

— для оптимизации фосфорного питания яровой пшеницы в критический период роста поддерживать рНи на уровне 6.6-7, содержание гумуса >4°о, концентрацию карбонатов кальция не >5%, повы-

шать интенсивность нитрификации и других биологических процессов:

— использование стимуляторов микроудобрении, цеолита для предпосевной обработки семян яровой пшеницы, столовой свеклы в соответствии с выводами, что повысит окупаемость затрат на внесение удобрений в 1.2-2 раза;

— проведение некорневых подкормок посевов яровой пшеницы. столовой свеклы, поздней капусты комплексами из стимуляторов роста и микроудобрений обеспечат производство зерна и овощей высокого качества;

— известкование черноземов со слабокислой реакцией среды (рН 5.3) путем внесения извести или дефеката в дозе 3 т/га, один раз за ротацию 4-х полыюго севооборота:

— использование норматива внесения мелиорантов для сдвига рН> н; 0.1 едениц: известь — 0,36, дефеката — 0,24 т/га:

— при разработке ПСД на известкование нормы внесения извести можно считать по формуле 0,5Нг. При использовании дефеката брать коэффициент 0,7.

Список литературы

llo теме диссертации опубликовано SO работ. Приводим часть работ этого списка ( 1 - работы, выполненные в соавторстве):

1. Валовой и органический фосфор в выщелоченных черноземах ко-

лочной степи Алтайского края // Сб. н.и. работ асп. и мол. ученых АСХИ. вып.2. - Барнаул, 1966. - С. 12-15.

2. Формы фосфатов в выщелоченных черноземах левобережья р.Оби

//Тез. докл. к науч. конф. агр. фак-та за 1967. - Барнаул. 1967. -С. 55-56.

3. К вопросу о фосфатном режиме выщелоченных черноземов в усло-

виях колочной степи и типичной лесостепи Алтайского края в связи с применением удобрений // Авт. канд. дисс. - Барнаул. 1969. - 21 с.

4. Определение связи между урожаем яровой пшеницы, кукурузы с

содержанием различных фосфатов в почве в основные периоды вегетации П Тр. Алтайского СХИ, вып.25. - Барнаул, 1971. - С. 11-16.

5. Влияние минеральных удобрений на состав фосфорных соединений

обыкновенных черноземов и урожай яровой пшеницы // Вопросы химизации сельского хозяйства Алтая. - Барнаул. 1975. - С. 82-84.

6. Фосфорное питание растений на обыкновенных черноземах пред-

горных равнин Алтая // Тезисы докл. науч. конф. преп. и сотр. АСХИ. - Барнаул. 1976. - С. 16-17.

7. О формах фосфорных соединении в каштановых почвах Кулундин-

ского рай-она // Тр. АСХИ, вып. 27. - Барнаул, 1977. - С. 30-37. 8 >. Эффективность минеральных удобрений в зернопропашном звене севооборота в условиях предгорий Алтая //'Гам же, с. 19-23.

9. Формы минеральных фосфатов в почвах с-за "Раздольный" Топчи-

хинского района Алтайского края // Тр. АСХИ, вып. 31. - Барнаул. 1978.-С. 46-53.

10. Минеральный фосфор и его формы в почвах Алтайского края //

Тр. АСХИ. вып. 33. -Барнаул, 1979. - С. 71-79.

11. Изучение эффективности фосфоритов сибирских месторождений

на каштановых почвах Алтайского края // Вопр. хим. с.-х. пр-ва Зап. Сиб.. ч. 1. - Барнаул, 1981. - С. 44-47.

12. Формы минерального фосфора в почвах Алтайского края // Там

же. с. 77-80.

13. Органический фосфор и его формы в темно-серой лесной почве и

черноземе оподзоленпом // Водно-нищ. режим почв и его регулирование при возделывании с.х. культур в Алт. крае. - Барнаул. 1981. - С. 62-68.

14. Формы фосфора в почвах Алтайского края // Сб. науч. тр. Изд-во

СО ВАСХНИЛ. - Новосибирск, 1983. - С. 21-32. 15 Эффективность основного и прнпосевного внесения суперфосфата на основных почвах Алтайского края //"Гам же, с. 81-89.

16. Особенности фракционного состава минерального фосфора в чер-

ноземных почвах // Земельные ресурсы Алт. края и вопросы пнт. их нспольз. Изд-во СО ВАСХНИЛ. - Новосибирск, 1983. -С. 30-36.

17. Формы фосфорных соединений в лугово-черноземных почвах под-

горных равнин Алтая // Тез. докл. к конф. - Барнаул. 1984. - С. 37-39.

IX. Сравнительная характеристика минеральных фосфатов в почвах Поспелпхннского и Шипуновского районов // Тез. докл. к кот)). -Рубцовск. 1984. -С. 77-79.

19. Особенности фосфорного питания растений на почвах Алтайского

края. // Факторы плодородия почв и их регулирование. - Новосибирск. 1985.-С. 61-70.

20. К вопросу о приемах регулирования фосфорного питания расте-

ний на основных пахотных почвах Алтайского края //Тез. докл. к конф. "Земельно-оценочные проблемы Сибири и Дальнего Востока"'. - Барнаул. 1986. - Ч. 2, с. 233-234.

21. Формы фосфора в темно-серых лесных почвах Алтайского края //

Рацион, нспольз. почв п почвенного покрова Зап. Спб., Изд-во ТГУ. - Томск, 1986. - С. 21-35.

22 >. Локализация удобрении - важный фактор интенсификации зем-

леделия // Гез. докл. к конф.. ч. 2. - Барнаул. 1987. - С. 6-Х.

23 Продуктивность яровой пшеницы на фоне комплексного исполь-

зования средств химизации // Гам же. с. 26-27. 24>. Локальное внесение минеральных удобрений //Ж-л "Земледелие".

N 8. 1988.-С. 28-29. 25 >. Локальное внесение минеральных удобрений в различных поч-венно-климатичееких зонах СССР при интенсивных технологиях возделывания сельскохозяйственных культур // Рекомендации. Москва. 1988. - 64с. 26. Эффективность комплекса средств химизации под яровую пшеницу по зерновому предшественнику // Сб. научн. тр. АСХИ "Эф. удобр. в сев-тах Алт. края". - Барнаул. 1988. - С. 111-117.

27 Рекомендации по применению удобрений под яровую пшеницу.

возделываемую по интенсивной технологии в Алтайском крае. -Барнаул. 1988. -40 с.

28 >. Пути увеличения производства зерна в Алтайском крае в услови-

ях комплексной химизации и охраны окружающей среды //Тез. докл. к науч.-практ. конф. - Барнаул, 1989. - С. 147-149.

29. Оптимизация применения удобрений и экологические аспекты земледелия края // Тез. докл. к Всесоюзн. науч.-практ. конф. -Барнаул, 1989. - С. 80-83. 30*». Эффективность комплекса средств химизации при возделывании

яровой пшеницы // Ж-л "Земледелие", N 5, 1989. - С. 31-32. ЗП. Методические рекомендации - руководство по применению удобрений в земледелии Алтайского края // Брошюра. - Барнаул, 1991.- 18с.

32*». Предпосевная комплексная обработка семян яровой пшеницы в условиях Алтайского края // Времен, рекомендац. - Барнаул. 1990,- 11 с.

33*». Применение цеолитов для предпосевной обработки семян // Инф.

листок ЦНТИ, N 104, 1992. - 5 с. 34"'. Использование осадков животноводческих стоков с-за "Прутской" в качестве субстрата при производстве биогумуса и его эффективность под овощные культуры в Алтайском крае // Матер, науч.-практ. конф. "Экологически безопасное использование сточных вод и животноводческих стоков в сельском хозяйстве". Тип. РАСХ. - Москва, 1995. - С. 89-98.

35. Эффективность известкования слабокислых черноземов // Тез.

докл. к конф. "Экологические проблемы сельского хозяйства на Алтае". - Барнаул, 1995. - С. 46-49.

36. Влияние биогумуса на урожай и качество овощных культур // Тез.

докл. IV межд. конгресса "Биоконверсия органических отходов и охрана окружающей среды". - Киев, 1996. - С. 139-141.