Географические и экологические особенности формирования плодородия и продуктивности биоценозов на черноземных почвах Саратовской области

Демакина, Ирина Игоревна

Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему
Географические и экологические особенности формирования плодородия и продуктивности биоценозов на черноземных почвах Саратовской области
ВАК РФ 03.02.13, Почвоведение

Автореферат диссертации по теме "Географические и экологические особенности формирования плодородия и продуктивности биоценозов на черноземных почвах Саратовской области"

На правах рукописи

ДЕМАКИНА ИРИНА ИГОРЕВНА

ГЕОГРАФИЧЕСКИЕ И ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ ФОРМИРОВАНИЯ ПЛОДОРОДИЯ И ПРОДУКТИВНОСТИ БИОЦЕНОЗОВ НА ЧЕРНОЗЕМНЫХ ПОЧВАХ САРАТОВСКОЙ ОБЛАСТИ

03.02.13 - почвоведение

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

1 я нпя 7010

Саратов -2010

004613134

Работа выполнена в государственном научном учреждении Научно-исследовательский институт сельского хозяйства Юго-Востока Российской академии сельскохозяйственных наук

Научный руководитель Доктор сельскохозяйственных

наук, профессор Медведев Иван Филиппович

Официальные оппоненты Доктор сельскохозяйственных

наук, профессор Чуб Мая Павловна

Кандидат сельскохозяйственных наук, доцент

Мохонько Юлия Михайловна

Ведущая организация - Федеральное государственное научное учреждение «Российский научно-исследовательский и проектно-технологический институт сорго и кукурузы».

Защита диссертации состоится « 2 » декабря 2010 г. в 12 час. 00 мин. на заседании диссертационного совета Д. 006.050.01. при государственном научном учреждении Научно-исследовательский институт сельского хозяйства Юго-Востока Российской академии сельскохозяйственных наук.

Адрес: 410010, г. Саратов, ул. Тулайкова, 7, зал заседаний.

С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке государственного научного учреждения Научно-исследовательского института сельского хозяйства Юго-Востока Российской академии сельскохозяйственных наук.

Автореферат разослан « / » ноября 2010 г.

Ученый секретарь диссертационного совета,

кандидат биологических наук Ю.Е. Сибикесва

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Распашка почвы является одним из наиболее существенных факторов деградации степных экосистем. В результате снижения количества растительных остатков ослабевает процесс гумусообра-зования, что, в свою очередь, ведет к изменению их основных режимов и усилению интенсивности деградационных процессов (Брехова, Щеглов, 2003, Медведев, 2007).

Создание устойчивых сельскохозяйственных ландшафтов требует соблюдения целого ряда ландшафтно-экологических принципов и правил. Наиболее общий принцип ландшафтного проектирования (необходимое разнообразие природно-хозяйственных геосистем) повторяет общий системный закон необходимого разнообразия и перекликается с законом биологического разнообразия. В.В. Докучаев, закладывая основы учения о культурных сельскохозяйственных ландшафтах, настаивал на необходимости соблюдения «норм, определяющих относительные площади пашни, лугов, леса и вод», которые, «конечно должны быть соображены с местными климатическими, грунтовыми и почвенными условиями, а равно и с характером господствующей сельскохозяйственной культуры».

Упрощение структуры ландшафта в процессе сельскохозяйственного освоения нередко влечет дестабилизацию под воздействием ускоренной эрозии и деградации почвенно-растительной системы. Разнообразие элементов ландшафта важное условие устойчивости геосистемы, которое должно учитываться при создании культурного ландшафта (Николаев, 1990; Жученко, 2000).

Постоянный экологический контроль почвенных ресурсов в условиях глобального изменения климата позволяет своевременно выявлять возникшие изменения, проводить прогнозную оценку и на этой основе разрабатывать соответствующие рекомендации с целью предупреждения и локализации проявления негативных процессов.

Цель исследований - в условиях глобального изменения климата выявить влияние географического фактора и различного сельскохозяйственного использования пашни на дифференциацию элементов почвенного плодородия, продуктивность и качество агробиоценозов по элементарным почвенным ареалам (ЭПА) черноземной степи Саратовской области

Задачи исследований:

1. Установить географическую изменчивость элементов плодородия основных элементарных почвенных ареалов (ЭПА);

2. Выявить географические особенности формирования продуктивности и качества фитоценозов на различных сельскохозяйственных фонах по локальным блокам мониторинга;

3. Установить связь отдельных природных факторов с количеством и качеством органических остатков;

4. Определить уровень влияния минеральных удобрений на продуктивность и качество органических остатков фитоценозов при различном сельскохозяйственном использовании пашни;

5. Установить закономерность географического изменения энергопотенциала почвы и экономическую эффективность приемов повышения продуктивности и качества растительного покрова.

Научная новизна

-выявлены географические и сельскохозяйственные закономерности формирования плодородия различных ареалов (ЭПА) черноземных почв;

-определена роль географического фактора в формировании продуктивности и качества различных агробиоценозов;

-рассчитан энергопотенциал основных подтипов черноземов в условиях различного сельскохозяйственного использования пашни, предложены приемы оптимизации почвенных условий для повышения уровня продуктивности и качества различных агробиоценозов.

Практическая значимость работы определяется результатами современного состояния плодородия почв и сопряженного уровня продуктивности и качества, различных ценозов на уровне элементарных почвенных структур (ЭПС) и ЭПА черноземных почв Саратовского Правобережья.

Результаты проеденных исследований послужат информационной базой для проведения экологически обоснованной организации территории в агроландшафтах и формирования систем земледелия нового поколения.

Предложенные приемы оптимизации продуктивности агробиоценозов на различных сельскохозяйственных фонах, обеспечивают повышение продуктивности зернопарового звена севооборота с 1,3 до 1,7 т з.ед /га и урожайности сенокосов с 0,6-1,0 до 1,0-2,5 т з.ед /га.

Личный вклад автора. В основе диссертации лежат собственные исследования автора, проведённые в 2006-2009 гг., являющиеся составной частью разделов тематического плана исследований лаборатории агро-ландшафтов и защиты от эрозии почв ГНУ НИИСХ Юго-Востока на 20052010 гг., по проблеме 04.06.01 «Разработать прецизионные адаптивные технологии интенсификации биологических процессов на основе насыщения пахотного слоя почвы органическим веществом агроценоза при повышении средообразующей роли зерновых колосовых, зернобобовых, многолетних трав и травосмесей». Всем сотрудникам отдела защиты почв от эрозии, лаборатории массовых анализов, принимавших активное участие, в подготовке диссертационной работы выражаю свою благодарность.

Положения, выносимые па защнту:

1. Географическая закономерность формирования почвенного плодородия по элементарным почвенным ареалам черноземных почв;

2. Закономерность изменения продуктивности и качества фитобио-ценозов при различном сельскохозяйственном использовании пашни;

3. Роль минеральных удобрений в повышении продуктивности и качества различных фитобиоценозов;

4. Энергетические и экономические показатели функционирования агробиоценозов в различных экологических условиях и целесообразность их интенсификации.

Апробация работы: основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на международных научно-практических конференциях "Агрохимия и экология: история и современность" (Н. Новгород, 2008 г.), на Всероссийской научно-практической конференции молодых ученых «Повышение эффективности растениеводства и животноводства - путь к рентабельному производству» (Казань, 2008), на научно-практических конференциях профессорско-преподавательского состава и аспирантов ФГО ВПО СГАУ им. Н.И. Вавилова (Саратов, 2007,2008, 2009 гг.), на международных научных конференциях «Вавиловские чте-ния»(2007,2008,2009 гг.), научно-практической конференции. ГНУ НИИСХ Юп>-Востока РАСХН «Зональные особенности научного обеспечения сельскохозяйственного производства Юго-Востока России» (Саратов, 2009 г., 2010 г.), Всероссийской научно-практической конференции молодых ученых и специалистов «Молодые ученые агропромышленному комплексу Поволжья» (Саратов, 2010 г.).

Реализация результатов исследований. Результаты проведенных исследований апробированы в «Экспериментальном хозяйстве» ГНУ НИИСХ Юго-Востока, Аркадакской ГСХОС, ИП «Спиридонов» Базарно-Карабулакского района, ООО «Лидер» Хвалынского района Саратовской области.

Публикации. По теме диссертация опубликовано 13 научных работ, в том числе 3 - в реферируемых журналах по списку ВАК.

Объем и структура работы. Диссертация изложена на 175 страницах компьютерного текста, состоит из введения, 7 глав, выводов и предложений производству, включает 29 таблиц, 17 рисунков, 1 схему, имеет 25 приложений. В список литературы входят 162 источников, в том числе 11-зарубежных авторов.

ОБЪЕКТЫ И МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЙ

Черноземная зона Саратовской области имеет разнообразное ландшафтное строение. В пределах области выделяются две «азональные»

ландшафтные провинции — это Окско-Донская равнина и Приволжская возвышенность, которые имеют заметные различия по почвообразующим породам и геоморфологическому строению территории.

С учетом ландшафта, геоморфологических особенностей в черноземной зоне из общей схемы развернутого и функционирующего почвен-но-экологического мониторинга на территории Саратовской области для проведения исследований были взяты 5 локальных блоков.

Три локальных блока (№1-2-4) характеризуют наиболее плодородные почвы области - черноземы обыкновенные, блок №3 - чернозем выщелоченный и блок №5 - чернозем южный. Локальный блок №1 характеризует Окско-Донскую равнину, №2 находится на межландшафтной территории Окско-Донской и Приволжской возвышенности, блоки №3-4-5 -на Приволжской возвышенности.

Территориально локальные блоки почвенного мониторинга размещаются на Аркадакской ГСХОС (блок №1), в ГУОПП «Елизаветинское» (блок №2), в ИП «Спиридонов» Базарно-Карабулакского района (блок №3), в ООО «Лидер» Хвалынского района (блок №4) и в «Экспериментальном хозяйстве» ГНУ НИИСХ Юго-Востока (блок №5).

Географическая привязка на местности тестовых полигонов и точек отбора, почвенных и растительных образцов проводилась с помощью метода ГИС-технологий.

В опыте велись наблюдения и исследования за процессами изменения: ботанического состава растительного покрова, содержанием и запасами гумуса в почвах, агрохимических параметров, продуктивностью и качеством фитоценозов на трех сельскохозяйственных фонах - целина, залежь 10-12 лет, пашня под зернопаровым звеном 6-польного севооборота.

Для решения задач, связанных с ремутацией естественного растительного покрова при переводе пашни в залежное состояния был тестовый микроделяночный опыт.

Закладка опытов на залежи и целине проводилась по методике Б.А. Доспехова (1985) в 6-кратной повторности, с рендомизированным расположением вариантов, общая площадь делянки - 20 м2, учетная площадь -10 м2.Для исследования были выбраны разные по длительности во времени залежные участки (10-30 лет), которые сравнивались с целиной и пашней.

В целях интенсификации процессов почвообразования на фоне целины, залежных участков и пашни вносились две дозы аммиачной селитры N30 и N60- Азотные удобрения вносились весной, при подкормке озимых и сенокосов, а под яровые - под предпосевную культивацию.

Исследования проводились в соответствии с методическими рекомендациями НИИСХ Юго-Востока, ВНИИЗ и ЗПЭ, ВИУА, Гидрометеослужбы, почвенного института им. В.В. Докучаева, а также с учетом методических разработок Б.А. Доспехова, Е.А. Дмитриева.

В опытах велись следующие наблюдения и исследования: -определение показателей плодородия: гумус - методом Тюрина в модификации ЦИНАО ГОСТ 26213-84, нитратный азот (N-N03) - методом фотоколориметрированием; аммиачный азот (N-NH4) - в почвенной вытяжке с реактивом Несслера; подвижные формы фосфора - по методу Ма-чигина в модификации ЦИНАО ГОСТ26205-84; обменный калий - по методу Масловой в углекислоаммонийной вытяжке на пламенном фотометре; рН солевой вытяжки определялся в модификации ЦИНАО по ГОСТ 2648385; обменный Са2+ и обменный Mg2+ в почвенных образцах определялся комплексонометрическим методом в модификации ЦИНАО по ГОСТ 26487-85;

-химический состав сена определялся по методике ЦИНАО, клетчатка определялась методом Кюршера и Ганека (ВИЖ, 1970), сырой жир -экстрагированием этиловым эфиром;

-продуктивность трав определялась методом учетных площадок. Величина урожая приводится к стандартной влажности. В сухом сене определяли зоотехнические показатели, а также основные питательные элементы согласно приведенного перечня;

-определение экономической и энергетической эффективности технологий возделывания культур выполнялось по временной методике ВАСХНИЛ и Россельхозакадемии и методике ВНИИЗ и ЗПЭ и УкрНИИЗ ПЭ;

-математическую обработку экспериментальных данныхjipo водил и методами корреляционного и дисперсионного анализа по Е.А. Дмитриеву (1972) и Б.А. Доспехову (1985) и компьютерных программ Word и Excel.

УСЛОВИЯ ПРОВЕДЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ

В рамках черноземной зоны Правобережья Саратовской области относительная площадь в общей структуре следующая: черноземы обыкновенные- 47,8%, черноземы южные - 31,7%, черноземы выщелоченные -9,2% и прочих-11,3%.

Взятые для исследования ландшафтные провинции и районы отличаются по набору почвообразующих пород, геоморфологическим условиям, уровню расчлененности территории, количеству выпадающих атмосферных осадков и частоте проявления засух.

Годы исследований (2006-2009 гг.) характеризовались достаточно высоким уровнем влагообеспеченности почв на протяжении всего периода вегетации естественных и культурных ценозов, запас продуктивной влаги в зонах размещения локальных блоков мониторинга был в среднем на 22,7% выше среднемноголетних показателей.

Потенциальное плодородие элементарных почвенных ареалов

Важнейшим фактором, определяющим физико-химические свойства и потенциальное плодородие почв, является их минералогический состав, особенно высокодисперсной (илистой и коллоидной) фракции. Огромное значение приобретает минералогический состав в решении вопросов генезиса почв, так как преобладание тех или иных минералов указывает на условия почвообразования, историю и современное направление почвообразовательного процесса (Зырин, 1964).

Сравнительный анализ почв черноземов обыкновенных, сформированных в различных экологических условиях выявил определенную закономерность изменения почвенно-поглощающего комплекса (ППК).

Наиболее низкие запасы кальция отмечаются в ППК на черноземах Аркадакской ГСХОС (блок №1), а высокие на севере Приволжской возвышенности (ООО «Лидер» Хвалынского района, блок №4). В среднем по 2 почвенным профилям целинного и распаханного ценозов содержание кальция в черноземе обыкновенном (блок №4) в 1,7 раза превышало значение этого показателя в почве блока №1. Чернозем обыкновенный блока №2 (ГУОПП «Елизаветинское») по уровню запасов кальция был ближе к аналогичным почвам блока №1.

По содержанию магния почвы блока №1 были богаче на 11,5 и 23,1%, чем аналогичные почвенные ареалы блока №2 и блок №4, по содержанию натрия - максимум его определялся в почве Аркадакской ГСХОС и минимум в почве ГУОПП «Елизаветинское». Почвы ООО «Лидер» по этому показателю занимают промежуточное положение между выше анализируемыми разностями почв.

ППК чернозема южного по содержанию катионов занимает промежуточное положение между ЭПА чернозема обыкновенного. Почвенный профиль чернозема выщелоченного промыт и содержание в нем катионов кальция, магния и натрия, по сравнению с остальными исследуемыми почвами, в 1,2 раза ниже.

Сельскохозяйственное использование почвы, вынос элементов ППК с урожаем, активность эрозионных процессов привели к снижению катионов на пашне. В среднем по всем почвенным подтипам и разновидностям почвенные профили на пашне, по сравнению с целинными аналогами, потеряли натрия 51,0%, магния 19,3% и кальция 11,0%.

Различное сельскохозяйственное использование почвы не оказало заметного влияния на содержание в верхних горизонтах натрия. На целине, в среднем по всем профилям почвы, в материнской породе его содержалось в 2,2 раза выше, чем в верхних Ао +Aj. На пашне различия в содержании натрия между ППК в Ащх и материнской породе были несущественными.

Установлены корреляционные связи между содержанием катионов в верхних горизонтах почвенных профилей и материнской породы. Для катионов кальция вычислен самый высокий уровень связи (г=0,83), для магния - средний (г=0,53) и наиболее низкий был получен для натрия (г=0,34).

Одной из основных причин широкого колебания поглощенных оснований в верхних горизонтах почвенного профиля является трансформация в течение длительного времени видового состава растительного покрова и активизации при этом процессов биологического, химического и физического выветривания, а также уровень сельскохозяйственного использования почвы (табл. 1).

Таблица 1

Реакция почвенной среды под сельскохозяйственными фонами

С.-х. фоны Обозначение горизонтов Реакция почвенной среды (рН)

Элементарные почвенные а реалы (ЭПА)

блок№1 блок №2 блок №4 блок №3 блок №5

Целина Гумусовый СЛОЙ 7,5 5,3 7,1 5,7 6,3

Материнская порода 8,8 7.2 7,6 6,0 7.8

Залежь Гумусовый слой 7,9 5,1 7,2 5,3 6,0

Материнская порода 8,1 7,2 7,6 5,5 6,5

Пашня Гумусовый слой 6,9 5,2 7,3 4,1 6,9

Материнская порода 8,5 7,2 7,6 5,8 . 7,4

Важное значение в формировании ГОЖ имеет реакция почвенного раствора. Анализ полученных данных показал, что основным фактором формирования реакции почвенного раствора в гумусовом слое черноземных почв является материнская порода (г=0,80), а также изменение водного режима почв в условиях глобального изменения климата и интенсивного сельскохозяйственного использования почвенного покрова.

В среднем по всем почвенным профилям показатель реакции почвенного раствора гумусовых горизонтов был на 12,8% ниже, чем в материнской породе.

Выявлена географическая закономерность изменения в широтном направлении мощности и запасов гумуса в почве.

Наиболее динамичными показателями почвенного профиля при изменении способа использования пашни или смены растительной формации являются мощность гумусного слоя и глубина проникновения гумусовых веществ в нем. Анализ строения почвенных профилей, заложенных на различных сельскохозяйственных фонах и в различных эколого-ландшафтных

условиях, выявил заметные различия, как по мощности, так и по запасам органического вещества в этом слое.

Основная причина уменьшения мощности гумусового слоя - это снижение выпадающих атмосферных осадков и повышение количества проявляемых засух в вегетационный период развития растений.

Исследования показали, что наиболее мощный гумусовый слой почвы сформировался на обыкновенных черноземах Аркадакской ГСХОС. В среднем по трем сельскохозяйственным фонам (целина, залежь, пашня) мощность его составила 76 см.

По мере движения в широтном направлении мощность гумусового слоя чернозема обыкновенного закономерно уменьшается. Так на черноземе обыкновенном межландшафтной территории (блок №2) мощность его по сравнению с аналогичными подтипами, сформированными в различных экологических условиях (блок №1 и №4) уменьшился соответственного на 15,8% и почти в 2 раза.

На выщелоченных черноземах (блок №3) мощность гумусового слоя была на 17,1% ниже, чем у обыкновенного чернозема блока №1 и на 15,9% выше, чем в ГУОПП «Елизаветинское;) (блок №2). По мощности гумусового слоя чернозем южный уступал всем исследуемым почвам, за исключением чернозема обыкновенного на коренных породах (блок №4).

Особенности размещения растительных остатков на различных сельскохозяйственных фонах по профилю почвы, механические обработки почвы оказывают определенное влияние на формирование мощности гумусового слоя почвы.

Анализ пяти профилей различных почв показал, что на распаханной почве (залежь, пашня полевого севооборота) мощность гумусового слоя была на 12,3% выше, чем на целинном аналоге. Причем на пашне растянутость гумусового профиля была на 22,1%, а на залежах на 11,7% выше, чем под целинным фитоценозом. Глобальное изменение климата, отсутствие в последние 25-30 лет интенсивного стока талых вод привели к усилению процессов миграции гумусовых веществ по профилю почвы. Наиболее активно эти процессы проявляются на интенсивно используемой пашне полевого севооборота. Ежегодные механические обработки пашни, независимо от эколого-ландшафтных условий формирования черноземных почв, способствуют увеличению подвижности органического вещества почвы и миграции его в нижележащие почвенные горизонты.

В соответствии с мощностью гумусового слоя сформировался запас гумуса в почвенном профиле.

Запасы гумуса являются основным источником потенциального плодородия, которое быстро падает в условиях глобального изменения климата и экстенсивного ведения сельского хозяйства.

Максимальным он был на черноземе обыкновенном Окско-Донской равнины (блок №1), минимальным - на черноземе южном Приволжской возвышенности (блок №5).

Таким образом, сравнительный анализ гумусовых слоев различных подтипов почв показал, что мощность гумусового слоя почвенного профиля черноземных почв определяется, прежде всего, эколого-ландшафтными условиями и очень тесно увязывается, прежде всего, с количеством выпадающих атмосферных осадков (г=0,89) (рис. 1).

113 4 5

локальные блоки мониторинга

■Полиномиальная (цеташа)

Полиномиальная {залежь)

Патшомаалъчая шаишя>

Полиномиальная

(атмосферные

осадки)

Рис. 1. Взаимосвязь атмосферных осадков и изменения запасов гумуса гумусового слоя элементарных почвенных ареалов

Различное сельскохозяйственное использование пашни оказало неоднозначное влияние на запасы гумуса в почве. В среднем по 5 блокам почвенного мониторинга профильные запасы под залежами составили 311 т/га, или на 10,1 ниже, чем под целинным ценозом, и на 6,1% меньше, чем под полевым севооборотом. По запасам гумуса почвенные профили полевых севооборотов были близки к профильным запасам залежных участков.

Трендовые показатели запасов гумуса под различными сельскохозяйственными фонами повторяют закономерность широтного снижения, только на более низком уровне, чем под целинными фитоценозами.

Особенности формирования элементов эффективного плодородия под влиянием природных и антропогенных факторов

В условиях черноземной степи Поволжья важнейшими факторами формирования продуктивности агробиоценозов являются погодные условия, которые обеспечивают необходимую для формирования растений температуру, увлажненность почвы и, как следствие, доступность для них

элементов минерального питания (Чуб 1986; Синицына, 1999; Сатаров 1999; Пронько, 2003; Медведев, 2004).

В питании растений большую роль играют подвижные формы азота. Основными условиями их образования являются запасы гумуса, физические и водно-физические свойства почвы, а также активность микробиологических и биосферных процессов.

Почвенные образцы для анализа отбирались в июне месяце, в период максимальной микробиологической активности почвы, по всем изучаемым локальным блокам почвенного мониторинга на целине, 10-12 -летней залежи и пашне полевого севооборота. Анализ аммиачной и нитратной форм образцов проводился в сухих образцах, отобранных из горизонтов гумусового слоя почвенных профилей.

Максимальное количество минерального азота в пахотном слое накапливают черноземы обыкновенные (блок №4) и выщелоченные (блок №3), а минимальное - черноземы обыкновенные (блок №2) и южные (блок №5).

Географический фактор и способ использования пашни оказали заметное влияние на отношения между восстановленной и окисленной формами минерального азота. При движении с запада на восток эти отношения становятся уже, а при переходе от интенсивно используемой пашни к целине они становятся шире.

Преобладание восстановленной формы в структуре минерального азота может свидетельствовать о низком качестве гумуса и, как следствие, недостаточной степени агрегарованности и относительно высокой плотности сложения почвы, что, в свою очередь, приводит к снижению воздухопроницаемости и водоудержанию.

Проведенный анализ содержания доступного фосфора по элементарным почвенным ареалам не выявил определенной географической закономерности количественного изменения содержания доступного фосфора в почве. В среднем содержание доступного фосфора по элементарным почвенным ареалам составляло от 15 до 20 мг/100 г почвы.

Обеспеченность гумусного слоя почвенных профилей подвижным фосфором независимо от места размещения тестовых полигонов по локальным блокам мониторинга имеет закономерность снижения в ряду целина - залежь - пашня.

Содержание общего калия в почве всех исследуемых вариантов довольно высокое и колеблется в незначительных пределах.

Исследования показали, что почвы элементарных почвенных ареалов черноземной степи содержат, в среднем по гумусовому слою, от 204

мг/кг до 348 мг/кг подвижного калия. На фоне повышенного содержания в черноземных почвах валовых форм калия, колебания подвижного калия по элементарным почвенным ареалам черноземной степи составляет от 0,1 до 0,4%.

Отмечаются определенные особенности профильного распределения подвижного калия. Наиболее резкое снижение вниз по профилю отмечено в почве целинных участков и залежи, то есть на объектах с невысокой степенью использования почв.

В то же время, в почве пашни профильное распределение по горизонтам подвижного калия менее выражено, чем на естественных фонах. Это, по нашему мнению, говорит о более высокой интенсивности химических, биологических и других процессов трансформации валовых соединений калия.

Уровень содержания доступного калия в почвах всех изучаемых элементарных почвенных ареалов находится на высоком уровне. При этом, способ использования почвы в сельском хозяйстве слабо отразился на содержании обменного калия. По-видимому, достаточно низкий уровень продуктивности сельскохозяйственного производства на современном этапе не способствует активному выносу этого элемента из почвы.

Агроэкологические особенности формирования

продуктивности и качества растительности агробиоценозов

Концепция экологического каркаса нацелена на повышение устойчивости агроландшафта к негативным антропогенным и природным воздействиям. Основным правилом при сельскохозяйственном освоении новых земель, или оптимизации уже давно функционирующих, должно быть неукоснительное сбережение и поддержание в хорошем состоянии естественных элементов пространственно-временной экологической инфраструктуры.

Растительность, являясь первичным звеном биологического круговорота зольных веществ, снабжая почву органическими остатками, является одним из основных факторов почвообразования, который в наибольшей степени подвержен изменениям под воздействием природных антропогенных факторов (Кононова, Александрова, Орлов, Туев ,1984).

В растительном покрове целинных участков преобладают ценные для формирования гумуса растения злаковых и бобовых семейств, содержащих повышенное количество азота и углерода.

Наиболее важными составляющими экологических условий являются: количество выпадающих атмосферных осадков, уровень потенциального и эффективного плодородия почв, которые, в комплексе, оказывают ре-

тающее влияние на процесс формирования продуктивности различных ценозов и их качество (Володин, 1991; 2001; Туев, 1989).

В условиях высокой дифференциации природных условий на территории Саратовской области географический аспект формирования биопродуктивности различных ценозов носит определяющий характер. При движении с запада на восток, по мере снижения биоклиматического потенциала, наблюдается падение биопродуктивности ценозов на всех анализируемых элементарных почвенных ареалах (ЭПА), независимо от уровня сельскохозяйственного использования пашни (табл. 2).

Таблица 2

Биопродуктивность различных ценозов по локальным блокам _почвенного мониторинга___

№ Количество Биопродуктивность агробиоценозов,

локального атмосферных т з.ед /га

блока осадков, мм Целина Залежь Паши" В ср. по

блокам

1 476 2,0 1,0 2,24 1,7

2 485 1,5 0,9 1,75 1,4

3 505 2,2 1,8 2,15 2,0

4 498 1,0 1,05 1,47 1,2

5 451 1,8 1,5 1,41 1,6

В среднем 483 1,7 1,25 1,80 1,6

Ккорр. с атм. осадками 0,48 0,75 0,39

Ккорр. с запасами гумуса 0,67 0,19 0,95

Математический анализ данных по продуктивности

Фактор НСР05*„ ^тегю.

А (атмосф.осадки) 0,048 2,7 898,961*

Б (ценоз) 0,028 3,3 758,597*

* - достоверны на 5% уровне значимости

#- продуктивность в среднем за зернопаровое звено (пар-озимая-яровая пшеница), т з.ед /га.

Определен уровень зависимости биопродуктивности ценозов, полученной на различных земельных угодьях. Наиболее тесная корреляционная связь биопродуктивности с атмосферными осадками выявлена для залежи (г=0,75), средняя - для целины и пашни (г=0,39-0,48).

Биоклиматические особенности регулируют структуру растительного покрова естественных и залежных ценозов. По мере продвижения на восток в структурном растительном составе целинных ценозов содержание сложноцветных и бобовых культур в проективном покрытии уменьшается, а доля злаковых увеличивается.

Перевод пашни в залежное состояние и длительность нахождения ее без механических обработок отразилась на уровне продуктивности формирующихся ценозов. Максимальный сбор сухой органической массы на неудобренном варианте (1,0 т/га зерновых единиц) был получен на 10-летней залежи. На 30 летней залежи продуктивность снизилась на 10%. Этот процесс тесно увязывается со структурной перестройкой растительного покрова на залежных участках, исчезновением, прежде всего, сорняков и преобладанием в этот период в растительном покрове злаковых и бобовых семейств. Травы очень отзывчивы на минеральные удобрения.

Азотные удобрения способствовали увеличению продуктивности ценозов на всех испытуемых сельскохозяйственных фонах.

По сравнению с неудобренным вариантом внесение N30 позволило увеличить урожай целинного ценоза на 78%, 30-летней залежи - на 70%, 10-летней залежи - на 65%. На пашне уровень продуктивности первого звена полевого севооборота (пар, озимая, яровая пшеница), при внесении N30, составил 23,1%.

Двойная доза азотного удобрения (N60), в среднем по всем сельскохозяйственным фонам, способствовала росту продуктивности агробиоце-нозов на 25,2% .Наиболее эффективно двойная доза работала на 10 летней залежи. Прибавка продуктивности от двойной дозы, по сравнению с одинарной, составила 51,5%, тогда как на 30 летней залежи - 17,6%. Самая низкая эффективность двойной дозы азота (6,2%) отмечена на интенсивно используемой пашне. В среднем по двум дозам азотных удобрений максимальная продуктивность, по сравнению с контролем, отмечалась на залежных участках, минимальная - на целине. Пашня по продуктивности удобренных вариантов занимает промежуточное положение.

Проведенный анализ содержания в гумусовом профиле корневых и растительных остатков показал, что их содержание находится в сопряженном отношении с урожайностью агробиоценозов (табл. 3).

В условиях чернозема обыкновенного, в среднем по исследуемым способам сельскохозяйственного использования почвы, эти отношения находятся примерно на одном уровне (2,0). Выравненность показателя отношения между подземной и надземной органической массой, несмотря на различия ландшафтных условий в пределах одного подтипа чернозема, указывает на близость потаенно-экологических условий произрастания растений. Однако по мере усиления уровня засушливости климата эти отношения становятся шире.

Так на черноземе южном показатель отношения массы корней к урожайности ценозов, по сравнению с этим же показателем на черноземе обыкновенном, становится на 20 % шире. Таким образом, в более засушливых условиях недобор продуктивности растений компенсируются увеличением количества корневой массы.

Большое влияние на формирование биоценоза оказали способы сельскохозяйственного использования почвы. Беспрерывное функционирование лугового ценоза, по сравнению с другими агроценозами, способствовало более интенсивному накоплению корневых остатков. Поэтому здесь наблюдаются наиболее широкие отношения между подземной и надземной частями биоценоза. Относительно более низкий показатель отношения отмечался на залежах. На молодых залежах основа растительного покрова - многолетние корнеотпрысковые сорняки, имеющие стержневую корневую систему, большая часть которой выходит за пределы гумусового горизонта. Поэтому, по сравнению с целинным ценозом, отношение между подземной и надземной частями биоценоза было уже в 2,5 раза.

Таблица 3

Отношения массы растительных остатков в гумусовом слое почвенного профиля к урожайности фитоценозов по локальным блокам мониторинга

Локальные блоки мониторинга Отношение массы корней к урожайности ценозов

целина залежь пашня В сред, по с.-х. фонам

№ Хозяйство

1 Аркадакская ГСХОС 3,0 1.5 1.4 2,0

2 ГУОПП «Елизаветинское» 3,3 1,2 1,5 2,0

3 ИП «Спиридонов» 2,9 1,2 1,6 1,9

4 ООО «Лидер» 3,5 1,0 1,8 2,1

5 «Экспериментальное хозяйство» ГНУ НИИСХ Юго-Востока 4,0 1,4 1,7 2,4

В среднем 3,3 и 1,8

■НСРм 0,3 0,15 0,3

На пашне показатель отношения между подземной и надземной частями биоценоза был на 15,1% уже, чем на целине, и шире на 38,5%, чем на залежи.

В географическом аспекте по элементарным почвенным ареалам (ЭПА) чернозема обыкновенного наиболее узкие отношения на целине и пашне отмечаются в условиях Окско-Донской равнины, а на залежах - в условиях севера Приволжской возвышенности (ООО «Лидер»),

Экологические особенности чернозема выщелоченного способствовали более интенсивному формированию продуктивности культур. Однако здесь сформировались более узкие отношения мевду надземной и подземной частями биоценоза.

О питательной ценности поступающих в почву растительных остатков можно приближенно судить по химическому и зоотехническому со-

ставах растений, причем решающее значение имеет содержание в растениях органического азота (протеин) и клетчатки, в состав которой входит, наряду с другими элементами, углерод (табл. 4, рис. 2).

Таблица 4

Вынос и отношения С:Ы в сене целинных ценозов на тестовых полигонах различных блоков мониторинга

№ локального блока Вынос органическими остатками

углерода азота Отношения

% ц/га % ц/га протеина, %

1 42,1 16,8 1,42 0,57 8,1 29,6

2 39,8 11,9 1,50 0,45 8.5 26,5

3 51,6 10,3 1,88 0,38 10,7 40,5

4 50,2 13,5 1,24 0,33 7,1 27,4

5 48,1 8,6 1,30 0,23 7,4 37,0

В сред. 46,4 12,2 \Л1 0.392 _, 8,36 32,2

Ккорр. запасов гумуса с С:Ы -0,78

Ккорр. с атмосферными осадками 0,28

Обычно, если корм не содержит вредных веществ, его ценность возрастает с увеличением (до определенных пределов) содержания в нем протеина и уменьшения клетчатки.

Углерод - один из базовых показателей состояния растительной массы. Его содержание в растениях определяется, прежде всего, экологическими условиями места их произрастания. Поступление его в почву способствует образованию гумуса в почве.

Географический фактор размещения элементарных почвенных ареалов на черноземных почвах и сельскохозяйственное использование пашни внесли определенные коррективы в дифференциацию содержания углерода в растительной массе фитоценозов.

На целинных участках, по мере усиления засушливости климата и соответственного падения уровня урожайности сена, относительное содержание углерода в органической массе увеличивается. Немаловажную роль в закономерности изменения содержания углерода по элементарным почвенным ареалам также играет ботанический состав целинных фитоценозов.

Максимальный вынос углерода получен на черноземных почвах Ок-ско-Донской равнины (блок №1). По мере перехода с запада на восток этот показатель падает. Так, если вынос углерода на блоке №1 составил 16,8 ц/га, то на блоке Кз5 - почти в 2 раза ниже.

Географический фактор оказал определенное влияние на содержание азота в растительной массе. Как относительное содержание азота в растительной массе, так и абсолютный вынос имеют определенную тенденцию снижения при переходе с запада на восток. Основная причина снижения в растительном покрове содержания азота - географическая трансформация растительного покрова и, прежде всего, падение в растительной структуре доли бобовых семейств.

Растения выносят из почвы питательные вещества, вместе с тем, они и возвращают их обратно в составе корневых и пожнивных остатков.

В среднем по всем анализируемым элементарным почвенным ареалам на целинных участках отношения между углеродом и азотом в растительной массе составило 32,2.

Следует отметить закономерность расширения отношений между анализируемыми показателями в направлении с запада на восток, что указывает на снижение ценности поступающих в почву растительных остатков для формирования гумуса и почвенных режимов.

локальные блока мониторинга

— —Полиномиальная

(Клетчатка)

— • Полиномиальная

(Зола)

♦ • * Полиномиальная (Жиры)"

——Полиномиальная (атмосферные осадки)

Рис. 2. Трендовые показатели географического изменение содержания в растительной массе целинных ценозов клетчатки, золы и жиров (2007-2009 гг.)

Выявленная на целинном ценозе общая закономерность изменения отношения углерода к азоту в растительных остатках на залежных вариантах не нарушалась. По мере удаления от активных механических обработок, несмотря на рост численности растений из семейства бобовых, отношение С:Ы становится шире, так как наряду с ростом азота в растительных остатках параллельно отмечалось увеличение углерода.

За счет увеличения продуктивности концентрация азота уменьшается, а отношения углерода к азоту становятся шире.

На удобренных вариантах, независимо от сельскохозяйственного использования пашни, наблюдалось сближение отношений между углеродом и азотом.

Смена экологических показателей по локальным блокам почвенного мониторинга отразилась на зоотехнических показателях лугового сена.

При движении с запада на восток от локального блока №1 до локального блока №5 относительное содержание в сене клетчатки падает, а жира и золы увеличивается.

Установлена неоднозначная корреляционная зависимость между выпадающими атмосферными осадками и зоотехническими показателями в луговом сене. Так для клетчатки и золы установлена тесная корреляционная зависимость с атмосферными осадками (г=0,7-0,8). Поэтому существенной зависимости между сравниваемыми показателями не получено. При анализе содержания в растениях жира четкой закономерности его изменения в рамках ЭПА не обнаружено. По-видимому, жир, как зоотехнический показатель в растениях, формируется под влиянием других факторов.

Эколого-энергетпческая и экономическая эффективность

получения продукции по локальным блокам мониторинга

Энергетическая оценка почв локальных блоков мониторинга выявила географическую закономерность снижения энергопотенциала почвы, независимо от способа ее сельскохозяйственного использования. Энергопотенциал целинной почвы и залежи примерно на 20% выше, чем почвы под интенсивно используемой пашней.

Наибольшее значение энергопотенциала наблюдалось на 1 и 3 блоках мониторинга (11453,3 и 10485,5 ГДж/га), наименьшее на черноземе южном (блок №5) и составляло 4539,8 ГДж/га.

Проведенный экономический анализ эффективности применения азотных удобрений на целине, залежных участках различной длительности и интенсивно используемой пашне выявил определенные особенности формирования агробиоценозов.

При экономической оценке агробиоценозов на залежных участках по вариантам опыта прямые затраты (заработная плата с начислением для трактористов, стоимость горючего, текущий ремонт, амортизационные отчисления) приняты по нормативам «Экспериментального хозяйства» ГНУ НИИСХ Юго-Востока. При расчете стоимости продукции были использованы фактически сложившиеся цены при производстве сельскохозяйственной продукции в условиях Саратовского Правобережья.

Экономическая оценка производства продукции на различных сельскохозяйственных фонах показала, что наиболее высокий уровень рента-

бельности производства получен на залежных участках (307-357%), а минимальный - на пашне полевого севооборота (73%).

Удобрения, за счет увеличения затратной части, снижают уровень рентабельности. Однако получение рентабельности по всем вариантам указывает на возможность расширенного воспроизводства продукции и, соответственно, плодородия черноземных почв.

ВЫВОДЫ

1. Постоянный экологический контроль почвенных ресурсов в условиях глобального изменения климата позволяет своевременно выявлять на уровне ЭПА возникшие изменения, проводить прогнозную оценку, и на этой основе разрабатывать соответствующие рекомендации с целью предупреждения и локализации, прежде всего, негативных природных и антропогенных процессов.

2. Показатели потенциального плодородия основных ареалов черноземных почв определяются экологическими условиями их формирования. Одной из основных причин широкого колебания является трансформация в течение длительною времени видового состава растительного покрова, а также уровень сельскохозяйственного использования пашни.

3. Основными факторами формирования реакции почвенного раствора в гумусовом слое черноземных почв на фоне интенсивного сельскохозяйственного использования пашни являются материнская порода (г=0,80), интенсивность процессов водной эрозии и перестройка, в условиях глобального изменения климата, водного режима почвы.

4. Выявлена географическая закономерность изменения в широтном направлении запасов гумуса. Максимальными запасами гумуса, независимо от способа сельскохозяйственного использования пашни, обладают почвенные профили черноземов обыкновенных Окско-Донской равнины (локальный блок №1), минимальными - черноземы южные Приволжской возвышенности (локальный блок №5).

5. Сельскохозяйственное использование почвы привело к четкой дифференциации запасов гумуса под различными сельскохозяйственными угодьями. В среднем по 5 блокам мониторинга почвенные профили под полевыми севооборотами и залежами по сравнению с целинными аналогами потеряли соответственно 54 т/га (15,6%) и 35 т/га (10,1%) запасов гумуса.

В географическом аспекте более интенсивно теряют запасы гумуса профили чернозема обыкновенного. В среднем по 2 блокам мониторинга (№1-2) профильные запасы гумуса на обрабатываемой пашне (залежь, пашня), по сравнению с целинным аналогом, уменьшились на 19,1%. Минимальные потери (5,2%) отмечены на выщелоченных черноземах.

6. Различное хозяйственное использование почвы, независимо от географического размещения локальных блоков мониторинга, не нарушило сезонную закономерность изменения питательных элементов в постоянно обрабатываемой пашне. В структуре минерального азота почвы пашни преобладала нитратная, а под степными фитоценозами - аммиачная форма. На фоне достаточной обеспеченности доступным фосфором и обменным калием динамика этих элементов была менее выражена, чем у минерального азота. Удобрения оказали положительное влияние на содержание минерального азота независимо от способа сельскохозяйственного использования почвы.

7. По мере движения с запада на восток продуктивность различных фитоценозов падает. Установлена тесная корреляционная зависимость уровня продуктивности с количеством выпадающих атмосферных осадков (1=0,75).

Максимальная продуктивность интенсивно используемой пашни (2,24 т.з.ед/га) отмечается на черноземе обыкновенном Окско-Донской равнины, целинного фитоценозы - (2,2 т.з.ед/га) на черноземе выщелоченном, залежи - (1,5 т.з.ед/га) на черноземе южном Приволжской возвышенности.

На различных по длительности залежах максимальный сбор сухой органической массы (1,03 т.з.ед/га) был получен на 10-летней залежи. На 30-летней залежи по сравнению с 10-летней залежью она снизилась соответственно на 18,4%.

8. По мере увеличения длительности нахождения пашни в залежном состоянии, количество поступающих в почву с органическими остатками клетчатки, жира и золы уменьшалось. Прибавки жира, золы и клетчатки в органической массе от применения удобрений на залежных вариантах были соответственно на 38,7 - 36,6 - 33,3% выше, чем на соответствующих целинных аналогах,

Удобренный ценоз залежного варианта на 1,6% больше, чем целинный, выносил углерода, кальция - на 12,6%, магния - на 45,2%, и калия -на 3,0%. Меньше он выносил азота и фосфора (на 4,7 и 18,2% соответственно).

9. Энергопотенциал целинной почвы и залежи примерно на 20% выше, чем под интенсивно используемой пашней.

Наиболее высокий уровень рентабельности производства получен на залежных участках, а минимальный - на пашне полевого севооборота.

Удобрения, за счет увеличения затратной части, снижают уровень рентабельности. Однако полученный уровень рентабельности по всем вариантам указывает на возможность расширенного воспроизводства продукции и, соответственно, плодородия черноземных почв.

ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВУ

1. Полученная информация будет использована научно-исследовательскими и проектными организациями для формирования и прогноза развития адаптивно-ландшафтных систем земледелия нового поколения.

2. В целях более быстрого восстановления и поддержания энергетического уровня деградированной черноземной пашни следует активнее применять, прежде всего, минеральные азотные удобрения в дозах не менее 30-60 кг д.в. на га.

СПИСОК НАУЧНЫХ РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Елистратова И.И. Изменение в почвенно-растительной системе под влиянием залежи / И.Ф. Медведев, И.И. Елистратова, C.B. Каземиров // Основы рационального природопользования: сб. науч. трудов СГАУ им. Н.И. Вавилова. - Саратов, 2007. - С. 151-157.

2. Елистратова И.И. Влияние длительности залежного состояния пашни на урожай и качество сена / И.И. Елистратова, C.B. Каземиров / Материалы Всерос. науч.-практич. конф. молодых ученых, поев, памяти Р.Г. Гареева. - Казань, 2008. - С. 336-341.

3. Елистратова И.И.* Физические и водно-физические свойства чернозема при залежном состоянии / И.Ф. Медведев, C.B. Каземиров, И.И. Елистратова // Плодородие. - 2008. ~ №4. - С. 26-27.

4. Елистратова И.И. Особенности формирования потенциального и эффективного плодородия почвы под залежами различной длительности: междун. науч.-практич. конф. Агрохимия и экология: история и сов-ть / И.Ф. Медведев, C.B. Каземиров, И.Й. Елистратова. - Нижний Новгород, 2008 - С. 52-56.

5. Елистратова И.И. Роль экологических условий Саратовской области в формировании продуктивности целинных и залежных фитоценозов: матер, регион, науч.-практич. конф. / И.Ф. Медведев, И.И. Елистратова, В.И. Ефимова, В.А. Куликова. - Саратов, 2009. - С. 116-120.

6. Елистратова И.И. Экологические проблемы при переводе черноземной пашни в залежное состояние: сборник науч. трудов ГНУ НИИСХ Юго-Востока / И.Ф. Медведев, И.И. Елистратова, В.А. Куликова, Н. В. Алманова, Саратов, 2009. - С. 204-213.

7. Елистратова И.И. Результаты экологического мониторинга основных типов почв Саратовской области / И.Ф. Медведев, И.И. Елистратова // материалы межд. науч.-практич.конф., посвященной 100-летию Краснокутской СОС, Саратов, 2009. - С. 233-238.

8. Елистратова И.И.* Роль залежных и полевых ценозов в формировании плодородия почв / И.Ф. Медведев. Л.Б. Сайфуллина, И.И. Елистратова, М.Н. Панасов // Вестник СГАУ им. Н.И. Вавилова, Саратов, 2009.-С. 22-27.

9. Демакина И.И. Взаимосвязь продуктивности агроценозов и гумуса / И.Ф. Медведев, И.И. Демакина, В.И. Ефимова, В.А. Куликова // Материалы всероссийской научно-практической конференции молодых ученых и специалистов «Молодые ученые агропромышленному комплексу Поволжья». Саратов, 2010. - С. 243-246.

10. Демакина И.И. Точное земледелие как механизм регулирования экологического качества растениеводческой продукции / С.С. Деревя-ган, И.Ф. Медведев, A.A. Бочков, И.И. Демакина // Материалы всероссийской научно-практической конференции молодых ученых и специалистов «Молодые ученые агропромышленному комплексу Поволжья». Саратов, 2010. - С. 246-249.

11. Демакина И.И. Влияние удобрений на качество и продуктивность луговых ценозов / И.Ф. Медведев, И.И. Демакина, В.И. Ефимова // Энтузиасты аграрной науки: Труды. КубГАУ - Краснодар, 2010 -Вып. 12.- С. 257-261.

12. Демакина И.И.* Качественный состав основных представителей растительных семейств на залежах черноземных почв Саратовской области / И.Ф. Медведев, И.И. Демакина, Л.Б. Сайфуллина, O.A. Воронцова // Кормопроизводство. -2010. -№ 6. - С. 16-18.

13. Демакина И.И. Методика определения послеуборочных органических остатков и уровня плодородия почв с использованием компьютерных технологий / И.Ф. Медведев, И.И. Демакина, Д.И. Губарев, С.С. Деревяган и др. ГНУ НИИСХ Юго-Востока. - Саратов, 2010. -16 с.

♦-статьи в журналах по списку ВАК РФ

Подписано в печать Формат 60x84 1/16. Бумага офсетная. Гарнитура Times. Усл. печ. л. 1,5. Тираж 100. Заказ 523/2010

Типография ОООп «Орион» 410031, г. Саратов, ул. Московская, 62 Тел.: (8452) 23-60-18

Содержание диссертации, кандидата сельскохозяйственных наук, Демакина, Ирина Игоревна

Введение

Глава 1 Обоснование выбора направления исследований

1.1. Понятие агроландшафта

1.2. Биоэнергетический потенциал агроландшафта

1.3. Агроэкологические особенности условий 22 формирования продуктивности сельскохозяйственных культур в агроландшафте

1.4. Роль растительных остатков в реабилитации гумуса

1.5. Роль элементов почвенного плодородия в 37 формировании продуктивности и качества растительной продукции

1.6. Принципы и задачи эколого-почвенного мониторинга

Глава 2 Условия, характеристика объекта исследований, схема опытов и методика их проведения

2.1. Характеристика природных условий черноземной 43 степи Саратовской области

2.2. Погодные условия проведения опытов

2.3. Методики исследований и схемы опытов

Глава 3 Обоснование схемы территориального размещения локальных блоков почвенного мониторинга для черноземной степи

3.1. Основные принципы размещения локальных блоков 56 почвенного мониторинга

3.2. Почвенно-экологическая характеристика локальных 59 блоков мониторинга в черноземной степи

Глава 4 Потенциальное плодородие элементарных 68 почвенных ареалов

4.1. Минералогический состав черноземных почв

4.2. Обменные основания

4.3. Реакция почвенного раствора

4.4. Закономерность формирования почвенного профиля 79 почв в различных эколого-ландшафтных условиях

Глава 5 Особенности формирования элементов эффективного плодородия под влиянием природных и антропогенных факторов

5.1. Водный режим почв локальных блоков мониторинга

5.2. Географические и сельскохозяйственные особенности 93 формирования минерального азота в почве

5.3. Подвижный фосфор

5.4. Обменный калий

Глава 6 Агроэкологические особенности формирования 110 продуктивности и качества растительности агробиоценозов

6.1. Состав растительных сообществ агробиоценозов

6.2. Географические особенности формирования 115 продуктивности ценозов в черноземной степи •

6.3. Изменение качественного состава ценозов под 122 влиянием природных и антропогенных факторов

Глава 7 Эколого-энергетическая и экономическая 139 эффективность получения продукции по локальным блокам мониторинга

7.1. Географический и производственный факторы 139 регулирования энергопотенциала почвы по локальным блокам мониторинга

7.2. Экономическая эффективность применения удобрений 142 под различные ценозы

Выводы

Предложения производству

Введение Диссертация по биологии, на тему "Географические и экологические особенности формирования плодородия и продуктивности биоценозов на черноземных почвах Саратовской области"

Почвам присуще уникальное свойство в экосистеме и агроэкосистемы -плодородие, которое определяется как способность ее к саморегуляции и самоорганизации в направлении обеспечения условий формирования фитоценозов, как при отсутствии антропогенного воздействия, так и при его наличии [63;87].

Распашка почвы является одним из наиболее существенных факторов деградации степных экосистем. В результате снижения количества растительных остатков ослабевает процесс гумусообразования, что, в свою очередь, ведет к изменению их водного режима и усилению интенсивности вертикальных миграционных процессов.

В этих условиях заметно увеличивается, площадь малоплодородных почв, которые отличаются низкой продуктивностью и слабо реагируют на приемы интенсификации земледелия. Это одна из основных причин расширения площадей пашни, переведенных в залежное состояние.

Ежегодно пашня в результате только интенсивной минерализации гумуса, активность миграционных процессов и выноса с урожаем теряет от 1,0 до 2,0 т/га гумуса. В свою очередь, под лесо- и лугово-степными биоценозами ежегодно вновь образовывается от 0,6 до 1,6 т/га гумуса [87].

В этих условиях интенсивно увеличивается, площадь малоплодородных почв, которые отличаются низкой продуктивностью и слабо реагируют на приемы интенсификации земледелия. Это одна из основных причин расширения площадей пашни, переведенных в залежное состояние. В современных условиях их использования более 60% всех почвенных разностей Саратовской области уже перешли в разряд малоплодородных.

Чем беднее по плодородию почвы, тем ниже эффективность технологий возделывания сельскохозяйственных культур, в том числе и применения органических и минеральных удобрений.

В связи с этим, ведущей тенденцией развития земледелия на современном этапе является перевод его на экологическую основу, которая предусматривает оптимизацию природопользования путем более тесной адаптации к природным условиям. Для реализации этого подхода возникает необходимость в изучении структуры и особенностей функционирования природных и сельскохозяйственных геосистем, прежде всего, с учетом местоположения в рельефе, тепло- и влагообеспеченности почвенного покрова [60; 87].

Осознание угрозы экологической катастрофы заставляет человечество все глубже осмысливать коллизии общества и природы. Человечество не создавало механизма, который бы позволил ему «вписываться в природу», а наоборот, делало все, чтобы подняться над нею, победить ее.

В условиях интенсивного земледелия и освоения, с высокой степенью распаханных земель острым дефицитом лугово-лесных ценозов, большое, а иногда и решающее влияние оказывает разнообразная хозяйственная деятельность человека. В последние годы с ней связаны антропогенное подкисление и вторичное засоление почв, заиливание прудов и малых рек, подъем уровня и повышение минерализации грунтовых вод, накопление в водоемах токсичных продуктов. В настоящее время в связи с все большей интенсификацией промышленности и сельского хозяйства становится актуальным установление с помощью мониторинговых исследований последствий антропогенного влияния человека на природу, в том числе и на почву.

В этих условиях уменьшение антропогенной нагрузки на почвы, соотношение преобразованных и естественных угодий, поддержание плодородия почв следует решать на стыке почвоведения, ландшафтоведения и ботанических наук, с учетом научных разработок в области охраны и рационального использования природных ресурсов.

Создание культурных, а стало быть, устойчивых сельскохозяйственных ландшафтов, требует соблюдения целого ряда ландшафтно-экологических принципов и правил. Наиболее общий принцип ландшафтного проектирования - необходимое разнообразие природно-хозяйственных геосистем - повторяет общий системный закон необходимого разнообразия и перекликается с законом биологического разнообразия. В.В. Докучаев, закладывая основы учения о культурных сельскохозяйственных ландшафтах, настаивал на необходимости соблюдения «норм, определяющих относительные площади пашни, лугов, леса и вод», которые, «конечно должны быть соображены с местными климатическими грунтовыми и почвенными условиями, а равно и с характером господствующей сельскохозяйственной культуры».

Упрощение структуры ландшафта в процессе сельскохозяйственного освоения нередко влечет дестабилизацию под воздействием ускоренной эрозии, дефляции и деградации почвенно-растительной системы. Разнообразие элементов ландшафта важное условие устойчивости геосистемы, которое должно учитываться при создании культурного ландшафта.

Цель исследований - в условиях глобального изменения климата выявить влияние географического фактора и различного сельскохозяйственного использования пашни на дифференциацию элементов почвенного плодородия, продуктивность и качество фитоценозов по элементарным почвенным ареалам (ЭПА) черноземной степи Саратовской области

Задачи исследований:

3. Установить связь отдельных природных факторов с количеством и качеством органических остатков;

Научная новизна

-выявлены географические и сельскохозяйственные закономерности формирования плодородия черноземных почв различных ареалов (ЭПА);

-определена роль географического фактора в формировании продуктивности и качества различных фитоценозов;

Личный вклад автора. В основе диссертации лежат собственные исследования автора, проведённые в 2006-2009 гг., являющиеся составной частью разделов тематического плана исследований лаборатории агроландшафтов и защиты от эрозии почв ГНУ НИИСХ Юго-Востока на 2005-2010 гг., по проблеме 04.06.01 «Разработать прецизионные адаптивные технологии интенсификации биологических процессов на основе насыщения пахотного слоя почвы органическим веществом агроценоза при повышении средообразующей роли зерновых колосовых, зернобобовых, многолетних трав и травосмесей».

Всем сотрудникам отдела защиты почв от эрозии, лаборатории массовых анализов, принимавших активное участие, в подготовке диссертационной работы выражаю свою благодарность.

Положения, выносимые на защиту:

2. Закономерность изменения продуктивности и качества фитоценозов при различном сельскохозяйственном использовании пашни;

3. Роль минеральных удобрений в повышении продуктивности и качества различных фитоценозов;

Апробация работы: основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на международных научно-практических конференциях "Агрохимия и экология: история и современность" (Н. Новгород, 2008 г.), на Всероссийской научно-практической конференции молодых ученых «Повышение эффективности растениеводства и животноводства — путь к рентабельному производству» (Казань, 2008), на научно-практических конференциях профессорско-преподавательского состава и аспирантов ФГО ВПО СГАУ им. Н.И. Вавилова (Саратов, 2007, 2008, 2009 гг.), на международных научных конференциях «Вавиловские чтения» (2007, 2008, 2009 гг.), научно-практической конференции. ГНУ НИИСХ Юго-Востока РАСХН «Зональные особенности научного обеспечения сельскохозяйственного производства Юго-Востока России» (Саратов, 2009 г., 2010 г.), Всероссийской научно-практической конференции молодых ученых и специалистов «Молодые ученые агропромышленному комплексу Поволжья» (Саратов, 2010 г.).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 13 научных работ, в том числе 3 - в реферируемых журналах по списку ВАК.

Заключение Диссертация по теме "Почвоведение", Демакина, Ирина Игоревна

146 ВЫВОДЫ

2. Показатели потенциального плодородия основных ареалов черноземных почв определяются экологическими условиями их формирования. Одной из основных причин широкого колебания является трансформация в течение длительного времени видового состава растительного покрова, а также уровень сельскохозяйственного использования пашни.

4. Сельскохозяйственное использование почвы привело к четкой дифференциации запасов гумуса под различными сельскохозяйственными угодьями. В среднем по 5 блокам мониторинга почвенные профили под полевыми севооборотами и залежами по сравнению с целинными аналогами потеряли соответственно 54 т/га (15,6%) и 35 т/га (10,1%) запасов гумуса.

В. географическом аспекте более интенсивно теряют запасы гумуса профили чернозема обыкновенного. В среднем по 2 блокам мониторинга (№1-2) профильные запасы гумуса на обрабатываемой пашне (залежь, пашня), по сравнению с целинным аналогом, уменьшились на 19,1%. Минимальные потери (5,2%) отмечены на выщелоченных черноземах.

5. Различное хозяйственное использование почвы, независимо от географического размещения локальных блоков мониторинга, не нарушило сезонную закономерность изменения питательных элементов в постоянно обрабатываемой пашне. В структуре минерального азота почвы пашни преобладала нитратная, а под степными фитоценозами - аммиачная форма. На фоне достаточной обеспеченности доступным фосфором и обменным калием динамика этих элементов была менее выражена, чем у минерального азота. Удобрения оказали положительное влияние на содержание минерального азота независимо от способа сельскохозяйственного использования почвы.

6. По мере движения с запада на восток продуктивность различных фитоценозов падает. Установлена тесная корреляционная зависимость уровня продуктивности с количеством выпадающих атмосферных осадков (г= 0,75).

На различных по длительности залежах максимальный сбор сухой органической массы (1,03 т.з.ед/га) был получен на 10-летней залежи. На 30-летней залежи, по сравнению с 10-летней, залежью она снизилась соответственно на 18,4%.

7. По мере увеличения длительности нахождения пашни в залежном состоянии, количество поступающих в почву с органическими остатками клетчатки, жира и золы уменьшалось. Прибавки жира, золы и клетчатки в органической массе от применения удобрений на залежных вариантах были соответственно на 38,7 — 36,6 - 33,3% выше, чем на соответствующих целинных аналогах.

Удобренный ценоз залежного варианта на 1,6% больше, чем целинный, выносил углерода, кальция — на 12,6%, магния — на 45,2%, и калия - на 3,0%. Меньше он выносил азота и фосфора (на 4,7 и 18,2% соответственно).

8. Энергопотенциал целинной почвы и залежи примерно на 20% выше, чем под интенсивно используемой пашней.

Наиболее высокий уровень рентабельности производства получен на залежных участках, а минимальный — на пашне полевого севооборота.

Предложения производству

1. Результаты проведенных исследований послужат информационной базой для проведения экологически обоснованной организации территории в агроландшафтах и формирования систем земледелия нового поколения.

Библиография Диссертация по биологии, кандидата сельскохозяйственных наук, Демакина, Ирина Игоревна, Саратов

1. Агроландшафтно-экологическое районирование и адаптивная интенсификация кормопроизводства Поволжья. Теория и практика / под ред. В.М. Косолапова, И.А. Трофимова. М - Киров: Дом печати - ВЯТКА, 2009. -751 с.

2. Александрова, JI.H. Органическое вещество почвы и процессы его трансформации / JI.H. Александрова. JL: Наука, 1980. - 287 с.

3. Алексахин, P.M. Ландшафтное земледелие / P.M. Алексахин, А.Н. Каштанов, Г.А. Романенко. М., 1994. - 90 с.

4. Алехин, В.В. Методика полевого изучения растительной флоры / В.В. Алехин. М.: Наркомпрос, 1938. - 208 с.

5. Аристовская, Т.В. Экспресс-метод определения биологической активности почвы / Т.В. Аристовская, М.В. Чугунова // Почвоведение. — 1989.-№11.-С. 142-147.

6. Арманд, А.Д. Самоорганизация и саморегулирование географических систем / А.Д. Арманд. М.: Наука, 1988. - 264 с.

7. Берг, JI.C. Ландшафтно-географические зоны СССР. 4.1 / Л.С. Берг. -М.-Л.: Сельхозгиз, 1931.-401 с.

8. Беручашвили, Н.Л. Геофизика ландшафта / Н.Л. Беручашвили. М.: Высш. шк., 1990. - 287 с.

9. Биологическая активность почв в условиях антропогенного воздействия / В.П. Стефурак, A.C. Усатая, Н.И. Фрунзе и т.д. — Кишинев: Штиинца, 1990.-215 с.

10. И. Болотов, А.Т. Избранные труды / А.Т. Болотов. — М.: Агропромиздат, 1988. 414 с.

11. Бондарев, А.Г. Проблемы деградации физических свойств почв России и пути ее преодоления / А.Г. Бондарев, И.В. Кузнецов // Почвоведение. 1999. — №9.

12. Борисенко И.Б. Роль механической обработки и деградации почв Нижнего Поволжья / И.Б. Борисенко, В.В. Леонтьев, В.М. Протопопов // Модели и технологии оптимизации земледелия. Курск, 2003. - С.314-317.

13. Вернадский, В.И. Биосфера / В.И. Вернадский. — М.: Академиздат, 1960.-Т.6-422 с.

14. Вернадский, В.И. Живое вещество / В.И. Вернадский. М.: Наука, 1979.-358 с.

15. Вильяме, В.Р. Основы земледелия / В.Р. Вильяме — М.: ОГИЗ -Сельхозгиз, 1948. 224 с.

16. Вильяме, В.Г. Почвоведение. Земледелие с основами почвоведения / В.Р. Вильяме. -М.: Сельхозиздат, 1951. 576 с.

17. Виноградов Б.В. Аэрокосмический мониторинг экосистем М.: Наука, 1984. - 320 с.

18. Воейков, А.И. Воздействие человека на природу. Статья первая / А.И. Воейков // Землеведение. 1994.-№2.

19. Волков С.Н. Землеустройство в условиях земельной реформы (экономика, экология, право) / С.Н. Волков. — М.: Былина, 1998. 526 с.

20. Володин, В.М. Методика ресурсно-экологической оценки эффективности земледелия на биоэнергетической основе / В.М. Володин, А.Е. Федорченко, Р.Ф. Еремина. Курск: МУ Издательский Центр «ЮМЭКС», 2000.

21. Володин, В.М. О расширенном воспроизводстве почвенного плодородия / В.М. Володин // Вестник с.-х. науки. — 1989. № 6. - С. 33-40.

22. Володин, В.М. Оценка эффективности растениеводства на биоэнергетической основе/В.М. Володин, Р.Ф. Еремина // Земледелие. 1991.- №9. -С. 50-52.

23. Володин, В.М. Регулирование гумусного состояния черноземных почв / В.М. Володин, В.Ф. Юринская, Н.П. Масютенко // Проблема гумуса в земледелии и использование органических удобрений. Владимир, 1987. -С.67-69.

24. Володин, В.М. Экологические основы оценки и использования плодородия почв / В.М. Володин. М., 2000. — 334 с.

25. Воронин, А.Д. Основы физики почв / А.Д. Воронин. М.: МГУ, 1986.-244 с.

26. Воронов, Б.А. Принципы рационального природопользования (на примере Хабаровского края) / Б.А. Воронов. Хабаровск, 2000. - 144 с.

27. Ганжара, Н.Ф. Гумусообразвание и агрономическая оценка органического вещества почв / Н.Ф. Ганжара, Б.А. Борисов. М.: Агроконсалт, 1997. - 82 с.

28. Герасимов, И.Г. Докучаевское учение о факторах почвообразования на современном этапе развития / И.Г. Герасимов // Почвоведение. 1956. - № 8. - С. 1-11.

29. Герасимов, И. П. Конструктивная география: избр. тр. / И.П. Герасимов. -М.: Наука, 1996. — 142 с.

30. Глазовская, М. А. Методологические основы оценки эколого-энергетической устойчивости почв к техногенным воздействиям / М.А. Глазовская. М.: Изд-во МГУ, 1997. - 102 с.

31. Голубев, В.Д. применение удобрений: принципы, системы. (Особенности использования удобрений в Поволжье) / В.Д. Голубев. -Саратов: Приволж. кн. изд-во, 1969. 224 с.

32. Гришина, Л.А. Трансформация органического вещества почв / Л.А. Гришина. М.: Изд-во МГУ, 1990, - 87 с.

33. Данилов-Данильян В. «Устойчивое развитие: выбранный путь или предопределение?» // ЭкоС, 1997. — С. 17-18.

34. Дашкова, H.A. Энергетическая эффективность применения минеральных удобрений // Земледелие. 1991. - №7.- С. 53-55.36: Демек, Я. Теория систем и изучение ландшафта. М.: Изд-во Прогресс, 1977.

35. Дмитриев, Е.А. Математическая статистика в почвоведении / Е.А. Дмитриев. М.: Изд-во МГУ, 1972. - 292 с.

36. Добровольский, F.B. Биосферно-экологическое значение почв / Г.В. Добровольский. М.: Колос, 1996. - С. 5- 10.39: Докучаев, В.В. Наши степи прежде и теперь / В.В. Докучаев. М.: Сельхозгиз, 1953.-152 с.

37. Доспехов, Б.А. Методика полевого опыта / Б.А. Доспехов. М.: Колос, 1979.-416 с.

38. Дудкина, А.Т. Урожай и качество сахарной свеклы в зависимости от доз и соотношений элементов питания / А.Т. Дудкина // Сахарная свекла в РСФСР.-Воронеж, 1971.-С. 115-121.

39. Елизаров, A.B. О создании экологического каркаса Самарской области / A.B. Елизаров // Экологическая безопасность и устойчивое развитие Самарской области. — Самара, 1998. — Вып. 6.

40. Журбицкий, З.И. Теория и практика вегетационного метода / З.И. Журбицкий. JI.: Наука, 1968.-266 с.

41. Жученко, А.А; Стратегия адаптивной интенсификации сельского , хозяйства (концепция)./ A.A. Жученко Пущино: ОНТИ РАН, .1994.- 148 с:

42. Жученко, A.A. Фундаментальные и прикладные приоритеты адаптивной интенсификации растениеводства в XXI веке / A.A. Жученко. Саратов, 2000. 275 с.

43. Заворотин, Е.Ф. Организационно-экономический основы развития земельных отношений в сельском хозяйстве Поволжья / Е.Ф. Заворотин -Саратов, -2000.- 268 с.

44. Землеведение и природопользование: учеб. пособие для студентов вузов / под ред. С.А. Сладкопевцева. М.: Высш. шк., 2005. 357 с.

45. Зонн, С.Н; Преодоление некоторых негативных явлений в развитии современного почвоведения / G.H. Зонн // Проблемы почвоведения; и агрохимии-M., 1986.-G. 139-153.

46. Зырин, H.F. Физико-химические методы исследования почв / H.F. Зырин, Д.С. Орлов. М.: Изд-во МГУ, 1964.- 348 с.

47. Иванова, А.Л. Глобальное проявление изменений климата в агропромышленной сфере / А Л. Иванова. М., 2004. - 332 с.

48. Изменение ботанического и химического состава растительности на пашне при длительном нахождении в залежном состоянии / И.Ф: Медведев (и др.) // Кормопроизводство, 2006. - №9: - С. 13-17.

49. Исаченко, А.Г. Культурный ландшафт как объект дискуссии / А.Г. Исаченко // Материалы юбилейной научной конференции «Культурный Ландшафт теория и практика». - М., 2003.

50. Исаченко, А.Г. Природное ландшафтоведение / А.Г. Исаченко. — Л.: Изд-во ЛГУ, 1976.

51. Исаченко, А.Г. Система основных понятий современного ландшафтоведения / А.Г. Исаченко // География и современность. Л., 1982. -С. 17-50.

52. Каземиров C.B. Экологические аспекты развития почвенно-растительной системы южного чернозема на залежах: автореф. дис. канд. с.-х.наук / С.В: Каземиров. Саратов, 2007 г. - 20 с.

53. Карпачевский Л.О: Роль растений и глобальных изменений климата / Л.О. Карпачевский//Почвоведение. — 1993. №9. - С. 20-26;

54. Каштанов, А.Н. Экологизация сельского хозяйства / А.Н. Каштанов // Экологические принципы земледелия. М., 1993. — С.З.58; Каштанов, А.Н. Эрозия почв России и сопредельных стран / А.Н. Каштанов.- М.: Колос, 2001. 98 с.

55. Каштанов, А.Н. Агроэкология почв, склонов / А.Н. Каштанов, В.Е. Явтушенко. М.: Колос, 1997. -240 с.

56. Кильчевский, A.JI. Действие и последействие навоза и минеральных удобрений на сахарную свеклу и яровую пшеницу на выщелоченном! черноземе / A.JI. Кильчевский, E.H. Камышев // Агрохимия. 1976. - № 1. -С. 15-22.

57. Кирюшин, В.И. Экологические основы земледелия / В.И. Кирюшин -М.: Колос, 1996.-432 с.

58. Климентьев, А.И. Почвенно-экологические основы степного землепользования / А.И. Климентьев. Екатеринбург, 1997. - 248с.

59. Ковалева, О.Н. Микробиологические процессы в черноземах Юго-Востока / О.Н. Ковалева // Интенсификация, 1976.

60. Ковда, В.А. Биогеохимия почвенного покрова / В.А. Ковда. М.: Наука, 1985. - 263 с.

61. Ковда, В.А. Почвенные ресурсы ССОР, их использование и восстановление / В.А. Ковда, Я.А. Пачепский. Пущино, 1989, 59 с.

62. Колбовский, Е.Ю. Региональный экологический каркас: проблемы формирования и развития / Е.Ю. Колбовский // Проблемы региональной экологии. 1999. - №4. - С. 78-91.

63. Кононова, М.М. Органическое вещество почвы, его природа, свойства и методы изучения / М.М. Кононова. М.: Изд-во АН СССР, 1963. 314 с.

64. Кордуняну, П.Н. Биологический круговорот элементов питания сельскохозяйственных культур в интенсивном земледелии / П.Н. Кордуняну. Кишинев: Штиница, 1985. - 360 с.

65. Коринец, В.В. ' Системно-энергетический подход к оценке севооборота / В.В. Коринец // Междунар. с.-х. журн. 1992. -№ 1.- С. 67-70.

66. Костычев, П.А. Почвы черноземной области России, их происхождение, состав и свойства / П.А. Костычев. М.,1896. — 181 с.

67. Кочуров, Б.И. География экологических ситуаций (экодиагностика территорий) / Б.И. Кочуров М.: ИГ РАН, 1997. - 132 с.

68. Кочуров, Б.И. Экологические требования при рациональном изменении сельскохозяйственного землепользования /Б.И. Кочуров, Ю.Г. Иванов // География и природные ресурсы. 1993. - №1. - С.25-29.

69. Кудияров, В.Н. Цикл азота в почве и эффективность удобрений / В.Н. Кудияров. М.: Наука, 1989 - 216 с.

70. Лавренко, Е.М. О взаимоотношениях между растениями и средой в степных фитоценозах / Е.М. Лавренко // Почвоведение, 1941. -№3. - с.43-58.

71. Ларин, И.В. Вопросы улучшения кормовой базы в степной, полупустынной и пустынной зонах СССР / И.В. Ларин. М.: Л., 1954. - 386 с.

72. Ларин, И.В. Луговодство и пастбищное хозяйство / И.В. Ларин. -Л.: Колос, 1969.-552 с.

73. Левин, Ф.Н. Продуктивность почв культурных ландшафтов Европейской части СССР / Ф.Н. Левин // Почвы и продуктивность растительных сообществ. — М., 1972.- Вып.1. — С. 5-14.

74. Левицкая, Н.Г. Повышение эффективности использования биоклиматического потенциала агроландшафтов Саратовского Правобережья: автореф. дис.канд. с.-х. наук / Н.Г. Левицкая. Саратов, 2003.-21 с.

75. Лемешев, М.Я. Эколого-экономическая модель природопользования: всесторонний анализ окружающей природной среды / М.Я. Лемешев. Л., 1970 - 266 с.

76. Лопырев М.И. Основы агроландшафтоведения / М.И. Лопырев. -Воронеж: Изд-во Воронежского университета, 1995. — 180 с.

77. Луговодство и пастбищное хозяйство/ И.В. Ларин, А.Ф. Иванов и др. 2-е изд., перераб. и доп. - Л.: Агропромиздат, Ленингр. отд-ние, 1990. -600 е., ил.

78. Лугум, С.Т. Прямое воздействие и последействие удобрений на плодородие выщелоченных черноземов и урожай культур севооборота / С.Т.

79. Лугум // Д.Н. Прянишников и вопросы химизации земледелия. — М., 1967. — С. 296-304.

80. Лукашик, Н.А. Зоотехнический анализ кормов: учеб. пособие / Н.А. Лукашик, В.А. Тащилин. — М.: Колос, 1965.- 223 с.

81. Максимов, П.Г. Результаты агрохимического мониторинга на реперных участках / П.Г. Максимов. М.: Агроконсалт.,2001. - 78с.

82. Медведев, И.Ф. Агроэкологические основы повышения плодородия склоновых черноземных почв Поволжья: дис.д-ра с.-х. наук / И.Ф. Медведев. Саратов, 2001. - 384 с.

83. Медведев, И.Ф. Адаптивно-ландшафтные системы земледелия и их роль в повышении плодородия черноземных почв / И.Ф. Медведев // Основы рационального природопользования. — Саратов, 1999. С. 66-74.

84. Медведев, И.Ф. Изменение ботанического и химического состава растительности на пашне при ее длительном нахождении в залежном состоянии / И.Ф. Медведев, В.А. Гусев, C.B. Каземиров, М.Н. Любимова // Кормопроизводство. 2006. - №9. - С. 13-17

85. Медведев, И.Ф. Изменение в почвенно-растительной системе под влиянием залежи / И.Ф. Медведев, И.И. Елистратова, C.B. Каземиров // Основы рационального природопользования, Саратов, 2007. - С. 151-157.

86. Медведев, И.Ф. Почвенный покров Саратовской области и его состояние / И.Ф. Медведев, C.B. Быстрова // Рациональное использование почв Саратовской области. Саратов, 1987. - С. 4-18.

87. Медведев, И.Ф. Роль экологических условий Саратовской области в формировании продуктивности целинных и залежных фитоценозов: матер.регион, науч.-практич. конф. / И.Ф. Медведев, И.И. Елистратова, В.И. Ефимова, В.А. Куликова. Саратов, 2009. - с. 116-120.

88. Медведев, И.Ф. Физические и водно-физические свойства чернозема при залежном состоянии / И.Ф. Медведев, C.B. Каземиров, И.И. Елистратова // Плодородие. 2008. - №4. - С. 26-27

89. Медведев, И.Ф. Экологические проблемы формирования и использования почв черноземной зоны Поволжья / И.Ф. Медведев // Проблемы и пути преодоления засухи в Поволжье. Саратов, 2000. - 4.2. -С. 70-94.

90. Медведев, И.Ф. Экологические проблемы формирования и использования черноземной зоны Поволжья // Проблемы и пути преодоления засухи в Поволжье / И.Ф. Медведев, Саратов, 2000.

91. Методика ресурсно-экологической оценки эффективности земледелия на биоэнергетической основе / ВНИИ земледелия и защиты почв от эрозии. Курск, 1999. — 47 с.

92. Методические и организационные основы проведения агроэкологического мониторинга в интенсивном земледелии (на базе Географической сети опытов) / под ред. Н.З.Милашенко, Ш.И. Литвак. М.: ВНИИУиА, 1991.-356 с.

93. Мильков, Ф.Н. Человек и ландшафты / Ф.Н. Мильков. М., 1973. - 56 с.

94. Мирзеханова З.Г. Экологический каркас территории: назначение, содержание, пути реализации / З.Г. Мирзеханова // Проблемы региональной экологии. 2000. - №4. - С. 42-55.

95. Михайлин, Н.В. Экономическая эффективность почвозащитных технологий обработки почв в Саратовском Правобережье / Н.В. Михайлин, К.В. Чернов // Развитие адаптивных почвозащитных систем земледелия в Поволжье. Саратов, 1999. - С.89-93.

96. Мишустин, E.H. Микроорганизмы и продуктивность земледелия / E.H. Мишустин. М., 1972. - 342 с.

97. Нарбут, H.A. Экологический каркас города Хабаровска / H.A. Нарбут // География и природные ресурсы. 2005. - №4. - С. 148-151.

98. Научные основы мониторинга земель Российской Федерации. / Под ред. А.Н; Каштанова. М.: АПЭК, 1992. 174 с.

99. Николаев, В.А. Основные учения об агроландшафтах / В.А. Николаев // Агроландшафтные исследования. Методология, методика, региональные проблемы. — М.: Изд-во Моск. ун-та, 1992. С.4-57.

100. Николаев, В.А. Рекомендации к ландшафтному обоснованию природоохранных систем земледелия / В.А. Николаев, В.К. Жучкова, Н.И. Волкова. М., 1990. - 60 с.

101. Орлов, Д.С. Органическое вещество / Д.С. Орлов. -М., 1985.

102. Пат. 1836883 Российская Федерация. Способ оценки эффективности систем земледелия / В.М. Володин, А.Е. Федорченко, Л.И. Бирюкова; опубл. 10.101992.

103. Поздеев, В.Б. Географическая концепция региональной геоэкологии: автореф. дис. д-ра. геогр. наук / В.Б. Поздеев. Смоленск, 2006. -31 с.

104. Полевая геоботаника в 5 Ч. под общ. ред. Е.М. Лавренко, A.A. Корчагина. М.: Изд-во АН СССР, 1959-1964.

105. Пономарева В.В. Гумус и почвообразование / В.В. Пономарева, Т.А. Плотникова. Л.: Наука. - 1980. - 221 с.

106. Почвоведение и агрохимия. Т. 8. Трансформация органического вещества при сельскохозяйственном использовании почв. — М., 1991. — 154 с.

107. Пронько, В.В. Современное состояние плодородия почв саратовской области / В.В. Пронько // Агрохимия. — 2003. №4. - С.5-13.

108. Прянишников, Д Н. Значение сопутствующих катионов и анионов при аммиачном и нитратном питании / Д.Н. Прянишников // Прянишников Д.Н. Избранные сочинения: в 3-х т. М., 1956. - Т. 2. - С. 106-115.

109. Пчелкин, В.А. Почвенный калий и калийные удобрения. / В.А. Пчелкин. -М.: Колос, 1966. 334 с.' ■■■•. 160 ' •

110. Раменский, Л.Г. Введение в комплексное почвенно-геоботаническое исследование земель / Л:Г. Раменский — М.: Сельхозгиз, 1938. 621 с.

111. Рассел, Э. Почвенные условия и рост растений / Э. Рассел. — Mi, 1955.-624 с.

112. Рекомендации по методике проведения наблюдений и, исследований в полевом опыте / НИИСХ Юго-Востока. Саратов: Приволж. кн. изд-во, 1973. -226 с.

113. Роль залежных и полевых ценозов в формировании плодородия почв / И.Ф. Медведев. Л.Б. Сайфуллина, И.И. Елистратова, М.Н. Панасов // Вестник СГАУ им. Н.И. Вавилова. 2009. - №1. - G.22-27.

114. Сергеев, М.Г. Экология антропогенных ландшафтов: учеб. пособие / М.Г. Сергеев. Новосибирск: Изд-во Новосиб. ун-та, 1997.

115. Сидоров, М.И: Роль негумифицированных растительных остатков почвы в земледелии / М.И. Сидоров, Н.И. Зезюков // Вест. С.-х. науки. — 1981. №11.-С. 78-84. 1981. №11. С. 78-84.

116. Синицына, H.E. Биологические ресурсы воспроизводства почвенного плодородия обыкновенных черноземов Саратовского Поволжья / Н.Е. Синицына // Проблемы земледелия в Поволжье.-Саратов, 1996.-С.89-99.

117. Солнцев, В.Н. Системная организация ландшафтов / В.Н. Солнцев -М.: Мысль, 1981. 239 с.

118. Сочава, В.Б. Введение в учение о геосистемах / В.Б. Сочава. -Новосибирск: Наука, 1978. 319 с.

119. Структура инициированного микробного сообщества как интегральный метод оценки микробиологического состояния почвы / B.C. Гузев, Н.Г. Бондаренко, В.А. Вызов, T.F. и др. // Микробиология. 1980, Т.49, вып. 1. - С. 30.

120. Сушкина, Н.И. Микрофлора и первичное почвообразование / Н.И. Сушкина, И.Г. Цюрупа. -М.: Изд-во МГУ, 1973. 158 с.

121. Тейт, Р. Органическое вещество / Р. Тейт. М.: Мир, 1991. - 399 с.

122. Томмэ, М.Ф. Корма СССР. Состав и питательность / М.Ф. Томмэ.- М.: Колос, 1964. 448 с.

123. Трофимов И.А. Методологические основы аэрокосмического картографирования и мониторинга природных кормовых' угодий / И.А. Трофимов М.: Россельхозакадемия, 2001. — 74с.

124. Трофимов, С.Я. Функционирование почв в биогеоценозах: подходы к описанию и анализу / С.Я. Трофимов, С.Н. Седов // Почвоведение, 199.-№6-С. 770-778.

125. Туев, Н.А. Микробиологические процессы гумусообразования / Н.А. Туев. М.: Агропроиздат, 1989. - 239 с.

126. Тулайков, Н.М. Проблема залежи и севооборота в пшеничном хозяйстве / Н.М. Тулайков. М. - Л.: Сельхозгиз, 1930. - 108 с.

127. Турков, С.Л. Системная интерпретация основных понятий геоэкологии / С.Л. Турков // Тихоокеан. геология. 2006.- Т.25, №1.- С. 58-59.

128. Тюрин, И.В. Органическое вещество почвы и его роль в плодородии / И.В. Тюрин. М.: Наука, 1965. - 316 с.

129. Узун, В.Ф. Нитрификационная способность основные почвы Саратовской области / В.Ф. Узун, А.Н. Алексеева. Агрохимия. - 1974. - №2.- С. 29-30.

130. Усов, Н.И. Почвы Саратовской области, часть 1. Правобережье. Саратов, 1948. - 287 с.

131. Фирсова, В.П. Гумус и почвообразование в агроэкосистемах / В.П. Фирсова, Ю.Г. Красуский, П.В. Мещеряков, Т.А. Горячева. Екатеринбург: Наука, Уральское отд-ние, 1993. - 152 с.

132. Флора СССР; под ред. В.Л. Комарова. Л.: изд-во АН СССР, 1934 -1960. Т. I-XXX.

133. Фокин, А.Д. О роли органического вещества в функционировании природных и сельскохозяйственных систем / А.Д. Фокин // Почвоведение. — 1994.-№4.-С. 40-45.

134. Хазиев, Ф.Х. Методы почвенной'энзимологии 7 Ф.Х. Хазиев.- М1: Наука, 1990.- 188 с. :

135. Хлыстовский; А.Д. Влияние длительного применения; минеральных и органических удобрений на органическое вещество почвы / А.Д. Хлыстовский, H.A. Вехов // Химия в сел.хоз-ве. 1979 ■ - №8. - С. 27-30.

136. Чибилев, A.A. Ландшафтно-экологические последствия освоения целины в Заволжье и Казахстане / A.A. Чибилев, C.B. Левыкин // Тезисы докл. науч.-практ. конф. «40-летие освоения целины». Оренбург, 1994. - С. 52-54.

137. Чибилев, A.A. Экологическая оптимизация степных ландшафтов / A.A. Чибилев. Екатеринбург: Наука, 1992. - 172 с.

138. Чуб, М.П. Черноземные почвы Поволжья, их распространение, состав и использование (на примере Саратовской области) / М.П. Чуб, И.Ф. Медведев. Э.С. Гюрова // Плодородие черноземных почв, Mi, 1998. - С. 509-553.

139. Чуб, МЛ. Современное состояние плодородия почв Саратовской области / М.П. Чуб, И1Ф. Медведев, Н.В: Потатурина //Агрохимия. 2003. -№4. -с.5-13.

140. Шарков, И.Н.Удобрение и проблема гумуса в почвах / И.Н. Шарков // Почвоведение. 1987. - № 11. - С. 70-81,

141. Шевцова, Л.К. Гумус черноземов: и его изменение при интенсивном сельскохозяйственном использовании /Л.К., Шевцова. М., 1998.- С. 278-285.

142. Щербаков, А.П. Плодородие почв, круговорот и баланс питательных веществ / А.П. Щербаков, И.Д; Рудай. М.: Колос, 1983 - 189 с.

143. Экология и природопользование: учебное пособие / К.У. Мязитов, Н.А.Мосиенко, Ш.А. Халилов, В.М.Христов. Саратов: Научная книга, 2002.-214с.

144. Эколого-ландшафтное земледелие (земледелие будущего). Программа, опыт, внедрение. Воронежская область. Воронеж: Изд-во ВГУ, 1997.-42с.

145. Яблоков, А.В. Из обращения к съезду /А.В. Яблоков // II Бюллетень Центра экологической политики. 1995. - №1 (сент.). - С. 6-8.

146. Ярошенко, П.Д. Основы учения о растительном покрове / П.Д. Ярошенко. 2-е изд. перераб. и доп. - М.: Географгиз, 1953. — 352 с.

147. Alexander, М. Introduction to Soil Microbiology / M. Alexander. -N.Y.: John Wiley and Sons, 1977. 544 p.

148. Forman, R.T. Landscape ecology / R.T. Forman, M. Gordon. N.Y.: John Wiley and Sons, 1986. - 619 p.

149. Hartshorne, R. The nature of geography // Ann. Assoc. Amer. Geog. 1939. Vol. 29, 34. Р/ 171-658.

150. Knapp, E.V. Carbon, nitrogen and microbial biomass interrelationships during the decomposition of wheat straw A mechanistic simulation model / Knapp E.V., Elliot L.F., Campbell G.S. // Soil Biol. Bochum. 1983. V.15. P. 455-461.

151. Meffe, G.K. Principles of conservation biology / Meffe G.K., Carroll C.R. // Sunderland, Massachusetts: Sinauer, 1994. 600 p.

152. Melin, E. Transport of С labeled photosynthetic to the fungal associate of pine mycorrhizae / E. Melin, H. Nilson //Svenska bot. Tidskrift, 1957.-Bd.51,H.l. S.166.

153. Naveh, Z. Landscape ecology: Theory and application / Naveh. Z, Lieberman A.S.- N.Y.: Springer Verlag, 1994. 356 p.

154. Parker, C.F. Mineralization of N in sewage sludge / C.F. Parker, L.E. Sommers // J. Environ. Qual. 1983. - Vol.12.- P. 150-156.

155. Pickett, S.T.A. Landscape ecology: Spational heterogeneity in ecological systems / Pickett S.T.A., Candenasso V.L. // Science. 1995. Vol. 269. P/ 331-334.

156. Saner, C.O. The morphology of landscape / Saner C.O // Univ. of California Publ. In Geography. 1998. Vol. 3. P. 19-54.

157. Tackett, J.L. Some characteristics of soil crusts formed by simulated Rainfall / J.L. Tackett, R.W. Pearson // Soil Sci. 1965. - Vol.99. - P. 407-413.

Информация о работе

Демакина, Ирина Игоревна
кандидата сельскохозяйственных наук
Саратов, 2010
ВАК 03.02.13

Диссертация

Географические и экологические особенности формирования плодородия и продуктивности биоценозов на черноземных почвах Саратовской области - тема диссертации по биологии, скачайте бесплатно

Автореферат

Похожие работы