Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

МИКРОЭЛЕМЕНТЫ В СИСТЕМЕ: ПОЧВА—РАСТЕНИЯ И ЭФФЕКТИВНОСТЬ МИКРОУДОБРЕНИЙ В АЛТАЙСКОМ КРАЕ

ВАК РФ 06.01.04, Агрохимия

Автореферат диссертации по теме "МИКРОЭЛЕМЕНТЫ В СИСТЕМЕ: ПОЧВА—РАСТЕНИЯ И ЭФФЕКТИВНОСТЬ МИКРОУДОБРЕНИЙ В АЛТАЙСКОМ КРАЕ"



МОСКОВСКАЯ ОРДЕНА ЛЕНИНА И ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ \ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ имени К. А. ТИМИРЯЗЕВА

На правах рукописи СПИЦЫНА Светлана Федоровна

МИКРОЭЛЕМЕНТЫ В СИСТЕМЕ: ПОЧВА—РАСТЕНИЯ И ЭФФЕКТИВНОСТЬ МИКРОУДОБРЕНИЙ В АЛТАЙСКОМ КРАЕ

Специальность 06.01.04 — агрохимия

Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора сельскохозяйственных наук

МОСКВА 1992

Работа выполнена в Алтайском государственном аграрном университете в 1967—1991 гг.

Официальные оппоненты: доктор наук, профессор Э. А. Муравин; доктор сельскохозяйственных наук, профессор В. А. Михарев; доктор биологических наук, профессор Г. Я. Жизневская.

Ведущая организация — Алтайский научно-исследовательский институт земледелия и селекции.

Защита состоится «. в «_-!—!-—»

час. на заседании специализированного совета Д 120.35.02 в Московской сельскохозяйственной академии имени К. А. Тимирязева.

Адрес: 127550, Москва, И-550, Тимирязевская ул., 49. Ученый совет ТСХА.

С диссертацией можно ознакомиться^ ЦНБ ТСХА.

Автореферат разослан * 4 » 1дд г

Ученый секретарь специализированного совета ■

кандидат с,-х, наук Л. М. Наумову

■

.V .у

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность. Для успешного развития земледелия Алтайского края необходимо осуществить комплекс мер по увеличению обеспеченности растений элементами питания. Недостаток микроэлементов в почве ограничивает получение должного агрономического и экономического эффекта от применения макроудобрений. Увеличение урожайности, имеющее место при интенсификации земледелия, сопровождается повышением выноса микроэлементов, что нарушает исходное соотношение их в почве и требует оптимизации пищевого режима растений с помощью микроудобрений.

В связи с интенсификацией растениеводства потребность в отдельных микроэлементах может повыситься из-за уменьшения их подвижности и проявления антагонистических эффектов на высоких агрохимических фонах. Устранение их дефицита для растений позволяет повысить урожайность сельскохозяйственных культур.

Недостаточно широкое применение микроудобрений в условиях Алтайского: к^ая можно объяснить отсутствием научно обоснованных зональных систем и технологических разработок их применения под отдельные сельскохозяйственные культуры. Такие системы должны базироваться на прогнозах, построенных с помощью теоретических предпосылок, химического анализа и данных полевых опытов. Решить вопрос о необходимости применения микроудобрений в конкретных условиях невозможно без учета данных о содержании и поведении микроэлементов в системе: материнская порода—почва—растения. Все вышеизложенное явилось основой для выбора цели настоящего исследования.

Цель работы — комплексное изучение закономерностей распределения и поведения микроэлементов в системе: материнская порода—почва—растения, оценка обеспеченности почв микроэлементами,-разработка приемов оптимизации пи-• .тания растений с помощью микроудобрений.

Задачи исследований: 1. Изучить закономерности пространственного варьирования содержания микроэлементов в материнских породах и II

ОЧВах.ЦЕНТРАЛЬНАЯ ■НЛ^Чг, Г - -«-"ОТЕКАг

Моок. се.. . ■ .а®**»«

Ныв На.

2. С помощью информационно-логического анализа, основанного на сопряженных исследованиях, установить характер и тесноту связи между содержанием микроэлементов в почвах н ведущими почвенным факторами (гумус, илистая фракция, рН и др )

3 Провести почвенно-геохимическое районирование территории Алтайского края по содержанию в почвах подвижных форм микроэлементов

4 Для установления оптимальных для растений концентраций микроэлементов в почве, оптимизации минерального питания растении и повышения продуктивности растениеводства выявить характер и тесноту связи между урожайностью сельскохозяйственных культур и содержанием микроэлементов в почвах; содержанием микроэлементов в почвах и растениях

5 Установить степень влияния совместного применения макро- и микроудобрений на урожайность зерновых, зернобобовых и кормовых культур в условиях Алтайского края с целью выявления высокоурожайных и экономически оправданных вариантов при контроле за качеством

Научная новизна Впервые с помощью информационно-логического анализа установлены количественные показатели содержания микроэлементов в почве в зависимости от состояния ведущих почвенных факторов и содержания микроэлементов в растениях в зависимости от содержания их в почве

Проведено почвенно геохимическое районирование территории и составлены карты-схемы, отражающие уровни содержания подвижных форм микроэлементов в пахотных горизонтах почв Алтайского края Установлено, что многие почвы Алтайского края обеднены подвижными формами цинка, молибдена и бора.

Найдены оптимальные уровни содержания микроэлементов п почве, соответствующие максимальному накоплению их рас тениями и наиболее высоким уровням урожайности

Предложен новый подход к оценке обеспеченности растений микроэлементами Для этого использован комплекс показателей, характеризующих содержание их в почве, интенсивность поглощения растениями и индивидуальные свойства элемента

Установлено, что в целях поддержания сбалансированности макро- и микроэлементного режима и повышения урожайности большинства сельскохозяйственных культур в Алтайском крае необходимо применять прежде всего цинковые одобрения на фоне чакроудобрешш и, в первую очередь, содержащих фосфор

Защищаемые положения На защиту выносятся следующие основные положения,

о •

1. Закономерности поведения ; группы биогеохимически важных микроэлементов (Си, Мо, Мп, 2п, Со, В) в сопряженном ряду: материнская порода—почва—растения. Региональная специфика микроэлементного состава материнских пород и почв Алтайского края. • ;

2. Теснота связи содержания микроэлементов в почве от 'содержания в ней илистой фракции, гумуса и рН, выявленная с помощью информационно-логического анализа. .

3. Форма и теснота связи между содержанием микроэлементов в растениях и подвижных форм в почве. -

4. Избирательность поглощения элементов растениями, определяемая коэффициентами биологического поглощения (КБП).

5. Предлагаемый способ установления дефицитности микроэлементов для растений позволяет судить о необходимости применения микроудобрений под определенные сельскохозяйственные культуры с учетом обеспеченности почвы микроэлементами, величины планируемой урожайности и экологических требований. _

Научно-практическая значимость и реализация результатов исследований. Выявлено влияние условий почвообразования на содержание и распределение микроэлементов в почвах. Найдена прямая ' пропорциональная зависимость между содержанием микроэлементов в почвах и материнских породах. Теснота этой связи уменьшается в следующем порядке: Си>Со>Мп>Мо>В>гп.

Установлено, что зависимость между валовым содержанием в почве микроэлементов и илистой фракции изменяется в ряду; В>Си>2п>Мп, Со>Мо. Коэффициенты эффективности каналов связи между валовым содержанием микроэлементов в почвах и рН убывают в ряду: 2п>В>Со>Си> >Мп>Мо. '

Было определено, что менее всего от содержания в почве гумуса зависит валовое содержание в ней меди и бора.

Почвы Алтайского края относительно обеднены подвижными формами цинка, молибдена и бора. От содержания в них частиц илистой фракции и гумуса более всего зависит содержание подвижных форм молибдена и марганца, а от рН — марганца. "

Коэффициенты эффективности каналов связи между содержанием микроэлементов в растениях и почве изменяются в последовательности: Мо>Мп>Си, Со, В>гп.

Судя по КБП, содержанию микроэлементов в корнеоби-таемом слое почвы, выносу их растениями и другим показателям, ведущим микроэлементом, лимитирующим урожайность всех сельскохозяйственных культур в Алтайском крае, является цинк.

I

3

Результаты исследований, представляющие собой теоретическую основу применения микроудобрений в растениеводстве, использованы для группировки почв, составления карт-схем, отражающих содержание микроэлементов в почвах, и при разработке системы мероприятий с целью оптимизации пищевого режима растений по микроэлементам

Отдельные выводы и рекомендации диссертационного исследования отражены в информационных листках и методической разработке автора для работников сельского хозяйства и студентов АГАУ «Микроудобрения в Алтайском крае».

Выявлены почвы и почвенные районы Алтайского края, где под определенные сельскохозяйственные культуры необходимо применять микроудобрения Предложенные в работе критерии микроэлементной ситуации в почвах основных территорий Алтайского края дают возможность обеспечить рациональное размещение культур в севообороте, получать программированные урожаи полевых культур и эффективно использовать естественное плодородие почвы и макроудобрения

Результаты исследований вошли в «Рекомендацию по определению доз органических и минеральных удобрений на планируемый урожай сельскохозяйственных культур свекловичных севооборотов в условиях Алтайского Приобья», разработанную кафедрой агрохимии и почвоведения АГАУ при нашем участии (Бурлакова и др , 1991)

Апробация работы. Результаты исследований были доложены на совещаниях и конференциях различных уровней на научных конференциях профессорско-преподавательского состава в АГАУ (1966—1991); на 5-м Всесоюзном совещании «Применение микроэлементов в сельском хозяйстве и медицине» (Иркутск, 1966), 7-м Всесоюзном совещании «Биологическая роль и практическая значимость микроэлементов» (Рига, 1975); 10-й краевой и научно-технической конференции «Вопросы химизации сельского хозяйства» (Барнаул, 1975); региональной научной конференции «Экологические проблемы интенсификации земледелия в Алтайском крае» (Барнаул, 1963); краевых, зональных, союзных совещаниях агрохимслужбы (Барнаул, Москва, 1987—1991); 11-й Всесоюзной конференции по биологической роли микроэлементов и их применению в сельском хозяйстве и медицине (Самарканд, 1990).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 30 научных статей и издано 2 информационных листка

Объем работы. Диссертация состоит из введения, 5 глав, выводов, списка литературы и предложений Содержание работы изложено на 424 страницах машинописного текста, включая 146 таблиц, 25 рисунков и 38 приложений Список

литературы включает 351 наименование, из них 115 на иностранных языках. ■ ■ .

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

1. Объекты и методы исследований

с ■ ' ■

Исследования по данной теме проводились в различных почвенно-климатических зонах, подзонах и почвенных районах Алтайского края.

Объектами исследований были выбраны почвы, являющиеся зональными в каждой из зон и подзон, растительность этих зон и поверхностные и почвенно-грунтовые воды. В работе использованы данные о содержании микроэлементов в 3400 образцах почв, в т. ч. в 170 разрезах. Было проанализировано около 1000 образцов растений и около 100 проб воды. Эти данные получены на кафедре химии Алтайского сельскохозяйственного института при непосредственном участии автора.

, Для определения содержания микроэлементов в природных объектах использовались инструментальные и аналитические методы. Валовое содержание микроэлементов определялось с помощью спектрографа ИСП-22 в спектральной лаборатории института Геологии и Географии СО АН СССР в г. Новосибирске. Подвижные формы микроэлементов определялись с использованием методик, предложенных Г. Я. Ринькисом (1965), и методических указаний по агрохимическому обследованию почв на содержание микроэлементов. Марганец определялся в вытяжке 0,1 н раствора H2SO4 с применением в качестве окислителя надсернокислого аммония; медь — в 0,1 н вытяжке HCl дитизоновым колориметрическим методом; кобальт — в вытяжке 1н HN03 с нитро-зо-К-солью; бор — в водной вытяжке хннализариновым методом; цинк — в аммонинацетатной вытяжке при pH = 4,8 дитизоновым .колориметрическим методом; молибден — в оксалатной вытяжке роданидом калия.

Определение основных физико-химических и физических свойств почв осуществлялось по общепринятым методикам (Аринушкина, 1970); влажность — весовым методом; нитратный азот, — по Грандволь-Ляжу; обменный аммоний — с реактивом Неселера; подвижный фосфор — по Чирикову. ,

■"•.С помощью статистического анализа свойств почв и растений рассчитаны средние арифметические (М)", средние квадратические отклонения (б), ошибки' среднего (ш), величины коэффициента варьирования (V, %) по алгоритмам Н, А. Плохинского (1970).-Для:"нахождения связей между

факторами и явлениями был использован информационно-ло-гнческий анализ (Пузаченко, Мошкин, 1969)

Для установления необходимости применения микроудоб-ренин и их эффективности в каждой из иочвенно климатических зон и подзон были проведены полевые и производственные опыты — всего около 100 опытов

Достоверность результатов агрохимических анализов и прибавок урожайности в опытах устанавливалась с помощью дисперсионного анализа (Доспехов, 1979)

Все математические расчеты проводились на ЭВМ «Электроника»

2. Условия почвообразования и их роль в формировании микроэлементного состава почв Алтайского края

Различные уровни плодородия почв Алтайского края, в том числе и обеспеченность их микроэлементами, формировались в процессе их развития и эволюции под влиянием природных факторов почвообразования Почвообразующие породы Алтайского края произошли от плотных пород гор Алтая и Саланра и представляют собой смесь минеральных частиц различной крупности и различного минералогического н микроэлементного состава Региональной особенностью материнских пород Алтайского края по минералогическому составу является преобладание кварца и полевых шпатов, а по микроэлементному — высокое содержание бора, меди, марганца и низкое — цинка и молибдена Накопление в поч-вообразующих породах края бора происходило в процессе гипергенеза в связи с высокой его миграционной способностью. Достаточно высокое содержание в породах марганца и меди связано с обогащенностью ими плотных пород гор Алтая и Салаира и относительно низкой степенью выветренности первичных минералов

Наиболее высоким содержанием катионогенных элементов (медь, марганец, кобальт, цинк) отличаются средне- и тяЖелосуглинистые лессовидные с\глинки Приобского плато, Что связано с высоким содержанием в них лессовой фракции, обогащенной маловыветренными минералами (табл 1) Почвообразующие породы предгорных территорий Алтая и Салаира по сравнению с нтш более выветрены и не на капливают больших количеств микроэлементов, хотя более обогащены тяжелой и илистой фракциями

Среди аллювиальных и озерно аллювиальных отложений Кулундинской низменности микроэлементныи состав достаточно вариабелен Среднесуглинистые материнские породы здесь по сравнению с легкосуглинистыми и супесчаными содержат больше меди, марганца, цинка и бора.

Унаследованный от материнских пород микроэлементный состав несколько видоизменяется в верхннх горизонтах почвы, благодаря геохимическим, потокам веществ и жизнедеятельности организмов, в том числе и растений. Растения за счет биогенной . аккумуляции перекачивают химические элементы из нижних горизонтов в верхние. В структурной организации почвенного покрова растения выполняют регулирующую функцию, обеспечивая целенаправленность почвообразования. Оптимизация химического состава почвы рас-

Таблиц а 1

Микроэлементный состав почвообразующих пород Алтайского края

Микроэлементы, мг/кг

Пределы колебаний

М

О

V,

Кулундинская низменность (аллювиальные и озерно-аллювиальные отложения) (п = 31)

Си Мо Мп

Со В

4—37 0,3—2,0 200—1070.

5—47 4—28

11—84 '

15,0 1,0 663 22 , 13,0 35,0

9.2 0,5

256 11,5

5.3 19,0

61,3 (49,0 38,6 52,3 48,1 54,3

1.6 0,09 48,3 2,1 1,0 3,4

Приобское плато (лёссовидные суглинки) (п = 31)

.Си 9—50 32,0 11,6 35,3 2.0

Мо 0,3—2,7 , 1,0 0,8 76,0 0.13

Мп 320—1600 910 299 329 &0.0

Хп 8—80 53 18,0 33,9 4,5

Со 8—20 14,0 4,1 29,3 0,7

В 35—100 64 20 31,6 ' 3,4

Бийско-Чумышская возвышенность (лёссовидные суглинки) (п = 25)

Си Мо Мп 2п Со В

12—55 0,5—1,0 200—1200 30—60 5—18 60—100

33,0 0,8 700 45,0 11.0 80,0

8,1 0,1 240 8,2 2.5 12,6

24,5 12,5 34,3 18,2

22.7

15.8

1,6 0,02 48,0 1.6 0,5 2,5

Предгорье Салаира (тяжелые суглинки и глины) (п = 25)

Си Мо Мп 2п Со В

20—55 0,6—1,0 ' 500—1200 32—80 8—15 50—120

35 0,8 840 56,0 12,0 82,0

7,2 .0,1 150

9.6

1.7 17,0

20,6 12,5 17,9 17,1 20,3 17,1

1,4

0,02 30,0 1.9 0.3 2,8

тениями осуществляется через систему обратных связей, что обусловливает приближение соотношений микроэлементов в почве к их соотношениям в растениях Химическим состав растений как бы является тем эталоном, который определяет целенаправленные процессы в почве, ведущие к накоплению в ней наиболее биогенных элементов Для выявления био-генности элементов и участия растительности в формировании микроэлементного состава почв Алтайского края мы сопоставили данные о содержании микроэлементов в золе растений и материнских породах, т е. определили коэффициенты биологического поглощения (КБП) Этот анализ показал, что наиболее высоки коэффициенты биологического поглощения растениями молибдена и цинка Бор и марганец, судя по КБП, растениями аккумулируются в небольших количест вах, а кобальт вовсе не аккумулируется.

Роль растении в регулировании микроэлементного состава верхних горизонтов почв хорошо прослеживается при сопоставлении данных о соотношениях содержаний микроэлементов в материнских породах, почвах и растительности естественных биогеоценозов Нами было установлено, что растения, преобразуя материнскую породу, увеличивают содержание в ней элементов согласно убывающему ряду Хп, Мо>Си>В>Мп>Со В условиях Алтайского края это лучше всего соблюдается в богатых гумусом типичных и выщелоченных черноземах предгорий Алтая и черноземах средней лесостепи и предгорий Салаира Для этих почв характерно относительное высокое содержание цинка, который из ка-тионогенных элементов является самым биогенным

3. Закономерности пространственного распределения микроэлементов в почвах Алтайского края

Почвообразовательны!! процесс приводит к различным превращениям микроэлементов и дифференциации их в почвенном профиле в связи со своеобразным сочетанием факторов почвообразования

С помощью информационно логического анализа мы установили, что содержание каждого из микроэлементов в почвах Алтайского края зависит от факторов почвообразования в различной степени Значимость этих факторов для каждого из микроэлементов уменьшается в рядах Си — порода>ил> >растення>рН гумус; Мо—порода>растення>гумус>рН> >нл, Мп, 2п — порода>рН>растения>ил>гумус, Со — по-рода>растения>рН>ил>гумус, В — порода>растення> >ил>пумус Коэффициенты эффективности каналов связи указывают на то, что валовое содержание микроэлементов в почвах края более всего зависит от содержания их в 8

материнской породе (табл. 2). Эта связь для всех микроэлементов прямолинейна. Прямой пропорциональной зависимостью характеризуется .также связь между содержанием в почвах микроэлементов и гумуса. Связь микроэлементов с илистой фракцией почвы и рН криволинейна. Судя по специфическим состояниям, максимальное валовое содержание в почвах края микроэлементов, как правило, ограничивается содержанием илистой фракции до 25% и рН = 6,0—7,0.

Исследования показали, что профили, отражающие распределение микроэлементов в генетических горизонтах большинства пахотных почв Алтайского края, имеют равномерно- или прогрессивно-аккумулятивный характер. Исключение составляет профильное распределение бора в почвах степной и колочно-степной зоны, где этот элемент накапливается очень слабо. Наиболее высоким накоплением отличаются гумусовые горизонты почв. Повышенное содержание микроэлементов в перегнойно-аккум-улятивных горизонтах в значительной степени зависит от содержания в них гумуса. Коэффициенты эффективности каналов связи между содержанием и в почве гумуса , микроэлементов достаточно высоки (табл. 2).

Меньше всего с гумусом связаны медь и бор. Коэффициенты эффективности каналов связи между содержанием в почве

Таблица 2

Коэффициенты эффективности каналов связи между содержанием в почве микроэлементов и некоторыми ее свойствами

Содержание . Микроэлементы

микроэлементов в почве Си Мо Мп 1п Со В

1 Связь с содержанием микроэлементов в материнской породе

Валовое

0,70

0,50

0,59

0,26

0,62

Связь с содержанием в почве илистых частиц

Валовое . . . . Подвижные формы

0,18 0,12

0,05 0,21

0,08 0,19

0,17 0,09

0,08 0,10

Связь с содержанием в почве гумуса

Валовое . . . „ Подвижные формы

Валовое . . . ч Подвижные формы

0,06 0,07

0,08 0,17

0,08 0,22

0,08 о;об

Связь с рН почвы

0,12 0,11

0,07 0,12

0,12 0,47

0,24 0,15

0,08 0,06

0,13 0,12

0,40

0,22 0,11

0,06 0,05

0,15 0,10

илистой фракции и микроэлементов указывают на то, что с илистои фракцией в почве более всего связано валовое содержание в ней бора, меди и цинка (B>Cu>Zn>Mn, Со>Мо) Коэффициенты эффективности каналов связи между валовым содержанием в почве микроэлементов и рН свидетельствуют о том, что более всего от рН зависит цинк

Информационно логический анализ дал возможность определить характер и тесноту связи межд\ содержанием в почве подвилашх форм микроэлементов, рН, содержанием илистой фракции и гумуса (табл 2) Он выявил, что содержание в почве подвижных форм меди, цинка, кобальта и бора зависит от рН и содержания в ней илистои фракции в меньшей степени, чем валовое содержание, а молибдена и марганца — в большей Анализ дат гозможность установить, что для подвижных форм меди, цинка, кобальта и бора почвенные факторы (ил, рН, гумус) являются не только факторами аккумуляции, но и факторами миграции.

Микроэлементный состав почв внутри почвенно-климати-ческих зон Алтайского края достаточно вариабелен

Особенности геоморфологического строения территории, форм рельефа, климата, специфика материнских пород, глубина залегания грунтовых вод определяют формирование в ландшафтах своеобразных комбинаций почв Этим почвенным комбинациям соответствует специфический микроэлементный состав. Наши исследования дали возможность установить, что различия в микроэлементном составе почв на уровне почвенных районов Алтайского края в большой степени зависят от гранулометрического и химического состава материнских пород, гумусонакопления и развития в них тех или иных элементарных почвенных процессов. При этом было установлено, что микроэлементныи состав верхних горизонтов почв предопределяется микроэлементным составом материнских пород, а почвы подчиненных подтипов имеют тенденцию сохранять уровень содержания микроэлементов в автономных почвах.

Одна из основных задач наших исследований заключалась в оценке почв с точки зрения обеспеченности ил количествами микроэлементов необходимыми для нормального роста и развития растении Это предусматривало выявление как общих запасов микроэлементов в почвах, так и содержание в них подвижных форм Было установлено, что горизонтальная дифференциация микроэлементов в Алтайском крае имеет зональный характер Результаты статистического анализа всей совокупности почв края отразили высокое варьирование в них микроэлементов (табл 3, 4).

Для выявления характера варьирования валового содержания микроэлементов в почвах различных почвенно клима-10

Вариационно-статистические показатели валового содержания микроэлементов в почвах Алтайского края, мг/кг (п = 1200)

Микроэлементы Пределы колебаний М Ю V, % ' т

Каштановые почвы (Кулундинская низменность)

Си 4—33 18,0 4.5 25 0,5

Мо 0,4—1,8 1,0 0,3 30 0,03

Мп 400—1300 89,0 210 23,6 21

1п 15—50 32,0 6,6 20,6 0,7

Со 7—23 13,5 2,8 20,7 0,3

В 5—50 32,0 8.0 25,0 0,8

¡Си Мо Мп 2п Со В

.Си Мо Мп гп Со

в

Си Мо Мп Ъп Со В

Черноземы (Приобское плато)

33—54 0,6—1,7 1000—1400 33—68 10—23 70—100

19—38 0,7—1,2 700—950 48—69 7—15 70—120

Черноземы (Предгорье Алтая)

34—58 1,1—1,4 600—1280 16—63 . 8—14 50—90

46 7,0 15,2 0,7

1,3 0,1 13,0 0,01

930 59 6,3 5,9

55 4,1 7,4 0,4

11 1,9 17,3 0,2

75 ; (8,6 11,5 0,9

■ 4,4 ,4,3 9,8 0,4

1,2 0,2 16,6 0,02

1250 98 . 7,8 9,8

58 9,4 13,3 0,9

17 3,0 17,9 0,3

80 6.8 8,5 0,7

ийско-Чумышская возвышенность)

29 4,6 15,9 0,5

1,0 0,1 10,0 0,01

880 ' 64 7,2 6,4

58 4,2 7,2 0,4

11 1,9 17,3 0,2

100 11,3 11,3 1.1

тических зон края мы использовали вариационные ряды н вариационные кривые. Взаимное расположение вариационных кривых указывает на то, что черноземные почвы по сравнению с каштановыми — характеризуются более высоким валовым содержанием меди, молибдена, цинка и бора. Наиболее высоким валовым содержанием микроэлементов (кроме бора) отличаются почвы Приобского плато, что связано с относительно низкой выветренностью их минеральной части, уровнем рН, благоприятным сочетанием первичных и вторичных минералов, спецификой климата и др. Чернозем-

Вариационно-статистические показатели содержания в почвах Алтайского края подвижных форм микроэлементов, мг/кг (л = 1200)

Чикроэ ~е Преде -'ы Ч а V, % ш

\*енты колебаниI

Каштановые почвы (Ку7}гндинская низменность)

Си 2 0—6 0 4 2 I 3 3,09 0 1

Мо 0 04—0 12 0 08 0,02 25,0 0 002

Чп 70—110 43 92 9,9 0<>

7п 0 3—3 0 1 5 05 33,3 0 05

Со 1.3—3,Ь 24 05 20,8 0 05

В 0 3—1,0 ОЬ 02 33 3 0 06

ЧеГ ноземы (Пр! обское плато)

Си 3 1—7 2 53 1,1 208 01

Чо 0 06—0 10 0 08 001 12 5 0001

.Чп 90—110 100 48 48 05

2п 0 6—1 2 03 02 22,2 0 02

Со 2 0—2 8 24 02 83

В 0,4—0 6 05 0 1 20,0 0,01

Черноземы Бийско Чумышская возвышенность)

Си 5—9 80 1 ь 200 0.10

Мо 0 07—0 15 0 11 0 02 18 2 0 002

Мл 68—88 78 48 62 05

2п 1 2—2 1 1,7 02 110 0 02

Со 0 1—3 1 25 02 80 0 07

В 1,0—1,5 1 3 0 1 77 001

Черноземы (Предгорья Алтая )

Си 2 2—4 2 32 04 12 5 ол

Мо 008—0 12 0 10 001 10 0 001

Чп 50—166 100 25 25 25

2п 0 7—1 8 I 4 02 143 0 02

Со 3 3—6 8 48 04 83 0 04

В 0 8—2 2 1 Ь 03 187 0 03

ные почвы Бийско-Чумышской возвышенности по сравнению с почвами Приобского плато содержат меньше валовых меди, молибдена, марганца и кобальта, что в определенной степени связано с элювиально-иллювиальными процессами Процессу выщелачивания катионогеннык элементов здесь способствуют повышенные влажность и кислотность почвы. В почвах предгорий Алтая микроэлементный состав формируется в большой степени за счет гумуса, что проявляется в относительном накоплении там более биогенных элементов — молибдена, цинка, меди и бора Черноземы предгорий Алтая

характеризуются достаточно высоким уровнем естественного и эффективного плодородия

Для территории Алтайского края характерна зональная специфика содержания в почвах подвижных форм микроэлементов Сопоставление наших данных о пределах колебаний и средних величинах содержаний в почвах микроэлементов с градационной шкалой, разработанной Б А Ягодиным и И В. Верниченко (1989) для лесостепной и степной зоны, показало, что большинство почв края отличается достаточно высо 1им содержанием подвижных форм марганца, кобальта и меди Все почвы края обеднены подвижными формами молибдена и цинка, а часть почв — подвижным бором Содержание подвижных форм молибдена, цинка, кобальта и бора в почвах Приобского плато самое низкое, что можно связать с относительно низкой выветренностью их материнских пород. Почвы Кулундинскои низменности в отличие от почв Приобского плато содержат больше подвижного цинка, что объясняется особенностью материнских пород, часть из которых является озерными отложениями Относительно низкое содержание в них подвижных форм меди, молибдена и бора связано с низким валовым их содержанием в почве. Наиболее зысоким содержанием подвижных форм меди, молибдена, цинка и бора отличаются почвы Бийско-Чумышской возвышенности, из-за повышенной растворимости соединений этих элементов в относительно кислой среде Подвижные соединения марганца н кобальта в этих почвах не накапливаются Биогеохимическая обстановка в почвах предгорий Алтая способствует относительному накоплению там подвижных форм цинка, молибдена и бора — наиболее дефицитных для условий Алтайского края микроэлементов

Достаточно высокая вариабельность, широкие пределы колебания содержания подвижных форм микроэлементов в почвах Алтайского края, а также некоторые зональные особенности их дифференциации учтены при разработке региональной градационной группировки (табл 5). Такая группировка дала возможность относительно обоснованно установить те почвы и почвенные районы в зонах, для которых характерны максимальные и минимальные значения исследуемого признака

Сопоставление нашей группировки с градационной шкалой Б А Ягодина и И В Верниченко (1989) показало, что содержание в почвах Алтайского края меди, марганца, кобальта и бора колеблется от «очень низкого» до «очень высокого», а шаги колебаний каждого из классов в этих двух группировках очень близки

Пространственная дифференциация сопровождается также и временной изменчивостью содержания в почвах Алтай-

Группировка почв Алтайского края по содержанию в них подвижны^ форм микроэлементов

Элемент Почвенная вытяжка Диапазоны концентраций, мг/кг

1 2 3 А:' 5

Си 1 н HCl 2,5 2,5—3.5 3.5—4,5 . 4,5—5,5 5,5

Мп 0,1 н H2SO, 25 25—70 70—115 115—160 160

Мо Оксалатная 0,05 0,05—0,08 0,08—0,11 0,11—0,14 0,14

вытяжка

Zn Ацетатно- 0,5 0,5—1,0 1,0—1,5 ■ 1,5—2,0 2,0

аммонийная

вытяжка

Со 1 н HNsCb 1,0 1,0—1,9 1,9—2,8. 2,8—3,4 3,4

В н2о - 0,6 0,6—0,8 0,8—1,0 1.0—1,2 - 1,2

ского края микроэлементов. Многообразие почвенных факторов, изменяющихся в процессе вегетации, и накладывающихся друг на друга, создает о каждой из почв специфические микроэлементные фоны. Сезонная динамика подвижных форм микроэлементов в почвах может зависеть: от деятельности микроорганизмов, изменения гидротермических условий, окислительно-восстановительного режима почвы, потребления элемента растительностью и миграции его с влагой. Для установления достоверности различий в содержании подвижных форм микроэлементов в гумусовом горизонте чернозема выщелоченного среднемощного малогумусного среднесугли-нистого (учхоз «Пригородное») в различные периоды вегетации яровой пшеницы мы сопоставили данные о коэффициентах пространственной и временной вариации (V, %) по каждому из элементов. Это позволило отметить, что коэффициенты временной вариации выше, чем пространственной, что говорит о достоверности динамики подвижных'форм микроэлементов в исследуемой почве. С помощью информационно-логического анализа' по специфическим состояниям мы установили также, что в исследуемой почве в июне месяце заметно снижается содержание подвижных форм меди, марганца, цинка и бора. К нюлю по всем элементам в почве наблюдается увеличение содержания их подвижных1 форм, что можно увязать с уменьшением их поглощения растениями, повышением влажности почвы и максимальным мине-рализацнонным эффектом микроорганизмов.

4. Микроэлементы в растениях

Содержание микроэлементов в растениях зависит от состояния и форм-их в почвах. Для установления закономер-

ностей поглощения . микроэлементов растениями мы использовали данные сопряженных анализов почв и растений естественных биогеоценозов Алтайского края. Это дало возможность через коэффициенты эффективности каналов связи (табл. 8, рис. 1, 2) установить, что содержание микроэлементов в растительности зависит как от валового содержания, так и от содержания в почве подвижных форм микроэлемен-

Таблица б

Коэффициенты эффективности каналов связи между содержанием микроэлементов в растениях и почве

Содержание микроэлементов в почве - Микроэлементы

Си Мо Мп 2п Со ,В

0,11 0,09 0,18 0,19 : 0,03

Подвижные формы . . 0,10 0,15 0,11 0,04 0,10 0,10

тов.'Анализ показал, что содержание в естественной растительности края молибдена и бора прямо пропорционально валовому содержанию их в почвах, а содержание кобальта — обратно пропорционально. Для марганца, цинка и меди связь криволинейна. Содержание в растениях края марганца, цинка, молибдена и бора находится в прямой пропорциональной зависимости от содержания в почвах подвижных форм этих элементов. Для кобальта и меди эта зависимость криволинейна. Отсутствие большого накопления в естественной растительности Алтайского края марганца, меди и кобальта при достаточно высоком их содержании в почве, можно объяснить ограничением поступления их в растения, барьерными механизмами, на существование которых указывал А. Л. Ковалевский (1967). В Алтайском крае в условиях сухой, засушливой и колочной степи, судя по КБП, относительно валового содержания элементы располагаются в ряд: Мо>7п>Си>В, Мп>Со. В условиях лесостепи и предгорий Алтая и Салаира этот ряд видоизменяется: 2п>Мо>Си>Мп, В>Со. По КБП относительно подвижных форм элементы располагаются в ряд: гп>В, Мо>Си>Мп>Со. Этот ряд указывает на очень большую зависимость растений от наличия в почвах подвижных форм цинка, бора и молибдена. Данные о КБП микроэлементов характеризуют значимость каждого из них для метаболизма растений. Судя по КБП, цинк для всех растений и молибден для бобовых могут быть наиболее вероятными ведущими факторами, ограничивающи-

ми урожайность сельскохозяйственных культур при недостаточном содержании их в почве (табл 7).

Таблица 7

Коэффициенты биологического поглощения микроэлементов растениями в зонах и подзонах Алтайского края

Никроэ лементы

Си \\о 7п С о В

Зона каштановых почв сухих степей

1 5~ 1 10 0 1,5 ЬЗ

Ап 1 31'7 1 40 0 20 0 200

03 1 5

24 180

Подзона черноземов южных засушливой степи

Ап

Ам Ап а че

Ам Ап

Зо Ам

А„

А^ А„

27 172

100 50 0

1 7

106

88 509

Подзона черноземов обыкновенных засушливой степи

34 27 5

63 27 0

33 22 1

143 50 0

80 55 3

80 80 0

1 5

9 3

20 21 9

1 2 17 5

7.7

540

104

305

И 3 233

02 I 6

1 0 143

степи

03 1.3

1 5 44

почв лесостепи

05 10

28 50

лесостепи

0 4 1 10

2 3 63

Подзона черноземных почв предгорий Алтая

-'Ь 40 0

9 1

80 0

09

10 0

117

438

05 2.1

1 1

73

^/^(КБП по отношению к валовому содержанию Э1емента в почве) /у (КБП по отношению к содержанию в почве подвижных форм элемента)

Наши исследования показали, что цинк для нормального обеспечения им растении в человиях Алтайского края дол-лен поглощаться корневой системой актипно Остальными микроэлементами, особенно марганцем, кобальтом и медью, растснин могут быть полностью обсспечены за счет массового потока Большчю нуждаемость растении в цинке можно увязать с физико-химическими характеристиками, свидетельствующими о его высоких деформационных свойствах, склон ности к комплексообразованию и др 16

¿Fue. i. V ■0 .. лае.теыи.

С/н ■■.'■■ é>et JIO ¿y

t. net¿u¿pitie&Kit e ; rueSiKuSl ' . pt-fefi*to*!M&. • Микне>9Л.е/п*ы-то6r ¿ £ -iQâùeiiMÇ&t( г/л... ■ ; <ь,/vdySe

В целях установления возможного дефицита микроэлементов для отдельных культур, наиболее распространенных на территории Алтайского края, мы сопоставили данные о их содержании в слое почвы 0—20 см (табл 8) с данными о выносе их растениями при различных уровнях урожайности (табл 9—II) Данный анализ показал, что преобладание запасов микроэлементов в почве над потребностью в них растений уменьшается в порядке для пшеницы и кукурузы — Со>Мп>Си>В>1Ло>2п, для кормовой (сахарной) свск-лы — Со>Мп>Си>хМо>В>2п, для гороха — Со>Мп> >Си>В, Мо>2п Такой анализ позволяет ..становить для каждой культуры уровень выноса, который может быть лимитирован определенным содержанием в почве подвижных форм того или иного микроэлемента Сопоставление данных о содержании микроэлементов в слое 0—20 см почвы и о выносе их с урожаем показало, что получение повышенных урожаев различных сельскохозяйственных культур в условиях Алтайского края в первую очередь лимитируется цинком, а затем уже остачьными элементами в зависимости от специфических потребностей культур в них бобовых — в молибдене, корнеплодов — в боре

Все вышеизложенное нельзя возвести в ранг однозначной закономерности, так как есть обстоятельства, резко снижающие или повышающие доступность тех или иных элементов для растений Так, например, известкование почвы или при-

Тлблица 8

Содержание микроэлементов в почве, мг/кг и слое почвы 0—20 см, кг/га

К 1ассы градационно» ШИ 1Ы Микроэ пементы

Си Мо 2п Со В

(А.) (А,) (Аз) (А,) (А5)

50 35 70 45 90 55 П,0 >5 5 >110

_25

50

_70_

НО 115

230 1Ь0 320 >160 >320

005 0 1 008 0 16 0 11 0 22 0 14 0 28 ->0 14 >0 28

05 I 0 09 1 8 1 5 30 20 40

>4,0

1 0

2 0 18 36 27 5 4 34 68 ^3 4 Ь 8

06 I 2 08 1 6 1 0 20 1 2 2-3 >12 >24

* Числите 1ь — содержание в почве подвижных форм элемента, мг/ьг Знаменатель — содержание подвижных форм эаечента в слое почвы 0—20 см, кг/га (Л).

2 17

Отношения содержаний подвижных форм микроэлементов в слое почвы 0—20 см к выносу их при различных уровнях урожайности

яровой пшеницы

Микроэлементы

Показатели Си Мп Мо Zn Со В

а — 2 т/га 0,028 0,28 0,02 0,10 0,0008

б — 3 т/га 0,042 0,42 0,003 0,15 0,0012

в — 4 т/га . 0,056 0,56 0,004 0,20 0,0016

Хозяйственный вынос микроэлементов пшеницей, кг/га (сухое вещество) при урожайности основной продукции — а, б, в

0,006 0,009 0,012

Отношения содержаний в слое почвы 0—20 см подвижных форм микроэлементов (А) к выносу их растениями (а, б, в)

Ai/a А2/а • А3/а Aja Aja А,/б ' А2/б ' Аа/б AJ6 Ад/б А,/в Аг/п Аз/в А,/в ArjB

менение фосфорных удобрений могут резко понизить доступность для растений меди, марганца и цинка, а подкисление — повысить. При подкислении почв в них будет резко понижаться содержание молибдена и бора.

В условиях засухи.в критические для растений периоды в почвах Алтайского края может • проявляться недостаток любого из микроэлементов.

5. Эффективность микроудобрений в Алтайском крае

Вопросом применения микроудобрений в Алтайском крае занимались Г. А. Макарова (1965), Е. Ф. Марочкина (1965), Я. Г. Баркан (1974), М. А. Мальгин (1978).

, Применение микроудобрений в Алтайском крае лимити- ■ руется отсутствием научно обоснованной системы их использования. При разработке этой системы необходимо учиты-18

179 179 50 10 2500 200

250 500 80 18 4500 ' ' 267

' 321 ' 821 110. 30 6750 . . 333

393 1143 ■ 140 40 . . 8500. 400

>393 >1143 >140 >40 >8500 >400

119 119 33 7 1667 133

167 333 53 12 3000 179

214 ■ 548 73 20 4500 222

262 762 93 27 5667 267

>262 >762 >93 >27 >5667 >267

89 89 25 5 1250 100

125 250 40 9 2250 133

160 ' 411 , 55 15 3375 167

196 571 " 70 20 4250 200

>196 >571 . >70 >20 >4250 >200

Отношения содержаний подвижных форм микроэлементов в слое почвы 0—20 см к выносу их при различных уровням урожайности

гороха

Микроэлементы

Показатели Си Мп Мо 2п Со В

Хозяйственный вынос микроэлементов горохом, кг/га (сухое вещество) при урожайности основной продукции

а — 2 т/-а

б —3 Т/Га в — 4 т/та

0 036 0,4 0 004 0,16 0 0008

0,054 0Ь 0 006 0 24 осой

0 072 08 0С08 0001Ь

0 036 0 051 0 072

Отношения содержаний в слое почвы 0—20 см подвижных форм микроэлементов (А) к выносу их растениями (а, б, в)

А|/а 138 125 25 6 2500 33

А г/а 145 350 40 11 4500 44

А3'а 2*0 575 55 19 6750 56

А4/а ¿29 800 70 25 8500 Ь7

А^а >229 >70 >25 >8500 >67

А,/б 93 83 17 4 1667 22

Аг/б 130 233 27 8 зооо 30

Аз/б 167 383 37 13 4500 37

А4/б 203 533 47 17 5ЪЬ7 44

Аа'б >¿03 >5)3 >47 >17 >5667 >44

А,/в Ь9 63 13 3 1250 17

Аг/в 97 175 20 6 2250 22

Аз/в 125 288 28 9 3375 28

А,/в 153 400 35 13 4250 33

Аа/в >153 >400 >35 >13 >4250 >33

вать не только обеспеченность почв подвижными формами микроэлементов, но и цегыи ряд других почвенных факторов и местных условии мощность гумусового горизонта, рН, содержание в почве азота, фосфора, калия, гумуса, гидротермические условия и др

При разработке системы микрочдобрении под каждую сельскохозяйственную культуру мы сочли необходимым установить степень связи между содержанием в почве микроэлементов и урожайностью

С помощью информационно логического анализа были установлены коэффициенты эффективности каналов связи между содержанием в почвах Алтайского края микроэлементов и \рожайностью яровой пшеницы, гороха, кукурузы и бобовых трав

Коэффициенты эффективности каналов связи урожайности пшеницы и кукурузы с содержанием в почве подвижных

' ' ! : • Т а б лиц а 11

Отношения содержаний подвижных форм микроэлементов в слое почвы 0—20 см к выносу их при различных уровнях урожайности маточниками кормовой свеклы

Микроэлементы

Показатели Си Мп Мо ' Ъп Со В

Хозяйственный вынос микроэлементов кормовой свеклы, кг/га при урожайности корней — а, б, в

а — 3 т/га 0,048 0,60 0,002 0,3 0,0012

б — 7 т/га 0,096 1,20 0,005 0,0 0,0024

в — 9 т/га 0,144 1,80 0,007 0,9 0,0036

0,06 0,12 0,18

Отношения содержаний в слое почвы О—20 см подвижных форм микроэлементов (А) к выносу их растениями (а, б, в)

104 83 50 3 . 1667 20

146 233 80 .6 3000 27

188 282 110 10 4500 33

229 )533 140 13 5667 40

>229 >533 >140 >13 >5667 >40

52 42 20 2 833 10

73 117 32 3 1500 13

94 192 44 5 2250 17

115 267 , 56 ;7 2833 20

>115 >267 >56 >7 >2833 >20

35 29 14 1 555 7

49 78 23 1000 10

63 ,128 31 3 1500 11

76 178 40 4 (1889 13

>76 >178 >40 >4 >1889 >14

А,/а

А2/а Аз/а

А*/а А5/а А,/б А2/б Аз/б А</б А5/6 А(/а А2/в Аз/в А*/в А5/в

форм микроэлементов уменьшаются в ряду: 2п>Мо, Си>В, Мп>Со. Для гороха этот ряд несколько видоизменяется: гп, Мо>В>Си>Мп>Со.

Высокие коэффициенты эффективности каналов связи урожайности с содержанием в почве подвижных форм цинка свидетельствуют о том, что его недостаток в сравнении с недостатком других микроэлементов более всего способен лимитировать урожайность сельскохозяйственных культур в условиях Алтайского края. ~

Информационный анализ дал возможность установить уровни урожайности пшеницы, кукурузы, гороха и бобовых трав, соответствующие тому, или иному содержанию в почве подвижных форм микроэлементов.

Специфические градации урожайности относительно содержания в почве подвижных форм микроэлементов (кроме цинка)' носят криволинейный характер. Наиболее высокие 20

уровни урожайности яровой пшеницы (>20 ц с I га) соответствуют классам мсстиои группировки почв 3—4 — по меди, марганцу, молибдену и бору, 2—3 — по кобальту и 4—5 — по цинку Для кукурузы диапазон благоприятных концентрации по меди и бору расширяется.

С целью нахождения связи между эмпирическими характеристиками и реакцией различных растений на внесение микроудобрении, нами была проведена серия полевых опытов, которые проводились с 1974 по 1991 год на почвах наиболее характерных для каждой из почвенно-климатиче-ских зон края На территории Кулундинской низменности (Славгородский, Бурлинский, Кулундинский районы) — на каштановых почвах, на территории Предгорий Алтая (Змеи-ногорский район) — на черноземах выщелоченных и обыкновенных; на территории Приобского плато (Волчихинский, Тюменцевский и Каменский районы) — на черноземах южных, обыкновенных и выщелоченных; на территории Бийско-Чумышской возвышенности (Кытмановский, Косихинский районы) — на черноземах выщелоченных Повторность опытов четырехкратная, площадь опытных делянок — 25 м2. Опыты с пшеницей показали, что прибавки урожая зерна от удобрений, содержащих различные микроэлементы, неоднозначны Наиболее высокими они были при использовании цинковых удобрений При урожаях >15 ц с 1 га они достигали 4,0 ц с 1 га, а при урожаях <15 ц с 1 га — 2,0 ц с 1 га При относительно высоких уровнях урожайности эффективность микроэлементов уменьшалась в ряду: Zn>lAo >Си, Мп, В>Со При урожаях С 15 ц с 1 га регулярные прибавки урожая давали лишь цинк и медь

Получение высоких урожаев яровой пшеницы, как и других культур, в Алтайском крае невозможно без применения макроудобрений Наши опыты с пшеницей, кукурузой и другими сельскохозяйственными культурами, проводимые в различных почвенно ктиматических зонах Алтайского края, показали, что эффективность микроудобрения увеличивается на повышенных агрохимических фонах Особенно эффективными показывают себя варианты, где применялась предпосевная обработка семян сульфатом цинка на фоне фосфорных удобрений в засушливые годы. Высокая эффективность этих вариантов может быть обоснована совместным участием фосфора и цинка в энергетическом обмене растений, интенсивность которого особенно важна в условиях засухи. Опыты показали, что под влиянием цинка уменьшаются коэффициенты корреляции между урожайностью и ГТК июня, когда идет интенсивное развитие корневой системы и поглощение элементов питания из почвы Нашими исследованиями совместно с А И Хурчаковой, М Ф Островдянчик и М А Гра-

чевой было установлено,' чтй применение цинкбвых удобрений дает возможность растениям использовать остаточные формы макроудобрений (в большей мере фосфорных) при их последействии. : ^ .

Для бобовых культур вторым элементом, способным лимитировать урожайность, является молибден. В наших опытах, проводимых с горохом и бобовыми травами, молибденовые удобрения, были часто не менее эффективными, чем цинковые. Наиболее эффективным под горох и бобовые травы показало себя совместное применение молибденовых и цинковых удобрений.

В наших опытах с кормовой и сахарной свеклой наиболее урожайными- были варианты, где использовались цинковые и борные удобрения по фону макроудобрений.*

_ Разработка системы удобрений" под ту или иную сельскохозяйственную культуру предусматривает не только получение прибавки урожайности, но и улучшение качества получаемой продукции. Наиболее важным,-показателем качества продукции растениеводства является ее белковость, которая зависит от количества и соотношения в почве элементов питания. Недостаточно высокое накопление в растениях белка в первую очередь связано с диспропорцией между поступлением в растения макроэлементов, в частности азота и фосфора. Оно может быть обусловлено также недостатком в почве микроэлементов, связывающих воедино азотный и фосфорный обмен. Большое. количество продукции хорошего качества можно получить лишь при максимально возможной в данных условиях сбалансированности пищевого режима растений, в том числе и по микроэлементам. Наши исследования показали, что в условиях Алтайского края применение микроудобрений, как правило, способствовало не только увеличению урожая зерна яровой пшеницы, но и повышению содержания в нем белка и сырой клейковины.

Вопрос о микроэлементах является составной частью проблемы оптимизации минерального питания кормовых культур. Осообое значение при этом имеет проблема повышения белковости бобовых культур, имеющих значительный резерв для этого в связи со способностью фиксировать атмосферный, азот. Мы в своих опытах, проводимых в различных почвенно-климатических зонах Алтайского края, наблюдали значительное дополнительное накопление белка на 1 га горохом под действием молибдена-и зеленой массой кукурузы под действием цинка.

Интенсификация земледелия с помощью удобрений, в том числе и содержащих микроэлементы, неизбежно сопровожу дается увеличением затрат труда и средств на гектар площа-

ди. Эти затраты, как показал наш анализ, как правило, компенсируются

При определении экономической эффективности применения микроудобрений мы учитывали стоимость дополнительной продукции, расходы на приобретение, доставку и применение микроудобренни, на уборку, перевозку и подработку дополнительной продукции, условный чистый доход, уровень рентабельности и др

Поскольку испольлование микроудобрении часто совме щается с другими приемами, например, с протравливанием семян или с предпосевным внесением макроудобрений, то это дает возожность избежать дополнительных расходов на их применение.

Наши исследования показали, что по отношению ко всем культурам в условиях Алтайского края применения микроудобрений обеспечивают снижение себестоимости продукции, увеличение чистого дохода, повышение рентабельности и увличение производительности труда Так, условный чистый доход от дополнительной продукции по ценам 1991 года от применения цинковых удобрений под пшеницу достигал 34 руб /га, а под кукурузу — 65 руб./га

Основные выводы

1. Подтверждена прямая пропорциональная зависимость между содержанием микроэлементов в почвообразующих породах и почвах в условиях Алтайского края Связь между этими фактором и явлением изменяется в ряду Си>Со> >Мп<Мо<В<2п Установлено, что черноземы, сформированные на лессовидных суглинках, по сравнению с каштановыми почвами, сформированными на озерно-аллювиальных отложениях, более обогащены медью, марганцем, цинком и бором. Региональная специфика микроэлементного состава материнских пород и почв Алтайского края -¡акточается в высоком общем содержании бора, марганца, кобс 1ьта, меди и низком — молибдена и цинка

2. Количественно и качественно охарактеризована связь между содержанием в почвах Алтайского края илистых частиц и микроэлементов. Она имеет параболическии характер Для большинства микроэлементов максимальное валовое содержание в почве соответствует содержанию нлчетои фракции 20—25%- Связь между содержанием в почвах илистой фракции и подвижных форм микроэлементов (кроме цинка) также имеет параболический характер Чаксимальное содержание в почве подвижных форм медл, марганца и кобальта соответствует содержанию илистои фракции 20—25%, а молибдена и бора — 15—20%.

3. Установлена зависимость валового содержания в почвах Алтайского края микроэлементов от реакции среды (величины рН). Эта связь для большинства микроэлементов имеет параболический характер. Максимальное валовое содержание в почве меди соответствует рН = 7,0—7,5; марганца, кобальта и молибдена — рН = 6,0—7,5; цинка —рН = 6,0—6,5. Для валового бора в почве выявлена прямая пропорциональная зависимость от рН.

Связь между содержанием в почвах подвижных форм меди, марганца, кобальта и бора имеет параболический характер. Максимальное содержание в почве подвижной' меди соответствует рН = 6,0—6,5; подвижного марганца — 6,5—7,0; подвижного кобальта — 7,0—7,5 и подвижного бора — 6,0— 7,0. Для молибдена и цинка эта связь отражает обратную пропорциональную зависимость. Связь между рН и содержанием микроэлементов изменяется в ряду: для валового содержания — 2п>В>Со>Си>Мп>Мо, для подвижных форм — Мп>Мо>Си>Со>В. ■

4. Выявлена прямая пропорциональная зависимость между содержанием в почвах гумуса, валовым содержанием микроэлементов и содержанием' их подвижных форм: Связь между содержанием в почвах гумуса и содержанием микроэлементов изменяется в ряду:: для валового содержания — Мо, Мп, 2х\, Со>Си, В; для содержания подвижных форм — Мп>Мо>Си>2п, Со>В. ' ..... '

'5. Микроэлементный состав почв внутри почвенно-клима-тических зон Алтайского края достаточно вариабелен. В почвенных районах Кулундинской низменности различия по валовому содержанию более сильно проявляются относительно меди, цинка, марганца и бора; Почвы более легкого механического состава обеднены этими элементами. Черноземные почвы Приобского плато, в отличие от каштановых почв, содержат больше меди, цинка, марганца и бора. Микроэлементный состав почв Бийско-Чумышской возвышенности и Предгорий Алтая менее вариабелен. Результаты статистического анализа всей совокупности почв края отразили высокое варьирование валового содержания в них меди, цинка и бора. Установлено, что в почвах края общее содержание микроэлементов (кроме молибдена) соответствует средней и высокой обеспеченности. Наиболее высоким общим содержанием микроэлементов отличаются почвы Приобского плато.

6. Определена высокая вариабельность содержания в почвах края подвижных форм микроэлементов, особенно цинка и меди. Большинство почв края среднеобеспечены, богаты, или очень богаты подвижными формами марганца, кобальта и меди. Все почвы края обеднены подвижными формами молибдена и цинка, и часто — бора. Содержание подвижных

форм молибдена, кобальта и бора в почвах Приобского плато самое низкое. Наиболее высоким содержанием подвижных форм меди, молибдена, цинка и бора отличаются почвы Бийско-Чумышскои возвышенности, где иногда накапливаются также избыточные количества меди Биогеохимическая обстановка в почвах Предгорий Алтая способствует относительному накоплению там подвижных форм бора, молибдена и цинка —наиболее дефицитных в условиях Алтайского края микроэлементов

7. Приведена группировка почв края на содержание в них подвижных форм микроэлементов и на основе этого составлены карты-схемы. Эта группировка по меди, марганцу, кобальту и бору близка к градации Б А Ягодина и И. В. Вер-ниченко (1989). На основе обобщения аналитических и опытных данных, все 5 классов нашей группировки по содержанию в почвах подвижных форм молибдена и цинка соответствуют низкой или очень низкой обеспеченности по шкале Б. А. Ягодина и И. В Верниченко (1989).

8 Содержание микроэлементов в растительности естественных биогеоценозов Алтайского края зависит как от валового их содержания, так и от содержания в почве подвижных форм микроэлементов. Коэффициенты эффективности каналов связи содержания микроэлементов в растениях по отношению к валовому содержанию их в почве уменьшаются в порядке: Со>гп>Си>Мо>Мп>В, а по отношению к содержанию в почве подвижных форм — Мо>Мп>Си>, Со, В>Хп. Эта связь по отношению к валовому содержанию в почве подвижных форм меди, марганца, кобальта и цинка криволинейна Для бора и молибдена она отражает прямую пропорциональную зависимость

9 Коэффициенты биологического поглощения относительно валового содержания уменьшаются в порядке Мо>гп> >Си>В, Мп>Со, а относительно подвижных форм — Ъп> >Мо>Си>Мп, В>Со Судя по КБП, в условиях Алтайского края наибольшей биогенностью отличаются цинк и молибден и наименьшей — кобальт

10. Сопоставление данных о содержании микроэлементов в слое почвы 0—20 см и о выносе их с урожаем показало, что получение повышенных урожаев различных сельскохозяйственных культур в Алтайском крае в первую очередь лимитируется цинком

11. Установлена степень связи между содержанием в почвах Алтайского края микроэлементов и урожайностью. Коэффициенты эффективности каналов связи урожайности пшеницы и кукурузы с содержанием в почве подвижных форм микроэлементов уменьшаются в ряду: 2п>Мо, Си>В, Мп> >Со Наиболее высокие в условиях Алтайского края уровни

урожайности пшеницы (>20 ц с 1 га) соответствуют классам местной группировки почв: . 3—4—-по меди, марганцу, молибдену и бору, 2—3 — по кобальту и 4—5 — по •цинку. .

12. В опытах с яровой пшеницей, проводимых в различных почвенно-климатических зонах Алтайского края, установлено, что цинковые удобрения дают наиболее высокие прибавки урожая. При урожаях >15 ц зерна с 1 га прибавки достигают 4 ц с 1 га, а при урожаях <15 д с 1 га — 2 ц с I га. При относительно высоких уровнях урожайности эффективность микроэлементов уменьшилась в ряду: Zn> >Mo>Cu, Mn, В>Со. При урожаях <15 ц с 1 га стабильные прибавки урожая обеспечивает лишь применение цинка

• и меди. .....> . ■ ;

13. Опыты с пшеницей, кукурузой, горохом, кормовой свеклой и другими сельскохозяйственными культурами показали, что эффективность микроудобрений увеличивается, в .засушливые годы и на повышенных агрохимических фонах, особенно фосфорных. Под пшеницу и кукурузу наиболее эффективен цинк, под горох — цинк и молибден и под кормовую (сахарную) свеклу — цинк и бор.

14. Установлено, что применение микроудобрений, содержащих молибден, бор и, особенно, цинк, увеличивая урожайность яровой пшеницы, повышает содержание в зерне белка и клейковины. Микроэлементы способствуют также повышению белковости кормовых культур.

15.: Применение микроудобрений в условиях Алтайского края обеспечивало .уровень рентабельности 40—90%, повышало окупаемость затрат на микроудобрения и другие приемы интенсификации земледелия. .

Рекомендации производству

1. Научным и научно-производственным подразделениям агрохимслужбы Алтайского края при разработке мероприятий по повышению плодородия почв рекомендуется производить их качественную оценку по обеспеченности микроэлементами, пользуясь описанными в диссертационной работе критериями. Разработанный с помощью комплекса показателей способ определения ведущих микроэлементов, лимитирующих урожайность сельскохозяйственных культур, можно использовать для бонитировки почв.

2. Предлагаемые в работе группировка почв по содержанию в них подвижных форм микроэлементов и карты-схемы могут быть использованы для прогноза и определения текущей и перспективной потребности в микроудобрениях: хозяйств, районов, зон края. , . : _ . ......

3 Подразделения агрохимслужбы и хозяйства при разработке системы микроудобрений в севообороте могут использовать наряду с картами схемами данные о содержании микроэлементов в корнеобитаемом слое почвы и о выносе их с программированным урожаем различных сепьскохозяиствен-ных культур Технология такого расчета описана в «Рекомендации по определению доз органических и минеральных удобрений на планируемый урожай сельскохозяйственных культур свекловичных севооборотов в условиях Алтайского Приобья>, подготовленной кафедрой агрохимии и почвоведе ния АГАУ при нашем участии

Список основных работ, опубликованных по теме диссертации

1 Спицына С Ф Влияние молибденл на окис лиге льно-восстано-вительные потенция ш растений в условиях недостаточного увлажнения // Вопросы химизации с-х Алтая — Барнаул 1966 — С, 47—48

2 Спицына С Ф, Чеканова Г И Влияние молибдена на окислительно-восстановительный режим растении//Сб нчучно нее ледова тельских работ аспирантов и молодых ученых АСХИ — Барнаул 1966 — Вып 2 — С 22—28

3 Спицына С Ф Влияние некоторых микроэлементов на окислительно-восстановительные потенциалы бобов//Микроэлементы в сельском хозяйстве и медицине — Улан Удэ 1966 — Т — С 102—103

4 Спицына ( Ф, Чеканова Г И Влияние предпосевной обработки семян бобов цинком на окислительно-восстановите 1ьные потен циалы н урожай//Тезисы докл научн конференции преподавателей агрономического факультета — Барнаул 1966 — С 17—18

5 Спицына С Ф Влияние микроэлементов на окислительно восстановительные потенциалы гороха//Тез докл к науч конф препод агро-фака за 1967 г — Барнаул 1967 — С 61—64

6 Спицына С Ф Влияние цинка на окислительно восстановительные потенциалы бобов//Сб научно исслед работ аспирантов и молодых ученых АСХИ — Батшаул 1967 — Вып 3 — С 83—89

7 Спицына С Ф Влияние микроэлементов на активность перо-ксидазы полифенолоксидазы и Ео бобов // Материалы к науч конф препод 1вателе I агрономического факультета —Барнаул 1"Ь9 —С 40—41

8 Спицына С Ф Влияние молибдена цинка и меди на окислительно восстановите льный режим бобовых растений —Улан Удэ 1972 — С 101—102

9 Спицына С Ф Влияние солей и удобрений, содержащих микроэлементы на урожай качество и окислительно восстановительный режим растений Автореф дисс канд с х наук — Новосибирск 1973 — 18 с

10 Баркан Я Г, Климова В Л Спицына С Ф Сухо верховаМ Л Микроэлементы в гумусовых горизонтах разных почв Алтайского края —Барнаул 1975 —С 27—28

11 Баркан Я Г Климова В Л Спицына С Ф Сухо верховаМ Д Содержание микроэлементов в различных почвах Алтаи-ского края//Биологическая рочь и практическое применен е микроэлементов Тез докл 7 Всесоюзного совещания — Рига Зннатне 1975 — С 137

12 Спицына С Ф, Климова В Л Влияние предпосевной обработки семян солями микроэлементов на урожай пшеницы ячу1еня и гороха/Тез докл к науч-техн конф преподавателе! и сотрудников АСХИ — Барнаул 1976 — С 30—31

13. Спицын а С. Ф., Климова В. Л. Опыт применения микроудобрений в Алтайском крае//Труды АСХИ. — Барнаул, 1979. — Вып. 33. — С. 130—135. ,

14. Спицын а С. Ф. Применение микроудобрений под сельскохозяйственные культуры // Водно-пищевой режим почв и его регулирование при возделывании сельскохозяйственных культур в Алтайском крае. — Барнаул, 1981,—С. 68—69.

15. С п и ц ы н а С. Ф. О применении мнкроудобрений в Алтайском крае // Почвенно-агрохимические проблемы земледелия в Алтайском крае. — Барнаул, 1984. — С. 75. ' '

• 16. Спицына С. Ф. Влияние на урожай пшеницы предпосевной обработки семян цинком при разных агрохимических фонах//Факторы плодородия почв и их регулирование. — Новосибирск, 1985.—С. 101—103.

17. Спицына С. Ф. Опыт использования микроудобрений в кормопроизводстве Алтайского края//Земельно-оценочные проблемы Сибири и Дальнего Востока. — Барнаул, 1986. — 4.1. — С. 76—77.

18. Спицына С. Ф. Влияние микроэлементов на урожай сельскохозяйственных культур//Приемы повышения урожайности зерновых и кормовых культур.— Барнаул, Ш817. — С 36—37.

19. Спицына С. Ф., Грозина А. А,- Влияние цинка и фосфора :на обмен веществ в проростках пшеницы//Химизация народного хозяйства — важное условие ускорения научно-технического прогресса. — Барнаул, 1987. — Ч. II. — С. 37—39.

20. Спицына С. Ф„ Грозина А. А. Влияние.микроэлементов на ■ окислительно-восстановительный режим и активность ферментов в проростках пшеницы//Эффективность удобрений в севооборотах Алтайского края. —Барнаул, 1988. — С. 68.■

21.Бурлакова Л. М., Григорьева -Э. С., Спицына С. Ф. и др. Оптимизация минерального питания//Урожай по программе.— Барнаул, 1987.— С. 52—56.

22. Б у р л а к о в а Л. М., Г а з у к и н С. И., Спицына С. Ф. Сравнительная эффективность минеральных удобрений на урожай, и качество сортов яровой пшеницы в условиях ■ лесостепи // Агрохимия на службе урожая. — Свердловск, 1988. — С. 13. . -

23. Спицына С. Ф. Закономерности пространственного; распределения микроэлементов в почвах Алтайского края // Микроэлементы в биологии и их применение в сельском хозяйстве и медицине. — Самарканд. 1990. — С. 231. . . . р ■ ■ . ,

Тираж 100

Объем 1я/4 п. л.

Заказ 1:881.

Типография' Московской с.-х. академии им. К. А:'Тимирязева 127550, Москва И-550, Тимирязевская ул., 4:4: ' -••_-•■