Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

НЕОДНОРОДНОСТЬ СВОЙСТВ ПОЧВЕННОГО ПОКРОВА И УПРАВЛЕНИЕ ПЛОДОРОДИЕМ ДЕРНОВО-ПОДЗОЛИСТЫ Х ПОЧВ

ВАК РФ 06.01.03, Агропочвоведение и агрофизика

Автореферат диссертации по теме "НЕОДНОРОДНОСТЬ СВОЙСТВ ПОЧВЕННОГО ПОКРОВА И УПРАВЛЕНИЕ ПЛОДОРОДИЕМ ДЕРНОВО-ПОДЗОЛИСТЫ Х ПОЧВ"

1-23275"

ВСЕСОЮЗНАЯ ОРДЕНА ЛЕНИНА И ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ АКАДЕМИЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ НАУК имени В. И. ЛЕНИНА

ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ ПОЧВЕННЫЙ ИНСТИТУТ имени В. В. ДОКУЧАЕВА

На правах рукописи

УДК 631.452

ПРОХОРОВА Зоя Андреевна

НЕОДНОРОДНОСТЬ СВОЙСТВ ПОЧВЕННОГО ПОКРОВА И УПРАВЛЕНИЕ ПЛОДОРОДИЕМ ДЕРНОВО-ПОДЗОЛИСТЫХ почв

Специальность 06.01.03 — почвоведение

Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора сельскохозяйственных наук

Москва 1989

Работа выполнена в лаборатории дяагяосгопси плодородия почв Орде-к:а Трудового Красного Знаменл Пшведдаого института им. В. В, Докучаева

Официальные олп-оаденты:

доктор сел ыжох о з я ист венн ьгх ла^к Е. Н. Руднева, доктор биюлогитгдагех »»ук Е. А. Дмитриев, доктор сельском озяй'ствемны к «аук В. А. Семенов.

Ведущая организация — Белорусский шучно-мсследо® апельсин й циститу гточвоведения м агрохимиил-

ПШ1 Спешга.шаброванного совета Д.020,25ЛИ при Почтенном институте им, В. В. Докучаева.

Адрес: 109017, г. Л Москва, Пыжевсмй пйр., д. Г,

С диссертацией можно ■оэ«а|кюм нться в библиотеке Почвенного инсш-тута им. В. В, Доисучаева,

Защита состоится «

Автореферат разосла« «

Ученый секретарь Спецм а лнаирсува««ого совета, доктор сельскохоэ я йстведа ых на уж

М. С. СИМАКОВА

-I-

ОБЩАЯ XAPJUCrmiCMlU РАБОТУ

X. Актуальность. В условиях интенсификация сеяьскохозяАственного производства возрастав? роль знаний о свойствах почв на каждом авиальном массиве, » соответствии етих свойств требованиям выращиваемых культур, с возможном.изменения.свойств почв под влиянием антропогенных воздействий, о вносимой юга "поправка" х планируемому результату воздействий. Однако ш практике управлявшие воздействия планируют с* к осулестьлжмся по прописям, рассчитанным на абстрактное поле и эонаяышй тип почвы без учета хонхретних лочвекно-вкояогнчесюсс условий.

До настоящего времени не все воналные системы »вмледехкя имею« "нормативные* параметры плодородия, т.е. в достаточной мере детализированную систему морфологических, агрохимических, гидрологически и др. параметров м ихивлатвльных значений для основных почвенных разностей. Имевшиеся в хозяйствах картографические мате' риалы по агроххмииаскому об следовали», как правило, ив ограаают реальной вовможности рационального использования почв полей под. «г ш янух> культуру м потребности в удобрениях как во временном* так к в пространственном отношении. .

Чиним ка основных факторов* сдерживают« разработку нормативных параметров плодородия поив, является отставание методик опыт-лого дева и агро лимита с ко го обследования почвенного покрова производственных участков от ра»вития теоретического почвоведения я картографирования почв. В erot связи актуальное «адачеЯ почвоведе. nu я агрохимии ямветоя еомгтмогммям научно мегодического 4 обеоте*»екия раяр -ботхи нормативных параметров почвенного плодородия я, на етоя основ* - подходов к деталивацхи юшмя смет«» вемледеляя, учитдаапккх почвекно-екологическке условия территери» еемлеполмоваякя я специализации сельскохозяйственного произвол- . - J Цептг»льв^с f 1 J • ..С " - ¿V.j'»и; £и6л*чтена 1 s

i ; ■ ' 3 ^деьл JUiiiUft !

1 tJKi. К. Д. ' I

ства. Работ» велась в рамках государственной программы по »аджну» C6I.OX.OI.

2. Цадь и задачи работы;Основная цель работы »ахличалвсь в "

развитии подхода х детализаижи зональной системы земледелия, оо,-

нюачСРод-нссгп сссъм ¡* с*с»ст& /юн, решету.

кованного на учете ■ структуры почвенного покрова,7уро*аЯмости. Дяя

достижения поставленной цели поставлены М решены вааачи! ■

- совершенствования методики научно-»кеперим«нт»лъных к производственных почвенно-агрохиыическгас исследований« условиях но-выровненного почвекно-агроххмичесхого фона( . ' .■.,"■'."

- изучения и оценки влияния неоднородности состава и свойств дерново-подзолистых почв на урожай сельскохозяйственных культур* вффектквноеть удобрений;

• разработки системы нормативна параметров плодородия дерно-во-подэодйстых почв в условиях интенсивного земледелия с обоснование» рациональных севооборотов;

- разработки приемов регулирования круговорот* и баланс* основных ©л»центов питания в гумуса, обе свечи вавша получение планируемых урожаев * ухучавкхе агрономически важных свойств к режимов дерново-подзолистых почв;

- построения на ЭВМ информационной надел* плодородия дерново-подзолистых почв. .

3. Объекты и.нетоды исследований. Объектами исследований были дерново-подзолистые.потек пахотных угодий Московской области. С 196В по 1983 гг. научно-експеркменталъкые исследования проводились стационарно на опытном пахе Зеленоградского опорного пункта и в проке »одсгтвенных условиях ка территории совхоза "Зеленоградский" (Пуякинский «дм. р-к Московской обл.), относящейся К вжиому склону Кмнеко-Диктровсхой гряды к являете йся типичной для подво-мы дерново-подволистых почв.

В работе использован ряд теоретических положений и методических подходов, разрабатываемых » почвоведении, л частности: представления о закономерностях иерархической многоуровневой организации почвенного покрова (Сридланд, 1963, 1972, 1977, 1984); о двойственном характере пространственного варьирования свойств, почв (Козловский, 1970» 1972); положения, сформулированные Натеронем (1963) в геостатистике об "истинной" и "наблюдаемой* изменчивости и о необходимости учета возможного неимения результатов наводнений, связанного о принятьм методом намерения (опробования); .принципы сельскохозяйственной типологии аемелв, разработанные Л.Г.Ра-мвкехим (1938) и основанные на учете вкояогичвехих требований сельскохозяйственных кул»тур к условиям своего произрастания и др.

В основу •кслернмекталькых исследований положено иэучекив свя-аей к зависимостей в сметен» "почва-растение-удобрекие-погода" с кепольаованиеи метода учет* баланса к динамики вяементов питания я сеэонно-годовом к многолетнем цикле и высококачественного поч-векно-картографкческого материала (Сорокина, Кальваи, 1975; Сорокина« 1980, 1983)* V

Научно-вжсгериментальные исследования в многолетних стационарных опигах на Зеленоградском опорном пункте осуществлялась при непосредственной участи* автора в проведении всех опытно-полевых в камеральных работ.

Химические акалвам почв проведены а инструментально-аналитической лаборатории Института, анализ растений выполнен Ноеховекой областной лроектно-таыскательской станцией химизации сельского хозяйства.''

Математическая обработка результатов вкслеркмента осуществлена в лаборатории математических методов ксеяедования Почвенного института ям. В.В.Докучаева по программам, разработанным В.А.Рожковш,

А.С,вредом, П.А.Тимохикым (1968, 1972, 1960).

4. Научна^ новизна и практическая значимость. Ношм направлением в агрохимии является исследование характера и закономерностей пространственного варьирования агрохимических свойств почвы и изменчивости урожая с учетом уровней организации почвенного покрова. Раскрыта роль природных и антропогенных факторов плодородия почв в изменчивости урожайности в пространстве к во времени я выделены основные, наиболее важные из них, поддающиеся целенаправленному . управлении в целях воспроизводства плодородия я получения гарантированных урожаев на средне- и тлкваосугяяннстых естественно дре-ннруемюс дерново-подзолистых почвах.

Результаты исследований имеет выход!

- в методику опытного дела - яовшекне точности и обоснованности агрономической интерпретации результатов опыта« обоснование . екстрап оляпки локальных данных на другие территории, обоснование методов полевого опробования при детальном агрохимическом картографировании:

- в методику производственной оценки продуктивности полей . севооборотов и плодородия почв;

• ддл нормативной справочной базы при разработке автоматизирование* системы управления плодородяемпочв на уровне хозяйства (АСШГО. .

На их основе разработана система управления плодородием почв и продуктивностью севооборотов о использованием нормативных пара-метро« плодородия я биологически обоснованных организационных, агротехнических и мелиоративных мероприятий.

- Апробация. Основные полскекил и материалы работы доложены я овсувдекм па Всеоамиых конференциях: по структуре почвенного покрова (Москва, 1974,1976} Кгаинев, 1960); по применении математи-

ческих методов в почвоведении fМоскваt 1973; Пущина, 1963); гю регулирований плодородия почв, круговорота и баланса питательных веществ а земледелии (Пуиино, X98I); по повидению плодородия почв я их рационального использования (Ыоеква, 1980); на координационных совещаниях отделения ВАСМШ по Нечерноземной зоне PCJCP (Ленинград, 1976) и Всесоюзной координационном совещании по моделям состояния к управления плодородием почв (Uocxba, 1986); не УШ Международном конгрессе по минералмоа* удобрениям (Москва, 1976) м на.ХП Международном конгрессе почвоведов в Нь»-Двли (Индия, 1980). . -

Обпее количество опубликованных работ 52; основные положения диссертации отражены в 29 работах.

' Структура, ^ o^jmi работы. Диссертация наложена на страницах мааинопиеного текста* Она состоит из пав, выводов, предложения для внедрен**, вис чает таблиц к рисунков. В спиокелитератур« приведены работы* в на иностран-

на язш«.'

СОДЕКШИЕ РЛЕота

х. система управления проджшшсшв агроценозоэ и шодородаы почз (структура и «держание паший)

Система управления плодородием почв означает совокупность средств и методов принятия решений и ©сувестменяя управляющих , воздействий на объект, для достижения заданной ^ели. В своя очередь, понятие плодородие почз трактуется как способность почв ' (почвенного покрова) удовлетворять потребности растений в элементах питания, воде,'воздухе, тепле, т.е. обеспечивать необходимые условия их произрастания« Б понятии плодородие по чв необходимо различать два аспекта: "природный" и "социально-экономический*.

Критерием при управлении плодородием почв могут быть величина и качество продукции, структура биомассы растений (комплекс значений биометрических показателей), стабильность урожайности и т.й. &ги критерии были использованы в работе дм интегральной Опенки плодородия почв и эффективности системы управления плодородием.

Под моделью плодородия почв понимается приближенное описание Способности почв (почвенного покрова) удовлетворять потребности растений при определенных экологических и социально-экономических условиях. В работе используется два типа моделей плодородия: статические комплексные модели обеспеченности растений факторами «изни и динамические медали отдельных компонентов плодородия.

г. седо хдокгттат терпггории иссвдоалниа

Подробно описываются особенности почвенного покрова и уровни организации рельеф« опытного поля. В основу полонены материалы многолетних исследований сотрудников Института (Григорьев, Сорокина, Шерщукова, 1075; йшахова, Кальван, 1970; Шерщукова, Павлова

-71975; Сорокина, Кальван, 1975; Прохорова, Сорокина, 1973; Прохорова, ГЭьС; Сорокина, Козловский, Х977; Сорокина, 1975, 1953; Кузнецова, 1976, 1973 и др.).

Угодья Зеленоградского совхоза расположены в междуречье рек Учи, Зяэи к Серебрянки, раечленяюэих южный склон Клинеко-Дмитров-ской гряды. Вкаеляютсл три геоморфологических района: 1) 2оз вишенная слабо всхолмленная моренная равнина, перекрытая пскрогтли суглинками. 2) Шный склон Гряды, сяльнорасчлененккЯ долинами малых реи и осложненный моренными холмами и межхолмияыи. 3) Древняя слаборасчяененная фяювиоглякиальная терраса (Сорокина, 1930). Районы различаются по условиям увлажнения. Хотя территория районов I и £ в иелом хорошо дренирована, но плотная морена на небольшой глубине часто выполняет роль водоупора и способствует переувлажнения полей. 3 третьем районе покровные суглинки на глубине 1-2 м подстилаются тонкозернистом песком, обеспечивая хороеий дренаж. .

Почвенный покров неоднороден и представлен дерново-подзолистыми почвами разной глубины оподэоленности, степени вродхроважности и оглеения. При почвенной съемке за основной картографический показатель была принятанижняя гранила гор. А^В^ как морфологически достаточно четко выраженная в пахотных почвах. Компоненты ШП: дерново-неглубокоподзолистые {Щ - нижняя гранив А^В^ ¿45 см)( дерново-гяубокоподэояистыв (П§ - нижняя граница ¿¡В >45 см) и дерно ю-мелкоподзолисты» (П| * нижняя, гранила ^¿В

35-38 см)» В арендованных почвах под лахотнш горизонтом валетам непосредственно гор, А^В, не спускаясь ниже 33 см. Они под- * разделяются на две категории: эродированные первой степени -гор. ¿2 запахам полностью, А^В - частично и вродированные второй степени - гор. В^ идет непосредственно после АПах.

К отрицательни* елементам рельеф приурочены дерново-подзо-хистые поверхностно-оглеенние почвы, различающиеся по степени ог-леенмя и глубине оподзоливания Встречаются дерново-пол зо-

листые намытые почвы СП1") и дерново-подзолистые намытые поверхностно-слаб оглееватые почвы СПДИ0Г>, Ареалы отдельных почв обыт

I га (чапе 0,1-0,5 га), и почвенный покров представлен многократно повторявшимися сочетаниями и пятнистостяки. Подобная неоднородность типична для нечерноземной эокы. Повторяющиеся чередования нескольких видов почв образуют элементарную почвенную структуру СЭПС). Обычно она состоит из 2-4 компонентов элементарно почвенных ареалов (ЗЛА) (йридлацд, 1965). Эти сочетания имеют определенную закономерность и относительно строгую приуроченность К тем ил» иным элементам рельефа (Сорокина, 1990).

Опытное поле (18 га) расположено на гранипе второго к третьего геоморфологических районов. На нем выделены три крупных элемента мезорельефа: I) участок приводораздельного склона <1,5°) с общим уклоном на ЮЗ; 2) полузамкнутое понижение на выположенном участке этого склока; 3) выпуклый придолинный склон (2-6°) к пойме. Соответственно развиты три ЭПС: I - повышенная часть террасы, II - выположенная часть террасы, Ш - пркдояинный склон. Их ГШ представляет ыалоконтр&стныв 3-4-компонентные хомплексы-пят-нистости по оподаоленностя, оглеению, эродерованностя (Григорьев и др., 1975). Основные компоненты ПП опытного поля те же, что и на хозяйственных полях: П§» П}» 11я3, Пдог. 8ПС легли в основу выделения участков под захладку опытных севооборотов.

Формирование ЭПА связано с микрорельефом. Размеры ША соответствуют размерам элементов микрорельефа и составили содержание детальной почвенной карты опытного поля (Сорокина, Кальван, 1975). На почвенной карте без генерализация и в высокой точностью (+2 м)

- -9- ■'"■,..

отображены контуры всех реально, существующих SCIA. Основой для составления карты масштаба 1:1000 послужила топографическая съемка с сечением горизонталей через 10 см, которая позволила оконтурить слабовыраженные изменения в микрорельефе и составить карту элементов микрорельефа. 1

Изучение исходного плодородия почв опытного поля и оценку пригодности его для постановки многолетних опытов проводили в течение двух лет {1968 и I9S9 гг.] в рекогносцировочных посевах овса. Традиционные требования методики опытного дела к выбору массивов под опытное поле,- ото его типичность и однородность в почвенном отношении. Предварительные исследования показали, что выбранное поле характеризуется значительной неоднородность» почвенного покрова, пестротой урожайности и силънш варьированием агрохимических показателей, которые .осложняют опытную работу. Однако мы отказались от поиска новой, более однородной в почвенном отношений территории, тах как подобная неоднородность почвенного покрова и пестрота урожайности - явления повсеместные в Нечерноземье.

Iii пошли по пути детального изучения почвенного покрова . опытного поля к выяснения причин пестроты урожайности на основе изучения связей и зависимостей между урожаем я факторами окружающей среды. Такой подход восходит «sa ж работам. А.И.Леб«дянпева {ГЭ29), но в дальнейшем не был реализован. Преобладавшей стала тенденция не столько учитывать пестроту почвенного покрова, сколько нейтрализовал ее влияние на результаты опытов. Последнее достигается применением различных приемов (размер м форма делянки, число вариантов H повторений» расположение опыта, частота кошро-г ля и др.). Оки обеспечивают получение сравниваемых результатов в условиях умеренной пестроты почвенного покрова. При »том сама пестрота почв характеризуется не варьированием почвенных свойств,

а изменчивостью урожая.

Tasa?, гсдход сыграл не только положительная, но к отрицательную роль: ограничения го"-ыости опыта, не поззоляяаей надежно установить и количественно выразить относительно слабые эЗ^екты испытуемых вариантов, жесткость ограничений, накладываемых на технику прозезения стала, и что наиболее важно - трудность экстра-полякик результатов огала и производственнке условия. &ги ограничения становятся особенно оиутикыми в настоявее время, в связи с сирохим развитием методов математического моделирования.

Изложенные обстоятельства вь^евли необходимость развития нового направления экспериментальных исследования по разработке э&ектиЕНОЙ методики наблюдения в многолетних полевых опытах в условиях невыравненного почвенно-агрохимического }она. Очевидной била необходимость точной почвенно-генетической привязки всех получаемых на опытном голе результатов для экстраполяции локального опыта на другие территории. Необходимо было вникнуть в сущность причин пространственной изменчивости урожайности в опыте и разграничить влияние на урожай изучаемых вариантов и природных факторов.

Э. ПРОСГРАНСТВЕШАЯ ИЗШРНЭОСГЬ СВОЙСТВ ПОЧВ И истода ES ИЗУЧЕНИЯ

Уноголеткие исследования факторов продуктивности сельскохозяйственных культур привели нас к осознанию того факта, что без решения вопроса о характере пространственной изменчивости состава и свойств почв, выявления и количественного описания закономерной составляющей этой изменчивости, невозможно'дальнейшее совершенствование методов изучения взаимосвязей в системе "почва-растение-удобрение". Это связано с тем, что вопрос о характере пространственной изменчивости является узловым при разработке и совераенст-

ровании методики опытного дела и агрохимического обследования почв. С ним связаны такие составляют® методики как выбор и обоснование элементарного объекта обследования) планирование объема выборки и размещения "точек" опробования, вопросы опенки достоверности устанавливаемых взаимосвязей свойств почв н урожая, возможность той или иной интерпретации получаемых результатов и их обоснованной экстраполяции.

Квдчом к решению всех названных задач является учет уровней неоднородности строения почвенного покрова, прежде всего уровня почвенного индмэвдуума (ЛИ) (Козловский, -1970), ЗЛА и ЗП& Развиваемый подход в обпей форме отражен на схеме (рис. I), которая обобщает материалы по структуре почвенного покрова, уровнях варьи рования агрохимических свойств и урожайности. Разработанная схема служит основой при планировании полевого опробования почв и учета урожая для изучения его связей о определяющими факторами как в условиях полевого опыта, так и в условиях производства.

Предварительные исследования включают проведение детальной почвенной съемки (Методические рекомендации, 1977) и детального агрохимического обследования.. Методические вопросы последнего рас оиатрявастся в диссертации. Ром деталькой почвенной карты для опытного дела на ограничивается оценкой пригодности земельного массива для половых оаытов. Оиа является важным исходным документом для планировали* п размещения вариантов опыта, так как без не« практически невозможно проводить сопряженное изучение испытуемых в опыте вариантов с рмшвми почмкно-гкмогическюге условиями опытного участка, интерпретировать л экстраполировать результаты опытов. ■

Для, повышения точности агрохимической кар« необходимы предварительные. исследования, связанные с. оценкой характера прострай-

ственного варьирования, в первую очередь выявление наличия или отсутствия крупных трендов свойств, а тапке наличие или отсутствие г упорядоченности (периодичности) колебаний и их статистическая характеристика. В процессе предварительных исследований необходимо выявить и оценить связи агрохимических показателей с теми факторами почвообразования, которые существенно влияет на пространственную дифференциацию свойств* В дальнейшем оти факторы рассматриваются в качестве индикаторов при уточнении выборочных методов полевого опробования почв по факторам.

Бели априорно о факторах дифференциации агрохимических свойств ничего не известно, то целесообразно проводить сплошное опробование опытного участка путем отбора индивидуальных почвенных проб по регулярной сетке с точной геодезической (плановой и высотной) Привязкой точек опробования. При «том соблюдалась сопряженность намерений всех показателей в пространстве и во времени в течение всего срока исследований. Использование индивидуальных почвенных проб позволяет избежать ошибок при анализе сметанных почвенных образцов ив-эа возможной неаддитивности в них содержания химических элементов (переосаждение, вторичная сорбция).

Сопряженность измерений во времени обеспечивалась одновременным определением агрохимических показателей и факторов, влияющих на их динамику. Сопряженность в пространстве достигалась прежде всего учетом юементов рельефа « почвенник показателей, которые необходимо определять в одних и тех же точках опробования. Из «того втекает целесообразность одновременного проведения полевых работ по детальной почвенной съемке и агрохимическому обследованию опытных полей,

При разработке аффективной методики полевого опробования почв к учета урожая важкш является выбор и обоснование елемеп-

тарного объекта обследования ODO), т.е. "плошади, которая в соответствии с целью исследования не расчленяется для дальнейшего дифференцированного научения и принимается однородной" (Сорокина, 1975, стр. 5). Выбор элементарного объекта обследования определяется целью И детальностью исследований.

Пространственное варьирование агрохимических показателей подразделяется на несколько уровней. Микрсдкнамический уровень (ВДУ) -. обусловлен перераспределением влементов питания растениями и интенсивной микробной деятельностью в зоне роста корней. Существен; ное влияние оказывают и агротехнические приемы (способы внесения 'удобрений, посева, обработки). Варьирование агрохимических показателей на ЦДУ нами не рассматривается. Для усреднения варьирования на КДУ определен размер единичной почвенной пробы. В конкретных почвенных условиях он составил 35-40 см (примерно стенка приколки) и был установлен експериментально путем обработки ряда результатов измерений по транщее о помощью спектрально-частотного , анализа.

Аналогичным образом был определен размер почвенного индивидуума (ПИ) по морфологическим свойствам, который составил 3-4 м2 (Козловский, Сорокина, 1976). Примерно такой же размер имеет предельный влемент но урожаю для верноакх культур (Прохорова, Сорокина, 2973). Предельный влемент (П9) по урожае, так же как к ЛИ -Мементы статистические. Размеры их определяются характером варьирования урожайных данкьос или морфологических свойств почв в пределах наименьшей площади, которой присущи основные черты разнообразия данного ЭТА. В рекомендуемых методах полевого опробования почв за елемент арный обмет обследования принимается SCIA . пли ЭПС. - .

Dar (плотность) опробования установлен експерименгально ли-

нейньм методом (по траншее)« исходя из объективного варьирования агрохимических показателей. Для ряда агрохимических свойств почв он составил 6-8 и, что отражает преобладание мелкоконтурных ЗЛА дерново-подзолистых почв. Эта плотность гарантирует достоверность оценки варьирования агрохимических показателей и обеспечивает необходимый объем выборки для детальной характеристики опытных участков. В каждом конхретном случае шаг опробования необходимо согласовывать как С размерами ЗЛА, так и с минимальными размерами -планируемых или сумеетвуптих делянок.

Важной особенностью описываемого методического подхода является учет соответствия между временной динамикой и уровнями пространственного варьирования изучаем«« показателей. Так, на микродинамическом уровне характерные времена процессов измеряются часами и днями, а на уровне ЗЛА и ЭПС - годами и десятилетиями. В свкзи о етхм для изучения динамики на уровне' ЭПА за минимальный временной интервал опробования принят один год. Это обусловлено годовой цикличность» погодных условий, сменой культур в севооборотах, сроками внесения удобрений, обработох и т.п.

Существенным моментом методики является представление резуль

татов опытных исследований. Способы представления материалов жест-

■

ко не регламентируются) но некоторые из них рекомендованы. Конечные результаты экспериментов могут быть представлены в виде соответствующих рекомендаций и комплексной модели обеспеченности растений факторами жиэки, которая соответствует концепции "модели почвенного плодородия", развиваемой в настоящее время в Почвенном институте им. В.В..Докучаева (Шишов. Карманов, Дурманов, 1987; Фрид. ХЭВ5 и др.).

Первичные результаты детального агрохимического обследования мы рекомендуем представлять в виде планов топографии свойств.

которые составляются наведением количествеиных значений показателей с помощь» метода изолиний. Методика наведения изолиний такал же, ках и наведения горизонталей на топографических картах. На топографических планах обычно четко прослеживаются области (зоны) повышенных и пониженных значений агрохимических показателей, что само по себе ухе указывает на определенные закономерности в пространственной изменчивости агрохимических свойств почв. Наличие топографических планов позволяет проводить изучение агрохимических свойств как в статике, так и динамике. Дм изучения динамики необходимо периодически составлять топографические планы и, сравнивал их, выявить динамику изучаемых свойств.

Изменение свойств выявляемых по топографическим планам сводится к сравнению показателей не только относящихся условно к одной и той же точке опробования.(сдвиг не более 40-50 см), а х. сопоставлении показателей, относящихся к конкретному агрохимическому ареалу данной территории* Последнее позволяет снизить коеф-фйциенго вариации признака в пределах каждого срока наблюдений и выявить минимально достоверные различия значения показателей между сроками опробования*

Для опенки продуктивности компонентов почвенного покрова., на уровне хозяйственных полай нами раз раб отава методика линейно-выборочного учета урская со трансектно-профияъной линии, пересекавшей территорию поля через наиболее выраженные влементы рельефа и приуроченные к кик почвы (Прохорова, 1984). Захладка траксект-профилей проводится на базе крупномасштабных почвенко-топографи-ческкх карт. По трансекте проводится детальная топографическая ' и почвенная съемка в маовтабе 1:1000 с выделением всех KU. Шаг опробования устанавливается так же, хах я для опытных участков. Объем, выборки с каждого вида ЗЛА должен б»» достаточным для по-

следующей математической обработки. Начало и конец гтрофиля-тран-секты фиксируется в поле. Точки отбора почвенных проб фиксируются на плане для воспроизведения в последующие годы*

Экспериментальная проверив в течение 5 лет показала« что метод позволяет с достаточной точностью (не менее 60S) характеризовать продуктивность почвенного покрова поля о учетом алемектов рельефа (Прохорова, Саввинова, Сорокина, 1980; Саввинова, 1281, 1982). Метод имеет ряд преимуществ по сравнению с существующими в настоящее время методами выборочного учета урожая и дает возможность одновременно учитывать варьирование урожая и агрохимических показателей, связанное с микро- и мезоформами рельефа, ЗЛА, ЭПС и мезоструктурой. Размеры плотадок для учета урожая и отбора почвен ных проб четко определены линейными размерами ЗЛА и ШС, обеспечи вается механизированная уборка урожая по учетные площадкам, викси ровеяное положение профиля-трансекты в поле и на плане позволяет Проводить повторный учет урожая а последующие годы я контролировать изменение в свойствах почв в процессе их окультуривания*

Установлена устойчивая связь агрохимических показателей с ерозионкым микрорельефом охлоновых территорий. Сильная линейная pactaененность склонов со слабоврезакншм микроложбкнамя, типичные для района исследований, влияет на водный режим и врозиоНно-ах кумулятивные процессы. По мккроложбинам наблюдаются повышенные вначения всех агрохимических показателей. Исключение - содержание гумуса, связанное со смывом, поскольку для тверцых наносов ложбины представляют собой влювиальные области. Сравнение агрохимических показателе* классификационно одноименных почв с одинаковой морфологией профиля, но являющихся компонентами различных ШС, свидетельствует об их нетождественности. Все почвы придолинного склока относительно обогащены питательными влементами и менее кис

лые по сравнении с почвами водораздельное территории*

3 пределах I ЭПС микрорельеф более сложный и менее устойчив во времен» по сравнению с микрорельефом склона* О отдельные годы интенсивность и направленна стока талых вод и атмосферных осадков различные, что приводит на равнинных территориях к локальному изменении микрорельефа* Наибольшей трансформации подвергаются неустойчивые в пространстве слабоврезакные микродожбикы стока, образование которых зависит от незначительных ыикроуклонов поверхности и интенсивности водного потока, С изменением направления микроложбин меняется и направление стока, что в свои очередь приводит х неоднократному перемещение ерозяонно-аккуцудятивнык процессов на одной и той же территории* В результате происходит перераспределений выноса и осаждение химических елемантов. Указанные процессы влияет на характер пространственной изменчивости агрохимических Показателей, осложняют выявление связей между химическими и морфологическими свойствами почв.

В'отличие от протокол мхкрояокбик замкнутые и полузамкнутые михроложбины стабильно локализованы в пространстве тах же, как и все повышенные элементы микрорельефа, К стабяльнш алементам микрорельефа приурочены определенные виды почв со своими специфическими и другими свойствами; обусловленной различньаш условиями формирования почз* Изучение пространственного варьирования агрохимических показателей ка плоских и относительно ровных водораздельных территориях методически более сложно, чем на склоновых и требуется повышенная плотность опробования при детальных обследованиях для целей опытного дела.

Связи между агрохимическими свойствами почв и компонентами почвенного похрова сложные и неоднозначные. Удобрения является сияькодейетвуощим фактором, который влияет на химические свойства

и нарушает элементы их исходной упорядоченности в связях со ЙЛ, Однако внесение удобрений! хотя и повышает абсолютное содержание элементов питания, но относительные различия, связанные с их исходной дифференциацией сохраняются. Предлагаемые методические разработки позволили проводить "машинную" обработку по совокупности агрохимических показателей (3 признаков) с использованием многомерного статистического анализа (Рожков, 1933) и методов численной классификации - факторный к кластер-анализ (Алгоритмы и программа ЭВМ, СИ1, 1985).

При исходной агрохимической характеристики опытного участка (зерно-пропашной севооборот) выделены Б агрохимических контуров ' по комплексу взаимосвязанных показателей, статистически значимо различавшихся между собой. Анализ корреляционной матрицы, составленной для каждой группы по В признакам, показал, что основной вклад (около 455») в групповое различие вносит комплекс кислотно-шелочных показателей (рН, ПС, Са2*, насшенность основани-

ями). Следующие по значимости различия (16? от обшей дисперсии) обусловлены комплексом показателей, значения которых свидетельствуют о наличии процессов оглеения, Примерно на 14$ различия между группами связаны с совокупность» признаков, отражающих степень аро дированностн почв.

, Анализ сопряженности границ комплексных агрохимических контуров с границами Н1А позволил определить понятое агрохимического ареала. Оно конструктивно при изучении взаимосвязей почвенно-вко-догических факторов урожайности, при выявлении индикационных связей в системе рельеф-почва-агрохимичесхке евойства-урож&Я.

4. ХАРАКТЕР И ЗАКОНОМЕРНОСТИ ПРОСТРАНСТВЕННОЙ И ВРИЕННОЙ

измшч13осга продушюосот агрсценозов

Цель исследований »акличалась в разработке научно обоснованной системы мероприятий по аффективному управление сродуктквкостьв агроценоаое (севооборотов) к повивешо» ее стабильности ка уровне, опрашивавшем хозяйственные аатратм. Предпосылкой для разработки системы управления служат знания вависимоетм величины урожая от факторов внешне Я среды (погсдно-каяматичееких к почвенно-в «алогических) и адаптивных особенностей культур к условиям их воздел» вания. Для втого из всей совокупности факторов (природных и антропогенных) било ввдеяено несколько ведущих, которые вносят наиболее еуоественныя вклад хм в пространственную изменчивость величины урожайности, так и ее погодмчиые жодабания. На основании •того определены факторы, лимитирующие величину урожайности в конкретных почвенно-екологичвских условиях«

Прогноз уровня урожая товарной продухпии определяется количеством потенциально возможного накопления биомасс» растений* Рев* меры накопления в тюлевых условиях определяются величиной фото-сихтещчесхя активной радиации (SAP). Дм условий Московской об. ласти яри аккумуляции не кем* ZC ФАР об пая максимальная биомасса (вмятая корня) может быть около ISO ц/га (абсолютно «ухой вес). В условиях каких опытов на фоне известкования я удобреююсти максимальное накопление биомассы растений жив* в отдельные годы приближалось ж 150 ц/га по овкиой шмнице Мироновская вШ - 23? v/m я подсолнечнику Армавирский - I« ц/ra« По другим культурам «не на сревшало елввуипн вали чин t овео - яшекь - 90, -картофель - 83 ц/га* При »той выход товарной продукция (стандартна влажности) составил: озимая шмемп» - 60. подсолив чн« í и ив ими* масса) - 600, овео (зеленая масса) - 300, «гамнь - ~35 т мцж»-

фель - 206 ц/г».

S средне« за 13 лет опыта данные по обшей биомассе оказались примерно одинаковыми (90 u/ra) по озимой пвекице, подсолнечнику и клеверу 2-го года пользования. Урожай биомассы по ячменю, картофелю м овсу составил 60 ц/га. Среднегодовой выход товарной продукции (стандартной влажности) соответствовал; озимая пжеютаа • 34, подсолнечник - 330, клевер (сено) - 45, ячмень - 23, картофель - 165 я овес - 200 ц/га. Следовательно в условиях опта сельскохозяйственные культуры не смогли е*егодно реалкзовыаать все своя биологические возможности для получения беям высоких средних урожаев товарной продукции.

В опыте изучали влияние природных я хозяйственных факторов на продуктивность сельскохозяйственных культур опытных севооборотов. Природные факторы включали: ткп погодных условий года по влаго- к теялообеспечемностя, характер увлажнения весной, адекен-тарные микроструктуры Ш, микрорельеф « почвы. Из хозяйственных факторов изучали роль удобрений я набора культур в севооборотах. С помогаю многофакторного дисперсионной анализа выявлена доля влияния каждого фактора на урожайность во вделываемых культур.

Ори включении в обработку одновременно всех культур их продуктивность оценивали по разнице между максимально получаемыми в опыте, потенциально вовмокншя к факлппсхпт ежегодными урожаями. Наиболее существенное влияние на продуктивность оказывают набор возделываемых культур (S7S) я взаимодействие погодных условий о микроструктуре«! Ш (I7JO. Дом влияния погоди вегетационного периода составила П*. Небольшой вклад погодных условий обменяется тем, что критические периоды во сочетанию тейла и влаги у сельскохозяйственных культур ие совпадают, а по отдельном культурам имеют противоположную направленность. Математическая

обработка данных по отдельным культурам выявила иной характер влияния изучаемых факторов на продуктивность. Из всех факторов наиболее существенное влияние оказали погодные условия вегетационного периода и сочетание погоды со структурой Ш, хотя доля их влияния дифференцирована по культурам.

Вклад влияния погодных условий вегетационного периода на продуктивность культур «оставляет: для картофеля - 65, подсолнечника - 61« ячменя - 55 и озимой пшеницы - ЗЕС. Яровые зерновые Культуры характеризуются коротким периодом вегетации (3-3,5 месяца) и быстрым прохождением отдельных фаз роста и развития, что в «трудил ет их адаптацию к кратковременным неблагоприятным условиям. Критические ситуация для них складывались гесной при сочетании повышенной температуры воздуха и недостатка атмосферных осад- ' ков в конце апреля и мм. Влияние весеннего увлажнения на продух-тивность ячменя определяется в47£, т.е. составляет основной вклад от влияния погоды всего вегетационного периода (55Я).

Дня подсолнечника, кукурузы ж особенно картофеля, атмосферная засуха в мае не опасна. Неблагоприятные условия для »тих культур могут сложиться в мае из-ее низких температур воздуха я недо-статочяого прогревания почв. От харажтере сочетания тепла и влаги в мае на 20% *а*яся* конечная продуктивность картофеля, практически на стсямсо ж*, как и от складывяжихся погодных условий всего дальнзйзего пзрмд* вегетации. Н^итнчесяяе ситуации для овимоя пшеницы иагт* ~бжяипбл'*т»в (пшремихе) п ранней меной (масо-каям). Йа хода» дрмкрвмяшх доют-едасим*кх почвах «моиго ' ишревами практически я» ш&вддое». вменю* хмоккмм имело ' место примерно оджа ра* * М лет* (Ь дяяюм дкедрсябипом шал»« «а» вклад гкдроте^дгоеских условий весны ъ продуктивность овкмой теяяаг составляет 'Н.

| !

Наиболее четкие связи выявлены между урожайностью озимой пшенная и количеством вьпадающих атмосферных осадков за год (1»0,65)• На фоне достаточной обеспеченности элементами питания и выпадении осадков, соответствующих среднемноголетней норме (505 мм), величина урожая составляет не менее 32-34 ц/га. Дальнейшее повышение урожаев до 50-35 ц/га обусловливается в основном за счет увеличения осадков на 25-30"! выае нормы (730-760 ш). Однако данный прогноз действителен только для естественно дренированных дерново-подэолистьсс почв. Характер связи меняется в аавиеимости от лоч-венно-зкологических условий возделывания озимой лшениш. Доля влияния сочетания погоды и микроструктуры ПП на продуктивность пшенииы составила 20%, Выявленные зависимости между урожайностью сельскохозяйственных культур к характером погодных условий были учтены при разработке системы мероприятий по управлению продуктивностью агроценозов.

Эффективность удобрений изучали на опытном поле в многолетиях опытах и хозяйственных посевах совхоза. Схемы опытов включали как возрастающие дозы КИС (от низких ДО высоких), так н разнообразные (одинарные, парные, тройные) сочетания удобрений по схеме В.Н.Перегудова (всего 91 вариант). Было установлено, что без внесения в достаточном количестве минеральных удобрений и известкования ведение земледелия в зоне дерново-подзолистых почв нерентабельно. За все годы исследований (ХЗ лет) на делянках без удобре-пИГ (по фону известкования) получены нивкие урожаи. Внесение минеральных удобрений в довах ^$0-90^60-90^60-90(120) сопровозда-етя увеличением в 1,5-2,0 раза урожайности, всех культур.относи-тепле контрольных вариантов (без удобрений). На дальнейшее пэвы-иипяе * 1,5 ргая доев МРК возделываемые культуры отзываются слабо

Ояттстви» этпвоск ярт&шм». » урожаях обусловлено на недо-

статком »леыентов питания, так как интенсивность баланса в севооборотах ло среднегодовому выносу питательных вешеетв составляет: по азоту 100^, фосфору 200-300?. калию £0-100$. С максимальным урожаями в биологически* круговорот вовлекается не более Х00 кг азота, около 40 кг фосфора fPgOj) к 170-200 кг калия (К^О). Баланс калия в севооборотах складывается напряженно. При минеральной системе удобрения дефицит калия увеличивается от первой ко второй ротации. Среднегодовая за ротацию норма внесения кадия составляет 90-130 кг/га, а среднегодовой вынос урожаями - от 100 до 150 кг/га. Выход сельскохозяйственной продукции от ротапии к ротации по удобренным вариантам практически не снижается а зерно-травяном севооборот« <33 к 40 u/ra к.е.) и несколько повивается в еерно-пропааном (в 39 до 44 ц'га к.в.).

Среднегодовые за рогат® дозы порядка Ыдо^ЗО^Ю обеспечивает высокие урожаи в наиболее благоприятные по метеорологическим условиям годы, но не гарантируют их стабильности. Стремление хозяйства стабилизировать урожаи на уровне лу*ших лет за счет дальнейшего увеличения доз удобрений не приводит к желаемому результату, Специальные исследования по изучению эффективности возрастают* доз минеральных удобрений на урожай м свойства почв были проведемы в 5-польном верно-пропашном севообороте на фоне навоза N без навоза. Выход товарной продукции и окупаемость удобрений представлены на рис* 2,

Ореднегодовая продуктивность за первую ротацию повышается в 33 до S3 ц/га кормовых единиц с увеличением внесения до» минеральных удобрений. Во второй ротации максимальный выход продукции (52 ц/га х.е*) получен на варианте Ngo^W^SO и не увеличивался от дальнейшего поваденжя дозы удобрений. При втом окупаемость I кг ЮТС добавочной продукцией урожая снижается с 12 до 6 кг к.е.

Особенно неэ Активными оказались высокие доз» удобрений »о второй ротации.

2 кони о первой ротации при систематической внесении минераль- . кых удобрений в до а ах i пренияаадих ^50^90^0 этали проявляться симптомы нарушении и подавленности жизнедеятельности ммкробоиено-зов. Качественный состав михрофлоры стал менее разнообразным» что свидетельствует о выпадении многих *орм микроорганнзмоа (Ильина и др., 1973). Аналогично снижается численность и видовой состав почвенных беспозвоночных (микроартропод). Подавляется развитие дождевых червей) численность которых втрое ниже на удобренных вариантах по сравнение с неудобренными (Блинников, 1963; Чернова И др., 1984).

Били установлены предельно допустимые и рациональные дозы внесения минеральных удобрений ках под отдельные культуры, так и по типам севооборотов. На «радированных почвах склона (3-6°) при 1 2-летнем возделывании в зерно-травяном севообороте клевера рацио- ' нальн&я среднегодовая доза не должна превышать ^С0св0)^60*%0(100)• На дерново-подзолистых естественно Дренированных почвах в верно-пропаоных севооборотах таиой дозой является КдоРэдКдо. Рекомендуемые дозы минеральных удобрений на фоне~ известкования при бла- -«приятных для возделываемых культур почвеино-вхологичеехих условиях могут обеспечить выход товарной продукции 50-55 п/га к. е. е гектара севооборотной плопади (при районированных в настояцее время сортах).

Предельной нормой внесения минеральных туков является ^120^120^150 в. кг/га. Систематическое внесение «той дозы агрономически иевффективно для урожая « отрицательно сказывается на Скоте, которая быстрее чем растения реагирует на удобрения. Ва исходно нескультуренных почвах еффективность минеральных уд об-

-25в начале была вьжа по фону навоза, а в последующем но зависала от

навоза. Поэтому на пылевато-еуглкнистых дерново-подэояистья почва* для поешения эффективности минеральные удобрений и поддержании высокопродуктивных агроценоэов необходимо в первой роталии 5-б-П0льных севооборотов внесение органических удобрения из расчета 13-20 т/га в год или возделывание в течение 1-2 лет клевера ■ в хаддой ротации.

Внесение удобрений увеличивает урожайность, но одновременно возрастает амплитуда годичных колебаний урожая в связи с изменчивость» погодных условий. Всесторонний анализ изменчивости урожайности по временному роду свидетельствует о сложном характере динамики урожая, обусловленном как климатическими, так и неклиматическими фахторамя. На контрольных вариантах для большинства культур погсдачные колебания урожайности имеет случайный характер и связаны гдавныы образом с погодао^хякматическнми флуктуадоями. Размах колебаний вокруг средней многолетней величины остается примерно одинаковым за все годы исследований. '

Внесение удобрений с/явственно влияет к* характер многолетней юкенчивостя урожайности. В характере динамики клряду со бЦРПЛиШЙ) обусловлен»*» погодой колебаниями урожайности отмечается еакокомерные (направленные) изменения, связанные с некхи-м&ткческями факторами. У таких культур как ячмень в динамике урожайности были спредалеикыеперяоды продолжительностью З-б лет повшяикоЯ клк поняженибй урожайности. У других культур наблюдается текд«какя к »ахоиомериому поедаю» (картофель) мая сниже-' нп> (озимая пвеняпа» подсолнечник) урожайисстм »о ьрек*юиЯ по«»-доватальности. На фойе соответствующее периодов повыоемоЯ шм пониженной урожайное** (тродо*) шмали место еж»годные кохе^вияя урожайности, отрамшие вход климатических фвггоров.

В условиях опктного поля последовательное снижение или повышение урожайности за две ротапии в основном обусловлено изменениями в соотношении положительных и отригательншс значений ежегод- . них отклонений урожаев от среднемноголетней в р*пу наблюдений. Например« в начале исследований у озимой пшеницы и подсолнечника положительное отклонения преобладали над отрицательным, но через 5-6 лет проявилась обратная тенденция, Одной из причин »того может быть угнетавшее действие высоких доз азотных удобрений на развитие корней у растений. Многолетние материалы по структуре биомассы урожая свидетельствуют о существенном снижении соотношения массы корней к надземной биомассе от контрольных вариантов к вариантам о высокими дозами удобрений и от первой ротации севооборота ко второй. Недостаточное развитие корневой системы отражается на устойчивости растений к полеганию к отрицательно сказывается на перезимовхе озимой пшеницы*

Колебания урожайности наблюдаются не только из года в год, но к ежегодно на каждом поле в пределах любой олоаади обследования. Дяя выявления факторов пространственной изменчивости урожайности проведены многолетние сопряженные учеты урожая со строгой привязкой ж контурам почвенных разностей и элементам рельефа. Использовали разные способы учет* урожая: от сплошного поделяночно-го до выборочного малыми площадками (4 А и сплошного детального учета метровками на ключевых отоггных делянках. На хозяйственных полях - методом выборочного учета по трансегге.

Основнш фактором пространственной изменчивости урожайности является неоднородность почвенного покрова.(ПП). Другие.факторы, как удобрения, погода, культуры усиливают или ослабляют влияние почв я рельефа на пестроту урожая. Сплошные учеты урожая плокад-ками (4 м^) свидетельствуют о значительном колебании урожаев енут-

-27Л

ри опытны* делянок (200 м*), достигашие 2-3-крагм>эс размеров. Размах ежегодных колебаний зависит от наличия в пределах делянки количества почвенных компонентов и элементов микрорельефа, а также возделываемой культуры и погодных условия. Чем неоднороднее Ш делянки, тем сильнее пестрота в урожае и существеннее расхождение между делянками. Урожаи на лучших к худших делянках одноименное вариантов в повторении часто различаются между собой на 2S-30£, а в неблагоприятные годы (засуха, переувлажнение) - на 5ОС.

Согласно общепринятой методихе такие опыты бракуются или (чаае всего) сильно отялоняюсиеея по урожаю делянки выключаются из опыта. Такой подход обесценивает опытную работу, тах как херово известно, что выявление причин резких отклонений урожаев * опыте приводит к получение пенных сведений и позволяет вскрыть*. новые закономерности. Дкя выбраковывания делянок необходимо серьезное обоснование (если нет явных технических погрешностей)» я в втом случав большую помощь оказывают почвенная карга и карта элементов микрорельефа. Отклоняющиеся по урожаю делянки в боль-пхнетве случаев находят прямое объяснение в различии почвенно-реяьефмых условий.

йаегодно анализируя делянки с жучшими и эдкпямя урожаями,; были выделены постоянные сочетания почв к рельефа наиболее благоприятные и неблагоприятные для урожая конкретной культуры в разные по погоднш условиям годы. Участки с лучшими и худпими сочетаниями рельефа я почв распределены неравномерно к не образуют единых крупных массивов. Максимальная плавддь таких участков 40Ö-500 м2. Неравномерное распределение я соотношение лучших и худших участков объясняет неравноценность отдельных блоков (повторений) по выходу сельскохозяйственной продукции и является основной причиной не всегда правильной оценки «ффективностк удобрений.

■. -28-

Сжучайно сложившееся не едком поле более "выгодное" размещение делянок того иди много варианта приводят к вавшенным оценкам еффективностк удобрений« которое не подтверждается на других волях.

Б кногофакторком опыт» по схеме В. Н, Перегуде еа достоверно выявить эффективность доз удобрений не удалось* Были использованы различные подходы м методы ма*ечатичеехого анализа. Полученные регрессионные модели оказались незначимым (Прохорова, Йрид.ПЗЗ). Урожайность ячменя на отдельных делянках была связана-не столько с дозами удобрений, сколько с положением делянок на опытном участке* Наличие детальных почвенно-харгографических материалов поэ-

* волкло ваделить три влеыента микрорельефа в соответствующий мм почвами. Группировка делянок проведена о привязкой их к выделенным контурам. Далее при дисперсионном анализ« урожайных данных почвы к рельеф были введены па уровень испытуемых в опыт« факторов* Оказалось» что различил между почвенными контурами определяли -всей вариации урожая во ото/ в целом, « взаимодействия удобрений

о почвами - еае около 34$. - .

Отсюда следует, что мелкая йеодаородвость почвеивого покрова частично может бы» учтена при корректировке урожаев, а значительный аффект взаимодействия удобренядеючв* сохраняется я » коррек-

• тированных данных. Это подтверждается тем, что вяшшм удобрений на урожай зависит от почв* Порядок вффвктивности' удобрений для различных контуров различен. Для однжх главное влияли» оказывает фосфорные удобрен*«, длж других азотные. В табл. Î дани некоторые характер котики получениыг уравнииЯевлая урожая ачмакя о довамк удобрен*«. Четко видно, что рлздахваже участх» иа'вочвеиные контуры повволхло полуют» значив» ураддаои (в* уровае 95Í) регрее-скж, что в» указало» для опыта » цалои*

. jrrr

Таблица X* Характеристика уравнеИ связи с дозами удобрений . для трех контуров ' ■

Показатель —j- 1 ! 1 Контур -т—-- t 2 -г—-т—' I . 3

Яозффициент хоррааяшш (Я) 0,79 0,78 0,79

Расчетные урожаи, ц/га:

максимальные . «, б 31,7 31,6

минимальные 24,а 16,6 II,»

•g расчетная* : з,з 2,6. 3,6

Примечание! * Стандартно» отклонение расчетных значений,

I - гребень, преобладают I}J почвы; Z - узкие микрсложбинн, преобладают 3 - плаяор и

выположенная ложбина, П§ и П§, • *. .

Таким образом, оценку м интерпретацию результатов опыта практически невозможно проводить без использования высококачественных почваино-картогрзфическхх материалов* Это необходимо не только для интерпретации, но и для обоснованной вжстрапояяяии локально полученных выводов на другие аналогичные в почвенном отношении территории. .

Многолетние сопряженные учеты урожая с почвами к моментами рельефа позволил» всчрыть сложные и неоднозначные зависимости между урожаем, почвами я микрорельефом а разные по метеоусловиям годы для конкретных культур. В одни года более тесно проявляется связь урожая е рельефом, .в другие - в характером почв'. Дм качкого года вдавлены определенные сочетания почв к микрорельефа, оптк- ' мальные дм урожая в исследуемых условиях о вариациями для различных культур (Прохорова, Сорокина, 1975). Помимо различий по годам еавискмооть урожая от факторов характеризуется пространственной . изменчивостью по алементаы рельефа ж сочетай» отдельных компомем-

-îo-

тов CTIt На уровне ШС и микроструктур ПП связи урожая С почвенно-екологическими факторами более устойчивые чем на уровне ЗЛА. 1!ик-рострухтуры связаны с хрупнши и относительно устойчивыми в пространстве формами микрорельефа и являются составной частью тех или иных ШС.

Отдельные микроструктуры могут существенно различаться между собой по комплексу агрохимических показателей, продуктивности и вффектквкости удобрений* Для повюения урожайности на таких микроструктурах требуются разные агротехнические подходы. Разнотипные микроструктуры необходимо учитывать в опытном деле, используя а качестве отдельных блоков при размещении вариантов опыта в повторениях или даже при закладке отдельных опытов. В пределах развернутого в пространстве S-полького зерно-пропепного севооборота выделены фрагменты трех алементарных михроструктур Ш, различающихся по рельефу» условиям увлажненности, участи» иди без участия в составе почвенного покрова огхеенных компонентов.

I. Основной водораздельный гребень « преобладанием ПЦ, П|»

П. Вогнут «л слаб«дренируемая часть водораздельной территории о преобладанием П§, П§г.

Ш. Прибалочный склон С<2°), расчлененный густой сетью мелких ложбин е преобладанием Iï|, 0| к lîj.

Четко фиксируется снижение продуктивности на второй микроструктуре по всем вариантам опыта, несмотря на влияние метеоусловий и культур, которое усложняет связи почва-урожай и ведет к не* которой взаимной компенсация <в многолетнем разрезе) ежегодных различи! между делянками. Естественная продуктивность я аффективное« удобрений на третьей структуре примерно s 1,5 pesa вше, чем аа порой. S втек структурах разница между мажсмшхыюЯ я мини- -малью* продуктивностью делянок одноименных вариантов составляет

около Id ц/га х.е., что соизмеримо с различием среднемноголетней продуктивности удобренных ÍKgQp7QKgQ) к контрольных вариантов.

На таких структурах для повышения урожайности, кроме удобрений, требуется и другие мероприятия, в частности, агромелиоративные, направленные как на выравнивание микрорельефа, так и на общий подъем их плодородия. При этом повышение средней урожайности на поле необходимо проводить за счет преодоления пестроты и вы-' равнивания урожая по уровне лучших почв, поскольку резервы повышения урожаев для хороших почв при существующих сортах не столь уже велики. Поэтому разработка данной проблемы имеет важное значение в деле повышения продуктивности агроценозов.

Осегодные наблюдения за динамикой влажности почвы на делянках опытных севооборотов а период вегетации позволили заключить, что основнш (непосредственны*) фактором, сдерживающим дальнейший рост урожайности и аффектявности применения удобрений является неурегулированность водного режима. Ока проявляется как непосредственно в засушливые годы, так и косвенно через другие факторы, в первую очередь неоднородность почвенного покрова. Ииж-рсрельеф и неоднородность почвенного покрова ведут к перераспре- • делению водного к других режимов, к в конечном счете к пестроте . урожая. Наибольшие колебания урожая наблюдаются в связи 6 факторами, определямпими изменчивость поступления^ почву, запасов подвижных форм, расходования влаги, т.е. микрорельефом к водно-физическими свойствами. Среди них особое значение имеет глубина залегания горизонта водоупора Bj (нижняя граница оподволенной тож-яи), от чего зависят емкость влaroоборота (Прохорова, Сорокина* 1975).

Положительная роль мощности «того фактора в снабжении расто-нмЯ влагой бия а установлена в период сильной летней засухи 1972г.,

когда наблюдалась максимальная пестрота в урожайности на полях. На одной из опытных-делянок (высота подсолнечника колебалась от 30 до I8C-2C0 см. Была выявлена тесная связь ыезду его урожаем и мощностью олодзсленной части почвенного профиля. Последняя в условиях делянки холебалась от 30 до 00 см. При этом отмечена корреляция оподзоленкостк и глубины корнеобитаеыого слоя. При ее повышенной мощности в нижней части сохранилась доступная влага, а градиент влажности по профилю был равномерным в отличие от близлежащих кеглубокооподзоленных почв. 3 их профиле оподэ»ленный горизонт бил близок к пределу биологического иссушения (53), в то время как в иллювиальном горизонте имелся значительный запас неизрасходованной влаги.

Это позволило прийти к выводу, что причиной повьпения урожая на сверхглубоко on одзоленных участках в условиях засухи был повы-венкый загас доступной почвенной влаги я наиболее глубокой части подпахотного слоя С?- 40 см}* Этот запас я использовался растениями в период засухи как путем активного углубления корневой системы в оподзолекный слой, так ж благодаря восходяпему потоку капиллярной влаги. Подобный аффект начинал сказываться линь » том случае, когда глубина оподзоденкой части профиля превывдла "пороге кую" величину 40 ем. В противном случае запас мага бал недостаточен я расходовался слишком быстро, чтобы повлиять на продуктивность растений. Талям образом» считая перераспределение влаги основным фактором пестроты урожая, можно объяснять пестроту урожая * в отдельные годы > е* пространственную изменчивость как в пределах каждого поля, так я между отдельными полями в хозяйстве.

Авталышл полета« исследованиями » рельефе горизонта водо-упора Bj С «ж обнаружены воадаош, пржурочепо» к гяубокоподзояис-лм почвам я представляйте собой естественные "Ьагазкны* нажопле-

ния влаги. На основе этих наблюдения выла выдвинута научная концепция по созданию искусственных влагонакопительнкх кассет из опод< золенное почвенной кассы в целях обеспечения растений дополнительной влагой в засушливые поздневесенние и ранкелетние периоды. Выдвинутая научная концепция была реализована в модельном полевом опыте и на базе полученных результатов в опыте и природном эксперименте бил разработан к научно обоснован способ мелиоративной обработки дерново-подзолистых почв средне- и тяжелосуглинистого ' механического состава (Козловский, Прохорова, авт. сеид. > 927145, 1977 г.).

Мелиоративный эффект обработки заключается в двустороннем елагонахопительно-оеушятельном регулировании водного режима дерново-подзолистых почв, прячем наиболее важным является повышение, влагообеспеченности возделываемых сельскохозяйственных культур в условиях атмосферной засухи. ОжедаемыЯ »ффект от применения предлагаемого способа заключается в существенном повышении среднемно-голетней урожайности за счет стабилизация ее в различные по метеорологическим условиям годы на уровне близком к наиболее урожайным годам.

5. вшнс и дашизд АГРсшшгеЕсна шршхров шодородш ■ -

ПОЧВ

.В задачи комплексных исследований входило: оценить принятые в севооборотах системы удобрения не только с точки зрения получения высоких я стабильных урожаев, но и определить влияние удобрений па многолетнюю динамику химических, физико-химических к био-• логических процессов, протекающих в почве. Цель работы: 1) разработать нормативные параметры обеспеченности растений оленеигами ■ питания для разных СИЛ; 2) построить эксперт ко-описательную к математическую модель динамики и прогноза отдельных параметров

плодородия, разработать систему управления плодородием поив.

Для построения модели и системы управления плодородием почз необходимы достоверные сведения об изменении свойств почв при их сельскохозяйственном использовании. Контроль за изменением свойств -почв во времени осушестэлялсд двумя способами: цутем непосредственного анализа индивидуальных почвенных проб с интервалом опробования один год (после уборки урожая) и опосредованно - по данным балансовых расчетов в системе "растение-удобрение-почва". Валовой хозяйственный баланс составлялся в основном для оценки возможных сдвигов показателей режима питания в почве. Более полную

и глубокую оценку биологического круговорота в системе "растение- поьы-

удобрение-погода" проводили на основе многолетнего баланса, учитывающего и последействие удобрений за две ротации севооборотов.

В характере многолетней динамики гумуса не выявлено однонаправленных изменений. Его содержание в пахотном слое почвы подвержено определенной цикличности с периодом от одного года до 2-3 лет. Бели в один год содержание гумуса повышается, то на следующий год или последующие два-три года снижается я наоборот. Размах колебаний составляет в среднем £0*2-0,3(0,4)$. Такой характер динамики является обшей закономерностью для всех типов севооборотов и системы удобрений в севооборотах.

На абсолютную величину размаха колебаний и продолжительность периода влияют метеорологические условия года, внесение навоза и количества поступающих в почву растительных остатков. При внесении навоза (120 т/га) величина размаха в отдельные годы составляет ¿0,4, без навоза - не превшает ¿0.3?» Убыль (прибыль) гумуса зависела хах от количества и качества растительных остатков, так к от соотношения' процессов новообразования гумуса и его минерализации.

Сриектировочмые расчета по балансу углерода и азота, вовлеченных в биологическиЯ круговорот с растительными остатками, показали, что прибькь-уйьяь гумуса за две ротации севооборота примерно уравкопезекы. '.¡итенсигность хозяйственного баланса азота в системе "растение-удобрение" находится 5 пределах IX-120(150)3. При бездефицитном или отрицательном хозяйственном балансе азота

происходит иммобилизация азота и небольшие потери гумуса. Хотя расчеты упрошены, но тем не менее, они отражают характер многолетней динамики гумуса и по анализу почв.

Отрицательные и положительные значения ежегодных отклонений при суммировании уравновешиваются или набдодается небольно« преобладание отрицательных значений (0,06-0,06£), Преобладание положительных 10,16-0,33^) отклонений во временном ряду наблюдений имеет место при внесении высоких доз навоза (240 т/га за 10 лет}.

На точность показателей динамики гумуса большое влияние оказывает пространственное варьирование гумуса, связанное с мелкой неоднородностью почвенного покрова. Наличке в пределах опытной делянки двух-трех почвенных компонентов приводит к сушественкьы аналитическим ошибкам при небольшом, смешении точек отбора почвенных проб При повторном опробовании. Особенно велики ошибки при • контакте гдубокооподэолекных с мелхоподэолкстыми как елабозроди-рованнши почваыи в пределах делянки. Расхождение аналитических . данных по срокам опробования могут достигать 0,8-1,0£, что вносит серьезные ошибки в интерпретации данных о динамике. Поэтому при отборе почвенных проб необходима строгая привязка к почвенным ' контурам и элементам рельефа.

Количественные значения гумуса дифференцировании по почвенным разновидностям. Зоны повышенного к пониженного содержания гумуса локализованы на территории пола и не меняют сво-

его положения «о времени (10 лет). 2то облегчает методику отбора почвенных проб при изучении динамики гумуса. Сложность в методику изучения динамики гумуса вносят не только зависимость содержания гумуса от неоднородности почвенного покрова, ко и разный характер временной изменчивости у отдельных почвенных компонентов.

Динамика величин, определявших кислотность почвы (актуальная, гидролитическая) и показателей содержания обменных оснований (Са и Ц^) зависят от срока внесения извести, метеорологических условий года, доз удобрений и исходногоЧдо известкования) значения показателей. На исходно кислых дерново-подзолистых почвах первичное известкование по полной гидролитической кислотности (8,9 т/га) приводит к повышению величины рИ на 1,5, увеличению суммы поглощенных оснований с €-7 до 13 и снижению величины гидролитической кислотности на 1,5-2,8 ыг-экв/100 г почвы. Однако через 3-4 года Происходит снижение поглощенных оснований до неходких величин. На скорость процесса сильно влияют избыточное атмосферное увлажнение к высокие дозы минеральных удобрений.

Аналогичная ситуация наблюдается в показателями .кислотности' почвы. На динамику гидролитической кислотности влияет переувлажнение почв. В годы повышенного атмосферного увлажнения в замкнутых михроложбинах к на выположеннкх микросклона« величина гидролитической кислотности может увеличиваться в две раза (с 3,5-4,0 до 7-0 мг-екв/100 г почвы) к снижаться в атих же пределах на следующий, Нормальный во увлажнению год без внесения извести.

Таккм образом, несмотря на периодические хозяйственные воздействия (известкование, внесение навоза) там« показатели как гумус и свойства, связанные с кислотностью почв, через некоторое время, хотя и не полностью, но возвращаются к исходному состоянию, характерному для каждого вкла-почв. &го указывает на то, что об-

вне условия почвообразования благоприятствуют дифференциации почвенного покрова по названии« свойства«, ¡(роке того, систематическое внесение в больших дозах физиологически кислых удобрений, вымывание Ca н периодическое переувлажнение почв, приведшее к оглеени» и существенному изменению окислительно-восстановительных условий, вое это является мошньм фахтором, поддерживающим кислотные свойства дерново-подзолистых почэ.

Следовательно, основные агротехнические мероприятия по управлению плодородием почв должны быть направлены на оптимизацию их водно-возданного режима, периодическое внесение извести в расчете не только на нейтрализацию почвенной кислотности, но к на нейтрализацию физиологически кислых удобрений, рациональное внесение минеральных удобрений и навоза.

Одним яз условий научно обоснованного внесения калийных удобрений является учет запасов усвояемого для растений калия в почве* Ори оценке обеспеченности растений доступна« калием обычно определяется количественное содержание обменного калил в почве (фактор емкости) и его подвижность в почве (фактор интенсивности). Для достоверности суждения о накоплении обменного калия в почве ' необходимы исследования по изучению динамики и учета его баланса ' в системе "растение-удобреняе-почва". Многолетние исследования по изучению баланса и динамики обменного калия, проводимые в опытных севооборотах, позволили прийти к следующему заключению*

В многолетней динамике обменного калия выявлены два уровня, до которых повышается его содержание. Первый уровень устанавливается сразу после внесения удобрений. При атом содержание обменного калия увеличивается не более чем на 2-4 мг. Второй, более высокий уровень, устанавливается примерно через 6-7 лет систематического Применения удобрений. В интервале между уровнями стабилизации на-

блюдаются незначительные колебания, нарушаемые иногда вкстремаль-ишм погодными условиями (засуха, переувлажнение). В вкстрем&хь-кые годы содержание обменного калия в почве может увеличиваться в 1,5-2,0 раза и затем на ату же величину снижаться. Количества! иые показатели содержания калия на каждом уровне стабилизации вависят как от дозы и продолжительности внесения калийных удобрений» так и от степени подвижности и потенциальной калийной буферной способности почв я типов ШП.

Эродированные почвы склона имеют невысокую подвижность ха* лия н по-видимому обладают высокой калийной буферной способности по сравнению с почвами водораздельных территорий. Исходное содержанке обменного калия в »радированных почвах склона находилось в пределах 11-12 мг в П|э и 14-15 мг в П^*. Эти показатели, вероятно, отражали устойчивое равновесие между формами почвенного калия. Продолжительное внесение калийных удобрений не изменяло и»* ходкого содержания. Только в конце второй ротации оно по высилось в П|®до 15-16 и в ГС^до Г7-1Б.5 мг/100 г почвы и стабилизировалось ка втом уровне, который и был принят нами ев раокональный/в в ротированных почвах склона.

В почвах водораздельной территории коходное содержанке обмерного калия было в среднем ним (9-Ю мг/100 г). Негодное внесение калийных удобрений в дозах %0-00-150-1Б0 обеспечило бездефицитного хозяйственного баланса калия в аерно-сропааиом севообороте. Чем больше вносится калийных удобрений (>160 кг/га д,в.> тем бояме выное калия растениями, ко урожай при «том не увеличивается. В то же время содержание обменного калия в почва увеличилось о 9-10 до 13-14 мг в начале опыта и до 15-17 "мг/100 г в конце второй ротациж. Внесение названных до» калийных удобрений р налов га« фопш обеспечим бездефицитный (хозяйственны!) баланс

калнл на вариантах и положительный - на веек остальных.

Повииеиие обменного калии в почве проходило тате в два »тала, но на более высоких уровнях стабилизации: с 9-11 до 17 мг к с 17 до 22 мг/100 г почвы.

Увеличение обменного_калия в почве на всех вариантах с дозами калийньа удобрения (без навоза) проходило при резко отрицательном хозяйственном балансе я в зерно-травяном, и верно-пропаа-ком севооборотах. Расход калия урожаями на 40-505 покрывался ва счет мобилизации резервных форм калия. Более того, длительное выращивание сельскохозяйственных культур баз внесения калийных удобрений не привело к снижению содержания обменного калия а почве. На контрольных вариантах не наблюдались скачкообразные изменения в динамихе обменного калия. Его содержание в почве незначительно колебалось вокруг средней величины во временном ряду наблюдений.

Таким образом, полученные нчми данные о накоплении калия в почве, при отрицательном хозяйственном балансе в системе "растение-удобрение", подтвердили ранее полученные аналогичные материалы на других птах почв (Борисова и др., 1975; Скуцкая и др., - ■ 1960; Медведева и др., 1983; Медведева, 1985). Это свидетельствует о мобилизации резервных форм почвенного калия, что со временем может привести к снижению потенциального плодородия почв.

Огуаенчатообравный характер в изменении содержания обменного калия Ь почве, по-видимому, обусловлен потенциальной калийной буферной способностью почв* Чем она вше, тем продолжительнее хм-тер валы между отдельными уровнями стабилизации калия. Вероятно» _ в дальнейшем при систематическом внесении вмеокях доз калия интервалы будут сужаться, а темпы нахошения обменного халхя в почве увеличиваться. Но его не будет свидетельствовать о повдаении ,

-40-

е$фектявного плодородия почв.

Многолетние сопряженные исследования по изучению динамики подвижных фосфатов в опытах о внесением минеральных м органических удобрений, и учетом всех сопутствувдих условий (почвы, погода, содержание гумуса, суммы Са и Jig, кислотности, баланса фосфора и г.д,) позволили разработать регрессионную динамическую балансовую модель фосфора для минеральной и органо-ммнеральной системы удобрения (Орид, Прохорова, 1936). С помоаью данной модели удалось выявить динамику содержания подвижных фосфатов в почве. Изменение содержания а почве подвижных фосфатов зависит от уровня их исходного содержания в почве и от соотношения доз удобрений. Особенно важно то обстоятельство, что цри любых дозах минеральных удобрений (в изученном диапазоне) высокий уровень содержания подвижных фосфатов ведет и отрицательному градиенту фосфора (аР) - отрицательная обратная связь в системе круговорота фосфатов.

Из »того следует, что применение постоянных доз минеральных удобрений при любом начальном уровне содержания подвижных фосфатов через конечное число лат ведет я некоторому постоянному уровню (т.к. д Р стремится к нулю), названному нами уровнем стабилизации. Другими словами, состояние круговорота в данных условиях является устойчивы*. В интервала доз фосфорных удобрений 60-180 кг/га д.в. уровни стабилизации имеет следущие «качения: блок баз навоза 12-18; блок с навозом 60 т/га 15-22; блох о навозом 120 т/га 20-27 мг/ХОО г почвы. НаЯденньи уровни стабилизация характеризуют реально возможные устойчивы« состояния круговорота фосфатов в исследованных почвах.

Разработанные варианты модели позволяют прогнозировать содержание подвижных фосфатов в почве путем последовательного пого-

дового расчета фосфора (Рл > при известном начальном содержании и дозах удобрений за каждый год. Модель позволяет легко оценить время, необходимое для стабилизации содержания подвижных фосфатов в почве при заданных условиях. В изученных нами условиях оно составляет от начала внесения постоянной дозы минеральных удобрений! для блоха без навоза - 3-5 лет, для блока с навозом 60 т/га 2-3 года и для блока с навозом 120 т/га 1-2 года. Это время слабо зависит от дозы минеральных удобрений, причем тем меньше, чем ближе начальный уровень содерсанжя подвижных фосфатов к уровне стабилизации.

Таким образом, удалось установить некоторые статистически значимые закономерностк многолетней динамики содержания подвижных фосфатов почвы. Математически модель может быть использована для прогнозирования и при создании моделей управления плодородием почв*

При разработке нормативных параметров необязательно стремиться довести содержание подвижных фосфатов до уровня стабилизации. Ыожно ограничиться ■ рациональными уровнями содержания, обеспечивашими создание любого уровня урожая в севообороте, при внеоении удобрений и* расчета на вшос мементов питания средним* урожаями.

В табл. 2 представлены рациональные уровни агрохимических параметров для отдельных типов СЩ о учетом применения минеральной и органо-мкнеральной системы удобрения.

Типы структур ПП объединены в группы по близости агрохимических показателей, которые приведены длж основной почвы в структуре ми оттредел/шкеЯ ее специфику. Первая, вторая и третья структуры рассматриваются вместе введу близости значений агрохимических показателей, рекомендуемых в качестве рациональных уровней. В скобках приводятся значения для компонентов СОД значительно отличаю-

щихся от фоновых.

Таблица 2. Рациональные уровни (нормативные параметры) агрохимических показателей по типам СПП

{ Типы СПП. Индекс почв

Параметры } а1С - 1,2,3* { ШС-4 { гпс-з

* 1^.2.3 «Ч» 1 1 № (П5Э)

Гу*УО| 1.9-2.1(1.4-1.6) 2,0-2,5 1,4-1,6 2,6^,В(Х, 4-1,6)

Азот (обшяй), % 0.11-0.12 0.06-0,10 0.12-0.14(0.10-0.12) 0,16

рН сол. 5,5-5,8 5,8-6,0 8,7-5,9 6,3-5,5(6,6-5,6)

ПС, МГ-эхв/ХООр 2,5-3,5 2,0-2,5 2,3-2,5 4,0-4,5(3,0-3,5)

Са+Нд, мг-екв • 10-Г4 14-16 9-И 12-14 (8-10)

Р2р5, мг/100 р (0,2 НС!) Х4-16 20-22 11-15 20-23(16-18)

Ю^О, мг/100 г (1,о*ш3оосн> 13-И 16-21 14-16 14-16(12-14)

" ЭЛС-1, водоразделы и слабовыпуклые склоны (1-1,3°); ШС-2, пологие прямые к выпуклые склоны до 2°{ ЭПС-З, пологи* выпуклы» я прямые склони (2-4°); ШС-4, покатые юлуклые и прямые стоны > 4°; Э1&9) плоские олайовогиупи участки о сетью мелких лмбян.

** Числитель - для минеральное, знаменатель - для оргаяо-мкне-ральной системы удобрения*

-1.56. ЭКСЯгКНО-ОПИСАТЕИЙАЯ МОЩЬ И СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ

плодородии почз

Изложенные в диссертации данные многолетних экспериментальных исследований легли в основу разработки системы управления плодородием почв (СУПП). Основой COI служит концепция« отражающая взаимосвязь возделываемых культур с почвенно-экологическики, гидротермическими и управляющими хозяйственными воздействиями, суть которой изложена ниже.

В условиях достаточной обеспеченности растений элементами питания (за счет удобрений) основшаш факторами« димитиругаимн получение высоких и устойчивых урожаев, являются: I) неблагоприятные водно-физические свойства и неурегулированный в разлитые по гид-ротермичесхим условиям годы водный режим дерново-подзолистых * почв; 2) неоднородность почвенного покрова и несоответствие адаптивных особенностей сельскохозяйственных культур к почвенно-вколо-гическим условиям возделывания.

Изложенная концепция позволила построить экспертто-статисти-ческую модель изучаемого объекта« отражающую зависимость урожая от почвенной разности, элементов мезорельефа к метеоусловий года' (Прохорова, 1982; Прохорова и др., И83; Орид, Прохорова, 2986). Модель используется для прогноза урожайности сельскохозяйственных культур при заданном состоянии объекта* Параметры модели: I) потенциальная (климатообусловлегмая) * фактически полученная в опытах максимальная урожайность сельскохозяйственных иуд»тур; 2) критические для каждой культуры гидрот ерми че с кие условия периода ве-гетеции и потребность в тепле и влаге; 3) потребность сельскохозяйственных культур в минеральном питании с учетом выноса элементов питания махсимальюми урожаями в опыте; 4) максимальное количество химических элементов, вовлекаемых в биологический круговорот

f

агроиеноэами, и аккумуляция кх в почв« с органическими остатками! б) рациональны* уровни агрохимических параметров почв: 6) лучше и худшие сочетания почв и елементов рельефа для величины урожая конкретной культуры в разные по метеорологическим условиям годы.

Нормативные значения параметров оценивали експертньм путем, а также с использованием методов математического анализа (коррелятивный, дисперсионный, факторный анализ, методы численной классификации и др.). .Важным представляется то, что пря оптимальном сочетания культуры, почвы и рельефа урожаи в неблагоприятные по логоднш условиям годы не опускаются ниже определенного, достаточно высокого уровня.

Для достижения цели управления - повышения плодородия почв территории - необходимо сопоставить фактические значения параметров со справочными данники (табл. 2). Бели фактические значения агрохимических параметров не соответствуют рациональным уровням, то регулирование производят внесением удобрений я мелиорантов ' (известь). Другая возможность управления - такое размеоеняе культур, которое обеспечивает максимальную среднюю урожайности территории в наиболее неблагоприятные по погодным условиям годи.

Значительно« возрастание эффективности может быть обеспечено пря совместном использовании разработанного нами приема по двустороннему регулирование водного режима дерново-подвели стих почв.

Разработанная система управления продуктивность» агро ценозов и плодородием почв была апробирована в совхоза Зеленоград екай.

Предлагаемая СУШ представляет собой вариант, детализации вокальной системы земледелия к местом условиям на основе учета структуры Ш я почвенно-екологической характеристики территории »ем* «польз о влияя. Использование такого подхода* направлено не па "борьбу" в природой, а оптимально использовать ее ресурсы в целях

получения гарантированных урожаев, соответствующих современному

уровне научно-технического обеспечения сельского хозяйства.

ВЫВОДЫ

, Î. Установлены связи и [fiM¿Имости - (на качественном и количественном уровнях) между урожайностью с.х.культур, свойствами почв и элементами рельефа, теснота и направленность которых неоднозначны в разные по погодным условиям годы и дифференцированы по культурам и отдельным свойствам почв,

2. Выявлен характер и закономерности пространственного варьирования агрохимических показателей в зависимости от почв и рельефа, а также изменение этих показателей от факторов окультуривания и погодных условий.

3. Д^1И оценки продуктивности почвенного покрова поля разработана методика линейно-выборочного учета урожая, использование которой дает возможность одновременно учитывать варьирование урожая и агрохимических показателей, связанное с микро- и мезо формами рельефа, SCIA, ЭПС и меэоотруктурами.

4. Дня целей опытного дела разработана методика полевого опробования почв, позволяющая повысить точность и достоверность. . полевых и аналитических данных, избежать ошибок При изучении

корреляции урожая со свойствами почв. Связанных с их пространственным варьированием.

5. Установлены рациональные уровни элементов питания и кислотности почв при которых величина урожая определяется гкдротерм*-ческими условиями года и внесением удобрений в расчете на вынос элементов питания, ^н прогноз изменения содержания гумуса, фосфора, калия и-показателей, определяющих кислотные свойства почв, в зависимости от погодных условий, систематического применении удобрений, возделываемых культур и структур« поч-

венного покрова.

6. Разработаны рациональные и предельно допустимые дозы внесения удобрений как под отдельные возделываемые культуры, таи и по типам севооборотов. ■

7. Разработан и научно обоснован новый метод мелиоративной обра-* ботки дерново-подзолистых почв, направленный на двустороннее

регулирование водного режима и позволяющий получать высокие урожаи сельскохозяйственных культур.

в. Разработана математическая модель динамики подвижных фосфатов в почве, позволяющая прогнозировать изменение его содержания при известном начальном количестве и дозах удобрений за каждый год. Модель может быть использована при разработке системы управления плодородием почв.

9. Разработана экспертно-описательнаА модель и система управления плодородием почв, * отражаадая зависимость урожая сельскохозяйственных культур от почвенных разностей, элементов рельефа

и метерологических условий,

10. Результаты многолетних сопряженных исследований в системе "почва- растение- удобрение- погода" явились основой создания нормативно-справочной базы при разработке системы управления плодородием почв на уровне хозяйства и вошли составной часты) в систему земледелия совхоза "Зеленоградский".(Имеется акт о внедрении).

ТТо материалам диссертации опубликованы слеяурдке заботы!

X. О методике составления крупномасотабкых почвенно-агрохимических картограмм в иелях применения удобрений// Почвоведение. 19Э9.

* 4. С. I-I3.

2. Агрохимическое картографирование дерново-подзолистых почв// Агрохимическое картографирование почв. М., 1962. С, 19-46.

3. К методике агрохимического картирования темно-серых и серых лесных почв различной степени смытоети// Почвоведение. 1970.

* 4. С. 48-39.

4. Зависимость урожайности зерновых культур от содержания подвижных елемектов питания в почве// Закономерности пространственного варьирования свойств почв и информационно-статистические методы их изучения. Н,, 1970. C.95-I02, (в соавт*).

5. Повторное агрохимическое картирование и сроки отбора смешанных образцов почв// Агрохимия. 1971. 94. С.8-12. (в соаат.).

6. Сукцессионные изменения физико-химических свойств и динамика животного населения при разложении навоза// Зоологический журнал. 1971. Ю. <в соавт.),

7. Агрохимическая характеристика серых лесных почв Европейской части СССР// Агрохимическая характеристика основных типов почв ОССР. «.: Наука, 1974. С. 107-129.

6, Влияние компонентов елемент арной структуры дерново-подзолистых почв на Продуктивность с.-х.растений// ЕЬл. Почв, им-та им.В.В. Докучаева. 1975. 8. 713. C.I78-I9Q (в соавт,). • <

9. Влияние пестроты свойств дерново-подзолистых почв на урожай

о.-х.культур/ Тез,докл. ЛП Кеждукар.контр, по минер.удобрениям. It., 1976 (в соавт.).

10. Структура почвенного покрова - в вопросах методики почвенно-агрохкмкчесхих исследований/ Тез. докл. Ш совев, по структуре почвенного покрова. It., 1976. С. 164-166 (в соавт.).

11. Эффективность минеральных удобрений в севооборот» на дерново-подволистых почвах/ Тез .докл. УШ Междунвр.конгр. по минер, удобрениям. Н., 1976 (в соавт.).

12. Структура почвенного покрова а вопросах методики почвенно-агрохимических исследований// Структура почвенного покрова и использование почвенных ресурсов. V*: Наука,1978. С.£01-206 (в соавт,),

13. Методические подходы к изучений неоднородности свойств дерно-

во-подэолястых почв« пестроты урожайности м связи между тык// Бия.Почв.ин-та их, В.В.Докучаева. .V. ,ГЭ78. В.2.С, 102-126.

14, Основные факторы повышения плодородия и продуктивности дерново-подзолистых почв Нечерноземной зоны// Круговорот и баланс питательных веществ и изменение физических свойств основных типов почв страны в земледелии. У.,ГЭ78.С.Ш-142 (в соавт.). '

15, Методические подходы к изучение неоднородности свойств дерно-во-лодзолистых почв.пестроты урожайности и связи между ними// Научн.тр.Почв.ин-та ин.В.З.Докучаев&.М. ,1379.0.104-113.

16, Роль структура почвенного поярова в оценке продуктивности севооборотного поля// Структура почв.покр. и ее значение для картиров.почв.учета и использ.почв.ресурсов. У.. I960 (в соавт.

П. Значение почвенной неоднородности в опытном деле и применение II15 в полевых условиях при изучении баланса удобрений// Докл. ИЗ Иеадунар.конгр.почвов. Ныз-Де*и, 1980 (в соавт.),

IS. Изучение неоднородности свойств дернвво-подзолистых почв, пестроты урожайности и связи между ними// Научи.тр.Почв.ин-та км.В.Б.Докучаева.Ц,,ГЭ80. C.I04-II8.

19. Характер и закономерности пространственной изменчивости агрохимических свойств дерново-подзолистых почв// Регулирование плодородия почв,круговорота и баланса питательных веществ в земледелии СССР. Ityntmo, J98I. С* 282-186

20. Экспертно-описательная модель и система управления плодородием дерново-подзолистых средне- я тяжел осуглинистых почв// Научн.тр.Почв.ин-та им.В.3.Докучаева.Ы. ,1982.С.44-54.

21. Влияние неоднородности почвенного покрова на результаты математической обработки и кх интерпретации в многофакторных полевых опытах с удобрениями// Агрохимия. 1983,*II.С.80-87

(в соавт.).

22» Построение системы управления плодородием дерново-подзолистых почв// Почвоведение. Z983.WI. 0.118-126 (в соаят.).

23. Причины неустойчивости урожайности с.-х.культур и перспективы ее повшения. Гаэета "За высокий урожай" Путинского р-на Uoc-ковской обл. от 27 января 1982г. (в соавт.).

24. Севообороты и опенка их эффективности в еависякости от неоднородности почвенного покрова. Там же, от Г7 февраля Х982 г. (в соавт.).

23. Особенности повшения плодородия почв и продуктивности пахотных угодий// Нлучн.тр.Почв.кн-та им.В.В.Докучаева.М. ,1984. С.50-57 (в соавт.), ,

26. Методика линейно-выборочного учета урожая для оценки продуктивности почвенного покрова поля// Почвоведение.ГЭв4.* 3. С.91-101.

27. Динамика агрохимических свойств и численности животного населении при окультуривании почв/ Теэ.докл, Л1 Делегат.съезда почвов. Ташкент. Т.Э. С.65 (в соавт.).

23. Изучение многолетней динамики подекаких фосфатов ж дерново-подэолистой почве// Агрохимия.1986.*5. С.22-28 (в соавт*). .

29. Способ мелиоративной обработки, обеспечивающий двустороннее (влагонакопителъно-оеутхтельное) регулирование водного режима дерново-подзолистых почв.- Авт.свид. V 927148* ЕЬл.» 18, Госиомиэобрет. 1982.

48

1 ротация

' 2 ротация

40

Эв

I»

9 .*

& *

Ч м

14

1£ 4

10 в -1

гтт

А

........ ими

""""навоз СО т/г» .....на «а т/га

3 4 &

Т-Г-Г—Г—I-1-ЩШаил,

0 12 3 4 5

А> М-П Л

О I ¿ 3 4 5

Рае.2 Среднегодовой выход сельскохозяйственной прсдуж-цхн(А) к окупаемость I кг ПК добавочной продукцией уракал(Б). Варианты: О -контроль Д-^оР^фК^д, 2 •*9ОР9ОК9О»3-'*12Л20К1Б0'4"*150Р15(^160'

6**1в0р1е0к210'

£ - 44909 Подписано в печать 2I.I2.86r>. Заказ 2203' Формат 60x84/16 Тирах 100

Типография ВАСХШШ.Москва,Б. Харитоньевский пер., 21