Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Неоднородность свойств почвенного покрова и управление плодородием дерново-подзолистых почв

ВАК РФ 06.01.03, Агропочвоведение и агрофизика

Автореферат диссертации по теме "Неоднородность свойств почвенного покрова и управление плодородием дерново-подзолистых почв"

М 06 оя,

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

/<5

Работа выполнена в лаборатории диагностик» плодородия почв Ордена Трудового Красного Знамени Почвенного института им. В. В. Докучаева.

Офици а ль н ые оппоненты

доктор сельскохозяйственных на^к Е. Н. Руднева,

доктор биологических наук Е. А. Дмитриев,

доктор сельскохозяйственных наук В. А. Семенов.

Ведущая организация — Белорусский научно-исследовательский институт почвоведения и агрохимию.

Защита состоится « » 1989 г. в час. н;а заседа-

нии Специализированного совета Д.0'20.25.01 при Почвенном институте им. В. В. Докучаева.

Адрес: 109017, г. .Москва, Пыжевский пер., д. 7.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Почвенного института им. В. В. Докучаева,

Автореферат разослан « » .198 г.

Ученый секретарь Специалиаироваиного совета, доктор сельскохозяйственных наук

М. С. СИМАКОВА

-I-

ОЕДАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

I. Актуальность, В условиях интенсификации сельскохозяйственного производства возрастает роль знаний о свойствах почв на каждом земельном массиве, о соответствии етих свойств требованиям выращиваемых культур, о возможном изменении свойств почв под влиянием антропогенных воздействий, о вносимой ими "поправке" к планируемому результату воздействий. Однако на практике управляющие воздействия планируются и осуиествляются по прописям, рассчитанным на абстрактное тюле и зональный тип почвы вез учета конкретных почвекно-экологических условий.

До настоящего времени не все зональные системы земледелия имеют "нормативные" параметры плодородия, т.е. в достаточной мере детализированную систему морфологических, агрохимических, гидрологических и др. параметров и их желательных значений для основных почвенных разностей. Имеющиеся в хозяйствах картографические материалы по агрохимическому обследования, как правило, не отражают реальной возможности рационального использования почв полей под ту или иную культуру и потребности в удобрениях как во временном, так я в пространственном отношении.

Одним из основных факторов, сдерживаниях разработку нормативных параметров плодородия почв, является отставание методик опытного дела и агрохимического обследования почвенного покрова производственных участков от развития теоретического почвоведения к картографирования почв. В етой связи актуальной задачей почвоведения и агрохимии является еомдзввнствованив научно-методического обеспечения paar '¿отхя норматкшшх параметров почвенного плодородия и, на етой основе - подходов к детализации зональных систем земледелия, учитывавшее почвенно-вкояогкчаскив условия территория землепользования к специагизации сельскохозяйственного производ-

ства. Работа велась в рамках государственной программы по заданию 051.01.01.

2. Цель и задачи работы,Основная цель работы заключалась в развитии подхода к детализации зональной системы земледелия, основанного на учете структуры почвенного покрова, урожайности. Для достижения поставленной цели поставлены и решены задачи:

- совершенствования методики научно-экспериментальных и производственных почвенио-агрохимических исследований в условиях невыровненного почвенно-агрохимического {юна;

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

- разработки системы нормативных параметров плодородия дерново-подзолистых почв а условиях интенсивного земледелия с обоснованием рациональных севооборотов;

- разработки приемов регулирования круговорота и баланса основных элементов питания и гумуса, обессечиваших получение плакируемых урожаев и улучшение агрономически важных свойств и режимов дерново-подзолистых почв;

- построения на ЭВМ информационной модели плодородия дерново-подзолистых почв.

3. Объекты и методы исследований. Объектами исследований были дерново-подзолистые почвы пахотных угодий Московской области. С 1968 по 1983 гг. научно-экспериментальные исследования проводились стационарно на опытной поле Зеленоградского опорного пункта и в производственных условиях на территории совхоза "Зеленоградский" (Пушкинский адм. р-н Московской обл.), относящейся К южному склону Клинско-Дмэтровсхой гряды и являвдейся типичной для подзоны дерново-подзолистых почв.

-3В работе использован ряд теоретических положений к методических подходов, разрабатываемых в почвоведении, в частности: представления о закономерностях иерархической многоуровневой организации почвенного покрова (Зридланд, 1965, 1972, 1977, 1984); о двойственном характере пространственного варьирования свойств почв (Козловский, 1970, 1972); положения, сформулированные Матероном (1968) в геостатистике об "истинной" и "наблюдаемой" изменчивости и о необходимости учета возможного искажения результатов наблюдений, связанного о принятый методом измерения (опробования); принципы сельскохозяйственной типологии земель, разработанные Л.Г.Ра-менсккм (1938) и основанные на учете экологических требований сельскохозяйственных культур к условиям своего произрастания и др.

В основу экспериментальных исследований положено изучение связей и зависимостей в системе "почва-растение-удобрение-погода" с использованием метода учета баланса и динамики элементов питания в сезонно-годовом и многолетнем цикле и высококачественного поч-венно-картографичесного материала (Сорокина, Кальваи, 1975; Сорокина, 1980, 2983).

Научно-экспериментальные исследования в многолетних стационарных опытах на Зеленоградской опорком пункте осуществлялись при непосредственном участии автора в проведении всех опытно-полевых и камеральных работ.

Химические анализы почв проведены а инструментально-аналитической лаборатории Института, анализ растений выполнен Московской областной проектно-изыскательской станцией химизации сельского хозяйства.

Математическая обработка результатов эксперимента осушесталена в лаборатории математических методов исследования Почвенного института им. В.В.Докучаева по программам, разработанным З.А.Рохкоеык,

А.С.вридом, П.А.Тикохиным (1960, 1972, 1980).

4. Научная новизна и практическая значимость. Новым 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 и во времени и выделены основные, наиболее важные из них, поддающиеся целенаправленному управлению в целях воспроизводства плодородия и получения гарантированных урожаев на средне- и тяжелосуглинистых естественно дренируемых дерново-подзолистых почвах.

Результаты исследований имеют выход:

- в методику опытного деда - повышение точности и обоснованности агрономической интерпретации результатов опыта, обоснование екстраполяции локальных данных на другие территории, обоснование методов полевого опробования при детальном агрохимическом картографировании;

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

- для нормативной справочной базы при разработке автоматизированной системы управления плодородием почв на уровне хозяйства (АСЛЕШ.

На их основе разработана система управления плодородием почв л продуктивности! севооборотов с использованием нормативных параметров плодородия и экологически обоснованных организационных, агротехнических и мелиоративных мероприятий.

- Апробация. Основные положения и материалы работы доложены и обсуждены на Всесоюзных конференциях: по структуре почвенного покрова (Москва, 1974, 1976; Кишинев, 1960); по применении матемаги-

ческих методов в почвоведении (Москва, 1973; Пушино, Ю83); по регулировании плодородия почв, круговорота и баланса питательных веществ в земледелии (Пуиино, 1981); по повдаению плодородия почв и их рационального использования (Москва, 1980); на координационных совешаниях отделения ВАСХНИЛ по Нечерноземной зоне РСЗСР (Ленинград, 1976) и Всесоюзном координационном совещании по моделям состояния и управления плодородием почв (Москва, 1988); на УШ Международном конгрессе по минеральным удобрениям (Москва, 1976) и на.ХП Международном конгрессе почвоведов в Ныз-Дели (Индия, 1980).

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

Структура и объем работы. Диссертация наложена на страницах машинописного тексте. Она состоит из глав, выводов, предложений для внедрения, включает таблиц и рисунков. В списке литературы приведены работы, в т.ч. на иностранных языках.

СОДОТШЕ РАБОТЫ

1. СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ ПРОДУШШОСТЬС АГР0ЦШ030В и ПЛОДОРОДИЕМ ПОЧЗ (СТРУКТУРА И СОДЕРЖАНИЕ ПОНЯ1ИЙ)

Система управления плодородием почв означает совокупность средств и методов принятия решений и осуществления управляющих воздействий на объект для достижения заданной пели. В свою очередь, понятие плодородие почв трактуется как способность почв (почвенного покрова) удовлетворять потребности растений в элементах питания, воде, воздухе, тепле, т.е. обеспечивать необходимые условия их произрастания. В понятии плодородие почв 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.п. Эти критерии были использованы в работе для интегральной оценки 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 жизни и динамические модели отдельных компонентов плодородия.

2. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ТЕРРИТОРИИ ИССВДОВАШШ

Подробно описываются особенности почвенного покрова и уровни организации рельефа опытного поля. В основу положены материалы многолетних исследований сотрудников Института (Григорьев, Сорокина, Шершукова, 1975; Симакова, Кальван, 1970; Шероукова, Павлов

-71975; (Сорокина, Кальван, 1975; Прохорова, Сорокина, 1975; Прохорова, 1960; Сорокина, Козловский, 1977; Сорокина, 1975, 1963; Кузнецова, 1976, 1973 и др.).

Угодья Зеленоградского совхоза расположены в междуречье рек Учи, Вязи и Серебрянки, расчяеняюаих южный склон Клинско-лмктров-ской гряды. Выделяются три геоморфологических района: I) Возвышенная слабо всхолмленная моренная равнина, перекрытая покрозньзли суглинками. 2) Южный склон гряды, сильнорасчлененный долинами малых рек и осложненный моренными холмами и мекхолмиями. 3) Древняя слаборасчлененная флювиогляпиальная терраса (Сорокина, 1930). Районы различаются по условиям увлажнения. Хотя территория районов I и 2 в целом хорошо дренирована, но плотная морена на небольшой глубине часто выполняет роль водоупора и способствует переувлажнении полей. 3 третьем районе покровные суглинки на глубине 1-2 м подстилаются тонкозернистым песком, обеспечивая хороший дренаж.

Почвенный покров неоднороден и представлен дерново-подзолистыми почвами разной глубины оподзоленности, степени эродирован-ности и оглеения. При почвенной съемке за основной картографический показатель была принята нижняя граница гор. АдВ^ как морфологически достаточно четко выраженная в пахотных почвах. Компоненты СИП: дерново-неглубокоподзолистые (П| - нижняя граница А^В^ 45 см), дерново-глубокоподзолистые (П§ - нижняя граница А^В 45 см) и дерново-мелкоподзолйстые (Щ - нижняя граница 35-38 см). В эродированных почвах под пахотнш горизонтом залегает непосредственно гор. А^В, не спускаясь ниже 35 см. Они под- ' разделяются на две категории: эродированные первой степени -гор. запахан полностью, к*>В - частично и эродированные второй степени - гор. В^ вдет непосредственно после А^.

К отрицательным элементам рельефа приурочены дерново-подзолистые поверхностно-оглеенные почвы, различающиеся по степени ог-леения и глубине оподзоливания (П§°з)., Встречаются дерново-подзолистые намытые почвы (Пдн) и дерново-подзолистые намытые поверх-ностно-слабоглееватые почвы (Пдког). Ареалы отдельных почв обычно

I га (чаще 0,1-0,5 га), и почвенный покров представлен многократно повторявшимися сочетаниями и пятнистостями. Подобная неоднородность типична для нечерноземной зоны. Повторяющиеся чередования нескольких ввдов почв образуют элементарную почвенную структуру (ЭПС). Обычно она состоит из 2-4 компонентов элементарных почвенных ареалов (ЗЛА) (Фридлаад, 1965). Эти сочетания имеют определенную закономерность и относительно строгую приуроченность к тем или иным элементам рельефа (Сорокина, 1930).

Опытное поле (18 га) расположено на границе второго и третьего геоморфологических районов. На нем выделены три крупных элемента мезорельефа: I) участок приводораздельного склона (1,5°) с общим уклоном на Ш; 2) полузамкнутое понижение на выположенном участке этого склона; 3) выпуклый придолинный склон (2-6°) к пойме. Соответственно развиты три ЭПС: I - повышенная часть террасы, П - выположенная часть террасы, Ш - придолинный склон. Их ГШ представляет ыалоконтрастные 3-4-компонентныв комплексы-пят-нистости по оподзоленности, оглеенюо, эродированности (Григорьев и др., 1975). Основные компоненты ПП опытного поля те же, что и на хозяйственных полях: П|, П|, Идэ, Пдог. ЭПС легли в основу выделения участков под закладку опытных севооборотов.

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

отображены контуры всех реально,существующих ЭЛА. 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.

Изучение исходного плодородия почв опытного поля и опенку пригодности его для постановки многолетних опытов проводили в течение двух лет (I96S и 1969 гг.) в рекогносцировочных посевах овса. Традиционные требования методики опытного дела к выбору массивов под опытное поле, это его типичность и однородность в почвенном отношении. Предварительные исследования показали, что выбранное поле характеризуется значительной неоднородностью почвенного покрова, пестротой урожайности и сильным варьированием агрохимических показателей, которые осложняют опытную работу. Однако мы отказались от поиска новой, более однородной в почвенном отношении территории, так как подобная неоднородность почвенного покрова и пестрота урожайности - явления повсеместные в Нечерноземье.

На пошли по пути детального изучения почвенного покрова опытного поля и выяснения причин пестроты урожайности на основе изучения связей и зависимостей между урожаем и факторами окружающей среды. Такой подход восходит ese к работам. А.И.Лебедяниева (1929), ко в дальнейшем не был реализован. Преобладавшей стала тенденция не столько учитывать пестроту почвенного покрова, сколько нейтрализовать ее влияние ка результаты опытов. Последнее достигается применением различных приемов (размер и форма делянки, число вариантов и повторений, расположение опыта, частота контрой ля и др.). Оки обеспечивают получение сравниваемых результатов в условиях- умеренной пестроты почвенного покрова. При этом сама пестрота почв характеризуется не варьированием почвенных свойств,

а изменчивость» урожая.

Такой подход сыграл не только положительна, но к отрицательную роль: ограничения точности опыта, не позволяющей надежно установить и количественно выразить относительно слабые эффекты испытуемых вариантов, яссткость ограничений, накладываемых на технику проведения опыта, и что наиболее ватно - трудность экстраполяции результатов опыта в производственное условия. Эти ограничения становятся особенно ощутимыми в настоящее время, в связи с широким развитием методов математического моделирования.

Изложенные обстоятельства вызвали необходимость развития нового направления экспериментальных исследований по разработке элективной методики наблюдений в многолетних полет» опытах в условиях кевыравнекного почвенно-агрохимического фона. Очевидной была необходимость точной почвенно-генетической привязки всех получаемых ка опытном поле 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.

3. ПРОСТ?Анствашя ИЗШШВОСГЬ СВОЙСТВ ПОЧВ И МЕТОДЫ ЕЕ ИЗУЧЕНИЯ

Многолетние исследования факторов продуктивности сельскохозяйственных культур привели нас к осознании 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". &го связано с тем, что вопрос о характере пространственной изменчивости является узловым при разработке и совершенст-

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

Юшчом к решению всех названных задач является учет уровней неоднородности строения почвенного покрова, прежде всего уровня почвенного индивидуума (Щ) (Козловский, 1970), ЭПА и ЭПС. Развиваемый подход в общей форме отражен на схеме (рис. I), которая обобщает материалы по структуре почвенного покрова, уровнях варьирования агрохимических свойств и урожайности. Разработанная схема служит основой при планировании полевого опробования почв и учета урожая для изучения его связей с 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 рассматриваются в диссертации. Роль детальной почвенной карты для опытного дела не ограничивается оценкой пригодности земельного массива для полевых опытов. Она является важным исходным документом для планирования и размеавкия вариантов опыта, так как без нее практически невозможно проводить сопряженное изучение испытуемых в опыте вариантов с реальными почвенно-экологичвскими условиями опытного участка, интерпретировать и экстраполировать ре- . эуяьтаты опытов.

Для. повышения точности агрохимической карты необходимы предварительные. исследования, связанные с. оценкой характер« простран-

ственного варьирования, в первую очередь выявление наличия или отсутствия крупных трендов свойств, а также наличие или отсутствие упорядоченности (периодичности) колебаний и их статистическая характеристика. В процессе предварительных исследований необходимо выявить и оценить связи агрохимических показателей с теми факторами почвообразования, которые существенно влияют на пространственную дифференциацию свойств. В дальнейшем эти фахторы 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 этом соблюдалась сопряженность измерений всех показателей в пространстве и во времени в течение всего срока исследований. Использование индивидуальных почвенных проб позволяет избежать ошибок при анализе смешанных почвенных образцов из-за 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 элементов рельефа и почвенных показателей, которые необходимо определять в одних и тех же точках опробования. Из этого вытекает целесообразность одновременного проведения полевых работ по детальной почвенной съемке и агрохимическому обследованию опытных полей.

При разработке вффективной методики полевого опробования почв и учета урожая важным является выбор и обоснование влемен-

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

Пространственное варьирование агрохимических показателей подразделяется на несколько уровней. Микродинамический уровень (МДУ) обусловлен перераспределением элементов питания растениями и интенсивной микробной деятельностью в зоне роста корней. Существенное влияние оказывают и агротехнические приемы (способы внесения удобрений, посева, обработки). Варьирование агрохимических показателей на ИДУ нами не рассматривается. Для усреднения варьирования на ВДУ определен размер единичной почвенной пробы, В конкретных почвенных условиях он составил 35-40 см (примерно стенка прикопки) и был установлен экспериментально путем обработки рада результатов измерений по траншее с помощью спектрально-частотного анализа.

Аналогичным образом был определен размер почвенного ивдиви-

л

дуума (ПИ) по морфологическим свойствам, который составил 3-4 м (Козловский, Сорокина, 1976). Примерно такой же размер имеет предельный элемент по урожаю для зерновых культур (Прохорова, Сорокина, 1978). Предельный элемент (ПЭ) по урожая, так же как и ЛИ -элементы статистические. Размеры их определяются характером варьирования урожайных данных или морфологических свойств почв в пределах наименьшей площади, которой присуши основные черты разнообразия данного ЗЛА. В рекомендуемых методах полевого опробова- * ния почв з& элементарный объект обследования принимается ЗЛА или ЭПС. •

Шаг (плотность) опробования установлен экспериментально ли-

-1А-

кейкым методом (по траншее), исходя иэ объективного варьирования агрохимических показателей. Для ряда агрохимических свойств почв он составил 6-8 м, что отражает преобладание мелкоконтуркых ЭПА дерново-подзолистых почв. Эта плотность гарантирует достоверность оценки варьирования агрохимических показателей и обеспечивает необходимый объем выборки для детальной характеристики опытных участков. В каждом конкретном случае шаг опробования необходимо согласовывать как с размерами ЭПА, так и с минимальными размерами планируемых или существующих делянок.

Важной особенностью описываемого методического подхода является учет соответствия между временной динамикой и уровнями пространственного варьирования изучаемых показателей. Так, на микродинамическом уровне характерные времена процессов измеряются часами и днями, а на уровне ЭПА и ЭПС - годами и десятилетиями. В связи с этим для изучения динамики на уровне ЭПА за минимальный временной интервал опробования принят один год. Это обусловлено годовой цикличностью погодных условий, сменой культур в севооборотах, сроками внесения удобрений, обработок и т.п.

Существенным моментом методики является представление результатов опытных исследований. Способы представления материалов жестко не регламентируются, но некоторые из них рекомендованы. Конечные результаты экспериментов могут быть представлены в виде соответствующих рекомендаций и комплексной модели обеспеченности растений факторами жизни, которая соответствует концепции "модели почвенного плодородия", развиваемой в настоящее время в Почвенном институте им. В.В.Докучаева (Шитов, Карманов, Дурманов, 1987; 5рцц, 1985 и др.).

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

которые составляются наведением количественных значений показателей с помощью метода изолиний. Методика наведения изолиний такая же, как и наведения горизонталей на топографических картах. На топографических пленах обычно четко прослеживаются области (зоны) повышенных и пониженных значений агрохимических показателей, что само по себе уже указывает на определенные закономерности в пространственной изменчивости агрохимических свойств почв. Наличие топографических планов позволяет проводить изучение агрохимических свойств как в статике, так и динамика. Для изучения динамики необходимо периодически составлять топографические планы и, сравнивая 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 к сопоставлению показателей, относящихся к конкретному агрохимическому ареалу данной территории. Последнее позволяет снизить коэффициенты вариации признака в пределах каждого срока наблюдений и выявить минимально достоверные различия значений показателей между сроками опробования.

Для оценки продуктивности компонентов почвенного покрова на уровне хозяйственных полей нами разработана методика линейно-выборочного учета урожая по трансектно-профильной линии, пересе-каюдей территорию поля через наиболее выраженные элементы рельефа и приуроченные к ним почвы (Прохорова, 1984). Закладка трансект-профилей проводится на базе крупномасштабных почвенно-топогр&фи-чееяих карт. По трансекте проводится детальная топографическая и почвенная съемка в масштабе 1:1000 с выделением всех ЭПА. Шаг опробования устанавливается так же, как и для опытных участков. Объем выборки о каждого вида ЭПА должен быть достаточным для по-

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

Экспериментальная проверка в течение 5 лет показала, что метод позволяет с достаточной точностью (не менее 803») характеризовать продуктивность почвенного покрова поля с учетом элементов рельефа (Прохорова, Саввинова, Сорокина, 1980; Саввинова, 1981, 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, ЭПА, ЭПС и мезоструктурой. Размеры площадок для учета урожая и отбора Почвенных проб четко определены линейными размерами ЭПА и ЭПС, обеспечивается механизированная уборка урожая по учетным площадкам. Фиксированное положение профкля-трансекты в поле и на плане позволяет проводить повторный учет урожая в последующие годы и контролировать изменение в свойствах почв в процессе их окультуривания.

Установлена устойчивая связь агрохимических показателей с эрозионным микрорельефом склоновых территорий. Сильная линейная расчлененность склонов со слабоврезанными микроложбинами, типичные для района исследований, влияет на водный режим и эроэионно-аккумулятивные процессы. По михроложбинам наблюдаются повышенные значения всех агрохимических показателей. Исключение - содержание гумуса, связанное со смывом, поскольку для твердых наносов ложбины представляют собой элювиальные области. Сравнение агрохимических показателей классификационно одноименных почв с одинаковой морфологией профиля, но являющихся компонентами различных ЭПС, свидетельствует об их нетождественности. Все почвы придолинного склона относительно обогащены питательными элементами и менее кис-

лые по сравнению о почвами водораздельной территории.

- В пределах I ЭПС микрорельеф более сложный и менее устойчив во времени по сравнению с микрорельефом склона. В отдельные годы интенсивность и направление стока талых вод и атмосферных осадков различные, что приводит на равнинных территориях к локальному изменению микрорельефа, Наибольшей трансформации подвергаются неустойчивые в пространстве слабоврезанные микроложбины стока, образование которых зависит от незначительных микроуклонов поверхности и интенсивности водного потока. С изменением направления микроложбин меняется и направление стока, ото в свою очередь приводит к неоднократному перемещению эрозионно-аккуыулятивных процессов на одной и той же территории. В результате происходит перераспределений выноса и осаждение химических элементов. Указанные процессы влияют на характер пространственной изменчивости агрохимических показателей, осложняют выявление связей между химическими й морфологическими свойствами почв.

В отличие от проточных Микроложбин замкнутые и полузамкнутые микроложбины стабильно локализованы в пространстве так же, как и все повышенные элементы микрорельефа. К стабильным элементам микрорельефа приурочены определенные виды почв со своими специфическими и другими свойствами! обусловленными различными условиями формирования почв. Изучений пространственного варьирования агрохимических показателей на 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 покрова сложные и неоднозначные. Удобрения являюуся сильнодействующим фактором, который влияет на химические свойства

и нарушает элементы их исходной упорядоченности в связях со СПП. 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 (8 признаков) с использованием многомерного статистического анализа (Рожков, 1933) и методов численной классификации - факторный и кластер-анализ (Алгоритмы и программа ЭШ, СМ!, 1985).

При исходной агрохимической характеристики опытного участка (зерно-пропашной севооборот) выделены б агрохимических контуров по комплексу взаимосвязанных показателей, статистически значимо различающихся между собой. Анализ корреляционной матрицы, составленной для каждой группы по 8 признакам, показал, что основной вклад (около 45/5) в групповое различие вносит комплекс кислотно-щелочных показателей (рН, ГК, насыщенность основани-

ями). Следующие по значимости различия (1&% от обией дисперсии) обусловлены комплексом показателей, значения которых свидетельствуют о наличии процессов оглеения. Примерно на 14? различия между группами связаны с совокупностью признаков, отражающих степень эре дированности почв.

Анализ сопряженности границ комплексных агрохимических контуров с границами ЭПА позволил определить понятие агрохимического ареала. Оно конструктивно при изучении взаимосвязей почвенно-эко-логических факторов урожайности, при выявлении индикационных связей в системе рельеф-почва-агрохимические свойства-урожай.

-194. ХАРАКТЕР И ЗАКОНОМЕРНОСТИ ПРОСТРАНСТВЕННОЙ И ВРЕМЕННОЙ ИЗМЕНЗДВСШ ПРОДУКТИВНОСТИ АГРОЦШОЗОВ

Цель исследований заклцчалась в разработке научно обоснованной системы мероприятий по эффективному управлении продуктивность» агроценоаов (севооборотов) и повыаекню ее стабильности на уровне, оправдывающем хозяйственные затраты. Предпосылкой для разработки системы управления служат знания зависимости величины урожая от факторов внешней среды (погодно-климатических и почвенно-зкологи-ческих) и адаптивных особенностей культур к условиям их возделывания. Для этого из всей совокупности факторов (природных и антропогенных) было выделено несколько ведущих, которые вносят наиболее существенный вклад как в пространственную изменчивость величины урожайности, так к ее погодичнкэ колебания. На основании этого определены факторы, лимитирующие величину урожайности в конкретных почвекио-зкологичвских условиях»

Прогноз уровня урожая товарной продукции определяется количеством потенциально возможного накопления биомассы растений. Размеры накопления в полевых условиях определяются величиной фото-синтетичвски активной радиация (SAP). Для условий Московской области при аккумуляции не менее 2% SAP общая максимальная биомасса (включая корни) может быть около 150 ц/га (абсолютно сухой вес). В условиях наших опытов иа фоке известкования я удобрекности максимальное накопление биомассы растений лишь в отдельны« годы приближалось х 150 ц/ra по озимой пшенице Мироновская 808 - 137 v/тп и подсолнечнику Армавирский - 141 п/га. По другим культурам око не превышало медуювях величин: овес - 96, ячмень - 90, жврто- ' фэлъ - 63 ц/га. При »том выход товарной продукции (ствядвртяоЯ влажности) составил: озимая пявняца - 50, подсолнечник Хпшшвд масса) - 600, овев (зеленая масса) - 300, ячмень - 35 « «до»-

фель - 286 u/ra.

В средней за 13 лет опыта данные по обпей биомассе оказались примерно одинаковыми (90 u/га) по озимой пшенице, подсолнечнику и клеверу 2-го года пользования. Урожай биомассы по ячменю, картофелю и овсу составил 60 ц/га. Среднегодовой выход товарной продукции (стандартной влажности) соответствовал: озимая пшеница -34, подсолнечник - 330, клевер (сено) - 45, ячмень - 23, картофель - 165 и овес - 200 ц/га. Следовательно в условиях опыта сельскохозяйственные культуры не смогли ежегодно реализовывать все свои биологические возможности для получения более высоких средних урожаев товарной продукции.

В опыте изучали влияние природных и хозяйственных факторов на продуктивность сельскохозяйственных культур опытных севооборотов. Природные факторы включали: тип погодных условий года по влаго- и теплообеспечекности, характер увлажнения весной, элементарные микроструктуры ПП, микрорельеф я почвы. Из хозяйственных факторов изучали роль удобрений и набора культур в севооборотах. С помощь» многофакторного дисперсионного анализа выявлена доля влияния каждого фактора на урожайность возделываемых культур.

При включении в обработку одновременно всех культур их продуктивность оценивали по разнице между максимально получаемыми в опыте, потенциально возможными н фактическими ежегодными урожаями. Наиболее существенное влияние на продуктивность оказывают набор возделываемых культур (27!?) и взаимодействие погодных условий с микроструктурами ПП (I75S). Доля влияния погоды вегетационного периода составила II?. Небольшой вклад погодных условий объясняется тек, что критические периоды по сочетанию тейла я влаги у сельскохозяйственных культур не совпадают, л по отдельным культура» 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 ПП, хотя доля их влияния дифференцирована по культурам.

Вклад влияния погодных условий вегетационного периода на продуктивность культур составляет: для картофеля - 65, подсолнечника - 61, ячменя - 55 и озимой пшеницы - 3155. Яровые зерновые культуры характеризуются коротким периодом вегетации (3-3,5 месяца) и быстрым прохождением отдельных фаз роста и развития, что затрудняет их адаптацию к кратковременным неблагоприятным условиям. критические ситуации для них складывались весной при сочетании повышенной температуры воздуха и недостатка атмосферных осадков в конце апреля и мае. Влияние весеннего увлажнения на продуктивность ячменя определяется в т.е. составляет основной вклад от влияния погоды всего вегетационного периода (55$).

Дяя подсолнечника, кукурузы и особенно картофеля атмосферная засуха в мае не опасна. Неблагоприятные условия для этих культур могут сложиться 6 мае из-за низких температур воздуха и недостаточного прогревания Почв, От Характера сочетания тепла и влаги в им на ЗС£ зависит конечная продуктивность картофеля, практически НЛ СТОЛЬКО же, как я от складывающихся погодных условий всего дальней»« периода еагетацяя. Пиитические ситуации для озимой щвияэд могу* &аохяпся'«той (вдаревяяие) и ракнвй веской (вымокание). fia хорошо дрегафовяданх д$даш*ююоян&па пота« вимяего выпревая»« ярахтичаси» п» нд&шддгоб*, 8os«i<ms пшкшё имело • место примерно один péa ш W ям. Но датам дкспербкоинога вкажи-ва, seкед гядромрмгчйских условий весны а продуктивность озимой пяеюшы составляет'

Наиболее четкие связи выявлены между урожайностью озимой пле-ниш и количеством выпадающих атмосферных осадков за год ("1=0,65). На фоне достаточной обеспеченности элементами питания и выпадении осадков, соответствующих среднемноголетней норме (585 мм), величина урожая составляет не менее 32-34 ц/га. Дальнейшее повышение урожаев до 50-55 и/га обусловливается а основном за счет увеличения осадков на 25-302 выше нормы (730-760 мм). Однако данный прогноз действителен только для естественно дренированных дерново-подэолистых почв. Характер связи меняется в зависимости от поч-венно-экологических условий возделывания озимой паегашы. Доля влияния сочетания погоды и микроструктуры ПП на продуктивность пшеницы составила 2б£. Выявленные зависимости между урожайностью сельскохозяйственных культур и характером погодных условий были учтены при разработке системы мероприятий по управлению продуктивностью агроценоэов.

Эффективность удобрений изучали на опытном поле в многолетних опытах и хозяйственных посевах совхоза. Схемы опытов включали как возрастающие дозы ПРК (от низких до высоких), так и 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 (13 лет) на делянках без удобрений (по фону известкования) получены низкие урожаи. Внесение минеральных удобрений в дозах сопровождается- увеличением в 1,5-2,0 раза урожайности.всех культур.относительна контрольных вариантов (без удобрений). На дальнейшее повышение 9 1,5 ржга дозы НРК возделываемые культуры отзываются слабо.

Штутггага яшшиат щШтож » урожая* обусловлено не недо-

статком элементов питания, так как интенсивность баланса в севооборотах по среднегодовому выносу питательных веществ составляет; по азоту 100?, фосфору 200-3005?, кали» 60-1001?. С максимальными урожаями в биологический круговорот вовлекается не более 100 кг азота, около 40 кг фосфора (PgOg) и 170-200 кг калия (KgO). Баланс калия в севооборотах складывается напряженно. При минеральной системе удобрения дефицит калия увеличивается от первой ко второй ротации. Среднегодовая за ротации норма внесения калия составляет 90-130 кг/га, а среднегодовой вынос урожаями - от 100 до 150 кг/га. ВыхоД сельскохозяйственной продукции от роташи к роташи По удобренным вариантам практически не снижается в зерно-травяном севообороте (38 и 40 ц/га к.е.) и несколько повышается а зерно-пропашном (с 39 до 44 ц/га к.е.).

Среднегодовые за ротации дозы порддка ^go^BO^IIO обеспечивает высокие урожаи в наиболее благоприятные по метеорологическим условиям годы, но не гарантируют их стабильности. Огремление хозяйства стабилизировать урожаи на уровне лучших лет за счет дальнейшего увеличения доз удобрений не приводит к желаемому результату. Специальные исследования по изучению эффективности возрастающих доз минеральных удобрений на урожая и свойства почв были проведены а 5-польном зерно-пропаяном севообороте на фоне навоза я без навоза. Выход товарной продукции и окупаемость удобрений представлены на рис. 2,

Среднегодовая продуктивность за первую ротацию повышается с 3J до 53 ц/га кормовых единиц с увеличением внесения доз минеральных удобрений. Во второй ротации максимальный выход продукции (52 ц/га к.е.) получен на варианте КдоВэО^О к не увеличивался от Дальнейшего повышения дозы удобрений. При этом окупаемость I кг КРК добавочной продукцией урожая снижается с 12 до б кг к.е.

Особенно неэффективными оказались высокие дозы удобрений во второй ротации.

3 конце первой ротации при систематическом внесении минеральных удобрений в дозах, превышающих ^до^ЭО^О стаЛИ проявляться сиултомы нарувения и подавленности жизнедеятельности микробоцено-зов. Качественный состав микрофлоры стал менее разнообразным, что свидетельствует о выпадении многих форм микроорганизмов (Ильина и др., I97B). Аналогично снижается численность и видовой состав почвенных беспозвоночных (микроартропод). Подавляется развитие дождевых червей, численность которых втрое ниже на Одобренных вариантах по сравнению с неудобренными (Блинников, 1933; Чернова и др., 1964).

Были установлены предельно допустимые и рациональные дозы внесения минеральных удобрений как под отдельные культуры, так и по типам севооборотов. На эродированных почвах склона (3-6°) при ' 2-летнем возделывании в зерно-травяном севообороте клевера рациональная среднегодовая доза не должна превышать ^60(00)^60^0(100) На дерново-подзолистых естественно дренированных почвах в верно-пропашных севооборотах такой дозой является Кдо^80%10' Рекомендуемые дозы минеральных удобрений на фоне известкования при благоприятных для возделываемых культур почвекно-экологических условиях могут обеспечить выход товарной продукции 50-55 ц/га к.е. с гектара севооборотной площади (при районированных в настоящее время сортах).

Предельной нормой внесения минеральных туков является N•120^120^150 д.в. кг/га. Систематическое внесение этой дозы агрономически неэффективно для урожая и отрицательно сказывается на биоте, которая быстрее чем растения реагирует на удобрения. На исходно неокультуренных почвах эффективность минеральных удоб-

-25в начале была вше по фону навоза, а в последующем не зависала от

навоза. Поэтому на пылевато-суглинисткх дерново-подзолистых почвах для повшения эффективности минеральных удобрений и поддержания высокопродуктивных агроценозов необходимо в первой ротации 5-б-польных севооборотов внесение органических удобрений из расчета 13-20 т/га в год или возделывание в течение 1-2 лет клевера в каждой ротации.

Внесение удобрений увеличивает урожайность, но одновременно возрастает амплитуда годичных колебаний урожая в связи с изменчивостью погодных условий. Всесторонний анализ изменчивости урожайности по временному ряду свидетельствует о сложном характере динамики урожая, обусловленном как климатическими, так и неклиматическими факторами. На контрольных вариантах для большинства культур погодичные колебания урожайности имеют случайный характер и связаны главным образом с погодно'-климатическими флуктуациями. Размах колебаний вокруг средней многолетней величины остается примерно одинаковым за все годы исследований.

Внесение удобрений судественно вдияет на характер многолетней изменчивости урожайности. В характере динамики н&ряду со случайными, обусловленными погодой колебаниями урожайности отмечаются закономерные (капразлешше) изменения, связаннее с неклиматическими факторами. У твких культур как ячмень в динамике урожайности были определенные период» продолжительностью 3-5 лет повшенной иди пониженнбй урожайности. У других культур наблюдается тенденция к закономерному йовыиенлю (картофель) или скиже-шда (озимая пяеняца, подйоЛнечшга) урожайности во временной соело-довагельноети. На фоне соотеетстйуиашх периодов яомшекной ахя пониженной урожайно«*» (трендов) имели кшо ежегодные хах&}иш урожайности, отражающие вклад климатичебких факторов.

-263 условиях опытного поля последовательное снижение или повышение урожайности за две ротации в основном обусловлено изменениями в соотношении положительных и отрицательных значений ежегодных отклонений урожаев от среднемноголетней в ряду наблюдений. Например, в начале исследований у озимой пшеницы и подсолнечника положительные отклонения преобладали над отрицательными, но через 5-6 лет проявилась обратная тенденция. Одной из причин этого может быть угнетающее действие высоких доз азотных удобрений на развитие корней у растений. Многолетние материалы по структуре биомассы урожая свидетельствуют о существенном снижении соотношения кассы корней к надземной биомассе от контрольных вариантов к вариантам с высокими дозами удобрений и от первой ротации севооборота ко второй. Недостаточное развитие корневой системы отражается на устойчивости растений к полеганию и отрицательно сказывается на перезимовке озимой пшеницы.

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

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

ри опытных делянок (200 м ), достигающие 2-3-кратных размеров. Размах ежегодных колебаний зависит от наличия в пределах делянки количества почвенных компонентов и элементов микрорельефа, а также возделываемой культуры и погодных условий. Чем неоднороднее ПП делянки, тем сильнее пестрота в урожае и существеннее расхождение мевду делянками. Урожаи на лучших и худших делянках одноименных вариантов в повторении часто различаются между собой на 25-30Í, а в неблагоприятные годы (засуха, переувлажнение) - на 50£.

Согласно общепринятой методике такие опыты бракуются или (чаще всего) сильно отклоняющиеся по урожаю делянки выключаются из опыта. Такой подход обесценивает опытную работу, так как хорошо известно, что выявление причин резких отклонений урожаев в опыте приводит к получению ценных сведений и позволяет вскрыть* новые закономерности. Для выбраковывания делянок необходимо серьезное обоснование (если нет явных технических погрешностей), и в этом случае большую помощь оказывают почвенная карта и карта элементов микрорельефа. Отклоняющиеся по урожаю делянки в большинстве случаев находят прямое объяснение в различии почвенно-рельефных условий.

Ежегодно анализируя делянки с лучшими и худшими урожаями, были выявлены постоянные сочетания почв и рельефа наиболее благоприятные и неблагоприятные для урожая конкретной культуры в разные по погодным условиям годы. Участки е лучшими и худшими сочетаниями рельефа и почв распределены неравномерно и не образуют

единых крупных массивов. Максимальная площадь таких участков 40Ö-

«

500 м . Неравномерное распределение и соотношение лучших и худших участков объясняет неравноценность отдельных блоков (повторений) по выходу сельскохозяйственной продукции и является основной причиной не всегда правильной оценки эффективности удобрений.

Случайно сложившееся на одной поле более "выгодное" размещение делянок того или иного варианта приводит к завышенным оценкам еффективности удобрений, которое не подтверждается на других полях.

В многофакторноы опыте по схеме В.Н.Перегудов«, достоверно выявить эффективность доз удобрений не удалось. Были использованы различные подходы и метода математического анализа. Полученные регрессионные модели оказались незначимши (Прохорова, Йрид.ЮЗЗ). Урожайность ячменя на отдельных делянках была связана не столько о дозами удобрений, сколько с положением делянок на опытном участке. Наличие детальных почвенно-картографических материалов поа-' водило выделить три элемента микрорельефа с соответствующими им почвами. Группировка делянок проведена с привязкой их х вцаелен-ньм контурам. Далее при дисперсионном анализе урожайных данных почвы и рельеф были введены на уровень испытуемых в teaже фактороЕ Оказалось, что различия между почвенными контурами определяли 48Í всей вариации урожая по опыту в делом, в взаимодействия удобрений с почвами - еще около 34S6.-

Отсюда следует, что мелкая неоднородность почвенного покрова частично может быть учтена при корректировке урожаев« a вначитель-ныв еффею взаимодействия удобрение-почва сохраняется я в корректированных данных. Это подтверждается сем, что влияние удобрений на урожай оависит от почв. Порядок эффективное» удобрений для различных контуров различен. Доя одних главное влияние оказывают фосфора» удобрения, для других азотные. В табл. I данн некоторые характеристики получении* уравнение связи урожая ячменя с дозами удобрение. Четко видно, что разделение участка па'почвенные контуры позволило получить аначпок уравнения (на уровне 95£) регрес сии, что не удавалось для ошва 9 целом.

Таблица I. Характеристика уровней связи с дозами удобрений для трех контуров

-I Контур Показатель ! ■■ ■ ........,-....... ...........

Коэффициент корреляции (Е) 0,79 0,78 0,79

Расчетные урожаи, ц/га:

максимальные 42,8 31,7 31,6

минимальные 24,3 16,6

расчетная* 3,3 2,6. 3,6

Примечание: * Стандартное отклонение расчетных значений, I - гребень, преобладают П| почвы; 2 - узкие микроложбины, преобладают Гг|э; 3 - плакор и выположенная ложбина, П| и Г}^ .

Таким образом, оценку к интерпретацию результатов опыта практически невозможно проводить без использования высококачественных почвэкно-картографических материалов. Это необходимо не тольхо для интерпретация, но и для обоснованной экстраполяции локально полученных выводов на другие аналогичные в почвенном отношения территории.

Многолетние сопряженные учеты урожая с почвами к элементами рельефа позволили вскрыть сложные и неоднозначные зависимости между урожаем, почвами я микрорельефом в разные по метеоусловиям годы для конкретных культур. В одни годы более тесно проявляется связь урожая в рельефом, в другие - с характером почв'. Для каждого / года выделены определенные сочетания почв л микрорельефа, оптимальные для урожая в исследуемых условиях с вариациями для различных культур (Прохорова, Сорокина, 1373). Помимо различий по годам зависимость урожая от факторов характеризуется пространственной изменчивостью по моментам рельефа и сочетанию отдельных кокпонен-

-ЗОТОВ СПП, На уровне ЭДС и микроструктур ПП связи урожая с почвенно-

екологичегкими факторами более устойчивые чем на уровне ЗЛА. Микроструктуры связаны с крупными и относительно устойчивыми в прост ранстве формами микрорельефа и являются составной частью тех или иных ЭПС.

Отдельные микроструктуры могут существенно различаться между собой по комплексу агрохимических показателей, продуктивности и еффективности удобрений. Для повышения урожайности на таких микроструктурах требуются разные агротехнические подходы. Разнотипные микроструктуры необходимо учитывать в опытном деле, используя в качестве отдельных блоков при размещении вариантов опыта в повторениях или даже при закладке отдельных опытов. В пределах развернутого в пространстве 5-подьного зерно-пропашного севооборота вццелены фрагменты трех елемеигарных микроструктур ПП, различающихся по рельефу, условиям увлажненности, участию или без участия в составе почвенного покрова оглеенных компонентов.

I. Основной водораздельный гребень с преобладанием П§, П|, й§.

П. Вогнутая слабодренируемая часть водораздельной территории о преобладанием П§, П|г.

Ш. Прибалочный склон С <2°), расчлененный густой сетью мелких ложбйн с преобладанием П§, и П|.

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 некоторой взаимно» компенсации (в многолетнем разрезе) ежегодных различив между делянками. Естественная продуктивность и аффективное» удобрений на третьей структуре примерно в 1,5 раза вше, чем на второй. В вткх структурах разница между максимальной в минимальной продуктивностью делянок одноименных вариантов составляет

около 18 ц/га к.е., что соизмеримо с различием среднемноголетней продуктивности удобренных СМ^о^оИдо) и контрольных вариантов.

На таких структурах для повышения урожайности, кроме удобрений, требуются 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 выравнивания урожая по уровню 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.

Ежегодные наблюдения за динамикой влажности почвы на делянках опытных севооборотов в период вегетации позволили заключить, что основным (непосредственным) фактором, сдерживающим цальнейший рост урожайности и эффективности применения удобрений является неурегулированность водного режима. Она проявляется как непосредственно в засушливые годы, так и косвенно через другие факторы, в первую очередь неоднородность почвенного покрова. Микрорельеф и неоднородность почвенного покрова ведут к перераспре- . целению водного и других режимов, и в конечном счете к пестроте урожая. Наибольшие колебания урожая наблюдаются в связи С факторами, определяющими изменчивость поступления в почву, запасов подвижных форт, расходования влаги, т.е. микрорельефом и водно-физическими свойствами. Среди них особое значение имеет глубина ¡алеганяя горизонта водоупора BJ (нижняя граница оподзоленной толст), от чего зависит емкость влагооборота (Прохорова, Сорокина, ©75).

Положительная роль мощности этого фактора в снабжении раств-дай влагой была установлена в период сильной летней засухи 1972г.,

когда наблюдалась максимальная пестрота в урожайности на полях. На одной из опытных'делянок ^Nqq^q^i^O^ высота подсолнечника колебалась от 30 до 180-200 см. Была выявлена тесная связь между его урожаем и мощностью оподзоленной части почвенного профиля. Последняя в условиях делянки колебалась от 30 до 90 см, При этом отмечена корреляция оподзоленности и глубины корнеобитаемого слоя. При ее повышенной мощности в нижней части сохранилась доступная влага, а градиент влажности по профилю был равномерным в отличие от близлежащих неглубокооподзоленных почв. 3 их профиле оподзоленный горизонт был близок к пределу биологического иссушения (ВЗ), в то время как в иллювиальном горизонте имелся значительный запас неизрасходованной влаги.

Это позволило прийти к выводу, что причиной повышения урожая на сверхглубокооподзоленных участках в условиях засухи был повышенный запас доступной почвенной влаги в наиболее глубокое части подпахотного слоя \> 40 см). Этот запас и использовался растениями в период засухи ках путем активного углубления корневой системы в оподзоленный слой, тех й благодаря восходящему потоку капиллярной влаги. Подобный эффект начинал сказываться лишь в том случае, когда глубина оподзоленной части профиля превышала "пороговую* величину 40 см. В противном случае запас влаги был недостаточен и расходовался слишком быстро, чтобы повлиять на продуктивность растения. Таким образом, считая перераспределение влаги основным фактором пестроты урожая, можно объяснить пестроту урожая ' в отдельные года к ее пространственную изменчивость как в пределах каждого поля, тал я между отдельными полями в хозяйстве.

Детальными полевыми исследованиями в рельефа горизонта водо-упора Bj быш обнаружены впадины, приурочэинда к гяубохоподзолис-тки почвам я представляющие собой естественные "магазины" нахошге-

ния влаги. На основе этих наблюдений была выдвинута научная концепция по созданию искусственных злагонакопительных кассет из опод-золенной почвенной массы в целях обеспечения растений дополнительной влагой в засушливые поздневесенние и раннелеткие периоды. Выдвинутая научная концепция была реализована в модельном полевом опыте и на базе полученных результатов в опыте и природном экспе- ' рименте бил разработан и научно обоснован способ мелиоративной обработки дерново-подзолистых почв средне- и тяжелосуглинистого механического состава (Козловский, Прохорова, авт. свид. $ 927145, 1977 г.).

Мелиоративный эффект обработки заключается в двустороннем влагонакопительно-осушительном регулировании водного режима дерново-подзолистых почв, причем наиболее важным является повышение, влагообеспеченности возделываемых сельскохозяйственных культур в условиях атмосферной засухи. Ожидаемый эффект от применения предлагаемого способа заключается в существенном повышении среднемно-голетней урожайности за счет стабилизации ее в различные по метеорологическим условиям годы на уровне близком к наиболее урожайным годам. • •

5. БАШС И ДШШ АПРСШШЧВСКИХ ПАРАМЕТРОВ ШОДОРОДЯЯ ПОЧВ

. В задачи комплексных исследований входило: оценить принятые в севооборотах системы удобрения не только с точки зрения получения высоких и стабильных урожаев, но и определить влияниз удобрений на многолетнюю динамику химических, физико-химических и био- • иогических процессов, протекаюдих в почве. Цель работы: I) разра-5отать нормативные параметры обеспеченности растений элементами питания для разных СИЛ; 2) построить экспертно-описательную и математическую модель динамики и прогноза отдельных параметров

плодородия, разработать систему управления плодородием почв.

Для построения модели и системы управления плодородием почв необходимы достоверные сведения об изменении свойств почв при их сельскохозяйственном использовании. Контроль за изменением свойств почв во времени осунествлялся двумя способами: путем непосредст-векнога 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-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 цикличнооти с периодом от одного года до 2-3 лет. Если в один год содержание гумуса повышается, то на следующий год или последующие два-три года снижается и наоборот. Размах колебаний составляет в среднем +0,2-0,3(0,4)%. Такой характер динамики является общей 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 превышает +0.25. Убыль (прибыль) гумуса зависела ках от количества и качества растительных остатков, тая и от соотношения' процессов новообразования гумуса и его минерализации.

Ориентирозочные расчеты по балансу углерода и азота, вовлеченных в биологический круговорот с растительными остатками, показали, что прибыяь-убьяь гумуса за две ротации севооборота примерно уравновешены. Интенсивность хозяйственного баланса азота в системе "растение-удобрение" находится з пределах 100-120(150)5. При бездефицитном или отрицательном СЗО1!) хозяйственном балансе азота происходит иммобилизация азота и небольшие потери гумуса. Хотя расчеты упрощены, но тем не менее, они отражают характер многолетней динамики гумуса и по анализу почв.

Отрицательные и положительные значения ежегодных отклонений при суммировании уравновешиваются или наблюдается небольшое преобладание отрицательные значений (0,06-0,06*). Преобладание положительных (0,16-0,335) 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 мелиой неоднородностью почвенного покрова. Наличие в пределах опытной делянки двух-трех почвенных компонентов приводит к существенным аналитическим ошибкам при небольшом смещении точек отбора почвенных проб при повторном опробовании. Особенно велики ошибки при контакте глубокооподзоленных с мелкоподзолистыми или слабоэроди-рованнши почвами в пределах делянки. Расхождение аналитических данных по срокам опробования могут достигать 0,8-1,05, что вносит серьезные ошибки в интерпретацию 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 (> 2%) к пониженного (<1,55) годержакия гумуса локализованы на территории поля и не меняют сво-

его положения -во времени (10 лет). Это 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, но и разный характер временной изменчивости у отдельных почвенных компонентов.

Динамика величин, определяющих кислотность почвы (актуальная, гидролитическая) и показателей содержания обменных оснований (Са и 1ид) зависят от срока внесения извести, метеорологических условий года, доз удобрений и исходного-(до известкования) значения показателей. На исходно кислых дерново-подзолистых почвах первичное известкование по полной гидролитической кислотности (6,5 т/га) приводит к повышению величины рН на 1,5, увеличению суммы поглощенных оснований с 6-7 до 15 и снижению величины гидролитической кислотности на 1,5-2,5 мг-экв/100 г почвы. Однако через 3-4 года происходит снижение поглощенных оснований до исходных величин. На скорость процесса сильно влияют избыточное атмосферное увлажнение и высокие дозы минеральных удобрений.

Аналогичная ситуация наблюдается с показателями кислотности почвы. На динамику гидролитической кислотности влияет переувлажнение почв. В годы повышенного атмосферного увлажнения в замкну. тых микроложбинах и на выположенных микросклонах величина гидролитической кислотности может увеличиваться в два раза (с 3,5-4,0 до 7-8 мг-екв/ЮО г почвы) и снижаться в этих же пределах на следующий, нормальный по увлажнению год без внесения извести.

Таким образом, несмотря на периодические хозяйственные воздействия (известкование, внесение навоза) такие показатели как гумус и свойства, связанные с кислотностью почв, через некоторое время, хотя я не'полностью, ко возвращаются к исходному состоянию, характерному для каждого вида почв. &го указывает на то, что об-

щие условия почвообразования благоприятствуют дифференциации почвенного покрова по названным свойствам. Кроме того, систематическое внесение в больших дозах физиологически кислых удобрений, вымывание Са и периодическое переувлажнение почв, приводящее к оглеению и существенному изменению окислительно-восстановительных условий, все это является мощным фактором, поддерживающим кислотные свойства дерново-подзолистых почв.

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

Одним из условий научно обоснованного внесения калийных удобрений является учет запасов усвояемого для растений калия в почве. При оценке обеспеченности растений доступным калием обычно определяется количественное содержание обменного калия в почве (фактор емкости) и его подвижность в почве (фактор интенсивности). Дяя достоверности суждения о накоплении обменного калия в почве необходимы исследования по изучению динамики и учета его баланса в системе "растение-удобрение-почва". Многолетние исследования по изучению баланса и динамики обменного калия, проводимые в опытных севооборотах, позволили прийти к следующему заключения.

В многолетней динамике обменного калия выявлены два уровня, до которых повышается его содержание. Первый уровень устанавливается сразу после внесения удобрений. При этом 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-

бдводаются незначительные колебания, нарушаемые иногда экстремальными погодными условиями (засуха, переувлажнение). В вкстремаль-ные годы содержание обменного калия в почве может увеличиваться в 1,5-2,0 раза и затем на вту же величину снижаться. Количестве; ные показатели содержания калия на каждом уровне стабилизации еависят как от дозы и продолжительности внесения калийных удобре кий, так и от степени подвижности и потенциальной калийной бу* ферной способности почв и типов СПП.

Эродированные почвы склона имеет невысокую подвижность калия и по-видимому обладает высокой калийной буферной способностью по сравнению с почвами водораздельных территорий. Исходное содержание обменного калия в эродированных почвах склона находилось $ пределах 11-12 ыг в П|э н 14-15 мг в П|9. Эти показатели, вероятно, отражали устойчивое равновесие между формами почвенного калия. Продолжительное внесение калийных удобрений не изменяло походного содержания. Только в конце второй ротации око повысилось в П|эдо 15-16 и в П|г,до 17-18,5 от/100 г почвы и стабилизировано« на втом уровне, который и бы« принят нами аа рациональный в еро-дарованных почвах склона.

В почвах водораздельной территории исходное содержание обменного калия было в среднем ниже (9-10 мг/100 г). Ежегодное внесение калийных удобрений в доеах 0-150-180 нв обеспечило бездефицитного хозяйственного баланса калия в аерно-пропшшом севообороте. Чем больше вносится калийных удобрений (>150 кг/га д.в.) тем бояьао вынос калия растениями, но урожай при етом не увеличивается. В то же время содержание обменного калия в почве увеличилось с 9-Ю до 13-14 мг в начале опыта и до 15-17 мг/100 г в конце второй ротация. Внесение названных доз калийных удобрений ро навовным фонам обеспечило бездефицитный (хозяйственный) баланс

салия на вариантах и положительный - на всех остальных.

Говышение обменного калия в почве проходило также в два этапа, но :а более высоких уровнях стабилизации: с 9-1Х до 17 мг и с 17 до ¡2 мг/100 г почвы.

Увеличение обменного калия в почве на всех вариантах с доза-ги калийных удобрений (без навоза) проходило при резко отрица-■ельном хозяйственном балансе и в зерно-травяном, и зерно-пропал-юм севооборотах. Расход калия урожаями на 40-5С^ покрывался за :чет мобилизации резервных форм калия. Более того, длительное ва-(адивание сельскохозяйственных культур без внесения калийных "добрений не привело к снижению содержания обменного калил в поч-10. На контрольных вариантах не наблюдались скачкообразные изме-гения в динамика обменного калия. Его содержание в почве незнауи-ельно колебалось вокруг средней величины во временном ряду наб-эдений.

Таким образом, полученные нчми данные о накоплении калия в очве, при отрицательном хозяйственном балансе в системе "расте-же-удобрение", подтвердили ранее полученные аналогичные материа-м на других типах почв (Борисова и др., 1975; Слуцкая и др., • • 980; Медведева и др., 1983; Медведева, 1985). Это свидетельству-т о мобилизации резервных форм почвенного калия, что со временем ожет привести к снижению потенциального плодородия почв.

Огупенчатообразный характер в изменении содержания обменного алия в почве, по-вядшому, обусловлен потенциальной калийной буерной способности) почв. Чем ока вше, тем продолжительнее ин- -, ервалы кеаду отдельными уровнями стабилизации калия. Вероятно, дальнейшем при систематическом внесении высоких доз калия кн-ервалн будут сужаться, а темпы накопления обменного калия з поч-е увеличиваться. Но ото не будет свидетельствовать о повышения

-ад-

эффективного плодородия почв.

Многолетние сопряженные исследования по изучение динамики подвижных фосфатов в опытах с внесением минеральных и органических удобрений, и учетом всех сопутствующих условий (почвы, погода, содержание гумуса, суммы Са и Мд, кислотности, баланса фосфора и т.д.) позволили разработать регрессионную динамическую балансовую модель фосфора для минеральной и органо-минеральной системы удобрения (Орид, Прохорова, 1986). С помощью данной модели удалось выявить динамику содержания подвижных фосфатов в почве. Изменение содержания в почве подвижных фосфатов зависит от уровня их исходного содержания в почве и от соотношения доз удобрений. Особенно важно то обстоятельство, что при любых дозах минеральных удобрений (в изученном диапазоне) высокий уровень содержания подвижных фосфатов ведет к отрицательному градиенту фосфора {д Р) - отрицательная обратная связь в системе круговорота фосфатов.

Из этого следует, что применение постоянных доз минеральных удобрений при любом начальном уррвне содержания подвижных фосфатов через конечное число лет ведет к некоторому постоянному уровню (т.к. л Р стремится х нулю), названному нами уровнем стабидя-еации. Другими словами, состояние круговорота в данных условиях является устойчивым. В интервале доз фосфорных удобрений 60-180 кг/га д. в. уровни стабилизации тавот следующие значения: блок без навоза 12-18; блок с навозом 60 т/г& 15-22; блок с навозом 220 т/га 20-27 иг/100 г почвы. Найденные уровни стабилизации характеризуют реально возможные устойчивые состояния круговорота фосфатов в исследованных почвах.

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

ювого расчета фосфора (Ра ) при известном начальном содержании ( дозах удобрений за каждый год- Модель позволяет легко оценить зремя, необходимое для стабилизации содержания подвижных фосфатов i почве при заданных условиях. 3 изученных нами условиях оно со-¡тавллет от начала внесения постоянной дозы минеральных удобрений! [ля блока без навоза - 3-5 лет, для блока с навозом 60 т/г& 2-3 ч>да и для блока с навозом 120 т/га 1-2 года. Это время слабо за-тсит от дозы минеральных удобрений, причем тем меньше, чем ближе [ачальный уровень содержания подвижных фосфатов к уровно стабилн-larnw.

Таким образом, удалось установить некоторые статистичесхи 1начимые закономерности многолетней динамики содержания подвижных юсфатов почвы. Математически модель может быть использована для рогнозирования и при создании моделей управления плодородием почв.

При разработке нормативных параметров необязательно стре-яться довести содержание подвижных фосфатов до уровня стабклиза-ш. Можно ограничиться и рациональными уровнями содержания, беспечивашими создание любого уровня урожая в севообороте, при несении удобрений из расчета на вынос элементов питания средними рожалми.

В табл. 2 представлены рациональные уровни агрохимических араиатров для отдельных типов СПП с учетом применения минеральной ор^ано-ккнераяьной системы удобрения.

Типы структур ПП объединены в группы по близости агрохимичес-их показателей, которые приведены для основной почвы в структуре «и определяюзей ее специфику. Первая, вторая и третья структуры осматриваются вместе ввиду близости значений агрохимических по-азателей, рекомендуемых в качестве рациональных уровней. В скобах приводятся значения для компонентов СПИ значительно отличаю-

вшхся от фоновых.

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

Типы СШ. Ивдекс почв

Параметры 1 ЭЛС - 1,2,3х j ЭПС-4 j ЭПС-5

^f .2,3 <ПГ 1 % i Пдг cnfa)

Гумус, '%** 1.9-2,1(1.4-1.6) 1,4-1,6 2,6-2,8(1,4-1,6)

2,0-2,5

Азот (обаий), % 0.11-0,12 0,16 0,08-0,10 0,12-0,14(0,10-0,12)

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

ГК, мг-экв/100г 2,5-3.5 2,0-2,5 2,3-2,5 4,0-4,5(3,0-3,5)

Са+Ид, мг-зкв • 10-14 14-16 9-II 12-14 (8-10)

Р205, иг/100 г (0,2 HCl) 14-16 20-22 11-15 20-25(16-18)

KgO, мг/100 г (1,0«СН3С0Ш) 13-17 16-21 - 14-16 14-16(12-14)

* ЭПС-1, водоразделы и слабовыпуклые склоны (1-1,3°); ЭПС-2, пологие прямые и выпуклые склоны до 2°; ЭПС-3, пологие выпуклые к прямые склоны (2-4°); ЭПС-4, покатые выпуклые и прямые склоны > 4°; ЭПС-5, плоские слабовогнутые участки с сеть» мелких ложбин.

** Числитель - для минеральной, знаменатель - для органо-мине-ральной системы удобрения.

-436. ЭКСПЕРШО-ОПИСАТЕПЬНАЯ МОДЕЛЬ И СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ

плодорода почз

Изложенные а диссертации данные многолетних экспериментальных исследования легли а основу разработки системы управления плодородием почв (СУШ). Основой СУПП служит концепция, отражавшая взаимосвязь возделываемых культур с почвенно-экояогическики, гидротермическими и управляющими хозяйственными воздействиями, суть которой изложена ниже.

Э условиях достаточной обеспеченности растений элементами питания (за счет удобрений) основными факторами, лимитирующими получение высоких и устойчивых урожаев, являются: I) неблагоприятные водно-фяэические свойства и неурегулированный в различные по гидротермическим условиям годы водный режим дерново-подзолистых * почв; 2) неоднородность почвенного покрова и несоответствие адаптивных особенностей сельскохозяйственных культур к почвенно-вкояо-гическим условиям возделывания.

Изложенная концепция позволила построить экспертно-статисти-ческую модель изучаемого объекта, отражающую зависимость урожая от почвенной разности, элементов мезорельефа и метеоусловий года' (Прохорова, 1982; Прохорова и др., 1983; йрид, Прохорова, 1986 ). Модель используется для прогноза урожайности сельскохозяйственных культур при заданном состоянии объекта. Параметры модели: I) потенциальная (климатообусловлекная) и фактически полученная в опытах максимальная урожайность сельскохозяйственных культур; 2) критические для каждой культуры гидротеркическке условия периода вегетации я потребность в тепле и влаге; 3) потребность сельскохозяйственных культур в минеральном питании с учетом выноса элементов питания максимальными урожаями в опыте; 4) максимальное количество химических элементов, вовлекаемых в биологический круговорот >

агроненозами, и аккумуляция их в почве с органическими остатками; б) рациональные уровни агрохимических параметров почв; б) лучшие и худшие сочетания почв и элементов рельефа для величины урожая конкретной культуры в разные по метеорологическим условиям годы.

Нормативные значения параметров оценивали экспертным путем, а тажце с использованием методов математического анализа (коррелятивный, дисперсионный, факторный анализ, методы численной классификации и др.). Важным представляется то, что при оптималь-' ном сочетании культуры, почвы и рельефа урожаи в неблагоприятные по погодным условиям годы не опускаются ниже определенного, достаточно высокого уровня.

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

Значительное возрастание эффективности может быть обеспечено при совместном использовании разработанного нами приема по двустороннему регулированию водного режима деркова-подаолпегез: почз.

Разработанная система управления продуктивностью агроцеиозов и плодородием почв была апробирована в совхозе Зеленоградский.

Предлагаемая СУПП представляет собой вариант, детализации во-калькой системы земледелия к местным условиям на основе учета структуры Ш и почвекно-вкоаогкческой характеристики территория вемнепользования. Использование такого подхода направлено не па ■борьбу" с природой, а оптимально использовать ее ресурсы в целях

получекия гарантированных урожаев, соответствущих современному

уровню научно-технического обеспечения сельского хозяйства.

ВЫВОДЫ

1. Установлены связи и закономерности (на качественном и количественном уровнях), между урожайностью с.х.культур, свойствами почв и элементами рельефа, теснота и направленность которых неоднозначны и разные по погодным условиям годы и дифференцирована 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. Для 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, ЭПА, ЭПС и мезоструктурами.

4. Для 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 гидротерми-чеспими условиями года и внесением удобрений в расчете на вынос элементов питания. Дан прогноз изменения содержания гумуса, фосфора, калия и показателей, определяющих кислотные свойства почв, в зависимости от погодных условий, систематического применения удобрений, возделываемых культур и структуры поч-

венного покрова.

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

7. Разработан и научно обоснован новый метод мелиоративной обработки дерново-подзолистых почв, направленный на двустороннее регулирование водного режима и позволяющий получать высокие урожаи сельскохозяйственных культур.

• 8. 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-описательная модель и система управления плодородием почв, отражающая 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 частью в систему земледелия совхоза Зсл еноградский".(Имеется акт о внедрении).

По материалам диссертации опубликованы следующие работы:

1. О методике составления крупномасштабных почвенно-агрохимических картограмм в целях применения удобрений// Почвоведение. 19Э9.

» 4. С. 1-13.

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 смытости// Почвоведение. 1970. » 4. С. 43-59.

4. Зависимость урожайности зерновых культур от содержания подвижных элементов питания в почве// Закономерности пространственного варьирования свойств почв и информационно-статистические методы их изучения. М., 1970. С.95-102. (в соавт.).

5. Повторное агрохимическое картирование и сроки отбора смешанных образцов почв// Агрохимия. 1971. *4. С.8-12. (в соавт.).

6. (Акцессионные изменения физико-химических свойств и динамика животного населения при разложении навоза// Зоологический журнал. 1971. Ш. (в соавт.).

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

8. Влияние компонентов элементарной структуры дерново-подзолистых почв на продуктивность с.-х.растений// Еюл. Почв.пн-та иы.В.В. Докучаева. 1975. В. Ж С.Г78-190 (в соавт.). • •

9. Влияние пестроты свойств дерново-подзолистых почв на урожай с.-х.культур/ Тез.докл. УШ Мездунар.конгр, по минер.удобрениям. М., 1976 (в соавт.).

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

11. Эффективность минеральных удобрений в севообороте на дерново-подзолистых почвах/ Тез.докл. УШ Междунар.конгр. по минер, удобрения*. М., 1976 (в соавт.).

12. Структура почвенного покрова в вопросах методики почвенно-агрохикических исследований// Структура почвенного покрова и использование почвенных ресурсов. М.: Наука,1978. С.201-208 (в соавт.).

13. Методические подходы к изучений неоднородности свойств дерко-

во-подзолистых почв, пестроты урожайности и связи между ними// Бюл.Почв.ин-та им. В.В.Докучаева. М. ,1978. В.2.СЛ02-126.

14. Основные факторы повышения плодородия и продуктивности дерново-подзолистых почв Нечерноземной зонц// Круговорот и баланс питательных веществ и изменение физических свойств основных типов почв страны в земледелии. М. ,1973,С. Ш-142 (в соавт.).

15. Методические подходы к изучению неоднородности свойств дерново-подзолистых почв.пестроты урожайности и связи между ними// Научн.тр.Почв.ин-та им. В. В. Докучаева. М. ,1979. С. Ю4-1Ш.

16. Роль структуры почвенного покрова в оценке продуктивности севооборотного поля// Структура почв.покр. и ее значение для картиров.почв,учета и использ.почв.ресурсов. М., 1980 (в соавт.)

17. Значение почвенной неоднородности в опытном деле и применение Н^ в полевых условиях при изучении баланса удобрений// Докл. УШ Междунар.конгр.почвов. Ньв-Дели,1980 (в соавт.).

18. Изучение неоднородности свойств дернвво-подзолистых почв, пестроты урожайности и связи между ними// Научн.тр.Почв.ин-та им.В.В.Докучаева.М. ,1980. С.Ю4-Н8.

19. Характер и закономерности пространственной изменчивости агрохимических свойств дерново-подзолистых почв// Регулирование плодородия почв,круговорота и баланса питательных веществ в земледелии СССР. Пудино, 1981. С. 182-186

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

21. Влияние неоднородности почвенного покрова на результаты математической обработки и их интерпретацию в многофакторных полевых опытах с удобрениями// Агрохимия.1983.$11.С,В0-87

(в соавт.).

22. Построение системы управления плодородием дерново-подзолистых почв// Почвоведение. 1983.»II.С.118-126 (в соавт.).

23. Причины неустойчивости урожайности с.-х.культур я перспективы ее повышения. Газета "За высокий урожай" Пушкинского р-на Московской обл. от 27 января 1982г. (в соавт.).

24. Севообороты и оценка их эффективности в зависимости от неоднородности почвенного покрова. Там ке, от 17 февраля 1982 г. (в соавт.).

25. Особенности повшения плодородия почв и продуктивности пахотных угодий// Научн.тр.Почв.ин-та им.В.В.Докучаева.М.,1984.

С.50-57 (в соавт.).

-4926. Методика линейно-выборочного учета урожая для оценки продуктивности почвенного покрова поля// Почвоведение.1984.* 3. С.91-101.

27. Динамика агрохимических свойств и численности животного населения при окультуривании почв/ Тез.докл. УП Делегат.съезда почвов. Ташкент. Т.З. С.65 (в соазт.).

28. Изучение многолетней динамики подвижных фосфатов в дерново-подзолистой почве// Агрохимия.1986.№6. С.22-28 (в соавт.). .

29. Способ мелиоративной обработки, обеспечивающий двустороннее (влагонахопительно-осушительное) регулирование водного режима дерново-подзолистых почв,- Авт.свид. £ 927145, ЕЬл.й Ш, Госкомизобрет. 1982.

I ротация

¡> ротация

>

¿56 ч

Ф

й-Ей - о ,

к

48'

44-

40-

36-

» :

£0 ■ •

'«

16- •

А'

гтт

й

ti

®ла

о> 816

14 12

10 8 б 4

д

без навоза

"""навоз 60 т/га — навоз 120 т/га

Т-1-1 *-1-1-1-1-1-1—гаранты

345 012345

V I I 4 Л 0 1 2 3 4 'б ^

Рае. 2 Среднегодовой выход сельскохозяйственной продукции (А) и окупаемость I кг JFPK добавочной продукцией урсжая(Б). Варианты: 0 -контроль, 1 -%qP5qI%o'

2"í90p90k90 • з^гЛгЛбо • 4"*i50p iafteo» 5"JFI80PÍ80K2IO'