Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Плодородие почв и эффективность удобрений в Предкавказье

ВАК РФ 06.01.04, Агрохимия

Текст научной работыДиссертация по сельскому хозяйству, доктора сельскохозяйственных наук, Кцоев, Бибмулат Касабоевич, Москва

ГОРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

На правах рукописи КЦОЕВ Бимб}^^ Касабоеви^^

пдодородие почв и эффективность

удобрений в предкавказье

Специальность 06.01.04 — «Агрохимия»

t Диссертация де научного декада екание учено!гегепени доктора сельскохозяйственных наук

Президиум _ Р , ' ~ ' / ' (решение от "А" Л)2), '1 ^Д О1 С>

п-о-есудил ученую стелен. - > . 1 ^ А '

____О -- К£У,-

Начальник ^птжвлетий ВАК Рсзсси:.!

# •

Официальные оппоненты: доктор сельскохозяйственных наук Астащенко А. М.; доктор сельскохозяйственных наук, профессор Жуков Ю. П.; доктор сельскохозяйственных наук Шевцова Л. К.

Ведущее предприятие (организация) — Кабардино-Балкарская сельскохозяйственная академия.

Защита состоится .11. января 1998 года в 14 часов на заседании диссертационного совета Д 120.05.01 во Всероссийском научно-исследовательском институте информатизации агрономии и экологии (ВНИИ «Агроэкоинформ»).

Адрес: 143013, Московская область, Одинцовский район, пос. Немчиновка-1, ул. Агрохимиков, дом 6.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке института.

Диссертация в виде научного доклада разослана . . .

Мерзликин

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ.

АКТУАЛЬНОСТЬ ТЕШ. В Предкавказье (Кабардино-Балкарская, Севере-Осетинская, Ингушская, Чеченская республики) имеет место классическая вертикальная и яри движении с запада на восток широтная зональности, в связи с этим усложняются и разнообразятся растител* ность и почвенный покров. За последние 50-60 лет в плодородии почв произошла серьёзные изменения. Многие почвы изменили отзывчивость на внесение дефицитных питательных веществ. Большинство из них в 20-30 годы оценивались как хорошие и отличные, сегодня они перешли в разряд удовлетворительных и неудовлетворительных. Последние обширные исследования по агрохимической характеристике и плодородию почвы проводились нами в Северной Осетии в 1968 году и в Кабардино-

Балкарии в 1974 году Фяапшевым Б.Х. Кроме того изучение многих вопросов по этой теме в прошлом не проводилось. В этой связи возникла необходимость проведения дополнительных полевых и лабораторных: ис-следоваяи". и обобщения опубликованных данных, направленных решение проблемы по агрохимической характеристике и тенденции изменения плодородия почв Предкавказья.

ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЙ. Цель исследований состояла в теоретической и экспериментальном обосновании современного состояния агрохимических свойств наиболее распространенных подтипов почв Предкавказья, выяснения потерь питательных элементов с парами воды и лизиметрическими водами, определении эффективности применения „$р— и крешшДсодеряащях удобрений и ингибиторов нитрификации, вы-'па»9Нйм оптимальных норм основных питательных элементов под зер-с го культуры с целью получения продукции с хорошим качеством,

Г аснении влияния удобрений и эрозии на плодородие, а также в экг

ёриыентальном определении динамикнгумуса и питательных элементе в течение 20-30 дет. В связи с этим задачи наших исследований

составляют три группы вопросов: агрохимическая характеристика основных подтипов почв, сравнительная характеристика и тенденция изменения свойств почв, применение удобрений и ингибиторов нитрификации под зерновые. Для этой цели решались следующие основные задачи:

1. Изучить условия почвообразования почв Предкавказья, агрохимическую характеристику чернозэмов, каштановых, лугово-черноземных и дерново-глеевых почв.

2. Определить минералогический и механический состав, гумус, валовой и легкогидролизуемый азот, валовой фосфор а его групповой ' состав, резервы калия, связанные и свободные аминокислоты в зависимости от эрозионных процессов и их распространение, корреляцию серы с гумусом, потери элементов питания с лизиметрическими вода-

■ ми.

3. Изучить потери соединений азота и других элементов почвой и растениями с парами воды.

4. Определить оптимальные нормы внесения азота, фосфора, калия, кремния и сера на обыкновенном черноземе и лугово-чернозешой почва под кукурузу и пшеницу, влияпие ингибиторов нитрификации и возраставши: норы азота на урожай и качество зерна и зеленой массы кукурузы.

5. Определить кремний почвы и эффективность крешшйсодераащих удобрений на урожайность зерна кукурузы и их последействие.

НАУЧНАЯ НОШЗКА. В условиях Предкавказья по результатам проведенных исследований научно-обоснованы и экспериментально доказаны вопросы агрохимических свойств основных подтипов почв, состав-, ленн карты-схейы содержания валовых и подвихник форм гумуса, питательных элементов и рН, впервые исследована тенденция изменения плодородия в течение 30 лет (1563-1993 гг.), а также определены

оптимальные кормы- основных питательных элементов под зерновые и

: ' - * '........

их влияние на урожай и качество продукции, микрофлору почвы и плодородие, выявлен состав и распространение связанных аминокислот в зависимости от эрозии, определены потери 'питательных элементов почвой и растениями с парами воды и лизиметрическими водами, исследованы вопросы применения кремний- и серусодержащих удобрений и ингибиторов нитрификации на урожай и качество зерна озимой пшеницы» Установлена положительная роль кремния и серы в оптимизации потребивши 'и экономии удобрений, что решает в определенной степени вопросы получения чистой продукции и оздоровления экологической среды.

ОСНОВНЫЕ ПСИОШШ ДИССЕРТАЦИИ В ВИДЕ НАУЧНОГО ДОКЛАДА, ВЫНОСИМЫЕ НА ЗАЩИТУ: •

1. Научно-обоснованная агрохимическая характеристика основных

, СВОЙСТВ

почв Предкавказья и тенденция изменения почв в течение 20-30 лет.

2. Выявление и обоснование потерь соединений азота и других элементов почвой и растениями с парами воды.

3. Вли ние кремнийсодержащих удобрений на уроаай и качество зерна кукурузы, а также на плодородие почвы.

4. Оптимальные дозы азота, фосфора, калия, кремния, серы под кукурузу и озимую пшеницу.

:''.'. ПРАКТИЧЕСКАЯ. ЦЕННОСТЬ. На основании проведенных исследований разработаны и внедрены в производство Северной Осетии-А во всех природных зонах рекомендации по рациональному применению удобрений, содержащих азот, фосфор, калий, кремний, серу под зерновые культуры» позволяющие получить достаточно высокий и качественный.урожай, стабилизировать или Повысить плодородие почвы и оздоровить окружавшую среду.

По результатам исследований составлены карты-схемы содержания гумуса, питательных элементов и рН, которые использовались сельскохозяйственными органами при распределении фондов минеральных удобрений.

Исследования по потерям питательных элементов с парами из почвы и растений и с нисходящими токами воды дают возможность детально р ссчитать баланс питательных элементов для различных культур.

Материалы исследований включены в рекомендации по возделыванию различных культур в Северной Осетии-А, систему ведения сельского хозяйства Северного Кавказа ( Краснодар, 1977), исполь~ зованы при разработке агрохимической характеристики почв и применении удобрений Северного Кавказа (Владикавказ, 1986).

Внедрение результатов исследований подтверждено соответствующими актами хозяйств и справками Госагропрома Северной Осетии-А и министерством сельского хозяйства и продовольствия Кабардино-Балкарской республики.

АПРОБАЦИЯ И ПУБЛИКАЦИИ. Основные результаты исследований доложены на научно-практических конференциях Горского аграрного университета (1996-1997 гг.), Всесоюзной конференции по использованию энергоресурсов (Уфа, 1975г.) , Краснодарского ГАУ (I97u и 1977 гг.), Закавказской научно-практической конференции (Ереван, 1986 г.), научно-технической конференции по проблемам кукурузы (Днепропетровск , 1987 г,), конференциях "Химики Северного Кавказа народному хозяйству" (Грозный, 1989 г., Нальчик,'1991 г.), на первой и второй международных конференциях по экологическим проблемам горных iepps-торий (Владикавказ, 1992 и 1995 гг.), Всероссийских научно-практических конференциях по созданию "устойчивые" агроландаафтов (Владикавказ, I9S6 г.), и по природоиспользованию и проблемам экологии (Владикавказ, 1996 г.).

Авторов опубликовано 55 научных работ, из них по теме диссертации 50, общим объемом 41,1 печатных листа.

-н-

УСЛОВИЯ И МЕТОДИКА. ИССЛЕДОВАНИЙ. Научные исследования (№ регистрации 710727554) проведены на кафедрах агрохимии, общей 'химии, ботаники и научно-исследовательской лаборатории агрофака Горского ГАУ в координации с ВИУА. Полевые опыты велись в колхозе им.Алиева Северной Осетии-А на обыкновенном чернозёме,и лугово-чернозёмной почве с кукурузой к оз. пшеницей. Исследования по агрохимической характеристике проводили на основании почвенных карт хозяйств. Всего было сделано свшле 1500 почвенных-разрезов на наиболее распространенных подтипах почв плоскостной части Кабардино-Балкарской, Северо-Осетинской, Ингушской и Чеченской республик. Кроме того широко использованы результаты исследований республиканских станций химизации. по мехсосуаву, гумусу, валовых - азота, фосфора,калия и их доступных форм. При проведении химических анализов - гользоЕадксъ ру~ ководством по химическому анализу почв (Е.В.Аринушкина, 1970),агрохимическими методами исследования поче (А.В.Соколов, Д.Л.Аскинази, 1965) и д.'. Минералогический состав илистой фракции выполняя'я в . почвенном институте им. Докучаева рентгендифрактометрическим методом на. аппарате ДРОН-2. 'Кремний - во Всесоюзном селекционно-генетическом институте (г.Одесса), методом Лврнера, Шостака, Тихомировой (1973) и др. на ААС-1. Групповой состав фосфатов - по Джексону, и' Чангу в ЦИНАО. Механический состав по Качинскому на Северо-Осетинской. станция химизацш.. Мшфофлора почвы - частично в НПО'Торное", остальная часть в-сельскохозяйственной акадешш им. Тимирязева. Качество зерна - в СеЕеро-Осетинокой республиканской лаборатории хлебопродуктов. Все остальные анализы щюеодижсь в Горском ГАУ. В почвенных образцах определяли гумус по И.В.Торину, общий азот да КьельдалЕ и Иодльбауэру, легкоищролкзуемый азот по И.В.Тюрину и М.М.Кононовой, валовой фосфор методом хлорной кислоты, доступный фосфор в карбонатных почвах по И.М.Мачигину - в кислых по Труогу,

: -¿г-.. ■..

групповой состав фосфатов по Ф.В.Чщжкову, валовой калий - разло-. кением плавиковой и серной кислотами, обменный калий.'в карбонатных" почвах по В.И.Протасову - в кислых по Е.А.Бронкиной, различные формы серы но Р.Х.Айдинян, М.С.Ивановой и Т.Г-Соловьёвой, резервы калия и кремния методом, расчёта, связанные аминокислоты - путём гидролиза 6 н. HCg при 120°С в течение 24 ч - дальнейший ход анализа по схеме Турчина, извлечение свободных аминокислот проводили 20% этанолом методом Альтмана-Гильберта по цродиси Умаровой к Асеевой (1971) с последующим определением на анализаторе Ed - I200E, рН-штевдиометркчески, сумму обменных оснований по Каппену - Гиль-ков ицу, гидролитическую кислотность по Каппену, объёмную массу с помощью металлических цилиндров, удельную шссу - циклометрически.

Полевые опыты проводились в колхозе им. Шшева, Правоберенного района Северной Осетии-А с озимой пшеницей и кукурузой на обыкновенном чепнозёме и' лугОво-черяозешюй почве в 4 ратной повторнос-ти'методом рендомизации. Урожай определяли методом сплошного учета или пробного снопа. '

Анализ конденсатов паров води из почвы и растений и лиззлет» пических еод метода«!, описанными О.А.Алекиныы (1954).

Математическая обработка химических анализов -почвы проведена методом вариационной статистики (Г.Ф.Лаккн, 1973), урожайных данных методом дисперсионного' анализа, описаннын Перегудовым. Математическая обработка, определение уравнений рецессии'и корреляционный анализ проведены в ВЦ Горского ГАУ.

Исследования по применению яремния под виноград осуществлялись совместно с А.А.Ермолаевым, а полевые - на терпиторш! Ингушетии и Чечня: совместно с А.Я.ГаздиеЕым.

ГЕОЛОГИЧЕСКОЕ СТРОЕНИЕ, РЕЛЬ® И ПОЧВООБРАЗУЩИЕ ПОРОДЫ.

Территория Кабардино-Балкарской, Северо-Осетинской, Ингушской й Чеченской республик относится к области Центрального и Западного Кавказа и области Восточного Кавказа, простираясь от Главного Кавказского офебта на иге до Дрикаснийской низменности на севере, с общей площадью 39,8 тыс. кв. км. На западе и северо-западе территория ограничена Ставропольским краем, северо-востоке и востоке -Дагестанской республикой; на юге Грузинской республикой. Вся территория подразделяется на горную, гго^дгорную и равнинную части, где ярко проявляется вертикальная зональность в распределении метеорологических элементов к почв, свойственных горным и равнинным районам Северного Кавказа.

По имеющимся работам (А.Л.Рейнгард, 1917; И.С.Щукин,1926; А.М.Панков, 1928; Р.Й.Аболкн, 1933; Г.М.Пономарев, 1933;-Е.В.Ру-бшшн,1956; Г.Г.Джанаев, 1970; 1984; Б.Х.Фиапшев, 1970; Агроклиматические ресурсы, 1980) в физико-географическом отношении здесь выделяется шесть районов: высокогорный сланцево-вристаллический; межгорные депрессии; среднегорный куэстовый; наклонные предгорные равнины; Терско-Кумская низменность.

Высокогорный район состоит из двух параллельных хребтов -Водораздельного (главного) и Бокового и включает наиболее высокие вершины Большого Кавказа - Эльбрус (5643 м), Казбек (5043 м),-Дыхтау ( 5203 м), Шхара (5201 м), Тебулосмта (4494 ы) и др. Район соответствует горсв^антиклинорию Главного зребта и сложен 1фис -таллическимк сланцами и гнейсами палеозоя в западной части и легко разрушающимися глинистыми сланцами в восточной. Рельеф высокогорный с сшюшым распространением ледниковых форм. ,

К северу от высокогорного района расположен среднегорный ку-

зетовый, состоящий из орех параллельных хребтов: Скалистого, Пастбищного и Лесистого. Пастбищный и Лесистый хребты (черные горы) составляют цредгорну» полосу. Хребты сложены верхнеирскими, меловыми и третичными породами и представлены куэсташ, пологие к северу и круто обрывающиеся к югу. Основными вершинами Скалистого Хребта являются Каракая (3629 м), Кионхох (3420 м) , Столовая (2993 м) Дайхох (2853 м); Пастбищного - Шаухана (2429 и), Фетхуз (1745 м) и Лесистого - Издра (1328 м), Тарская (1224 м), Лысая (1037 м). Северные склоны Скалистого и Пастбищный зребет являются отличными пастбищами. ,

Район мекгорных депрессий расположен между Водораэдвлышш -Боковым и Боковым - Скалистым хребтами и представлен в виде глубоких продольных долин, котловин и плато, которые сложены преимущественно глинистыми сланцами яры. Котловины, не занятые ледниками имеют плоское дно с пологими склонами. В этих котловинах находятся высокогорные селения, а земли используются под пастбища, сенокосы, сада и выращивания картофеля.

Район предгорных равнин представлен Кабардинской, Осетиюкой (владикавказской) и Чеченской (грозненской) равнинами. Это молодые аккумулятивные депрессии, образованные в результате многоэтажного тектонического погружения и сложены преимущественно четвертичными флввиогляцкалънкми валунно-гакечниковыми и гадочниковыш отложениями. Равнины имеют слабоволнистый рельеф и пересекаются в меридааль-ном нацравлешш долинами многочисленных рек. 3 сельскохозяйственном отношении это район интенсивного земледелия.

Севернее Осетинской и Чеченской равнин на правобережье р.Терек находится Терско-Сунженская возвышенность, состоящая из Терского и Сунженского хребтов. Сунженский хребет располагается южнее и оканчивается на Еостоке гблизи города Грозного невысокими Холмами, а на западе у р.Терек, Продолжением *Рабта }1а левобережье р.Терек ■ — :

являются Змейские горы. Терский хребет лежит севернее и оканчивается на востоке и западе невысокими холмами. Орографическим цро-должением Терского зребта на востоке является Гудермесский зребет. Высшая точка Сунженского хребта - г.Заманкул (926 м), а Терского -г.Балаш (696 ы). Ыезду Теоским и Сунженским хребтами находится Алханчуртская долина (протяженность около 70 км и ширина от I до 12 км), Харбидаинская возвышенность и Акбашская долина. Эти хребты и прилегающие долины сложены в основном сланцеватыми глинами, железистыми песчаниками, галечниками и конгломератами неогена. По Алханчуртско! долине проложен Алханчуртский канал, что позволило вовлечь прилегающие земли в интенсивное сельскохозяйственное цроиз-водство.

Терско-Куыская низменность охватывает северо-восточную часть трех республик и при движении на юг (правобережье р.Терек) переходит в неширокую надтеречну» долину. Эта территория образовалась в результата многоэтапного тектонического погружения и сложена с поверхности морскими песчано-глшкстыш и аллювиальными отложениями рек бассейна р.Терек. Терско-Кумская низменность является частью Прикаспийской низменности и на северо-востоке представлена Терско--Кумским песчаным массивом с сильно всхолмленнга эоловым рельефом подвижных и заврепленных тонко-зернистых, светло-серых или серовато-палевых песков мощностью от 90 до 250 м. Эти земли в основном используются, как отгонные пастбища, а также на