Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Почвенно-климатические факторы урожайности и моделирование эффективного плодородия в агроценозах

ВАК РФ 06.01.03, Агропочвоведение и агрофизика

Автореферат диссертации по теме "Почвенно-климатические факторы урожайности и моделирование эффективного плодородия в агроценозах"

р V 6 ОН

1 о ^

РОССИЙСКАЯ АКАДЕМИЯ НАУК СИБИРСКОЕ ОТДЕЛЕНИЕ ИНСТИТУТ ПОЧВОВЕДЕНИЯ И АГРОХИМИИ

На правах рукописи УДК 631.452

РАССЫП НОВ Виталий Александрович

ПОЧВЕННО-КЛИМАТИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ УРОЖАЙНОСТИ И МОДЕЛИРОВАНИЕ ЭФФЕКТИВНОГО ПЛОДОРОДИЯ В АГРОЦЕНОЗАХ

Специальность — 06.01.03 — агропочвоведение и агрофизика

Диссертация на соискание ученой степени доктора биологических наук

НОВОСИБИРСК — 1993

Работа выполнена в Алтайском государственном аграрном университете в период с 1978 по 1992 г.

ОФИЦИАЛЬНЫЕ ОППОНЕНТЫ:

доктор биологических наук В. М. Назарюк, доктор сельскохозяйственных наук А. Я. Жежер, доктор биологических наук Е. А. Дмитриев.

Ведущая организация — Красноярский государственный аграрный университет.

на заседании специализированного совета Д 002.15.01 при Институте почвоведения и агрохимии СО Российской академии наук (630099, г. Новосибирск, ул. Советская, 18, конференц-зал).

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Института почвоведения н агрохимии СО РАН.

Автореферат разослан «Ь » Л___¡993 г

Защита состоится

\М<СР£ 1993 г. в

час.

Ученый секретарь специализированного совета доктор биологических наук

М. И. ДЕРГАЧЕВА

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность. Более чем столетнее развитие науки почвоведения доказало главное ее назначение, состоящее в необходимости знаний для рационального использования почв и сохранения их плодородия. ■Каждая почва, как природное тело, в котором все свойства находятся во взаимосвязи, одновременно является и средой развития растений, и важнейшим компонентом биосферы, и основным средством сельскохозяйственного производства и предметом купли-продаот.

После Октябрьской революции, с отменой частной собственности на средства производства, в том числа и на землю и провозглашением их общенародной, становятся практически не востребованными знания о бонитировке почв и качественной оценке земель. Развитие научных исследований по земельно-оценочной проблеме в СССР не стимулировалось вследствие слабого использования их результатов в практике народного хозяйства.

Между тем многие методические проблемы бонитировки почв до последнего времени остаются не решенными. И среди них разработка методики оценки плодородия с региональным подходом, учитывающей характер связей между свойствами почв и урожайностью сельскохозяйственных культур в разных природных и хозяйственных условиях.

Цель работы заключалась в отборе диагностических показателей почвенно-климатических факторов, выявлении их роли в формировании урожайности в основных агроценозах различных черноземных зон .равнинной территории и создании информационно-логических моделей пригодных для оценки эффективного плодородия.

Задачи исследований. Достижение поставленной цели потребовало решения следующих задач:

1. Изучить факторы почвообразования черноземных зон равнинной территории на псимере Алтайского края и дать анализ состоящая почв и их использования в сельскохозяйственном производстве.

2. Произвести отбор диагностических показателей, характеризуетих почвенно-климатические факторы, и на их основе разработать анформационно-логические модели урожайности сена естественных срав, полевых и кормовых культур для основных природно-почвенных зон равнинней территории.

3. Изучить особенности формирования урожайности растений в )решаемом севообороте, провести отбор и обоснование диагности-

ческих признаков и оценить плодородие черноземов с учетом агро-экилогических и технологических условий возделывания кормовых культур.

4. Оценить плодородие почвенного покрова бассейна р. Алей, включающего различные природные зоны, на основе моделей урожай: ности ку..ьтур в агроценозах и определит*, потребности и соотношения сельскохозяйственных угодий для производства минимума пр( дуктов питания на одного человека с учетом оценки уровней плодородия в агроценозах.

5. Определить параметры почвенно-климатических факторов для формирования минимальной и максимальной урожайности основных кормовьх культур по природным зонам.

Объекты и методы исследований. Объектами исследования были почвы природных кормовых угодий и пашни черноземных зон равнинной территории, предгорий и поймы р. Оби в пределах Алтайского края, а также сельскохозяйственные растения основных агроцено-зов. ,

Методологической основой в работе послувди сопряженные наб лвдения и учеты в системе "почва - климат - растение" с примэн нием современных и традиционных химических, физико-химических ; физических методов- Достоверность и надежность материалов иссл дований определена математическими статистическими, информацио ными и логическими методами с использованием компьютерных прог рамм для персональной ЭВМ.

Сбор фактического материала проведен цри постановке полевых опытов на специально выделенных участках опытных полей и в уел виях-сельскохозяйственного производства, в почвенных экспедици ях и в лабораторных исследованиях кафедры почвоведения и аррох ш Алтайского сельскохозяйственного института ( с 1992 года -Алтайский государственный аграрный университет ).

Диссертационная работа написана по итогам выполнения планов научных исследований до заданиям 2.1.1.3.2.2. "Качественная olí ка почв Алтайского края" ( 1976 - Х985'гг. ), входящих в подщ рамму""3емелыще ресурсы Сибири" целевой комплексной программ, "Сибирь"- СО АН СССР ( Прикладная НИР, № гос. per. 79073790 ).

Автор является непосредственным исполнителем тематических I делов плановых государственных и хозяйственных разработок. В с

ционарншс исследованиях, проводимых автором, принимали участке сотрудники кафедры I. М. Татаринцев,. Г. Г. Морковкин, М.А. Грачева и студенты агрономического факультета. Анализы проб почв и растений, кроме автора, под его руководством проводили сотрудники лаборатории химии почз кафедры Н. К. Глушкова, Л. Б. Нестерова и В. Ф. Бирюкова. Всем им автор выражает благодарность.

Особую признательность автор выражает своему учителю и многолетнему наставнику, заведующей кафедрой почвоведения и агрохимии, доктору сельскохозяйственных наук, профессору Лгдли Макаровне Бурлаковой - за консультации, советы и постоянную поддержку при

постановке исследований, организации экспедиций и написании дано

ной работы.

Научная новизна работы заключается в отборе почвенно-клима-тических факторов формирования урожайности в агроценозах, основанном на количественных связях в системе "почва - климат - растение", и использовании их в моделировании эффективного плодородия. Автором разработаны и опробованы информационно-логические модели урожайности естественных трав, кортовых и полевых культур, отражающие почвенно-климатические условия в агроценозах и пригодные для оценки эффективного плодородия почвенного покрова черноземных зон.

Впервые предложено использовать показатели эффективного плодородия почв для определения потребности в сельскохозяйственных ¡тодьях при производства минимума основных продуктов питания для здного человека.

На защиту выносятся методологические положения для сценки кодородия почв в агроценозах, основой которых являются:

- совокупность"диагностических показателей почвенно-климати-[бских факторов, отобранных в системе "почва - климат - растение" ю количественным связям;

- информационно-логические модели урожайности сена естествен-ых трав, полевых и кормовых культур, отражающие региональные собенности среды обитания растений в агроценозах чернозегшых

он и пригодные для прогноза и оценки эффективного шгодородия очв и почвенного покрова.

Практическая значимость работы оценивается использованием её эзультатов в учебном процессе при изучении дисциплин "Почвове-ьние", "Мелиоративное почвоведение", "География почв" и "Зе-

мелЬко-яочвеиные ресурсы Алтайского края" в Алтайском государственном и Алтайском аграрном университетах. Большинство материалов вошли в учебные пособия, подготовленные при участии автора, для студентов агрономического, гидромелиоративного и географического факультетов - "Полевые исследования почв Алтайского края" ( 1984 ), "Почвы Алтайского' края" ( 1988 ) и "Плодородие почв Алтайского края" ( 1990 ).

Для широкого использования в практике сельскохозяйственного производства ряд материалов включено в брошюру "Урожай по программе" ( 1987 ). Часть разработок внедрена на уровне проекта при решении комплексной программы "Проблемы р. Алей", выполненной ло заданию Алтайского крайисполкома. Методика качественной оценки почв природных кормовых угодий и орошаемых черноземов передана Алтайскому филиалу Залсибгипрозем. - .

Апообашш результатов исследований проведена публичными выступлениями с доклада!.® на семинарах,.'конференциях, совещаниях и съездах ученых и специалистов АПК.

Материалы диссертации были доложены на УП и УШ делегатских съездах ВОП в Ташкенте и Новосибирске <1985, 1989 ), на Третьей Всесоюзной конференции по проблемам кукурузы в г. Днепропетровске С 1981 ), на научно-производственной конференции "Актуальные воцросы кормопроизводства" в г. Кургане ( 1981, 1983 ), на 2-й и 3-й Всесоюзных конференциях по ¡применению математических методов и ЭВМ-в почвоведении ( Пущино, 1983; Барнаул, 1991 ), на Всесошной научной конференции "Почвы речных додан, дельт, юс рациональное использование и охрана" в г. Москве ( МГУ, 1984 ), на координационном совете подпрограммы "Земельные ресурсы Сибири" в ,г. Новосибирске ( 1987 ), на координационном совещании "Модели состояния и управления плодородием почв" в г. Москве ( 1988 ), на почвенно-агрохимических совещаниях в городах Томске, Красноярске, Уфе, Свердловске, Баку ( 1984 - 1990 ), на Всесоюзных, республиканских и краевых конференциях в Барнауле и Рубцовске ( 1981 - 1992 ) и на екэгсдкцх конференциях в Ал- . тайском-СХИ ( нцне - агроуниверситет ) - с 1978 по 1992 годы.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 44 печатных работы самостоятельно и в соавторстве, общгш объемом около 22 печатных листов, в том числе 3. учебных пособия - 14 п.л.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, б глав, выводов ж пршголэний. Она включает 305 страниц машинописного текста, в т.ч. 78 таблиц, 13 рисунков и 4 приложения. В списке литературы 262 источника, из них 16 на иностранных языках.

С ОДЕВШИЕ РАБОТЫ

I. УСЛОВИЯ ФОРМИРОВАНИЯ ПСЯВ АЛТАЙСКОГО КРАЯ, ИХ СОВРЕМЕННОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ В СЕЛЬСКОХСВШЮТВЕННШ ПРОИЗВОДСТВЕ

Современный этап изучения почв края ( после распашки целинных и залежных земель 1954-55 годов ) идет в направлении агропочвб-ведения и агрофизики и имеет практическую направленность для реализации в производстве приемов сохранения и повышения плодородия. Из всех областей и краев Сибири Алтай имеет самую большую распаханностъ угодий, что позволяет получать высокие валовые сборы продукции растениеводства. На 1.11.1990 г. площадь пашни в крае составляла 7237,1 тыс. га, из 12763,8'тыс^ га всех сельскохозяйственных угодий. На долю природных сенокосов и пастбищ приходится 3907,2 тыс. га.

Особенности почвообразования равнинной части края позволяет представить анализ научной литературы от первых публикаций И. П. Выдрина и 3. И. Ростовского (1899), Г. И. Танфияьева (1902), А. И. Хаинского (1915) до настоящего времени. Роль отдельных факторов, а также комплексные исследования почв, их свойств и генезиса наиболее полно изложены в работах "Почвы Алтайского края" (1959), И.'И. Кармансва (1965), Р. В. Ковалева с соавт. (1967), Я. М. Бурдаковой С.1Э34), В. А. Хмелева (1989).

' Анализ обширной л^ературы позволяет реконструировать геологическую историю равишной части Алтайского края, которая в какой-то мере объясняет формирование поверхности и состаз образую-цих её пород. Современный облик территория приобрела в четвертичный период и представляет собой равнинную поверхность в переход-?ой зоне от Западно-Сибирской низменности к Алтайским горам и Заляирскому кряну, которая опускается ступенями с востока на за-хад. В геоморфологическом отношении изучаемая часть края представлена Приобским плато, Бие-Чумышскок равниной и Предалтайской завниной, рассеченными гидрографической сетью Оби и её -притоков.

На Приобском шгато почвообразующими породами для зональных почв является шлеватые лессовидные карбонатные суглинки. Эти же порода преобладают и на Бие-Чумышской равнине. Для Предал-тайской равнины материнскими породами служат отложения разнообразного происхождения, но преобладают мощные толщ лессов и лессовидных суглинков.

Общей особенностью климата для всей.территории равнинной части края служит континентальноеть. Он характеризуется жаркш но коротким летом и голодной малоснежной зимой с сильными ветрами и метелями. Б целом территорию Алтайского края трудно выделить в качестве самостоятельного климатического региона. Наличие преграды на востоке и иго-востоке из Салаирского кряка и Алтайских гор формируют природно-климатические зоны в мери-дианальном направлении.

Рассматривая роль естественной растительности в качестве одного из факторов почвообразования, в настоящее время, пркхо дится констатировать о её влиянии в прошлом. Сейчас, когда ос новные массивы почв распаханы, а остальные - под сенокосами и пастбищами, роль естественной флоры в почвообразовании определить очень сложно. Главенствующее положение занимают культурные растения.

Равнинная часть края относится к Евроазиатской геоботанической области и располагается в Западно-Сибирской лесостепной провинции. Степные, луговые л лесостепные фитоценозы сохранились небольшими массивами, островками на сложных элемеатг мезорельефа, непригодных для механизированной обработки.

о Исследованиями охвачена территория края с тремя цриродао-одчвенными зонами: выщелоченных черноземов и серых лесных до* средней лесостепи на Бие-Чумышской равнине ( правобережье Об* черноземов засушливой и умеренно засушливой степи на Цриобскс плато С левобережье Оби ); черноземов предгорных равнин, пре; горий и низкогорий Алтая. Эта часть края составляет около 775 площади всех сельскохозяйственных угодий.

-Земельно-почвенные и климатические ресурсы Алтайского кра: позволяют формировать разнообразные агробиоденозн, которые ьи гут обеспечивать потребности в основных продуктах питания и з кормах для животных. Природные кормовые угодья - сенокосы и пастбища лвлзтеоя оотественныш биогеоценозами, измененными 1

О

ловеком в процессе хозяйственной деятельности. Но в то же время они соответствуют ряду признаков, характерных для агроцено-зов: сенокоса- и пастбищеоборотн, ежегодное отчуждение наземной растительной массы, проведение механизированных работ. Совпадают и цели использования агроценоза и ценоза природных кормовых угодий, которые заключаются в получении хозяйственной продуктивности. Агроценозы пашни представлены полевыми, кормовыми, техническими культурами, продуктивность которых определяется как природными, так и технологическими Факторами.

В 1988 году вся посевная площадь в крае составляла 6593,4 тыс. га из 7115,9 тыс. га пашни. Под зерновыми культурами было занято 4226,3 тыс. га, в т.ч. под яровой пшеницей - 2828,1 тыс. га. Второе место по площади занимают кормовые культуры - 2033,0 тыс. га. Преобладающими здесь являются многолетние травы, силосные культуры и однолетние травы.

2. ОББЕКШ, МЕТОДЫ И УСЛОВИЯ ПРОВЕДЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ

Объектами изучения, в первую очередь, были зональные почвы равнинной части Алтайского края, представленные черноземами разных подтипов и серыми лесными почвами. Полевые исследования проведены во всех природных зонах равнинной части края и включали изучение в сопряненных условиях свойств почв, урожайности эстественных трав, полевых и кормовых культур, с учетом органи-задионно-технологических факторов и метеорологических показа-гелеей вегетационных периодов.

Контуры почв, на которых изучали свойства, выделяли на уровне разновидностей с использованием топографической основы с горизонталями масштаба I : 25 ООО и I : 10 ООО. Геоморфологические профили закладывали на основных элементах мезорельефа, характерных душ изучаемой природной зоны.

Во всех опытах применяли единый принцип учета урожая рас-;ений - закладывали площадки на местах будущих разрезов или рядам с точкой отбора проб почв буром. Уроаай учитывали хозяйст-юнний в период максимального формирования вегетативной массы (ля кормовых культур и кукурузы и биологической спелости - для ¡ерковых.

Для определения показателей свойств почв в лабораторных пс-ледованиях применяли методы, рекомендуемые рядом руководств

для соотвесивующх типов пота ( Аринушктаа, 1961; Агрохимические метода ...,1965; Вадшнина, Корчагина, 1973 ).

В работе использовали различные статистические методы для определения достоверности различий в вариантах опытов по соот-вествугащи программам на персональном компьютере. Основнык методом для построения моделей послужил информационно-логический анализ, который опирается на теорию информации и обеспечивает количественную оценку зависимости изучаемого явления от набора входящих в анализ факторов ( Пузаченко, Мошкин, 1969; ■ Пузаченко и др., 1979; Бурлакова, 1975 ).

Информационно-логический анализ, как и корреляционный, изучает зависимости явления от факторов. Однако он более универсальный, так как не требует линейности, метричности и позволяет делать логические высказывания, которые можно использовать для прогнозов. Одним из главных преимуществ этого методя является расчет количества информации ( в битах ), передаваемой каждым фактором явлению, определение логической функции связи факторов и явления и построение ш этой основе логических моделей урожая

3. МЕТСЩОЛОПЯЕСКИЕ ПСДХСЩЫ К СЦЕНКЕ ШОД(РОДИЯ ПОЧВ И АГРОЭКСЙСОЖЕСКИХ УСЛОВИЙ СРЕДЫ ОБИТАНИЯ РАСТЕНИЙ

К определению понятия "плодородие почвы" существует множество подходов, но в основе их всегда лежит способность почвы удовлетворять все возможные потребности растений в условиях жизни.

Анализ многочисленной литературы о плодородии { Вильяме, 1941; Роде, 1972; Ковда, 1973; Кауричев и др., 1989; Тюрин, 1965; Гаврилюк, 1974; Карманов, 1980; Каштанов и др., 1983; Вальков, 1986; Володин, 1988 ) позволяет дать толковательное определение этому сложному свойству гочвы и современное понимание его роли в формировании урожайности растений.

Кз.всех видов плодородия наибольшее внимание заслуживает эффективное, которое есть результат проявления единства естественного и искусственного. Оно выражается в урожае каких-либо культур;. представляет собой проявление потенциального плодородия почв как основного природного ресурса и материальных вложений ( труд человека, удобрения, средства защиты растений, обработка почвы и др.), которые используется в производстве.

Важное место в формировании плодородия принадлежит климату, рельефу, другим факторам почвообразования, а'таккв способности человека подбирать растения и способы их выращивания в соответствия с их экологическими особенностями. Множество показателей, характеризует: плодородие, усложняют его оценку и требуот комплексного подхода в земвльно-оценочных работах. Установление количественных связей мазду свойствами почв и их производительное-' тыл имеет теоретическое и практическое значение в оценке плодородия, что в конечном итоге позволяет выявить оптимальные и ограничивающие урожайность параметры.

Наиболее ценной в развитии теории и практики земельно-оценочных работ в нашей стране является поисково-методическая часть. С 195? года и по настоящее время цроведены крупные исследования в различны^ регионах страны, где слскились оригинальные центры по бонитировке почв < С. С. Соболев, H. I. Елагови-доз, К. К. Бривкалн, И. И. Вайтекунас, Ф. Я. Гав|яшнс, А. 3. Ге-нусов, Б. В. Горбунов, М. И. Кочубей, Р. Каск, И. А. Крупеников, В. Е. Кузыичев, М. Ф, Курочкин, А. М. Мамытов, А. Г. Медведев, В. к. Семенов, С. Н. Тайчинов, Н. Тхменцев, И. И. Карманов, А. С. Фатьянов, 1. М. Бурлакова. ).

Во всем многообразии подходов к методике и проведению оценочных работ в регионах выделяются общие особенности - использование основных показателей плодородия ( гумус, азот, фосфор и. др.) и поправочных коэффициентов. Это. нашло отражение в "Общесоюзной методик© оценки земель" по которой было сделано в.стране четыре' тура оценки. Однако, земельно-оценочные материалы на удовлетворяли плановые органы и оставались не Еостребованныш.

В последние года развиваются новые лзгдядн на проблему бонитировки, в которых важное место занимают.не только свойства почвы, но и весь.комплекс природных и хозяйственных условий формирования урожайности растений.. Агроэкологический подход к бонитировке значительно расширяет и обогощает познания почвы как среды развития растений и как основного.средства производства. Это направление в методологии земельно-оценочных работ отранено в исследованиях Й.И, Карманова, В.£>. Валькова, JI.Л.Сизова с соавт., Л. Ы.Бурлаковой, Д.С.Булгакова, В.Н. Ли, В.Н. Антропова, Г .III. Машдова, А.П.Серого и др. Здесь se надо отметить значительный интерес и несомненные достижения в использо-

II

вании математических статистических методов и ЭВМ в оценочных работах, а такке применение для этих целей различных моделей плодородия почв ( Васильев, Ягуткин, 1965; Бурлакова, 1975, 1984; Антропов, 1976; Расснпнов, 1975, 1987, 1990; Бобров, 1979; Булгаков, 1989; Топтыгин, 1990).

Подводя итоги обзора современных методических основ оценки, необходимо отметить общепризнанным предметом бонитировки,наряду с потенциальным,является и эффективное плодородие почв. Для его оценки используют объективные и устойчивые признаки, обосновывая их выбор постоянством и однородность» в пространстве и во времени, и характеризующий способность почвы удовлетворять все необходимые потребности растений.

4. СЦЕНКА ПОШННО-КЛИМАТКЧЕСШ ФАКТОРОВ И РАЗРАБОТКА МОДЕЛЕЙ ЭвШПШЮГО ПЛОДОРОДИЯ ОСНОВНЫХ АГРСЦЕНОЗОВ

Дочвенно-юшаатическне факторы формирования' урожайности сена естественных трав природных сенокосов и пастбищ изучены в засушливой, умеренно засушливой и предгорной степях, в лесостепи и на пойме р. Оби в пределах Алтайского края. Во всех природных зонах в сопряженных условиях учитывали свойства почв и урожайность сена на почввнно-геоыорфологических профилях.

В засушливой степи почвенно-геоморфологический профиль пересекал по диаметру бдццеообразнов понижение с набором почвенных разностей, которые ш направлению к центру сменялись от зональных черноземов шных, поочередно, лугово-чврноземяой солонцеватой, луговой карбонатной и этими почвами в комплексах с солонцами луговыми.. '

Лучшими по продуктивности- за три года оказались луговые почвы, урожайность на которых составляла в два раза больше, чем на черноземах шных. Объем оопряженных наблюдений составил около 500 пар, что позволило построить частные каналы связи и выделить наиболее информативные диагностические показатели дочвенно-зкологических условий. Все они'вошли в следуюnçro модель урожайности -сена естественных трав засушливой степи: yF ETKjJli П@( i^grgC Д/®Р ))), I)

где - yj- ранг урожайности сена естественных трав, IîKj - ралг урожайности, соответствувдий гидротершгтескш условиям периода май-ишь, П, pîîg. Г, //, Р - ранги урожайности, соответствуйте типу (подтипу) uo^iîà, раакциа среда, содврзаша гуа^еа. ва-

ловых форм азота и фосфора в гумусовом горизонте. Модель является прогностической, отражает эффективное^плодородие и ысает служить для его оценки.

Все.расчеты ведутся в рангах с использованием специфичных состояний урожайности сена по каждому состоянию почвенно-клима-тических факторов. Для этого все урожайности сгруппированы в 7 рангов: 1-й - менее 8 ц/га; 2-й - 8-12 и далее таким же образом с шагом в 4 ц/га. Все разнообразие свойств факторов такие разбито на ранги ( табл. I ).

Таблица I

Специфичные состояния урожайности сена естественных трав засушливой степи для каждого состояния факторов

Фактор и его состояние

! Урожайность ! ц/га ! ранг

! Фактор и его i Урожайность *! состояние ' ц/га i ранг

Тип почвы ( К=0,298 ) до 12-16

ЛКД 20-24

шсндсн 24-28

Гумус,& ( К=0,244 )

¿2)5 ¿.8

2,5-5,0 16-20

5.0-7.5 20-24 7,5-16,0 24-28

>10,0 16-20

1йд ( К=0,254 )

¿•7,0 20-24

7.1-8,5 24-28 >8,5 12-16

3

5

I

4

5

6 4

5

6 3

Ватовой азот,( К=0.2Ю ) 0,2-0,4 24-28 6

0,4-0,6 20-24 5

^0,6 16-24 4-5

Валовой фосфор,£ ( К=0,206 )

12-16 3

0,18-0,21 0,22-0,25 0,26-0,29 >0 29

24-28 20-24 16-24

6 5

4-5

ГТКг - май-июнь ( К=0,ЗП ) >0,6 - Q т 0,£&0,8 0,8-1,0. >1,0

< 8' 20-24 24-28 32-36

I

5

6 8

Для решения уравнения I) необходимо фактические показатели почвенно-климатическзх факторов перевести в ранги и начиная с последних скобок, определить ранги урожайности. Знак ¡х|является обозначением функции нелинейного произведения по которой суммарное действие факторов ( в рангах ) делится на' их количество. Обратным действием перевода ранга урожайности по специфичным состояниям можно определить урожайность в°ц с I га.

Эта логическая модель опробована на эффективность и сопоставление расчетной уршайноотд с фактической показало совпадение в пределах одного ранга.

Основу почвенного покрова природных кормовых угодий в подзоне умеренно засушливой степи составляют черноземы обыкновенные различных видов легко- и среднесуглинисгого гранулометрического состава, а такаэ лугово-черноземные и луговые почвы. Здесь до-

13

вольно строгая приуроченность почв к элементам рельефа. Урожайность сена варьировала по почвенным разностям и в среднем за три года на геоморфологическом профиле в Поспелихинском районе составила 18,3 ц/га, а в Усть-Пристанском - 27,1 ц/га.

Анализ частных каналов связи позволил предложить модель урожайности в виде логической формулы, где' взаимосвязи между факторами описываются функцией нелинейного произведения ( ¡х]). Наибольшие величины коэффициентов эффективности канала связи ( К ) получены с урожайностью' от почвенной разности, ГГК| ( май-июнь), рКв и содержания гумуса, что позволило ш занять в логической формуле ведущее положение:

У2= ПВП%®В®(1Нв®Г®(Л'®Ра(Р20^®К20 »). . 2)

где - У?- ранг урожайности сена естественных трав в умеренно засушливой степи; ГТКр В, рНв и т.д. - ранги урожайности, соответствующие гидротермическим условиям мая-июня, запасу продуктивной влаги в> слое 0-100 см в период массового цветения трав и другим факторам. По всем состояниям почвенно-экологических факторов определены специфичные состояния урожайности, что позволяет проводить расчеты прогнозируемой продуктивности в рангах. Формула дает безошибочный прогноз с совпадением ранг в ранг в 58% случаев, а с учетом случаев отклонения в один ранг - в 88$. Проверка радов урожайности фактической ( по ¡материалам не. вощедшш в исследования ) и расчетной совпадают с высокой долей вероят- ' кости - непараметрический "критерий Колмогорова^-Смярнова не дости гает нижнего предела для 95-ти процентной вероятности в 1,36 и равен лишь 1,08.

В лесостепи природные кормовые угодья располагаются по овраж-но-бзлочннм землям. Изучение почвенно-экологических условий формирования урожайности естественных трав здесь проведено на двух геоморфологических профилях - в колхозе "Красное Знамя" Первомайского района и в колхозе "I мая" Косихинекого района.' На выбранных участках была обнаружена определенная закономерность приуроченности почвенных разностей к элементам рельефа. Днща логов заняты-луговыми почвами,' возвышенные плоские водоразделы - черноземами. обыкновенными .и выщелоченными, склоны теневых экспозиций - серыми лесными почвами.

Урожайноеп сзнй ез.: осязанного травостоя неоднородна по эла-ШЕтаь«. йззоре^$а а по годам, что объясняется разнообразием . ' почъыж~ькэжхшехл-::х условий в§ форетрозинш». НакоольгаШ уро-

Тчй

жай в среднем за шесть лет учетов собран с темно-серой лесной почвы, наименьший - с черноземов обыкновенных.

Анализ связей урожайности и почвенно-влиматических факторов информационно-логическим методом позволил предложить логическую модель для лесостепи:

У3 » ггк1®пв@(^ш(Р@равШпш< Ж@ЗЮà ))), 3)

где Уд - ранг урожайности сена естественных трав в лесостепи, ГТКр ПВ,(1|/, Р, .е^, Д, N % ЭР, Г - ранги урожайности, соответствующие гидротершчеюим условиям мая-июня, продуктивной влаге в период массового цветения, плотности почвы в слое 0-100 см, типу ( подтипу ) почвы, реакции среды, элементу рельефа, валовым форам азота, фосфора и гумуса в гумусовом горизонте.

Грфическое изображение специфичных состояний ( рис. ) даэт о схематическое представление о формах связи урожайности с почвек-но-экологическиш факторами.

В зоне лесостепи выявлены некоторые особенности ь специфичных ( наиболее вероятных ) состояниях урожайности по сравнении с зонами степи. Так, здесь менее тесная связь отмечена с гумусом, с типом ( подтипом ) почвы и валовыми формами азота и фосфора в гумусовом горизонте.

Проверка модели урожайности сена проведена на кормовых угодьях совхоза Чесноковский Первомайского района и показала безошибочный прогноз в 74$ и с учетом отклонений в один ранг ( + 10 . ц/га ) - в 86$.

Аналогичным образом по изученным почвенным и метеорологическим факторам, и на основе связей их с урсжайностями сана, были предложены логические модели эффективного плодородия для условий предгорной степи и поймы р. Оби:

У4= Г® рНв©( ( И/Ш< 1ТКХ Ш-П ))), 4)

Уд= ПЩ ( Р@(1ЙвШК20Ш?205® ( )», ' 5)

где соответственно У^ и Уд - ранги урожайности сена естественных трав в предгорной степи и пойме р. Оби; соответственно условному знаку - ранги урожайности по почвенно-экологическим факторам. Определены для этих территорий и специфичные состояния урожайности сена доя каждого состояния факторов.

Почвенно-экологическив условия формирования урожайности полевых культур были изучены в агроценозах с кукурузой на силос и сахарной свеклой. Эти пропашные культуры практически распро-

Урожай,ц/га

Урожай,ц/га

ПВ,ш

ГТКт

50 100 150 200

Урожай,ц/га

0,9 1,2 1,5 1,7 Урожай,ц/га

1,- водораздел;, - ю,юз,юз -С,СВ,СЗ,3,в 4 - дшще

ЭР

40 30 20 1С

Рис-

1,25 1,3 1,35 Урожай,ц/га

6,0 7,0 6,0 3,0

0,2 0,25 0,3

Зависимость урожайности сена естественных трав от почвенно-экологических факторов в лесостепи

странеш во всех природных зонах края. Технология возделывания их по зонам отличается незначительно» что позволило нам, выявленные связи в системе "почва - климат - растение", объединить в общие массивы по культурам и разрабатывать модели для всей территории черноземных зон. *

Отбор диагностических признаков эффективного плодородия почв в агроцевозах с кукурузой и сахарной свеклой проводили среди метеорологических и почвенных факторов. Испытано несколько моделей урожайности с группировкой факторов в блоки, выделенные по их значению. Влияние блока мвтеофакторов на урожайность зеленой массы кукурузы выражается моделью:

У6 = ГГКз |х| ( ПК! ® № ) и влияние блока почвенных условий - б)

У7 = и{а( рнш?1®( /УН4@( Р2®К20@И/0З))), ?)

где урожайность определяется в рангах, а все факторы выражены также в рангах урожайности, соответствующих диагностических показателей. Определение урожайности по моделям проводится с использованием специфичных состояний табл. 2, где также указаны условные обозначения факторов. Таблица 2

Специфичные состояния урожайности зеленой даосы кукурузы о для каждого значения почвенно-экологических факторов

Фактор и его значение

Урожайность га ! рарг

Фактор и его ! Урожайность значение_! и/та ! ранг

ГТК-г

ПЯ2

< 0,9 0,5-0,9 0,9-1,2 71 2

<100 191-240 191-260 241-260

4100 241-260 I0I-I90 481-600

^ 0,5 0,5-07 0,7-0,9 0,9-1,2

Полевая влажность,% ( •с-10 261-300 15-20 I0I-IS0 25-30 301-360

Гумус в гор. к,% ( Г )

<4,0 <190 4,1-4,5 241-260 4,5-5,5 261-300

Азот обменного аммония (

<4,0 <100 4,1-9,0 I0I-I9Q 14,1-45,0 261-4300

5

3

3-4

4

1

4

2 8

5 2

6

2

4

5

Мощность, А+АВ.см ( М ) < 40 191-240 41-50 481-600 51-60 361-480

<6,4 101-240 6,5-6,8 300-480 6,9-7,0 241-260

Фосфор по Чирикову ( Р-£

<10 С100

10-20 191-240

20-30 482-600

Фосфор по Францесояу ( :

<•100 101-190

-<0,5 0,5-1,5

3 8

7

2-3

6-7

4

)

I 3

8

>2> I

/VH4

1

2

5

2

i;s-2;s 241-260 4

Калий по Масловой ( KgO")

<10 <190 2

10-20 261-300 5

20-30 301-360 6

Для оценки эффективного плодородия в свекловичном агроцено-зе изучен большой набор почвенных и климатических факторов. В выборку включены черноземы и лугово-черноземные почвы разных таксономических уровней. Предложено и опробовано 10 схем моделей, включающих разные комбинации факторов. Информационно-логический метод позволил установить долю участия в формировании урожайности свеклы таких факторов, как содержание гумуса ( Г ); рН; мощности гумусового горизонта { М ); содержания подвижных форм азота, фосфора ж калия; содержания легкорастворимых солей в слое 0-25 см (Б ); продуктивной влаги в слое 0-100 см ( В ); засоленных почв < и/%с );ГТК периодов май-июнь и май-сентябрь; осадков и суш температур выше Ю°С за эти же периоды.

Одни метеорологические факторы по"сравнению с почвенными менее информативны. Совместная модель, включающая почвенные и климатические факторы, имеет следующий вид: У8 ВРгО в'(£Нв( 0)^3 ¡хГ (ы а Р205ЯЕВ% Ш Т2 © % И- 8>

Точность прогноза по этой модели с ошибкой + 40 ц/га составляет 68$ и с ошибкой + 70 ц/га - 98$ случаев. При решении поч-венно-климагической модели урожайность в рангах сначала определяется в круглых скобках, а затем высчитывастся среднеарифметический ранг.

Оптимальные параметры почвенных факторов жизни растений могут быть определены только по отношению к конкретной культуре. Определение взаимного действия группы факторов, а равно и каждого фактора на фоне других, возможно в логических моделях урожайности, отражающих почвенно-экологическиз условия среды обитания. Сочетание параметров свойств почв Е организационно-технологических приемов в расчете на среднемноголетние гидротерш-•ческие условия дает максимальный урожай ( табл. 3 ).

Таблица 3

Параметры свойств черноземов в гор. А .для получения максимальной урожайности кормовых культур на черноземах

Ктаьггоа \ пН ' ^Ш0* •—Валовые дюптЛ_ ¡Маквягалыкн

| '"в- 1 % ! азот ! фосфор возможный,

„_'Урожай, ц/га

I

I

1

6,5-6,8 4,5-6,0

1^СУХ0~ 5,5-6,0 5,6-6,0 0,3-0,4 0,18-0,23

Кукуруза на силос

Горохо-ов- с о 7 п / п сяная смесь 5 •

Йг,арйД Ш е»5"7*0 >0,20 0,12-0,22

>0,26 0,21-0,23 >0,20 >0,23

20-24 300-360 20-30 50-60

5. ПСЯВШО-ШМТШСКЙЕ ФАКТОРЫ ФОРМИРОВАНИЯ УРСКАЙНОСТИ КОРМОВЫХ КУЛЬТУР Ж СЦЕНКА. И МОШИРОВАНИЕ 1ШОДОРОДИЯ В ' ОРОШАЕМОМ СЕВООБОРОТЕ

Орошение является сильнейшим фактором, направленным на изменение естественного хода почвообразования. Здесь практически устраняется роль атмосферного увлажнения, особенно в зонах сухой и засушливой степей. Использование ороиаэмых почв меняет представление о факторах плодородия - основных условиях формирования .урожайности растений. Существующие методики бонитировки не отражают качества почв по отношению к культурам на поливе. При выборе диагностических признаков важно отразить состояние почвы в новых для неё условиях. При орошении достигается болев полное использование энергетических ресурсов природной зоны и потенциального плодородия почвы. При этом в качестве лимитирующих факторов урожайности растений начинает выступать условия минерального питания & генетические возможности растений и сортов.

Оценку плодородия орошаемых почв проводили на основе информационно-логических моделей урожайности кормовых, культур с различными комбинациями факторов при учете их количественного влияния на урожайность. Обще принципы сценки почвенно-экологичес-ких условий формирования урожайности растений на орошасшх черноземах были такие жэ, как в обычных агроцонозах. Были разработаны модели плодоролЗш го отношению к кукурузе на сшгос, просу кормовому. горохо-овсяной снеси и люцерне на сено.

Методические подходы к моделированию урожайности рассмотри« на примерз кукурузы на силос, выращиваемой в орошаемом кормовом севообороте.

Орошение черноземов увеличивает урожайность зеленой массы кукурузы в 1,2...4,2 раза. Зависимости урожайности от почвенных свойств изучали инфорлационно-логическим методом, отбирав их по величинам информативности ( Т, бит ) и коэффициентам эффективности передачи илфорглации ( К ). Участие фактора в определении функция - в данном случае урожайности, вычисляли как долю общей информативности о? неопределенности ( Н (А),баг ), выразкеннув в процентах. При этом суммарное действие факторов, близкое в 100%, позволяет вкявчать их в модели урожайности.

Суммарное действие таких статических почвенных факторов,

как мощность, гумусового горизонта, содержание гумуса, рН в содержание валового кальция и фосфора, дает лишь 29,5$ их участия в формировании урожайности.

Наибольшее значение для урожайности кукурузы на орошаемых черноземах имеют динамические показатели - подвижные питательные вещества.- Вклинение таких свойств в модели урожайности позволяет получать наибольшую информацию о роли почвенной среда в жизни растений. Возникающая проблема выбора сроков и слоя почвы для определения агрохимических показателей решается отбором наиболее информативных каналов связи. Для слоя 0-20 см в период всходов суммарная доля участия факторов составила 86,8%, а для фазы молочно-зосковой спелости - 94,6$ ( табл. 4 ). ,

Таблица 4

Участие динамических свойств орошаемых черноземов Нормировании урожайности зеленой массь кукурузы, одочно-восковая спелость ). -г

I

¡Доля учас" {/уия feKTonaJ

Фактоо

Н (А),бит ; Т, Сит I К

/У-Л'Оз

Фосфор по Чирикову

Фосфор по ¿ранцесону Кашй по Чирикову

2,8998 0,8032 0,3395 27,7

2,8568 0,829В 0,3454 18,5

2,5218 0,41Б2 0,2309 16,6

2,921? 0,4188 0,2364 . 14,4

2,9134 0,2982 0,1549 10,2

2,9117 . 0,2114 0,1X67 7,2

94,6

Кукуруза располагает мощней и быстрорастущей корневой системой и поэтому выбор слоя почвы будет зависеть от фазы развития растекий, увеличиваясь от посева до уборки с 20 до IDO си.

Ддя: оценки эффективного плодородия орошаемых черноземов по отношению к кукурузе предлагается модель с суммарным участись факторов 99,6$; ' ■ •

5К = I'4 g Щ ® < /1/Н4ШРНВШ.( М®КШГ )), где 7}. - урожайность зеленой массы кукурузы на орошешд в рангах: I?4 ¡ //О3, рНд, Г-, К - ранги урожайности, соответствующие подвижному фосфору по Чирикову, нитратному азоту, азоту обманного аммония, pH водной суспензии, мощности гумусово-гс горизонта, содержании гумуса и подвижного кшшя.

;;ри проведении оценки плодородия обычными методами орспав-nie зечва практически буду? иметь тот на уровень, что и нас-ро-

шаемне аналоги. Объективные результаты дает применение логических моделей урожайности культур орошаемых агроценозов. Технологию проведения оценочных работ проиллюстрируем на примере орошаемого участка в колхозе "Путь Ленина" Поспелихинского района.

По модели урожайности кукурузы на орошаемых черноземах, представленной выше, проведем расчеты действительно-возможной урожайности, предварительно переведя все свойства почв в ранги по специфичным состояниям ( табл. 5 ). Таблица 5

Специфичные состояния урожайности зеленой массы кукурузы на орошаемых черноземах для каждого состояния факторов

Фактор и его состояние

Урожайность ! Фактор и его ! Урожайность п/га \ ранг ! состояние I 57га ! такт

Мощность А + АВ. см ( M )

¿40 ЗШ-300 2-3 41-50 401-500 ~ 5 51-60 601-700 7

Л/-/УО3 в слое 0-100 см.мг/кг

рНд в слое 0-20 см

6,0-6,5 401-600 5-6 6,6-7,0 301-500 4-5

¿5 5-10 10-25 25-30 ?35

501-600 601-700 701-800 801-900 201-300

6

7

8 9 2

Фосфор по Чирикову в слое 0-40 см,мг/100 г (рч)

14-20 401-500 5

20-27 701-800 8'

•>27 801-900 9 Содержание гуиуса в гор,А,% (Г)

■¿4,0 601-700 • 7

>4.0 701-800 8

Азот обменного 0-100 сй,мг/кг

<2 2-5 5-15 15-20 ->20

Калий по Чт 0-40 см.мг/! «¿10 10-15 15-20

рж^нш^в слое

101-200 2

201-300 3

401-500 5

501-600 6

801-900 9

в слое гЛк)

201-300 601-600 801-900

3

7-8 9

Для удобства расчетов свойства почвы на орошаемом участке колхоза и ранги урожайности запилен в таком же порядке, как от представлены в модели:

Почва Р205 Д/О3 Л/Н4 ^ М К Г

18.2 9.5 21.8 6.1 55 24,0 4.2 5 7 9 5,5 7 5 7

Ук=5@7®( 9Ш5,5Ш< 7 Ц} 5 ¡х! 7 )).

Расчеты начинаем с последних скобок, складывая ранги а деля суммы на количество факторов по функции нелинейного произведения. В данном примере ранг равен 6,31, т.е. около 600 ц/га.

Другие почвенные разности орошаемого участка подучили ран-говне оценки 5,80 и 5,54, а средневзвешенный ранг pasea 5,60. Принимая саглый высокий ранг в 6,31 за ICO.баллов, eco почзы ото-

ниваем относительно лучшей. Таким образом, эффективное плодородие орошаемого участка оценивается в 91,9 балла, что соответ-. ствует урожайности зеленой массы кукурузы в 480 ц/га.

Логическая формула дает безошибочный прогноз урожайности в 69$, а с отклонениями в один ранг ( + 100 ц/га ) - в 89$ случаев. - '

6. СЦЕНКА. ПОЧВЕННОГО ПОКРОВА БАССЕЙНА р.МЕЙ

Бассейн р. Алей может служить ключевым' участком для большей территории Алтайского края, т.к. он практически отражает все многообразие почвенно-экологических условий в наиболее распространенных агроценозах. Проведенный опыт оценки почвенного покрова, отработанный на примере одного бассейна, может быть распространен ::а всю равнинную часть края, а также на другие территории страны с близкими лочвенно-климатическими условиями.

Оценка плодородия почвенного покрова природных кормовых угодий бассейна проведена по моделям с использованием показателей свойств почв крупномасштабного картографирования. За эталон уровня эффективного плодородия среди почв природных кормовых угодий, оцениваемый в 100 баллов, принята луговая мощная мало-гумусяай среднесуглинистая почва колхоза им. И. Я. Шумакова Змеиногорского района. Относительно этой почвы оценены все остальные по 100-балльной шкале.

Самый высокий балл имеют почвы природных кормовых угодий в Змекногорском районе - 93, самый низкий - 15 баллов в Рубцовском районе. В среднем все почвы природных кормовых угодий бассейна р. Алей получили оценку в 46 баллов ( табл. 6 ). Вместе с оценкой плодородия получен прогноз урожайности сена, рассчитанный на среднемноголетние значения ГТК.

Аналогичным образом была проведена оценка эффективного плодородия почв в пшеничном агроценозе по модели Л. М. Бурлаковой ( 1984 ) с нашими поправками на сорт и предшественники. Для всех хозяйств бассейна р. Алей, административных районов и в цело;,: для территории оценен почвенный покров и сделан прогноз урожайности яровой пшеницы ка среднемноголетний уровень ГТК ( табя. 6 ' .

Таблица 6

Оценка плодородия почвенного покрова пашни и кормовых угодий бассейна р-. Алей

Район ) ■ Пашня ! Кормовые угодья

балл ! пшенкна.ц/га ! балл ! !сено. ц/га

Змеиногорский 85 17 93 23,3

Третьяковский 79 16 88 22 „2

Локтевский 79 16 . 89 22,2

Рубцовский • 51 II 15 . 3,8

Поспелихинский 57 12 35 • . 8,8

Шипуновский 57 12 19 4,8

Алейский 62 .12 33 8,2

Топчихинский 74 15 68 17,0

Весь бассейн 64 13 46 11,5

Методика расчета оценочных баллов плодородия почвенного покрова кормовых угодий и пашни проверена по критерии - сред-нэмноголетней урожайности сена за 1976-Ю годы и урожайности яровой пшеницы за 1976-88 годы. Почвенно-экологическиэ баллы те.сно коррелируют с урожайностями - 1 ~ 0,76+0,04, что* свидетельствует о их соответствии особенностям плодородия почвенного покрова отдельных районов.

Для болев полного использования1природных ресурсов возникает, необходимость пересмотра сложившегося соотношений основных видов сельскохозяйственных угодий. Началом решения проблемы является поиск критериев и разработка методических приемов определения площадей сельскохозяйственных угодий в конкретных" агроэкологических условиях, необходимых для производства минимума продуктов питания дяя одного человека по среднедушевым медицинским нормам потребления.

В расчетах использованы три уровня плодородия, соответствующие разным урожайностяы кормовых и продовольственных культур: • 1-й уровень - срёднешоголетняя урожайность в колхозах и совхозах по данным статотчетов ( 1976-88 гг. ); 2-й уровень - средке-многолетняя урожайность районированных сортов на госсортучаст-ках ( 1976-90 гг.); 3-й уровень - действительно-возможный урожай, прогнозируемый по почвенным и метеорологическим факторам. Территориально анализ ограничен умеренно засушливой степью бассейна р. Алей.

Различия в урожайности культур 1-го а 2-го уровней егд-гаш с

■С-.'г

особенностями технологии возделывания в хозяйствах и на гос-сортучастках. 3-й уровень представлен прогнозируемой урожайностью, которая может быть получена при оптимальных параметрах почвенных факторов и среднемноголегних матеорологаческих условиях. Эта урожайность рассчитана на основе моделей и отражает эффективное плодородие почв. Величина этой урожайности для каждой культуры является специфичной, т.е. наиболее вероятной для конкретных почвенно-климатических и хозяйственных условий.

При существующей урожайности в хозяйствах умеренно засушливой степи бассейна р. Алей для получения среднедушевой нормы продуктов животноводства необходимо 1,753 га пастбищ, 0,679 га сенокосов и 0,619 га пашни.

Площадь пашни на одну среднедушевую норму потребления продуктов питания растительного происхождения также рассчитана для трех уровней урожайности полевых и двух - овоще-бахчевнх и плодово-ягодных культур.

Общая площадь пагни, необходимая для производства продуктов растительного и животного происхождения, для одного человека в бассейне р. Алей равна 1,209 га для 1-го уровня плодородия. Доля основных сельскохозяйственных угодий - пашни, сенокосов и пастбищ равна соответственно 32,5 : 18,8 ; 48,75?. На I ноября 1988 г. фактическое соотношение в процентах угодий здесь было - 72,6 : 8,8 : 18,6.

Сравнение расчетного и фактического соотношений показываем почти двойное несоотвествие всех угодий. Здесь выявлено значительное превышение пашни и недостаток природных кормовых угодий.

Изменение соотношений сельскохозяйственных угодий прл тации на получение минимума среднедушевой потребности основных продуктов питания будет'способствовать рациональному использованию земельных ресурсов. Такой подход к планированию разке:;. -кия полевых и коргловых культур в пашне и использования приооч ных кормовых угода! повлечет изменения в структуре козлов и рационах для животных. Это приведет к уменьшению затрат на производство хормов к будет способствовать к переходу от сникого к интенсивному использованию, земельных ресурсов.

выводы

I; Основу почвенного покрова равнинной, территории засушливой, умеренно засушливой,' предгорной степей и лесостепи Алтайского края составляют черноземы. Площадь их в сельскохозяйственных угодьях природных зон колеблется от 58,6 до 70,2$. В пашне и под природными кормовыми угодьями преобладают почвы среднесуглинистого гранулометрического состава ( 48,6$ ). Болев половины площади пашни ( 51,5$ ) составляют дефдяционноопас яые почвы и 16,4% - подверженные водной эрозии. Среди почв природных кормовых утодий под действием водной эрозии находится 7,8% сенокосов и 6,4^ пастбищ, а под действием дефляции соответственно 15,1 и 24,6%. Почвы испытывают переувлажнение в сельскохозяйственных угодьях края на 5,8% площадей, засоление - 9,1%, находятся в комплексах с солонцами - 12,2% и имеют кислую реакцию среда - 28,2%.

Необоснованные экологически площади распашки целинных земель в Алтайском крае в середине 50-х годов лшшли общественное и частное животноводство традиционной кормовой базы - природных .сенокосов и пастбищ. В настоящее врвмя полевое а луговое кормопроизводство не обеспечивает в полном объеме животноводство полноценными кормами, Распаханность. территории землепользования края составляет 28,7%, что почти в 4 раза выше по сравнению в целом с Россией, сельскохозяйственные угодья заниь'-явг 65,6, а' пашш - 42,2 от: всей площади.

2. Для выявления ведущих почзенно-зкологических факторов и_ количественной оценки их влияния на продуктивность растений наиболее информативным является информационно-логический метод. Наряду с традиционными почвенными факторами формирующими урожайность и широко представленных в. современных научных публикациях, предлагается при сценке плодородия почв учитывать метеорологические элементы, рельеф, оргашгзахшонно-технологичаскиэ условия возделывания конкретных растений. Прз этом оценивается эффективное плодородие почв, как часть потенциального, непосрзд-ственно вострабуемого сельскохозяйственными культурами.

3. Для равнинных территорий засушливой, умеренно з&суклзво!, предгорной степэй и лесостепи черноземных зон основкюлз диагностическими показателями в сценке ^плодородия' являззтся - коптеть гумусового горизонта, содержание гуыуса з пахотном слое, р-;агспзя почвенного раствора, содержание валовых а хюдвотаз:

форд элементов питания; метеорологические условия вегетационного периода - осадки, сумма активных температур выше М°С, а , также их производные' - гидротермические коэффициенты; характер рельефа; элементы технологии возделывания - орошение, удобрения, предшественники и сорта.

Экпершентально выявлены и статистически обоснованы сроки отбора проб почв для характеристики свойств и глубина их взятия, наиболее ответственные в формировании урожайности. Толщина изучаемого слоя почвы для-большинства сельскохозяйственных растений может быть ограничена пахотным слоем в период посева и всходов, а для многолетних трав и орошаемых кормовых культур -увеличена до 40 см. Но мере роста корней - к середине вегета-цш: и перед уборкой, глубина отбора цроб увеличивается до 100 см.

4. На формирование урожайности, наряду с почвенными факторами, оказывают влияние метеорологические элементы вегетационного периода и комплексные экологические показатели, которые воздействуют либо самостоятельно, либо косвенно на среду обитания растений. К таким показателям, установленным на основе количественной оценки их связей с урожайностью, на природных кормовых угодьях отнесены тип и подтип почвы, тип пойменного луга, элемент мезорельефа, экспозиция склона. В агроценозах.комплексными экологическими факторами выступают орошение, сорт и предшественник.

Все вышеперечисленные факторы, формирующие урожайность растений, являются диагностическими показателями эффективного плодородия почв и отражают почвенно-экологические условия в агроценозах.

5. На основе связей в системе "почва - климат - растение" предложены логические модели урожайности естественных трав природных кормовых угодий, пайевых и кормовых культур в агроценозах черноземных зон. Модели представляют собой математические уравнения, решение которых основано на функциях многозначной, логики. Ведущие почвенно-окологические факторы заншакл: в моделях первые места и являются определяющими в формировании урожайности. «; ' -

Б различных природных зс.чах в качестве главных факторов фэргафования урожайности ce;ia природных кордовых угодий выступают: в засушливой степи - ITKj и тип ( подтип ) почвы; в 25

умеренно засушливой степи и лесостепи - тип ( подтип ) почвы, ГГК-j- и запас продуктивной влаги в метровом слое в период массового цветения трав; в предгорной степи - содержание гумуса . и реакция среды в горизонте А; в пойме р. Оби - тип почвы ( тип луга ).

Для полевых и кормовых культур ведущими факторами в .формировании урожайности, как правило, являются элементы минерального питания и гидротермические условия вегетационного периода.

Логические модели урожайности растений могут служить для прогноза. Использование их с целью прогноза урожайности корнеплодов сахарной свеклы дает эффект полного совпадения в 68% случаев и с учетом отклонений в один ранг ( + 70 ц/га ) - в 98$; для урожайности зеленой массы кукурузы - соответственно 37,4 и 81,2$ С + 90 ц/га ); для сена многолетних трав - 72$ и 94% ( ± 20 ц/га ).

6. В орошаемых черноземах выявлена высокая значимость для растений кукурузы в фазу молочно-восковой спелости подвижных форм азота, фосфора и калия. Доля участия их совместно с рй в формировании урожайности составляет 94,6$. Это позволяет предложить агрохимическую модель урожайности, с прогнозирующим эффектом 89$ ( + 100 ц/щ ),

Культуры, орошаемого севооборота, выращиваемые на сено -люцерна, юрохо-овсяная смесь и кормовое просо, проявляют индивидуальные требования к условиям минерального питания, «то ртражено в логических моделях урожайности. Для однолетних культур первостепенное значение приобретает подвижный калий, а дай лвдерш - реакция среда. Проверка прогнозирующего эффекта ло-> гических формул урожайности сена этих культур показала до 80%- . совладений в пределах 1-2 рангов ( 10-20 ц/га ).

7. Почвенно-экологические модели опробованы для оценки плодородия почв и в целом почвенного покрова на территории бассейна р. Алой, включающей разные природные зоны. Почвенно-экологические баллы, отражающее эффективное плодородие почв природных кормовых угодий и пашни, тесно коррелируют с урожайностя-т - коэффициенты корреляции с яровой шэницей и сеном естественных трав равны 0,76. Это свидетельствует о соответствии баллов оценки особенностям плодородия почвенного покрова отдельных районов.

• 27

8. Разработана методика определения потребности площадей сельскохозяйственных угодий для получения минимума основных продуктов животноводства и растениеводства по медицинским нормам потребления на одного человека. Объективным критерием соотношения угодий может служить величина действительно-возможной урожайности культур, определяемая по почвенно-экологичес-ким факторам в агроценозах.

9. Для разработки операционной технологии возделывания кормовых культур на черноземах предлагается комплекс оптимальных параметров почвенных факторов в слое 0-20 см, формирующих максимальный урожай. Такой урожай для основных кормовых культур

в агроценозах обеспечивается содержанием гумуса от 4 до &% и 'болзе, реакцией среды не ниже 5,5 и не выше 8,0 С рНБ ) и содержанием валовых форм азота от 0,2 до 0,4 и фосфора - от 0,18 до 0,23^ в гумусовом слое.

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ 20 ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Бурлакоза Л. М., Рассыпнов В. А. Опыт применения математических методов для оценки пространственной вариабельности свойств почв и их хозяйственной продуктивности/ Тр. Алт. СХИ.-Барнаул, 2978.- Вып. 31. - 0. 59-63.

2. Рассыпнов В. А. Качественная оценка почв естественных кормовых угодий" колочной степи Алтайского края// Труды Алт. СХИ.-Барнаул,.1979. - Вып. 33. - С. 27-33.

3. Нестерова Я. Б., Рассыпнов В; А., Бурлакова Л. М. Природные условия формирования урожайности естественных трав лесостепи// Агротехнические приемы повышения урожайности с.-х. культур в условиях Алтайского края,- Барнаул, 1980. - С. 191-197.

4. Рассыпнов В. А. Водный режим целинных почв и урожайность естественных кормовых угодий в лесостепи Алтайского края// Водно-пищевой режим почв и его регулирование при возделывании с.-х. культур в Алтайском крае,- Барнаул, 1981. - С. 18-24.

5. Рассыпнов В. А., Рудько В. И. Качественная оценка почвенного покрова в условиях овраано-балочнсго расчленения в лесостепи Алтайского края// Современные проблемы в изучении эрозионных процессов и охрана почв в Алтайском крае.- Барнаул, 1981. -

■Т ^: г о

С. Рассыпнов Ь. А. Почвенно-агрохимические условия форшро-у река: ;н ости пропашных культур// Вопросы химизации-с.-х.

пр-ва Зап. Сибири: Тез.докл. к I регион, научн. конференции.-Барнаул, 1981. - 4.1.- С. 58-61.

7. Бурлакова Л. И., Рассыпнов В. А. Агрономическая характеристика пахотных почв и их оценка в связи с возделыванием основных с.-х. культур в Алтайском Приобье// Почвенно-агрокомичес-кое районирование и агрономическая характеристика почв основных регионов СССР. - М., 1982,- С. 61-69.

8. Колпаков Н. А., Побеленный В. И., Рассыпнов В. А. Использование информационно-логического анализа для моделирования почвенного плодородия и программирования урожая с.-х. культур// Научно-техническому прогрессу - творческий шжск вузов.- Барнаул, 1983,- С. 39.

.9. Бурлакова Л. М., Рассыпнов Б.А. Параметры модели плодородия основных агроценозов в условиях Алтайского края// Вторая Всесоюзная конф. по применению математических методов и ЭВМ в почвоведении, 17-12 ноября 1983 г.: Тез.докл.- Пущино, 1983.-С. 31-52.

10. Рассыпнов В.А. Основные параметры моделей плодородия почв кормовых угодий предгорий Алтая// Проблемы повышения плодородия почв в условиях Алтайского края.- Новосибирск, 1984.-С. I5I-I58.

11. Рассыпнов В.А., Побвденная I.ÏÏ, Оценка плодородия почв кормовых угодий в предгорьях и низкогорьях Северо-Западного Алтая// Почвенно-агрохимические проблемы земледелия в Алтайском крае: Тез. докл. к конф.' - Барнаул, 1984.- С. 42-43.

12. Бурлакова Л.М., Рассыпнов В.А., Татаринцев Л.М. Полевыё исследования почв Алтайского края: Учебн.пособие,- Новосибирск, 1984,- 91 с.

13. Рассыпнов В. А. Почвенные условия формирования урожайности яровой пшеницы в бассейне р. Алей// Проблема природополь- ■ зования и охрана окружающей среды в бассейне р. Алей: Тез. докл. к конф.- Рубцовск, 1984. - С. 71-72.

14. Рассыпнов В. А. Оценка плодородия почв поймы верховья

р. Оби // Почвы речных долин и дельт, их рациональное использование и охрана: Тез. докл. Всеоовзн. конф.- М.: Изд. МГУ, 1984. - С. 37.

15» Нестерова Л. Б., Рассыпнов В.А. Параметры плодородия почв природных кормовых угодий/Дезисы докладов УП делэгатского съезда ВОД. Ч.4.- Ташкент, 1985. - С. 198. 29

16. Рассьошов В.А. Почвенные условия формирования урожайности сена природных кормовых угодий в пойме р'. Оби// Факторы . плодородия почв и их регулирование,-Новосибирск, 1985.- С.52-61.

17. Бурлакова Л.М., Рассыпнов В.А. Использование прогнозируемой урожайности яровой пшеницы по почвенно-климатическим факторам в планировании валового сбора// Земельно-оценочные проблемы Сибири и Дальнего Востока: Тез. докл. к научн. конф. - Барнаул, 1986.- Ч. I. - С. 63-66.

18. Бурлакова Л.М., Рассыпнов В,А., Ожгибицева ЕЛ. Качест- • венная оценка почв в условиях агроценоза на основе использования моделей плодородия// Там же,- С. 5-13.

19. Бурлакова Л.М., Рассыпнов В.А. Параметры почвенно-кли-матических условий формирования урожайности яровой пшенипы в Приаяейской степи// Рациональное использование почв и почвенного покрова Западной Сибири.- Томск: Изд. ТГУ, 1986.- С. 3-10.

20. Состояние плодородия черноземов и обоснование системы удобрений ж режимных исследований Барнаульского стационара/ Л.М. Бурлакова, Л.М. Татаринцев, В.А. Рассыпнов и др.//Земельно-оценочные проблемы и рациональное использование земли в Алтайском крае.- Барнаул, 1986. - С. I19-129.

21. Рассыпнов В.А. Использование моделей плодородия для качественной оценки почв естественных кормовых угодий// Пути повышения плодородия орошаемых и эродированных почв; Тез. докл. -Баку: Элм, 1987. - С. IQ-II. .

¿22, Современное мелиоративное состояние черноземов и кашта-„ новых почв Алтайского края/ ЛЛ«5. Бурлакова, Д.М.. Татаринцев, В,А.-Рассыпнов и др»//повышение эффективности мелиорации и водного хозяйства на Дальнем Востоке* И?.оги и перспективы исследований: Тез. докл.- Уссурийск»-'11987.— Ч, Г, кн.2. - С., 15.

23, Татаринцев Л.М., Рассыпнов В.А. Состояние и перспективы йрощения почв Алтайского края// Повышение эффективности'

■ млиорашт и водного хозяйства йа' Дальнем Востоке: Тез. докл. -Ч. I. Мелиорация земель, кн. I.: Гидротехнические мелиорации.-Владивосток, IS87s°- С. II3-ÏI4.

24. Бурлакова Д.М., 'Рассыпнов В.А. Формирование урожайности половах культур'в зависимости от почвенных факторов// Ура,.-;; но программе.- Барнаул, Ал. кн. изд.,1937,- С. 16-31.

25. Рассыпнов В,А. Определение цены почвы на основе бонитировки// Научные основы и практические приемы повышения плодородия почв Урала и Поволжья: Тез. докл. XI конф.- Уфа, 1Э88. -С. 67-68.

26'. Рассыпнов В.А..Бурлакова Л.М. Модели плодородия и качественная оценка почв орошаемого кормового севооборота// Проблемы орошения почв Сибири: Тез.докл.- Барнаул, 1988,- С.50-52.

27. Бурлакова Л.М., Татаринцев Л.М., Рассыпнов В.А. Почвы Алтайского края: Учебное пособие,- Барнауд/Алт.СХИ.- 1988. -72 с.

28. Рассыпнов В.А. Информационно-логическая модель плодородия орошаемых черноземов Алтая// Тезисы докл. УВ1 Всесоюзного съезда почвоведов. Кн. 4. - Новосибирск, 1989. - С. 280.

29. Рассыпнов В.А. Денежная оценка почвы на основе бонитировки// Проблемы экологии и рационального природопользования: Тез. докл./ Секция ''Проблемы экологии а рационального природопользования. - Барнаул,1989. - С. 134-136.

• 30. Рассыпнов В.А. Параметры модели плодородия черноземов под кукурузой в Алтайском Приобье// Режимы почв и их регулирование в агроценозах/ Ал. ОХИ.- Барнаул, 1990.- С. 10-18.

31. Рассыпнов З.А., Максимова Н.Б. Влияние варьирования метеорологических факторов на урожайность корнеплодов сахарной свеклы// Там же.- С, 45-50.

32. Бурлакова 1.М., Рассыпнов В.А., Сйгкбицева Е.Я. Использование моделей эффективного плодородия при качественной оценке почв агроценозов // Принципы оценки плодородия почв. - Новосибирск: Наука. Сиб.отд., 1990. - С. 5-12.

33. Рассыпнов В.А. О значимости основных свойств почв в формировании урожая трав естественных кормовых угодий// Там же. - С. 32-41.

34. Рассыпнов В.А. Использование метода моделирования в агрономических исследованиях// Современные методы исследований в агрономии/ Алт. СХИ.- Барнаул, 1990.- С. 19-23.

35. Рассыпнов В.А. Опыт бонитировки почв кормовых угодий при разработке проекта рационального природопользования территории// Роль мелиорации в природопользовании/ ДВО АН СССР,- Владивосток, 1990.- С. 30-33.

36. Бурдакова Л.М., Рассыпнов В.А. Плодородие почв Алтайского края. Учебное пособив/ Алт. СХИ.- Барнаул, 1990,- 81 с.

37. Бурлакова Л.М., Рассылнов В.А. Прогнозирование изменения свойств и использования почв// Почвы Дальнего Востока и других регионов СССР: теоретические основы повышения их продуктивности эффективности использования и охраны. Кн. I. Пленарные доклады/ ДВО АН СССР,- Владивосток, 1990.- С. 40-42.

38. Рассыпнов В.А. Прогноз урожайности кормовых культур на орошаемых черноземах: Информ. листок/ Алт.1ЩТИ.- Барнаул,.1991,-й 126.

39. Рассыпнов В. А. Оценка плодородия черноземов под посевами кукурузы в Алтайском крае: Информ. листок/ Алт. ЩГГИ. - Барнаул, 1991. - № 127.

40. Рассыпнов В.А. Оптимальные параметры почвенно-экологичес-ких условий для кормовых культур на черноземах Алтайского края: Информ. листок/ Алт. ЦНТЙ,- Барнаул, 1991.- № 200.

41. Бурлакова Л.М., Максимова Н.Б., Рассыпнов В.А. Влияние почвенно-кдиматических факторов на урожайность корнеплодов сахарной свеклы в Алтайском крае // Агробиологическая оценка почв-венно-климатических ресурсов и их регулирование / Алт. СХИ.-Барнаул, 1991. - С. 21-35.

42..Рассыпнов В. А. Оптимальные параметры почвенных факторов для многолетних трав в условиях предгорной степи// Там же. -С. 92-100.

43. Рассыпнов В.А. Обработка результатов сопряженных исследований агроэкологических факторов методом информационно-логического анализа// Применение- математических методов и ЭВМ в почвоведении, агрохимии и земледелии: Тез. докл./ Алт. госагроуни-верситет.- Барнаул, $92. - С. 53.,, 0

44. Рассыпнов В. А. Критерия оптимального"соотношения сельскохозяйственных угодий // Режимы почв, параметры плодородия и приемы ,его воспроизводства/ Алт, госагроуниверситет.- Барнаул,

1Э92.- С...3-15.

Подписан с Ъ печати 30;03.93 г. Формат 60x84/16 Объем 2 г..л. Заказ й ^^ Тираж 120 экз. Л0 "Пол; акафист". г. Барнаул, ул. Титова, 3