Подвижные питательные вещества в почвах, их роль в почвообразовании и продуктивности агроценозов

Пивоварова, Елена Григорьевна

Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему
Подвижные питательные вещества в почвах, их роль в почвообразовании и продуктивности агроценозов
ВАК РФ 06.01.03, Агропочвоведение и агрофизика

Автореферат диссертации по теме "Подвижные питательные вещества в почвах, их роль в почвообразовании и продуктивности агроценозов"

На правах рукописи

ПИВОВАРОВА Елена Григорьевна

ПОДВИЖНЫЕ ПИТАТЕЛЬНЫЕ ВЕЩЕСТВА В ПОЧВАХ, ИХ РОЛЬ В ПОЧВООБРАЗОВАНИИ И ПРОДУКТИВНОСТИ

АГРОЦЕНОЗОВ (на примере Предалтайской почвенной провинции)

Специальность - 06.01.03 - агропочвоведение, агрофизика

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени доктора сельскохозяйственных наук

Барнаул 2006

Работа выполнена на кафедре почвоведения и агрохимии Алтайского государственного аграрного университета

Научный консультант: доктор сельскохозяйственных наук, профессор

Бурлакова Лидия Макаровна

Официальные оппоненты: доктор биологических наук,

Назарюк Владимир Митрофанович

доктор биологических наук, профессор Чупрова Валентина Владимировна

доктор сельскохозяйственных наук, профессор Трофимов Иван Тимофеевич

Ведущее учреждение: Томский государственный университет

Защита диссертации состоится 24 мая 2006 г. в 12:30 часов на заседании диссертационного совета Д.220.002.01 в Алтайском государственном аграрном университете.

Адрес: 656049, г. Барнаул, пр. Красноармейский, 98

Факс (3852) 628396

e-mail: asau_soil@e-mail.ru

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Алтайского государственного аграрного университета.

Автореферат разослан « » ¿ь-гу 2006 года

Отзывы на автореферат в двух экземплярах, заверенных печатью учреждения просим направлять в АГАУ ученому секретарю диссертационного совета.

Ученый секретарь диссертационного совета

доктор биологических наук

В.А. Рассыпное

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность. Содержание подвижных питательных веществ (СППВ) является одним из основных показателей эффективного плодородия почв. Для выявления и оперативной оценки изменения данных показателей осуществляется агрохимический мониторинг почв сельскохозяйственного назначения. Одним из достоинств практического использования агрохимических параметров (и СППВ в частности) является то, что они наиболее легко (оперативно) определяемы, регулируемы, информативны и отражают состояние почвенной системы в любой момент времени. Большинство проблем, связанных с эффективным использованием результатов агрохимического обследования территорий, обусловлено значительной вариабельностью СППВ во времени и пространстве. Отсутствие количественных параметров, характеризующих зависимость СППВ от естественных и антропогенных факторов, затрудняет целенаправленное регулирование почвенных процессов и продуктивности агроценозов. Необходимость математического моделирования накопления, трансформации и расходования подвижных питательных веществ в почве диктуется развитием геоинформационных технологий и координатного земледелия (Рожков и др., 1996; НапеШив, БЬгоесЗсг, БсЬтщ, 1998).

Гораздо реже СППВ используется в качестве индикатора, характеризующего направление и интенсивность почвообразовательного процесса, в частности в агроге-незе. Между тем, СППВ является пограничной формой в системе почва-растение-удобрение. Именно подвижные формы питательных веществ принимают непосредственное участие в биогеохимическом круговороте. Выявление факторов и степени их влияния на СППВ в почве позволяет понять режимы функционирования различных сторон почвенной системы, механизма ее саморегуляции и устойчивости в биосфере.

Цель и задачи исследований. Целью работы является изучение пространственной и временной динамики содержания основных питательных веществ в почве, закономерностей их аккумуляции и трансформации под влиянием генетических и антропогенных факторов и разработка подходов к их использованию в прогнозировании и оценке плодородия, определении экологического состояния и устойчивости почв, оптимизации минерального питания растений.

Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:

- Обобщить современные представления об источниках и формах азота, фосфора и калия в почвах Предалтайской почвенной провинции;

- Установить роль подвижных питательных веществ в почвообразовательных микропроцессах и антропогенезе черноземных почв;

- Оценить степень влияния естественных и антропогенных факторов в накоплении и трансформации подвижных питательных веществ в почвах и разработать прогнозные модели СППВ;

- Определить степень влияния различных факторов на пространственную вариацию и сезонную динамику содержания подвижных питательных веществ (СППВ) в черноземах;

- Разработать приемы оценки экологического состояния и устойчивости почв к антропогенным воздействиям на основе СППВ;

- Разработать предложения по практическому применению прогнозных моделей в оптимизации минерального питания агроценозов и при мониторинге СППВ в почвах.

Научная новизна. Определены современные тенденции изменения содержания подвижных питательных веществ в пахотных почвах Предалтайской провинции: истощение источников минеральных форм азота, увеличение содержания подвижных фосфатов, снижение уровня обменного и особенно необменных форм калия. В работе предлагается разделение' понятий агрохимического статуса и агрохимического состояния почв, основанное на дифференциации факторов и условий почвообразования. Установлены количественные показатели СППВ в почве в зависимости от условий вегетационного периода. Дано обоснование сроков агрохимического обследования пахотных почв, наиболее точно отражающих плодородие почв в отношении СППВ. Разработан подход к оценке экологического состояния почв и ее устойчивости к антропогенным воздействиям по диапазону вегетационной динамики СППВ. На основе этого подхода дается обоснование необходимости поддержания бездефицитного баланса органического вещества в севообороте и оптимизации минерального питания растений с учетом сбалансированного соотношения питательных веществ. Для решения задач агрохимического мониторинга, управления почвенным плодородием и продуктивностью агроценозов предложены статические, динамические и частные модели управления СППВ в почве.

Защищаемые положения:

- Содержание подвижных питательных веществ в почве обусловлено влиянием устойчивых факторов почвообразования и Динамических условий почвообразования.

- Агрохимический статус почв определяет диапазон вегетационной динамики СППВ. Чем шире диапазон сезонной вариации СППВ, тем устойчивее почва к антропогенному воздействию.

- Расчет СППВ на основе предложенных прогнозных моделей с учетом текущей нитрификации позволяет оценить агрохимическое состояние почв и нуждаемость растений в удобрениях.

Практическая значимость. Полученные статические модели СППВ в почве могут быть использованы в агрохимическом мониторинге почв и прогнозировании изменений их агрохимического статуса в зависимости от системы земледелия (типов севооборотов, системы удобрений). При оптимизации минерального питания растений агрохимическое обследование перед посевом можно заменить прогнозом СППВ. Использование моделей СППВ для оценки агрохимического состояния позволяет снизить материальные затраты и увеличить срок между турами агрохимического обследования почв. Установленные закономерности пространственной вариации и сезонной динамики СППВ позволяют обосновать оптимальные сроки агрохимического обследования почв. Определение диапазона вегетационной динамики СППВ в различных почвах рекомендуется использовать для обоснования допустимой антропогенной нагрузки.

Материалы исследований использованы в преподавании курсов «Почвоведение» и «Методы почвенно-агрохимических исследований» в Алтайском государственном аграрном университете.

Апробация диссертации. Результаты исследований и основные положения диссертации докладывались на IV съезде РОП им. В.В. Докучаева (2004); на международных научных конференциях: по тяжелым металлам, радионуклидам и элементам-биофилам в окружающей среде (Семипалатинск, 2002; 2004), по современным проблемам и достижениям аграрной науки (Барнаул, 2003), по проблемам защитно-

го лесоразведения и опустынивания (Барнаул, 2003), по проблемам формирования естественных и антропогенных ландшафтов (Казань, 2003) и сохранения их устойчивости (Пенза, 2005), по экспериментальной информации в почвоведении (Москва, 2005), по проблемам экологии в. сельском хозяйстве (Бухара, 2003), по проблемам почвоведения и агрохимии в XXI веке (Ташкент, 2003). На всероссийских симпозиумах и региональных конференциях по геоэкологическим проблемам почвоведения и оценки земель (Барнаул, 2003), по биосферным функциям почвенного покрова (Пущино, 2005), по проблемам природопользования и охраны окружающей среды в бассейне реки Алей (Рубцовск, 1984), по земельно-оценочным проблемам Сибири и Дальнего Востока (Барнаул, 1986), по почвенно-агрохимическим проблемам земледелия на Урале (Свердловск, 1986). Кроме того, материалы представлены на Европейском конгрессе почвоведов (Freiburg, 2004) и международном симпозиуме по стратегии защиты почв (Pulawy, 2006).

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения 8 глав, выводов, 9 приложений, изложена на 347 страницах машинописного текста, включая 29 рисунков и 60 таблиц. Список литературы насчитывает 427 наименований, в том числе 49 иностранных.

По теме диссертации опубликовано 49 научных и учебно-методических работ, в том числе одна монография.

1. ПРОБЛЕМЫ ОЦЕНКИ И УПРАВЛЕНИЯ АГРОХИМИЧЕСКИМИ ПАРАМЕТРАМИ ПОЧВ

Рост численности населения на планете и интенсивное использование природных ресурсов, в число которых входит и почва, привели к ускоренному развитию деградационных процессов. Ежегодно за счет эрозии теряется около 100 гигатонн почвы, причем до 50 % - за счет их сельскохозяйственного использования (K.Vala Ragnarsdottir, 2006). Эти процессы особенно остро обозначились в последние годы в России. Результаты сплошного агрохимического обследования и локального мониторинга плодородия полей (Сычев, 2005) свидетельствуют об усилении деградации через ухудшение агрохимических показателей почв сельскохозяйственных угодий.

Предалтайская почвенная провинция отличается большим разнообразием почв. Общей особенностью практически всех типов почв по тем или иным показателям является относительно низкий уровень плодородия (по сравнению с аналогичными почвами России). По данным агрохимического обследования (Красницкий, 2005) по содержанию гумуса почвы Алтайского края характеризуются самым низким показателем (4,5 %) по Западно-Сибирскому региону. Площадь почв недостаточно обеспеченных подвижным фосфором составляет 23 %. По содержанию подвижного ка-, лия положение почв сельскохозяйственных угодий несколько лучше, хотя многие -авторы указывают на скрытые формы калийного истощения (Прокошев, 2000; Гам-зиков, 2004; Якименко, 2003). Поскольку большая часть урожая в современном экстенсивном земледелии формируется за счет мобилизации потенциального почвен-

ного плодородия без компенсации выносимых с урожаем элементов питания, баланс питательных веществ и гумуса в почвах остро дефицитный. При этом соотношение азота, фосфора и калия в почве резко ухудшилось.

Для получения качественно новых знаний необходимо обобщение массовых результатов в виде базы данных или математических моделей с последующей обработкой их в едином информационном массиве с использованием ГИС-технологий. Одной из современных проблем, ограничивающих применение интенсивных агро-технологий, является контрастность почвенного покрова и вариабельность агрохимических показателей в пределах производственного участка. В настоящее время пространственная неоднородность территории с помощью ГИС-моделей обобщается в комплексе электронных карт землепользователей (Рожков и др., 1996). В качестве критериев, на основе которых производится выделение контуров плодородия поля, рекомендованы гранулометрический состав почвы и ее положение в ландшафте, содержание органического вещества (Напек1аш, 811гоес1ег, БсЬлг^, 1998; Минин, 1996), структура почвы, ее объемная масса (Кулигина, Хомяков, 2005) и др.. Включение в базу данных значений агрохимических параметров позволило бы обосновать агропроизводственную группировку почв и упростить оптимизацию минерального питания растений. Эти данные могут быть обобщены в среднесрочные прогнозные модели, удобные для практического использования. Разработанные однажды, они могут использоваться в течение нескольких лет.

Однако прежде, чем переносить фактический материал в область математического моделирования, необходимо решить ряд принципиальных вопросов. Так, агрохимические исследования, проводимые в период вегетации, как правило, не учитывают временной динамики содержания подвижных питательных веществ, тем не менее их результаты переносятся на пространственную характеристику территории, по ним оценивается обеспеченность почв питательными веществами, и даются рекомендации по применению удобрений. Между тем, закономерности пространственного и временного варьирования свойств почвы имеет различную природу.

В главе обосновывается необходимость четкого разделения понятий «агрохимический статус» и «агрохимическое состояние» почв. При разделении этих понятий мы столкнулись с проблемой произвольного толкования понятий фактор почвообразования и условие почвообразования. Между тем, Н.М. Сибирцев (1953) в учении о факторах почвообразования, развивая идеи В.В.Докучаева, справедливо отметил их принципиальное отличие от условий почвообразования. Факторы почвообразования по его мнению «ведут почвообразовательный процесс в определенном направлении к определенному и постоянному в главных чертах результату». Фактор -это существенное обстоятельство в каком-нибудь процессе, явлении (Словарь иностранных слов, 1989), движущая сила какого-либо явления, определяющая его характер или отдельные его черты (Советский энциклопедический словарь, 1990), чем и являются сформулированные В.В. Докучаевым факторы почвообразования. Условие же — это временное обстоятельство, не приводящее к координальным изменениям характера и свойств изучаемого явления.

В связи с этим, предлагается под агрохимическим статусом понимать равновесное значение агрохимических параметров почвы, обусловленное воздействием факторов почвообразования. Носителями агрохимического статуса являются различные органические, минеральные и органно-минеральные компоненты почвы. Их физико-химическая природа определяет поведение почв при воздействии на нее

внешних факторов. Под агрохимическим статусом следует также понимать регулируемое постоянство внутренней среды почвенной системы и совокупность механизмов и связей, определяющих это постоянство. Благодаря агрохимическому статусу обеспечивается относительная устойчивость СППВ в пространстве.

Агрохимическое состояние почвы — это значение агрохимических параметров в определенный момент времени, соответствующий неравновесному состоянию почвенных процессов под действием условий почвообразования вегетационного периода. Условия почвообразования в отличие от факторов почвообразования являются случайными или временными. Эти воздействия способствуют увеличению разнообразия, вариации целого ряда параметров почвенной системы. Агрохимическое состояние почвы в текущий момент времени является откликом почвенной системы на случайные воздействия. Данный факт наглядно демонстрирует динамика содержания подвижных форм питательных веществ в течение вегетации.

2. ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

Объекты исследования. Объектами исследования явились черноземные почвы Предаптайской почвенной провинции, наиболее интенсивно использующиеся с момента освоения целинных земель (54-55-е годы 20 столетия). Исследуемая территория охватывает черноземы засушливой и умеренно-засушливой степи, черноземы выщелоченные и серые лесные почвы средней лесостепи, черноземы предгорных равнин, предгорий и низкогорий Алтая. В главе приводится характеристика факторов почвообразования, рассматривается их влияние на формирование почвенного покрова и его изменение в результате сельскохозяйственного использования.

При ретроспективном анализе агрохимических свойств почв были использованы данные, предоставленные Государственным Центром агрохимической службы «Алтайский» (за 1970-2001 годы) и ЗапСибНИИГИПРОЗемом. Изучение зональных закономерностей пространственной и сезонной динамики содержания подвижных питательных веществ, влияния удобрений и орошения на СППВ в почве проводили в условиях многолетних полевых опытов в учхозе «Пригородное» (1983-1986 гг., 2002-2005 гг.) на черноземе выщелоченном слабогумусированном легкосуглинистом, в совхозе «Барнаульский» на черноземах выщелоченных среднегумусных тяжелосуглинистых (1983-1987 гг.) и в производственных условиях совхозов «Коси-хинский», «Троицкий», «Верхнеобский» и «Малаховский» (1989-91 годы).

В учхозе «Пригородное» исследования проводились на многолетнем опыте с удобрениями в четвертой ротации зерыо-паро-пропашного севооборота (опыт заложен М.Ф. Островлянчик, А.И. Хурчаковой в 1966 г). Площадь опытной делянки составляла 700 м2, повторность 4-кратная. Удобрения вносили под пшеницу и кукурузу. Режим питательных веществ изучали в посевах пшеницы на вариантах удобрения: 1) контроль (без удобрений); 2) К30; 3) К30+навоз; 4) Н^сД'шКэд. Под кукурузу дозы удобрений составили соответственно: 1) контроль (без удобрений); 2) К90;

3)К90+навоз; 4)Н12с|Р12оК9о- '

В совхозе «Барнаульский» исследования проводили в течение ротации шестипольного кормового севооборота (люцерна первого, второго, третьего лет использования, овес в смеси с горохом, кукуруза, просо с подсевом люцерны) в 1984-1989 гг. Опыт заложен кафедрой почвоведения и агрохимии АСХИ в 1984 г. Варианты удобрений под кукурузу: 1) контроль; 2) 20 т/га навоза; 3) 20 т/га наво-

3a+NisoPi2oKi2o; 2) Ni8oPi2oK|2o- Влияние орошения на Clüffl тоучали на трех вариантах увлажнения: 1) без орошения; 2) с уровнем предполивной влажности почвы 65-70 % от наименьшей влагоемкости HB, 3) с уровнем предполивной влажности 75-80 % от HB. Всего в полевом опыте изучено 72 варианта отличающиеся предшественниками, дозами органических и минеральных удобрений и режимами орошения. Площадь делянок на орошаемом участке — 324 м2, на участке без орошения — 108 м2. Общая площадь опытного поля 11,8 га, повторность 4-кратная.

Для изучения влияния предшественников на динамику и накопление подвижных питательных веществ в почве.проводили полевые исследования на участке первичного семеноводства (учхоз «Пригородное», 2002-2004 гг.). Влияния способов основной обработки почвы на питательный режим изучалось в полевом севообороте (опыт проф. Дробышева А.П. кафедра общего земледелия АГАУ.) на базе ОПХ «Прогресс» Петропавловского района и колхоза им. Шумакова Змеиногорско-го района.

Оценка эффективности оптимизационных доз удобрений, рассчитанных по методу JI.M. Бурлаковой (1990), проводилась в различных зонах Предалтайской почвенной провинции в производственных условиях хозяйств. Внесение расчетных доз удобрений производилось вручную, площадь микроделянок составляла 15 м2, повторность трехкратная. Учет урожая осуществлялся методом пробных площадок, площадь учетной делянки 1 м2, повторность 5-кратная.

Методы исследования. Для решения поставленных задач в работе использовался весь спектр методов исследования почв: сравнительно-географический, сравнительно-аналитический, модельный и лабораторный. Определение свойств почв проводили общепринятыми методами: общего содержания гумуса - по И.В. Тюрину, содержание подвижного органического вещества по Егорову и относительное содержание разлагаемой фракции гумуса (Рекомендации..., 1984); валового азота и фосфора в одной навеске — по A.M. Мещерякову, подвижного фосфора — по Чири-кову, легкодоступного фосфора — по Францесону, обменного калия — по Чирикову, гидролизуемый калий по Пчелкину, необменный калий — по Важенину (Агрохимические, 1975); нитратного азота — с дисульфофеноловой кислотой, аммонийного азота - с реактивом Неслера (Аринушкина, 1970); поглощенных оснований — по Каппену, pH — потенциометрическим методом (Агрохимические, 1975); гранулометрический состав - по H.A. Качинскому, расчет полной влагоемкости — через определение порозности (Вадюнина, Корчагина, 1973). Валовое содержание химических элементов в почвенных было определено на атомно-абсорбционном спектрофотометре AAS-3 (Обухов, Плеханова, 1991) в СибНИИЗХим. Минералогический анализ крупнодисперсных фракций изучался под поляризационным микроскопом с применением иммерсионных жидкостей.

Для математического моделирования свойств почв (СППВ) использован инфор-мационно-логичсский анализ (Пузаченко, Мошкин, 1969). Основными параметрами информационного анализа являются общая информативность (Г, бит), коэффициент эффективности передачи информации (КЭфф~), характеризующий тесноту связи

между фактором и явлением, неопределенность - (II • бит). Информационный

анализ позволяет также вскрыть специфичность СППВ от изучаемых факторов. Специфичные состояния С (т.е. наиболее вероятные состояния функции для определенного значения фактора) отражают зависимость при условии влияния отдельно

взятого фактора. Для построения информационно-логических моделей использованы функции многозначной логики — дизъюнкция, конъюнкция и функция нелинейного произведения (Пузаченко, Карпачевский, Взнуздаев, 1970). Оценка достоверности различий осуществлялись с использованием дисперсионного метода (Дмитриев, 1972; Доспехов, 1979). '

3. ХАРАКТЕРИСТИКА ПОЧВ И ИЗМЕНЕНИЕ ИХ СВОЙСТВ В РЕЗУЛЬТАТЕ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОГО ИСПОЛЬЗОВАНИЯ

В черноземных зонах Предалтайской почвенной провинции благодаря разнообразию природных условий сформировались почвы с неодинаковыми запасами гумуса и качественно различным составом гумусовых веществ. В период с 1954 по 1974 гг. (Концепция..., 1998) содержание гумуса в колочной степи снизилось на 0,46-1,42%, в засушливой степи на 1,3-2,13%, в лесостепи и предгорьях Салаира на 0,55-1,50%, что в среднем составляет 0,0551% в год. После 1967 года падение содержания гумуса в почвах резко возросло и составило — 0,034 и 0,044 % в год у черноземов выщелоченных и обыкновенных, соответственно. Почвенный покров исследуемой территории существенно изменился под влиянием многочисленных деградационных процессов: эрозии, дефляции, дегумификации, переуплотнения и др. Особенно активно эти процессы проявлялись в период с 1954 по 1970 гг. По количеству эродированных и дефлированных земель (33 % от общей территории) исследуемых регион в настоящее время относится к зоне экологического кризиса.

Основными показателями современного почвообразовательного процесса в черноземах являются: снижение общего содержания гумуса в пахотном горизонте почв, и выравнивание во всех зонах и подзонах края в силу сходных условий антропогенного воздействия. Кроме явных признаков деградации за счет дефляции и эрозии, в пахотных почвах происходит ежегодное снижение содержание гумуса за счет минерализации. Устойчивому снижению содержания гумуса в почве предшествует увеличение диапазона его вариации. По результатам обследований 1970-80 гг. почвы засушливой степи характеризовались низким содержанием гумуса 3-4 %, к периоду 1981-90 гт. их гумусированность снижается и стабилизируется на уровне 2-3 %. В черноземах умеренно-засушливой степи отмечается более широкое варьирование по содержанию гумуса в 1970-80 гг. (5-7 %). В период с 1981 по 1990 годы в этой зоне снижается не только содержание, но и диапазон варьирования гумуса до 5-6 %. Распашка черноземных почв оказывает значительное влияние и на качественный состав гумусовых веществ. В черноземах оподзоленных отношение С„:СфК в пахотном горизонте достигает 5,8, а в выщелоченных — составляет 2,5 в слое 0-5 и 3,5 в слое 0-20 соответственно (Морковкин и др., 2003). Отмечается снижение содержания ГК связанных с Са (Иванова, 2005). Ослабление процесса новообразования гумусовых кислот по мнению Б.М. Кленова (2000) является основной причиной превращения имеющейся системы гумусовых веществ в инертный углеродсодержащий материал с весьма слабой физиологической активностью, катионообменной способностью и с практически отсутствующей биопротекторной функцией.

«Гумусное состояние почв» характеризуется большим набором показателей, который может меняться и расширяться в зависимости от стоящей перед исследователем задачи. В последнее время появился ряд работ (Борисов, Ганжара, Тарзанова, 2004; Масютенко, и др., 2004; Чупрова, 2004), в которых гумусное состояние почв

оценивается по соотношению инертной и активной фракций гумуса. Резкие различия в исследуемых почвах, проявляются, если реальное содержание гумуса (Г) сопоставить с величиной его инертной фракции (Гш|ер). Для неэродированных черноземов предгорных равнин показатель Г7Ги„ер составляет 0,9-1,2. Практически весь гумус в этих почвах представлен неразлагаемой или трудноминерализуемой фракцией. Слабо эродированные черноземы умеренно засушливой степи и предгорий Алтая по содержанию гумуса отличаются от ненарушенных не существенно, в то время как отношение Г/Гянср=0,8-1,1 свидетельствует о том, что практический весь гумус представлен в них инертной фракцией Гинер. В черноземах колочной степи этот показатель составляет 1,2-1,5. Данный уровень соотношения инертной и разлагаемой фракций гумуса считается удовлетворительным (Рекомендации..., 1984). Резко-континентальные условия засушливой степи в некоторой степени тормозят интенсивность минерализации гумуса.

В легкосуглинистых черноземах выщелоченных и оподзоленных и серых лесных почвах лесостепи соотношение довольно высокое (Г/Гияер=1,5-1,9) и указывает на достаточные запасы разлагаемой фракции гумуса. Результаты длительных опытов показывают (Ганжара, 1983), что снижение содержания гумуса в почве ниже критического значения (Гииер) наблюдается только в результате эрозии. Наиболее ярко это видно на примере дефлированных почв, отношение Г/Гинер для большинства развеянных почв составляет 0,4-1,2. Это значит, что при содержании 3,0-4,5 % весь гумус представлен инертной субстанцией, которая не может служить существенным источником питательных веществ для растений и препятствовать разрушению почв. Данный показатель еще более резко снижается в сильно эродированных почвах (ГУГинер=0,4-0,7) и свидетельствует об их значительной деградации.

Изменение соотношения биогеохимических циклов в современных почвах черноземной зоны позволяет утверждать что, восстановление исходного содержания гумуса невозможно. Однако, сопоставляя реальное содержание гумуса с его критическим минимумом (Г/Гинер) можно осуществлять своевременный контроль за ту-мусным состоянием почв. Данный подход можно рекомендовать для экологической оценки состояния пахотных почв. Под экологическим состоянием почв следует понимать степень изменения их свойств и функций по сравнению с природными биоценозами. Почвы с соотношением Г/Гин|.р< 1,0 свидетельствуют об уровне экологического кризиса, требуют выведение из пашни и коренной мелиорации. Гумусное состояние почв соответствующее Г/Г„„ер=1,0 соответствует уровню экологического риска. Для их восстановления необходимо позаботиться о расширенном воспроизводстве гумуса и повышения его содержания как минимум на 0,7 % (Рекомендации..., 1984). Экологической норме могут удовлетворять только те почвы, в которых данный показатель составляет 1,2-1,3 и более. При таком соотношении инертной и разлагаемой фракций гумуса уровень продуктивности агроценоза можно поддерживать на высоком уровне, получать наибольшую эффективность от применения удобрений. Для поддержания нормального экологического состояния достаточно простого воспроизводства органического вещества почвы в дозах, компенсирующих минерализацию гумуса и внесение минеральных удобрений на планируемую урожайность. .

Гранулометрический состав исследуемых почв очень разнообразный, что оказывает существенное влияние на аккумуляцию и трансформацию подвижных питательных веществ в почве. В почвах легкого гранулометрического состава интенсив-

нее протекают процессы минерализации и нитрификации. Утяжеление гранулометрического состава сопряжено с усилением физико-химического поглощения обменных катионов, что отражается на содержании подвижного фосфора и обменного калия в почве. Дифференциация профиля почв по гранулометрическому составу способствует формированию геохимических барьеров на пути миграции подвижных питательных веществ.

Сопряженный анализ факторов почвообразования и минералогического состава крупнодисперсных фракций позволяет сделать заключение о том, что процесс внут-рипочвенного выветривания первичных минералов в черноземах Предалтайской почвенной провинции осуществляется медленно, особенно в условиях колочной степи. Следовательно, первичные фосфор- и калийсодержащие минералы в ближайшее время не могут служить существенным источником доступных питательных веществ в почве.

В составе тонкодисперсных фракций почв присутствуют минералы, структурными элементами которых является фосфор и калий. Значение вторичных минералов не ограничивается только тем, что они являются источниками питательных веществ. Плодородие почв обусловливается также физико-химическими свойствами их минеральных компонентов. Для черноземов предгорных равнин Алтая характерно более высокое содержание набухающих минералов, по сравнению с аналогичными почвами равнинной территории (Трофимов, 1967). Это свидетельствует о более глубокой стадии минералогических преобразований и обусловлено как близостью третичных глин к дневной поверхности, так и благоприятными для глинообра-зования климатическими условиями.

4. ФОРМЫ ОСНОВНЫХ ПИТАТЕЛЬНЫХ ВЕЩЕСТВ В ПОЧВАХ И ИХ РОЛЬ В ПОЧВООБРАЗОВАНИИ

4.1 Формы и источники питательных веществ в почвах. В результате сельскохозяйственного использования черноземов Предалтайской почвенной провинции отмечается значительное снижение содержания общего азота в почвах (Бурла-кова,1984; Нестерова,2004). В пахотных горизонтах различных подтипов черноземов валовое содержание азота не превышает 0,25-0,28 %. Соотношение негидроли-зуемого, трудно- и легкогидролизуемых фракций азота в черноземах колочной степи составляет 70 : 13 : 15, а в почвах лесостепной зоны 57 : 18 : 22. На долю минерального азота в почве приходится не более 1 %. В старопахотных почвах различия по содержанию минеральных форм азота стираются и слабо зависят от классификационной принадлежности, а гораздо больше от мощности почвенного профиля и топографического положения.

Поскольку основная часть азота почвы (70-90 %) входит в состав гумусовых веществ, изменение гумусного состояния должно отразиться и на соотношении различных фракций азота в почве. Появились работы, в которых в качестве критерия обеспеченности почв азотом используется активная фаза органического вещества (ОВ) и лабильный гумус (1апззоп, 1958; Кудеяров, 1989). Установлена тесная связь между содержанием в почве подвижного ОВ и разлагаемого гумуса, с одной стороны, и содержанием минеральных форм азота, с другой (Кэф=0,1560-0,2238). Увеличение содержания подвижного ОВ и доли разлагаемой фракции гумуса сопровождается увеличением содержания аммонийного азота. Зависимость содержания нит-

ратного азота в почве от количества подвижного ОВ и разлагаемого гумуса имеет криволинейный характер. Максимальный уровень нитратов в почве отмечается при содержании 0,10-0,15 % подвижного ОВ в почве и при Г/Гинер=1,4-1,6. При более значительном количестве легкоразлагаемых органических соединений в почве и накоплении минерального азота (аммонийного), дыхание почвы ингибируется, а процессы минерализации органического вещества и нитрификации тормозятся (На-зарюк, 2002).

Обеспеченность почв фосфором имеет довольно ярко выраженную зональность. Черноземы Западной Сибири за счет специфики минералогического состава отличаются от своих аналогов из Средней Сибири (Антипина, 1983). Содержание органических фосфатов составляет 45 % от его валового количества. В черноземах Приобского плато кальций-фосфаты составляют 25 % от суммы минеральных форм. В черноземах Алтайского края преобладающими группами в составе минеральных фосфатов являются II и III, которые распределяются в этих почвах почти поровну, составляя 20-22 % от валовых запасов фосфора, иногда с некоторым перевесом той или другой группы. Содержание однозамещенных фосфатов I группы довольно низкое и составляет 7 % от минеральных фосфатов или 3 % от валовых. В целом содержание фосфатов кальция снижается, а фосфатов полуторных оксидов увеличивается в ряду почв: чернозем карбонатный > типичный > выщелоченный > опод-золенный >серая лесная > дерново-подзолистая (Антонова, 1983).

В целом по краю за 25-30 лет отмечается тенденция роста средневзвешенного содержания подвижного фосфора от 182,8 (1970-75 гг.) до 203,7 мг/кг почвы (1991-2001 гг.). Полученные результаты свидетельствуют о том, что под действием длительного сельскохозяйственного использования зависимость содержания подвижного фосфора от генетической принадлежности почв ослабевает. Длительное сельскохозяйственное использование почв способствует формированию иных уровней питательных веществ, характерных для каждого типа севооборотов (табл. 1). Наиболее обеспечены подвижными фосфатами овощные севообороты (более 300 мг/кг почвы), где вносятся высокие дозы удобрений. На отдельных полях содержание подвижного фосфора достигает 400-600 мг/кг. Достаточно высокий уровень подвижных фосфатов формируется в пропашных севооборотах (200-300 мг/кг почвы), в меньшей степени обеспечены фосфором почвы под свекловичными и зерновыми севооборотами (140-200 мг/кг почвы).

Таблица 1

Содержание подвижного фосфора и обменного калия (мг/кг почвы) в различных севооборотах Алтайского края (1991-2001 гг.), по специфичным состояниям

Севообороты Содержание подвижного фосфора, мг/кг почвы Содержание обменного калия, мг/кг почвы

Зерновые 140-200 Более 300

Овощные Более 300 150-250

Кормовые 200-260 100-150

Пропашные (с кукурузой) 200-300 Менее 100

Свекловичные 140-200 200-250

Пропашные (с картофелем) 200-260 Менее 100

Кэф 0,1432 0,0962

По содержанию валового калия различные почвы Предалтайской провинции отличаются несущественно (2,1-2,4 % в пахотном горизонте) и близки к аналогичным показателям других регионов Сибири. Тяжелосуглинистые черноземы предгорий Алтая характеризуются более высоким значением содержания валового калия (2,32-2,43%), чем среднесуглинистые (2,08-2,32 %) и легкосуглинистые разновидности. Зональные различия в соотношении форм калия объясняются сменой лессовидных суглинков (сухая, засушливая и колочная степь) бурыми суглинками (предгорья Салаира) и третичными глинами (предгорные равнины Алтая).

В почвах Алтайского края содержание обменного калия варьирует в широких пределах от 11 мг К20/100 г в черноземах лесостепи до 44 мг К2О/Ю0 г почвы в черноземах колочной степи. По отношению к валовому калию это составляет 0,87-1,92%. В легкосуглинистых черноземах лесостепи и колочной степи содержание обменного калия в 1,5-2,0 раза ниже, чем в аналогичных почвах более тяжелого гранулометрического состава. Типовые (подтиповые) особенности почв оказывают существенное влияние на накопление обменного калия в гумусовых горизонтах почв. Наиболее обеспеченны калием черноземы южные засушливой степи и обыкновенные черноземы колочной степи. Высоким содержанием обменного калия характеризуются почвы приуроченные к мезопонижениям супераквальных элементарных ландшафтов (лугово-черноземные). Минимальное содержание обменного калия отмечается в оподзоленных черноземах и серых лесных почвах лесостепи.

В современных условиях происходит дифференциация по содержанию обменного калия почв, используемых в различных севооборотах (табл. 1). Наиболее высокий уровень обменного калия отмечается в зерновых севооборотах. Поскольку калийные удобрения под зерновые культуры практически не используются, полученную закономерность можно объяснить сравнительно невысоким, по сравнению с другими культурами, выносом калия. Овощные и кормовые культуры напротив выносят с урожаем значительное количество калия, поэтому в хозяйствах соответствующей специализации в той или иной мере используют минеральные удобрения, в том числе и калийные. Самая низкая обеспеченность калием наблюдается в кормовых севооборотах. Средства химизации применяются в них по остаточному принципу, и, как правило, удобрения в этих севооборотах не используются.

Содержание гидролизуемой формы калия в пахотных горизонтах исследуемых почв составляет 71-153 мг/100 г почвы (4,05-7,9 % от валового). Подтиповые особенности почв (черноземы выщелоченные, оподзоленные) существенного влияния на распределение гидролизуемой формы калия не оказывают. Тяжело- и средне-суглинистые разновидности черноземов почти вдвое отличаются по содержанию гидролизуемого калия от легкосуглинистых. Содержание необменного калия в гумусовых горизонтах исследованных почв изменяется от 105 до 234 мг/100 г почвы (3,18-7,38 % от валового). Закономерности распределения необменного калия в профиле почв определяются характером преобладающего почвообразовательного процесса. Зависимость содержания необменного калия от гранулометрического состава почв имеет сложный характер. Так, в тяжелосуглинистых черноземах предгорных равнин западного Алтая его величина в 1,5 раза больше, чем в средне-суглинистых и в 2 раза больше, чем в легкосуглинистых разновидностях черноземов колочной степи. Однако легкосуглинистые черноземы лесостепной зоны по содержанию необменного калия сопоставимы (142-181 мг/100 г почвы) с тяжелосуглинистыми почвами предгорий западного Алтая (190 мг/100 г почв).

Калий, входящий в состав каркасных первичных калийных минералов, является наиболее прочносвязанным и представляет собой негидролизуемую форму. Его содержание характеризует потенциальный калийный фонд и в исследованных почвах составляет 1800-2072 мг/100 г. На долю негидролизуемой формы приходится 84,9-92,7 % валового калия. Для всех исследованных почв прослеживается тенденция увеличения относительного содержания данной формы калия вниз по профилю.

4.2 Роль подвижных питательных веществ в почвообразовательных процессах. Изучение процессов трансформации подвижных питательных веществ проводилось в условиях компостирования при температуре 28-30°С и влажности 60 % от полной влагоемкости (ПВ). Постоянство влажности контролировалось весовым методом. Наблюдения за изменением СППВ в почве осуществлялось через 2 недели, 1, 2, 3, 4, 5 месяцев. Установлена зависимость СППВ от длительности компостирования, зональных почвенных условий, предшествующей культуры и содержания органического вещества в почве. Среди общих почвообразовательных и микропроцессов (по A.A. Роде, 1971) с участием ППВ наиболее изученными являются процессы аммонификации и нитрификации (Важенина, 1968; Бугаков, Лубите, 1969; Кочер-гин, Орлова, 1970; Ермохин, 1995; Назарюк, 2004; и др.).

В большинстве работ подвижным питательным веществам отводиться пассивная роль в почвообразовательных процессах, обычно СППВ используют в качестве индикаторов, т.е. показателей, характеризующих интенсивность или направление почвообразовательных микропроцессов. Полученные результаты (рис. 1) подтверждают данный факт: но содержанию нитратного азота можно судить об интенсивности нитрификации, общее количество минеральных форм азота (нитратного и аммонийного) позволяет дать количественную оценку процессов минерализации, а соотношение нитратного и аммонийного азота свидетельствует о характере трансформации органического вещества почвы.

Между тем, являясь довольно активными химическими веществами и основными элементами питания живых организмов, они оказывают непосредственное влияние на ход и развитие почвообразовательных процессов. Уровень подвижных питательных веществ в почве лежит в основе регулирования устойчивости природных экосистем (Назарюк, 2002). Так, избыток азота в агроэкосистемах снижает активность гетеротрофных микроорганизмов и по принципу обратной связи, сдерживает минерализацию органического вещества почвы. При отсутствии такого механизма защиты в экосистеме ее длительное существование было бы невозможным. По-видимому, в почвах существует множество аналогичных обратных связей, в которых подвижные питательные вещества (их содержание) выступают в роли регулятора: изменение содержания одних питательных веществ в почве воздействует на рост или снижение содержания других.

В связи с этим представляет интерес анализ взаимосвязи СППВ в почве (табл. 2). Так, содержание аммонийного азота в значительной степени зависит от содержания подвижных фосфатов, в меньшей степени от нитратного азота и обменного калия. Содержание нитратного азота в большей степени зависит от подвижных фосфатов (Кзф=0,2258), нежели от аммонийного азота (КЭф=0,1224). Уровень содержания подвижного фосфора (по Чирикову) не только зависит от содержания нитратов (КЭф=0,2090), но и сам в значительной степени определяет содержание нитратного азота в почве (Кэф=0,2258).

10 _л_

40 50

J_I_

60 _|_

70 _

мг/кг почвы

Кэф=0,2793

Кэф=0,1834

Кэф=0,0746

Кэф=0,2565

КэфЧ^ЯвГ Кэф=0,0968

ЕЖЕ!

Кэф=0,<?£43 Кэф=0,2107

J_I_I_I_

Срок компостирования: 2 недели 1 мссяц 2ыесяцд Змееяд 4месяца 5 месяцев

Предшественник:

Пар

Пропашные

Залежь

Яровые

Многол. Травы

Зернобобовые

Озимые

Содержание орган, вещества , %:

Менее 2

2-3

3-4 .4-5

5-6

Почвы:

Каштановые легкоеуглшшетые сухой степи, Черноземы южные засушливой степи

Черноземы обыкновенные умеренно-засушливой степи Черноземы обыкновенные Приобья Черноземы обыкновенные предгорных равнин северо-западного Алтая

Черноземы выщелоченные предгорных равнин северного Алтая

10 20

50 60

мг/кг почвы

Рис. 1. Закономерности накопления минеральных форм азота в почвах в условиях компостирования

Таблица 2

Теснота взаимосвязи (Кэфф) содержания подвижных питательных веществ в почве

Фактор Функция

N-N03 г7о5- р2о5" к2о

N-N114 - 0.1224 0.0730 0.1355 0.0867

N-n0, 0.1104 - 0.0879 0.2090 0.1205

г7оГ 0.1297 0.2258 - - 0.1699

к2о 0.0678 0.1035 - ■ 0.1371 -

- легкодоступный фосфор по Францесону; " - подвижный фосфор по Чирикову.

Таким образом, взаимозависимость содержания подвижных питательных веществ в почве позволяет предположить механизм обратной связи в процессах их превращения и динамики. Это означает, что они попеременно выступают то как фактор, то как функция, т.е. являются не только результатом общих почвообразовательных и микропроцессов, но и оказывают непосредственное влияние на их развитие.

5. ФАКТОРЫ АККУМУЛЯЦИИ И ТРАНСФОРМАЦИИ ПОДВИЖНЫХ ПИТАТЕЛЬНЫХ ВЕЩЕСТВ В ПОЧВЕ

Изменения содержание подвижных форм азота, фосфора и калия в почве происходит под действием устойчивых (почвенно-генетических) факторов и временных почвенных условий.

5.1. Влияние факторов почвообразования и почвенно-генетических свойств на СППВ в почве. Рассмотрены закономерности влияния зональных почвенно-климатических условий, типовых, подтиповых, видовых особенностей почв, элементарных геохимических ландшафтов, содержания гумуса и его разлагаемых фракций, рН, гранулометрического состава на СППВ в почве. Установлены степень влияния (значимость) каждого фактора и количественные характеристики рассмотренных закономерностей (табл. 3). Показано, что фундаментальные свойства почвы, отражающие воздействие основных факторов почвообразования, оказывают значительное влияние на содержание подвижных форм питательных веществ.

Таблица 3

Влияние устойчивых почвенно-генетических свойств и факторов на СППВ

Фактор N-N03, Р205, по Чирикову К20, по Чирикову

мг/кг почвы мг/100 г почвы

1 2 3 4 5 6

Предгорные равнины северо-западного Алтая >30 15-25 20-25 >30

Почвенная зона (подзола) Подгорные равнины северного Алтая Засушливая степь Колочная степь 20-30 10-15 5-10 10-15 5-15 5-10 ■ 35-40 20-25 30-40 25-30 25-30 15-20

Лесостепь 25-30 25-30 <20 < 15

КзЛ 0,3068 0,1362 0,2188 0,2886

Чернозем обыкповен 15-25 5-10 14-20 25,0-30,0

Тип, подтип почвы Чернозем выщелочен Чернозем оподзолен Светло Серая лесная Серая лесная 10-15 15-20 >30 20-25 20 — 25 5-10 25-30 15-20 20-26 Более 26 14-20 20-26 15,0-20,0 10,0-15,0 < 10,.0

Темно Серая лсспая 10-15 5-10 20-26 -

0,0756 0,0669 0,0480 0,1869

Окончание табл. 3

1 2 3 4 5 6

Общее содержание 1-умуса, % <3 3-4 4-5 5-6 >6 < 10 20-30 20-25 >30 < 10 3-5 15-20 25-30 10-15 10-15 24,0-32 32,0-40,0 24,0-32,0 16,0-24,0 8,0-16,0 10,0 -15,0 20,0-30,0 20,0 - 25,0 15,0-20,0 <10

К,4 0,1764 0,1945 0,0227 0,0188

Подвижный гумус (по Егорову), % <0.05 0.05-0.10 0.10-0.15 0.15-0.20 > 0.20 10-15 10-15 20-25 20-25 >25 5-10 10-15 > 15 5-10 5-10 < 10,0 15,0-20,0 10,0-15,0 20,0-25,0 >25,0 15,0-20,0 15,0-20,0 15,0-20,0 25,0-30,0 >30,0

К* 0Д267 0Д560 0,2716 0,1317

Гумус разлагаемый (по Кершсн-су), 17Гииер <1.0 1.0-1.2 1.2-1.4 1.4-1.6 > 1.6 10-15 15-20 15-20 10-15 20-25 3-5 10-15 10-15 >20 5-10 < 10,0 10,0-15,0 15,0-20,0 10,0-15,0 20,0-25,0 15,0-20,0 30,0-35,0 >35,0 15,0-20,0 25,0-30,0

0,2238 0,2144 0,2257 0,1895

Тип элементарного геохимического ландшафта Автономный Тралсэлювиаяьный Транеаккумулятив. Супер аквальный 15-20 <5 5-15 20-25 0,5-1,0 2,5-3,0 1,0-1,5 1,0-1,5 30-35 <25 25-35 >40 7,5-10,0 <7,5 10-12,5 > 17,5

К-иь 0,2680 0,2670 0,2090 0,2410

рНв <6.5 6.5 - 7.0 7.0-7.5 7.5-8.0 >8.0 10-15 >30 25-30 25-30 10-15 20-25 5-15 3-10 16-24 24-32 32-40 >40 8-16 <10 10-15 20-25 >30 25-30

0.2061 0,2102 0,0300 0,1960

Полученные закономерности изменения СППВ в зависимости от общего содержания гумуса, и содержания его подвижной и разлагаемой фракций подтверждает высказанное выше предположение о том, что уровень СППВ оказывает активное воздействие на ход общих почвообразовательных и микропроцессов. В частности развитие процесса аммонификации и повышение уровня содержание аммонийного азота более 20-30 мг/кг почвы лимитирует нитрификационный процесс. Длительное воздействие факторов почвообразования и относительная устойчивость почвенно-генетических свойств, сформировавшихся под их воздействием, по-видимому, будут определять и тот диапазон, в пределах которого СППВ изменяется в результате воздействия временных (случайных, неустойчивых) условий почвообразования.

5.2. Закономерности пространственной вариации СППВ. Оценка параметров пространственной вариации свойств почв имеет важное теоретическое и прикладное значение. Характеристику неоднородности почвенной территории по содержанию подвижных питательных веществ оценивали на основе неопределенности (На7^). Пространственная неоднородность свойств может быть обусловлена контрастностью Кт, что придает почве пятнистую неоднородность Пн (например, два

или несколько резко различных по СППВ почвенных ареала в одном контуре), или диффузной неоднородностью Дн (например, микропестрота агрохимических свойств в результате неравномерной обработки почв, удобрений и др.).

Подзоны Предалтайской почвенной провинции различаются не только по содержанию гумуса, но и по пространственной неоднородности. Наиболее однороден

по содержанию гумуса почвенный покров засушливой степи 1,59 бит),

несмотря на то что он довольно контрастный (Кт=3). Максимальной неоднородностью отличаются почвы предгорий (II=2,40 бит), что обусловлено, по-

видимому, расчлененностью рельефа. Его пространственная вариабельность характеризуется высокой контрастностью (Кт=5). Диффузная же вариабельность внутри однородных ареалов довольно низкая (Дн=0,48). Характер пространственной вариации содержания гумуса в колочной степи в равной степени обусловлен пятнистой (Пн=1,13) и диффузной неоднородностью (Дн=1,13). В лесостепи пространственная неоднородность по содержанию гумуса в большей степени обусловлена контрастностью.

По содержанию подвижного фосфора наибольшей неоднородностью характеризуются черноземы выщелоченные, оподзоленные и серые лесные почвы. Причем, в выщелоченных черноземах пространственная вариабельность обусловлена резкой контрастностью, а в серых лесных почвах диффузной неоднородностью. Наиболее однородны по содержанию подвижных фосфатов черноземы южные и лугово-черноземные почвы. В черноземах южных незначительная пространственная вариация содержания подвижных фосфатов обусловлена диффузной неоднородностью. В лугово-черноземных почвах наряду с диффузной вариацией общая пространственная неоднородность усиливается за счет пятнистости по содержанию подвижных фосфатов.

Максимальная неоднородность почв по содержанию обменного калия характерна для черноземов выщелоченных и оподзоленных, она обусловлена высокой контрастностью. Более однородны по содержанию обменного калия южные черноземы. Лугово-черноземные почвы характеризуются значительной диффузной вариабельностью содержания обменного калия.

При определении свойств почвенных индивидуумов необходимо по возможности разделять среди различных неоднородностей те, которые имеют другую природу (Козловский, 1970). В этом отношении представляет интерес сравнительная оценка неоднородности внутри полей различных севооборотов (сопоставимых по размерам территорий) в различные периоды вегетации растений. Максимальная неоднородность по содержанию нитратного азота внутри полей отмечается в первой половине вегетации (май, июнь), в основном она обусловлена контрастностью. К концу вегетационного периода внутрипольная неоднородность по содержанию нитратов снижается. Затухание процесса нитрификации ведет к выравниванию пространственной неоднородности. По-видимому, это обусловлено низкими запасами органического вещества в почвах, которые в середине вегетации практически полностью минерализуются, почвенная неоднородность по содержанию нитратов выравнивается и стабилизируется на минимальном уровне.

В среднем неоднородность полей по содержанию подвижного фосфора изменяется от 0,65 до 1,69 (бит). Внутрипольная вариабельность содержания подвижного фосфора увеличивается в первой половине вегетации. К августу снижается контрастность и диффузная неоднородность полей по содержанию Р205 Аналогичная закономерность наблюдается в изменении пространственной неоднородности содержания обменного калия.

Таким образом, неоднородность почв по СППВ в пределах агроландшафтов не является постоянной, что создает определенные трудности при оптимизации условий формирования урожайности культурных растений. На полях с высокой контрастностью и неоднородностью по содержания подвижных питательных веществ оценка обеспеченности по средним значениям агрохимического обследования очень условна и оптимизация минерального питания в принципе невозможна. Поэтому организацию территории хозяйств и выделение агроландшафтов необходимо проводить в направлении снижения неоднородности контуров. Решение этой задачи возможно путем организации территорий на основе эколого-ландшафтных уровней (Бурлакова, Кудрявцев, 2005).

Почва неоднородна и в вертикальном направлении. Статистическая однородность свойств внутри определенного слоя дает основание для выделения генетических горизонтов и позволяет идентифицировать типичный профиль по СППВ. Характер изменения специфичных состояний и неоднородности в различных горизонтах указывает на существенное влияние почвообразовательного процесса не только на вертикальную дифференциацию по СППВ, но и пространственную внутрислой-ную неоднородность (табл. 4). Вниз по профилю отмечается общая тенденция уменьшение вариабельности СППВ. Это обусловлено тем, что верхние горизонты почвы подвержены большему воздействию внешних факторов и условий.

Таблица 4

Закономерности распределения СППВ в профиле чернозема выщелоченного, по специфичным состояниям С

Слой почвы, глубина, см N-№-¡4 N-N03 к2о

С, мг/кг почвы Н<*/. /Ъ1 С, мг/кг почвы Н"'/. /Ь] С, мг/100 г почвы / Ь] С. мг/100 г почвы Н*/. /Ь)

I (0-20) 30-35 2,25 >30 2,60 25-30 2,37 25-30 2,51

II (20-40) 15-25 2,23 20-25 2,66 20-25 2,58 20-25 2,44

III (40-60) 15-20 2,29 5-10 2,48 20-25 2,68 5-10 2,22

IV (60-80) 10-15 2,19 <5 2,33 5-10 2,59 <5 1,75

V (80-100) 15-20 2,17 <5 2,20 5-10 2,24 <5 1,66

Кэф 0,004 0,032 0,099 0,180

Антропогенное влияние, направленное на гомогенизацию пахотного горизонта, выражается слабо: отмечается незначительное снижение величины неопределенности

( Н ) по содержанию нитратного азота и подвижного фосфора в слое (0-20 см).

Неоднородность по содержания аммонийного азота в слоях 0-20 и 20-40 см увеличивается в условиях избыточного увлажнения (ГТК=1,79) и в засушливые годы (ГТК-1,08). В условиях равномерного увлажнения в течение вегетации (ГТК=1,45)

отмечается снижение неоднородности внутри горизонтов по содержанию аммоний-

тенсивность процессов накопления подвижных питательных веществ в профиле почвы зависят от гидротермических условий вегетационного периода. Содержание нитратного азота наиболее четко дифференцируется по профилю почв в условиях избыточного увлажнения (ГТК=1,79) на это указывает увеличение Кэф. Во влажные по гидротермическим условиям годы отмечается резкое снижение содержания нитратов с глубины 40-60 см. В засушливых условиях вегетации (ГГК=1,08) значительное количество нитратов обнаруживается до глубины 100 см (10-15 мг/кг почвы), возможно это обусловлено их перемещением по профилю. Известно, что миграция нитратов возможна даже при незначительном количестве пленочной влаги в почве.

5.3. Факторы сезонной динамики СППВ. Неоднородность свойств почв в пространстве осложняется наложением временной динамики. Сезонные изменения содержания подвижных питательных веществ не только сопоставимы, но даже могут превышать их пространственную вариацию (Антонова, Бурлакова, Николаева,1975; Гамзиков, Кочегарова 1973), что искажает агрохимическую оценку почв и обеспеченность растений питательными веществами.

Характер сезонной динамики содержания подвижных питательных веществ изучали в черноземах обыкновенных и выщелоченных на 8 полях хозяйственных севооборотов (п=21). С периодичностью в 30 дней проводились наблюдения за изменением содержания подвижных питательных веществ в течение вегетации под различными культурами.

Установлено что, характер сезонной динамики содержания подвижных питательных веществ на разных полях в пределах одного хозяйства однотипный. Фактор сезонной динамики нитратного азота (КЭф =0,1680) более, чем в 4 раза превышает влияние фактора пространственной вариации (Кэф=0,0380). В различных почвенных условиях этот процесс может лимитироваться либо ограниченностью запасов органического вещества, либо изменением гидротермических условий. На некоторых полях процесс нитрификации в той или иной степени продолжается до июля, на других — уже в начале июня уровень нитратов снижается практически до нуля. Повторный пик нитрификационной активности начинается конце вегетации, на некоторых полях отмечается накопление нитратов в сентябре. Анализ специфичных состояний содержания нитратов в пространстве (в пределах поля) с учетом вегетационной динамики позволяет более адекватно оценить уровень доступного для растений азота в почве.

Обобщенная оценка обеспеченности почв азотом и калием в наибольшей степени соответствует обследованию, проведенному в I декаде июня (75 % безошибочных совпадений). Сопоставление результатов пространственной дифференциации полей по содержанию подвижного фосфора в различные периоды вегетации позволяет сделать заключение о том, что наиболее объективную оценку (87 % безошибочного прогноза, и 100 %-прогноз с ошибкой в 1 ранг) дает агрохимическое обследование, проведенное в I декаде июля. Полученные результаты дают математическое обоснование сроков отбора почвенных образцов для определения СППВ.

кого

Количественные параметры, характеризующие ин

Поскольку зональные гидротермические условия обеспечивают некий закономерный характер сезонной динамики агрохимических свойств почв, то можно с достаточной точностью прогнозировать уровень СППВ в почве в различные периоды вегетации. Однако, гидротермические условия текущего вегетационного периода в той или иной степени отличаются от среднемноголетних, что накладывает отпечаток на их динамику и отражается на специфичных состояниях изучаемого параметра (рис 2, 3).

Количество осадков за предшествующую декаду, мм

Рис. 2. Влияние количества вегетационных осадков на содержание подвижных питательных веществ в почве (Р2О5* - фосфор по Чирикову; Р205 - фосфор по Францесону)

Средняя температура за предшествующую декаду, °С

Рис. 3. Влияние температуры воздуха на содержание подвижных питательных веществ в почве (Р2О5 - фосфор по Чирикову; Р205 - фосфор по Францесону)

Анализ зависимости СППВ в почве от суммы положительных температур, количества осадков и ГТК (гидротермического коэффициента) за декаду, предшествующую определению СППВ, позволил установить количественные характеристики этих связей. Зависимость содержания подвижных фосфатов от количества выпавших за предшествующую декаду осадков имеет криволинейный характер с двумя максимумами. Повышение содержания Р2О5 отмечается в засушливых условиях (менее 10 мм осадков за декаду) и при значительном увлажнении (более 30 мм). При увеличении количества атмосферных осадков от 10 до 30 мм наблюдается снижение содержания подвижных фосфатов (по Чирикову) и легкодоступного фосфора (по Францесону).

В накоплении и динамике содержания некоторых подвижных питательных веществ (легко доступный фосфор по Францесону и обменный калий) температура оказывает даже более сильное влияние чем, количество осадков. Для всех подвижных питательных веществ в почве отмечается довольно узкий интервал оптимума температур, при котором их содержание увеличивается (рис. 3). Максимальное содержание нитратов, подвижных фосфатов и обменного калия отмечается в области среднесуточных температур от 14 до 20 °С. Для образования и накопления легко доступных фосфатов оптимальный интервал температур — 18-20 °С. Поскольку диапазон изменения суточной температуры в континентальном климате достигает 15-20°С и более (Иваничкин, 1993), это соответствует современным представлениям об оптимальных для микробиологической активности гидротермических условиях (1=25-28°С). Температура и осадки напрямую влияют на СППВ в почве, а кроме того, есть продукт их косвенного воздействия на накопление питательных веществ, например через изменение рН, микробиологической активности и др.

Поскольку основные агротехнические мероприятия проводятся осенью и ранней весной, для правильного подбора комплекса мероприятий необходимо с осени достоверно прогнозировать весеннее содержание питательных элементов в почве. В главе проанализированы и установлены количественные параметры зависимости СППВ весной перед посевом от их уровня после уборки предшествующей культуры и перед уходом в зиму.

5.4. Влияние антропогенных факторов на СППВ в почве. Среди агротехнических факторов существенное влияние на содержание подвижных питательных веществ в почве оказывает предшествующая культура севооборота (Кэф=0,1649-0,2254). Значительное количество аммонийного азота отмечается в почве после яровых зерновых предшественников (25-30 мг/кг почвы), несколько ниже после пара, существенное снижение содержания аммонийного азота отмечается в почве после пропашных и озимых культур (табл. 5). Максимальное количество нитратного азота отмечается после пара (25-30 мг/кг почвы) и пропашных культур (15-20 мг/кг). Этот факт объясняется активной минерализацией почвенного органического вещества в результате соответствующей обработки почв. Наибольшее содержание подвижных фосфатов наблюдается в почве после яровых и зернобобовых культур. Данные предшественники способствуют также накоплению обменного калия в почве.

Существенное влияние на накопление подвижных питательных веществ в почве оказывает способ основной обработки почвы. Наиболее тесная связь отмечается для нитратной формы азота (Кэфф—0,4301). Максимальное содержание нитратного и аммонийного азота наблюдается по варианту с безотвальной обработкой (20-25 мг/кг).

Более низкий уровень минеральных форм азота (15-20 мг/кг) при отвальной обработке обусловлен, по-видимому, миграцией нитратов за пределы пахотного слоя. При плоскорезной обработке на глубину 10-12 см наблюдается снижение содержания нитратного азота в пахотном слое. Доказано (Заяц, 1995; Чепрасов, Егорычева, 1999), что при мелких обработках происходит снижение численности основных эколого-трофических групп микроорганизмов, это способствует снижению интенсивности минерализационных процессов в пахотном слое и приводит к уменьшению накопления в нем подвижных питательных веществ в начале вегетационного периода. Плоскорезная обработка способствует максимальной мобилизации подвижных форм фосфора (более 40 мг/100 г) и калия (20-30 мг/100 г почвы). При отвальной, равно как, и при безотвальной обработках, содержание подвижных фосфатов и обменного калия снижается. Запахивание стерни ранней осенью при отвальной и безотвальной обработках способствует активизации микробиологических процессов и иммобилизации (биологической фиксации) подвижных питательных веществ почвы.

По сравнению с рассмотренными выше агротехническими приемами, предшествующий вариант удобрения оказывает значительно меньшее влияние на накопление подвижных форм питательных веществ в почве (/£,^,=0,1246-0,0393). Минимальное содержание всех питательных веществ наблюдается на контрольном варианте. Накопление подвижных форм азота, фосфора и калия зависит от системы удобрения. Так, максимальное содержание нитратного азота в условиях орошения наблюдается при совместном внесении полного минерального удобрения на фоне торфа и гипса, а аммонийной формы азота — на фоне навоза.

При ограниченных запасах ближнего резерва фосфора и высокой урожайности на удобренных вариантах возможно снижение содержания подвижных фосфатов (ЫРК+навоз, навоз). Внесение торфа способствует снижению содержания подвижного фосфора по Чирикову, легкодоступного фосфора по Францесону и обменного калия (возможно, за счет микробиологической активности и иммобилизации питательных веществ). Внесение гипса способствует накоплению подвижных фосфатов, особенно при совместном внесении с минеральными удобрениями.

Влияние культурного растения на СППВ в почве в течение вегетации характеризуется относительно невысокой теснотой связи (Кэф=0,1253-0,0525). Наиболее сильное влияние вид культуры оказывает на режим подвижных форм азота и калия. В условиях, когда вынос питательных веществ не компенсируется внесением минеральных и органических удобрений, влияние с.-х. культур на СППВ в почве, по-видимому, будет возрастать.

Предшествующий вариант орошения наиболее сильное влияние оказывает на накопление подвижных форм азота (КЭфф=0,0151). Специфичные состояния указывают на то, что максимально высокое содержание нитратного азота наблюдается на варианте без орошения (табл. 5). По-видимому, снижение содержания нитратного азота на орошаемых вариантах связано с его миграцией за пределы пахотного слоя. Максимальное содержание аммонийного азота отмечается на варианте орошения с предполивной влажностью 65-70 % отНВ. Содержание подвижных форм фосфора и калил на орошаемых вариантах также снижается. Это объясняется более высокой продуктивностью орошаемых агроценозов и значительным выносом питательных веществ кормовыми культурами.

Таблица 5

Влияние антропогенных факторов на содержание подвижных питательных веществ в почве в слое 0-20 см

N-nh4, N-NO3, Р2О5 к2о,

мг/кг почвы мг/кг почвы мг/100 г мг/100 г

(ранг) (ранг) (ранг) (ранг)

Предшественник

Зерновые 25-30 (6) 3-5 (2) 35-40(5) 25-30 (4)

Пропашные 5-10 (2) 15-20 (5) <20(1) 15-20 (2)

Зерно-бобовые 10-15(3) 10-15 (4) 30-35 (4) 25-30 (4)

Многолетние травы 10-15 (3) <3(1) <20 (1) 20-25 (3)

Пар 15-20 (4) 25-30 (7) 25-30 (3) >30 (5)

Озимые 5-10(2) 3-5 (2) 25-30 (3) <15(1)

Кэф 0,2254 0,1842 0,2447 0,1649

Способы основной обработки почв

Отвальная (20-22см) 15-20(4) 5-10(3) 30-35(4) 20-25(3)

Плоскорезная (12-14см) 25-30(6) 3-5(2) > 40(6) 25-30(4)

Плоскорезная (20-22см) 20-25(5) 5-10(3) >40(6) 20-30(3,4)

Безотвальная (20-22см) 20-25(5) 10-15(4) 30-40(4,5) 15-25(2,3)

К«Ь 0,2614 0,4301 0,1607 0,1468

Варианты удобрения

Контроль <5(1) 5-10(2) 15-25 (4-5) 10-15 (2)

NPK* 15-20(4) 20-25 (5) 25-30,>(6-7) 25-30 (5)

Торф 200 т 25-30(6) 5-15 (2-3) 5-10 (2) <10(1)

Торф+NPK* . > 30 (7) 15-20(4) 25-30 (6) 15-20 (3)

Гипс 5 т 20-30 (5-6) <5(1) 15-20 (4) 15-20(3)

Гипс+NPK* >30(7) 5-30 (1-7) 25-30 (6) 20-25 (4)

Навоз 20 т 10-15 (3) 15-20(4) 5-10(2) . > 30 (6)

Навоз+NPK* 15-20(4) > 30 (7) <5;5-10 (1-2) 25-30 (5)

K>t,i 0,1246 0,0393 0,0682 0,0697

Вид культуры

Люцерна 1-го года 10-20(3,4) 10-20 (2,3) 10-20 (2,3) <10(1)

Люцерна 2-го года 5-10(2) 5-10(2) 20-25(5) 15-20(3)

Люцерна 3-го года >30 (7) 10-20(3-4) 20-30 (5-6) 25-30 (5)

Кукуруза 15-20(4) 25-30 (6-7) 20-30 (5-6) 25-30 (5) .

Просо+люцерна 20-25 (5) 15-20(4) 10-15 (3) 25-30 (5)

Овес+горох 15-20 (4) 25-30(6) 5-10(1-2) <10(1)

Кэ44 0,1253 0,1094 0,0936 0,1160

Варианты орошения

Без орошения" 25-30;>(6,7) 10-15(3) 10-25(3-5) 20-25 (4)

А <5;5-15(1-3) 10-20 (3,4) 5-10(2) 20-25 (4)

В 10-20(2,3) 25-30 (6) 25-30 (6) 10-15 (2)

K*i>d> 0,0151 0,0151 0,0120 0,0067

- N90-180 Р9СМ20 К.90-120

- варианты орошения: Л - с предполивной влажностью 75-80 % от ИВ; В - вариант с пред-полнвной влажностью 65-70 % от HB.

Таким образом, аккумуляция и трансформация подвижных питательных веществ в почве осуществляется под действием различных факторов. Фундаментальные (относительно устойчивые факторы почвообразования) определяют характер процессов превращения подвижных питательных веществ и пространственные границы их аккумуляции. Во временной (или сезонной) динамике приоритетную роль играют вегетационные условия почвообразования. Краткосрочное антропогенное воздействие (смена культур, внесете удобрения и т.п.) выступает в качестве динамического фактора, что существенно влияет на уровень СППВ в период вегетации растений. Однако, при сложившейся системе землепользования длительное воздействие комплекса агротехнических мероприятий (определенная система удобрений, обработки почвы, орошения и т.д.) может оказывать стабильное (устойчивое) влияние на агрохимический статус почв (т.е. на ее потенциальные свойства поддерживать определенный уровень и соотношение питательных веществ в почве).

6. МОДЕЛИРОВАНИЕ СОДЕРЖАНИЯ ПОДВИЖН ЫХ ПИТАТЕЛЬНЫХ ВЕЩЕСТВ В ПОЧВЕ

Моделирование процессов накопления и трансформации подвижных питательных веществ в почве по существу сводится к математическому прогнозированию СППВ (Шатилов, Силин, Полев, 1996). Структура этих моделей позволяет выявить факторы, оказывающие наибольшее влияние на изменение изучаемых свойств, определяющие их устойчивость и динамику. Использование прогнозных моделей существенно упрощает и удешевляет осуществление агроэкологического мониторинга почв и координатного земледелия (Рожков и др., 1996; Напек1аиз, 8Ьгое41ег, БсИт^, 1998), базирующихся на геоинформационных технологиях.

При моделировании. агрохимических свойств почв мы сталкиваемся с определенными проблемами: с одной стороны это свойства довольно устойчивые, характеризующие обеспеченность почв элементами питания, их буферность и плодородие, с другой — агрохимические параметры подвержены значительной вариации во времени (сезонная, годовая и многолетняя динамика). Поэтому данная особенность должна найти отражение и в математических моделях СППВ в почве. В зависимости от набора параметров модели СППВ можно разделить на относительно статические (факториальные) и динамические (условные), а с учетом цели использования — на прогнозные и управляемые (частные).

Статические модели отражают агрохимический статус почвы. В них СППВ выступает как функция устойчивых генетических свойств почвы и факторов почвообразования (зональных климатических параметров, типовых, подтиповых, видовых особенностей почв, гранулометрического состава, типа элементарного геохимического ландшафта, рН, параметров гумусного состояния). А поскольку эти факторы строго привязаны к рельефу, природным зонам, почвообразующим породам и т.д., то агрохимический статус является в большей степени пространственной характеристикой почвенной системы.

Частные каналы связи с помощью логического анализа интегрированы в статических моделях СППВ:

вычн« = 30® ГХЛ ® (ПГ ® РГ ® рНв ® (Г ® ТП)); вМЧОз = ГХЛ ® (РГ ® рНв ® (Г ® ПГ ® ( ЗО ® ТП)));

81-Р205 = ПГ ® (РГ ® ЗО ® ГХЛ ® (ТП ® рНв ® Г));

81-К20 = ЗО ® ГХЛ ® Г ® ТП ® (РГ ® ГС ® (ПГ ® рНв)); где St-NH4, 81-РЮ3, вМ^Оа в^-КгО — агрохимический статус почвы, т.е. ранг содержания аммонийного и нитратного азота, подвижного фосфора и обменного калия соответственно. ЗО, ТП, Г, ПГ, РГ, ГХЛ, рНв, ГС — ранг СППВ в зависимости от зональных особенностей, типа (подтипа почвы), общего содержания гумуса, содержания подвижного гумуса, содержания разлагаемой фракции гумуса, типа элементарного геохимического ландшафта, реакции почвенного раствора, гранулометрического состава соответственно. ® - знак логической операции функции нелинейного произведения. Данные модели отражают закономерности пространственной аккумуляции СППВ в почве и могут быть использованы для агрохимической группировки почв, решения мониторинговых и оценочных задач. Для статических моделей безошибочный прогноз составляет 40-45 %, а с ошибкой в 1 ранг достигает 80-86 %.

В рамках координатного земледелия выделение контуров на основе статических пространственных моделей СППВ может осуществляться исходя из необходимости проведения единообразных агроприемов в заданном контуре. Такое дифференцированное воздействие, например, по количеству удобрений позволяет оптимизировать возможности почвы для получения заданного урожая и избежать негативного воздействия на окружающую среду.

Динамические модели агрохимических свойств почвы являются функцией крайне неустойчивых условий почвообразования и отражают изменение агрохимического состояния почв во времени. Ведущим фактором в вегетационной динамике подвижных питательных веществ является комплекс почвенно-генетических свойств, обусловливающий агрохимический статус почвы (Кэф=0,1346-0,4959). Влияние гидротермических параметров на накопление подвижных питательных веществ в почве проявляется по разному. На содержание подвижных форм азота и фосфора (по Чирикову) в большей степени влияет количество осадков, выпавших в предшествующую определению декаду, а также ГТК. На содержание легкодоступного фосфора и обменного калия температура оказывает более существенное влияние, чем осадки.

Обращает на себя внимание тот факт, что содержание обменного калия в течение вегетации четко дифференцируется по глубине, чего нельзя сказать об остальных питательных веществах (для аммонийного, нитратного азота и подвижного фосфора связь очень слабая). По-видимому, это связано с тем, что обменный калий имеет очень тесное сродство с минеральной фазой почвы и практически не мигрирует по профилю почвы. Подвижный фосфор и аммонийный азот, а тем более нитратный азот очень лабильны и в зависимости от гидротермических условий вегетации могут перемещаться по профилю на глубину промачивания вплоть до грунтовых вод (Могкоукт, 2004). Вид культурного растения (тип агроценоза) оказывает примерно одинаковое (Кэф=0,0936-0,1253) влияние на содержание всех подвижных питательных веществ. Однако по сравнению с гидротермическими факторами оно значительно ниже.

Получены динамические модели содержания подвижных питательных веществ в почве в течение вегетации:

0-1ЧН4= вЫЧНЦ ® Ос ® ГТК ® а"С ® К ® (Эвп ® Г ));

0-М03=5МЧ03 ® Ос ® (ГТК ¡8 Эвп 0 ^С ® (К ® Г ));

0-Р205 **= 51-Р205 0 Ос® ГТК® (Эвп ® 1°С ® (К®Г));

В-К20= Г ® в^КгО ® (10С ® К ® (ГТК ® Эвп ® Ос»; где В-МН4, D-NOз, В-Рг05, Э-К20 — агрохимический состояние (ранг содержания аммонийного и нитратного азота, подвижного фосфора и обменного калия в почве) ■ в определенный момент вегетационного периода. вИЧН,), БНЧОэ, 81-Р205, в^КгО -- ранг СППВ в зависимости от агрохимического статуса почвы. Ос, ^С, ГТК, - ранг СППВ в зависимости от количества осадков, суммы температур и ГТК предшествующей определению декады; К, Эвп, Г - ранг СППВ в зависимости от культуры агроценоза, этапа вегетационного периода и глубины отбора образца соответственно. ® - знак логической операции функции нелинейного произведения. Для динамических моделей безошибочный прогноз обеспечивается в 50-61 % случаев, а с ошибкой в 1 ранг в 93-96 % случаев.

Управление плодородием почв сводится к достижению и стабилизации на заданном уровне всех его параметров. Сложность отражения их сопряженных изменений в рамках единой динамической модели ведет к необходимости ее декомпозиции, т.е. построению совокупности частных динамических моделей, решение которых осуществляется независимо друг от друга и имеет более ограниченные целевые функции. Создание частных прогнозных моделей, включающих арсенал агротехнических факторов (удобрения, орошение, способы обработки почвы, элементы системы севооборотов и т.п.), позволяют подобрать оптимальный комплекс мероприятий и создать заданный агрохимический уровень питательных веществ в почве.

Для оценки агрохимического состояния почв на предпосевной период и решения вопроса об его оптимизации предлагаются частные прогнозные модели СППВ:

N-N03= Об л ( N03° ® П ® (Ор ® У ));

N-N114= Об ® П а (ШГ4° л (У ® Ор));

Р205=П®(0б®Р205^ (У® Ор));

КгО = П ® Об ® К20° ® (У ® Ор);

где П, Об, Ор, У, N0^°, М14°, Р205°, К20° — ранг содержания соответствующего питательного вещества в зависимости от предшественника, способа основной обработки почв, предшествующих вариантов орошения и удобрения, осенних запасов нитратного азота, аммонийного азота, подвижного фосфора и обменного калия; ®, V, л - знаки логических операций функции нелинейного произведения, конъюнкции и дизъюнкции. Взаимодействие между некоторыми частными каналами связи имеет не аддитивный характер (функция нелинейного произведения), а описывается логическими функциями конъюнкции и дизъюнкции. Это свидетельствует о том, что влияние некоторых антропогенных факторов на содержание определенных питательных веществ в почве может иметь доминирующий характер. Так, например, если осенний уровень СППВ и плохой предшественник обеспечивают низкое содержание аммонийного азота в почве, то они и будут определять его весенний уровень. Любой способ основной обработки почвы (дизъюнктивное взаимодействие с другими факторами) не в состоянии повысить ранг содержания аммонийного азота в почве.

С помощью полученных моделей можно прогнозировать весенний уровень СППВ в почве и при необходимости оптимизировать его. Например (по табл. 5), при посеве яровой пшеницы по пару (3 ранг содержания), при отвальной основной обработке почвы (4 ранг), на варианте без внесения удобрений (4,5 ранга) и без

орошения (4 ранг), при осеннем уровне содержания подвижных фосфатов соответствующем 5 рангу весной следует ожидать: Р205= 4 ® (4 ® 5 V (4,5 ® 3))= 4 ® (4 ® 5 V 3,75)= 4 ® 4,5= 4,25 ~ 4 ранг. Четвертому рангу содержания подвижного фосфора соответствует 30-35 мг/100 г почвы. Полученные формулы дают безошибочный прогноз в 40-50 % случаев, а с ошибкой не более 1 ранга в 66-90 % случаев. Ранее нами было установлено, что пространственная вариация агрохимических свойств почв внутри однородного почвенного конгура составляет 1-2 ранга, поэтому полученный прогнозирующий эффект информационно-логических моделей, можно признать вполне удовлетворительным.

Полученные модели позволяют установить факторы, лимитирующие содержание одного или нескольких питательных элементов и скорректировать план агротехнических мероприятий. Так, например, пропашной предшественник обеспечивает высокий уровень нитратного азота (5 ранг), но низкий уровень фосфора и калия (1 и 2 ранги соответственно), который можно повысить, проведя плоскорезную обработку зяби (6 ранг по фосфору и 4 ранг по калию). С помощью подбора оптимального способа обработки почвы, варианта орошения и удобрения можно улучшить питательный режим растений.

Частные модели СППВ можно использовать для решения определенных технологических задач (внесение удобрений, проведение подкормки и др.) в условиях конкретного хозяйства. Так, для определения дозы азотных удобрений необходимо учитывать влияние процессов текущей нитрификации на уровень СППВ. Содержания подвижных форм азота, фосфора и калия в период нитрификационной активности можно рассчитать по предложенным для этого моделям.

Можно предположить что, в интенсивном земледелии иерархия почвенных факторов, лимитирующих содержание подвижных питательных веществ в почве будет меняться и усложняться их природа, поэтому в дальнейшем модели СППВ должны сверяться, корректироваться и дополняться.

Оценка полученных моделей СППВ осуществляется путем сопоставления прогнозных значений СППВ с фактическими. В динамических моделях эффективность прогноза снижается за счет временной динамики и пространственной вариации СППВ. Однако прогноз является более точной характеристикой агрохимического состояния почвы, поскольку он отражает закономерность СППВ в определенный период, а точечное фактическое определение — случайность данного явления. Косвенной оценкой правильности прогноза может служить полевой опыт, в котором за основу при оптимизации режимов питательных веществ берется не фактическое, а прогнозируемое СППВ в почве.

7. ОЦЕНКА ЭКОЛОГИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ ПОЧВ ПО АГРОХИМИЧЕСКИМ ПАРАМЕТРАМ И ИХ УСТОЙЧИВОСТЬ К АНТРОПОГЕННЫМ ВОЗДЕЙСТВИЯМ

Вопросам изучения и оценки устойчивости природных экосистем в современном почвоведении уделяется значительное внимание. Устойчивость экосистемы — это свойство, позволяющее ей выдерживать изменения, создаваемые внешними воздействиями, или сопротивляться им (Риклефс, 1979). Многие из определений устойчивости природных систем (Глазовская, 1983; Пузаченко. 1983; Липец, 1983; НоШпд, 1973; Преображенский, 1983) могут быть отнесены и к почве. Мы придерживались

взглядов и определений предложенных И.Н. Ростовским (1993,1996). На основе современных представлений он сформулировал определение устойчивости почв «как способность почвы сохранять собственные свойства, параметры режимов и структурную организацию в некоторых пределах, определяемых естественной вариабельностью в границах ее классификационного выдела в условиях действующих внешних возмущений различной природы (в том числе и антропогенной)». Количественные методы определения степени устойчивости почв и ее пределов для таких сложных природных объектов как почва до настоящего времени проработаны недостаточно. Так, ряд авторов в качестве критерия устойчивости почв использует скорость возвращения экосистем в исходное равновесное состояние (Глазовская, 1997; 1999; Арманд, 1983) или предел устойчивости системы к данному воздействующему фактору в единицах его измерения (Глазовская, 1983; Исаченко, 1980; Росновский, 1993). В ряду параметров, ответственных за устойчивость агроэкоси-стемы, первостепенное значение имеет продуктивность агроценозов, падение которой по разным причинам ниже заданного уровня свидетельствует о переходе агро-экосистемы в неустойчивую область. Однако, снижение урожайности - это уже конечная фаза реакции агроэкосистемы на имеющиеся возмущения, которой предшествуют изменения других параметров, таких, как активность микробного сообщества, сбалансированность биогеохимических циклов элементов и др. В отношении использования агрохимических показателей (СППВ) для оценки устойчивости почв мнения разделились. Одни авторы считают, что эти показатели не отражает истинного истощения или накопления питательных элементов в почве. Другие настоятельно рекомендуют использовать данные агрохимических обследований и их динамику в качестве критерия устойчивости почв и оценки их экологического состояния (Spiegel, Huber, Baumgarten, 2004).

7.1; Оценка устойчивости почв к химическим воздействиям на основе агрохимических параметров. Содержание подвижных питательных веществ в почве на первый взгляд не может служить показателем устойчивости почв, так как оно существенно варьирует во времени и в пространстве (глава 5). Любое воздействие на почвенную систему ведет к смещению равновесного состояния и изменению содержания подвижных питательных веществ в почве. Наиболее интенсивное воздействие всех факторов почвообразования происходит в течение вегетации растений, поэтому диапазон вегетационной динамики СППВ в этот период максимален и отражает интенсивность преобладающего и частных почвообразовательных процессов. В естественных биоценозах, при относительном постоянстве факторов почвообразования и сбалансированности биогеоценотических циклов, этот диапазон довольно устойчив и определяется агрохимическим статусом почвы. Длительное и интенсивное антропогенное воздействие на почву должно вести к нарушению сложившегося динамического равновесия и смещению диапазона варьирования СППВ в ту или иную сторону за относительно короткий промежуток времени. Тенденции этих изменений можно наблюдать и на начальных этапах применения различных агротехнических приемов. Содержание ППВ в почве довольно чувствительный и универсальный показатель, поскольку реагирует на любой тип возмущения. Изменение агроценоза (биологическое воздействие), способа обработки почвы (механическое воздействие), орошение или осушение (гидрологическое и тепловое воздействие) будут смещать равновесное СППВ за пределы естественного диапазона их

вегетационной динамики. Это является признаком нарушения стабильности почвенной системы и может использоваться для оценки устойчивости почв.

Мы попытались оценить эффективность различных систем удобрения с позиций устойчивого функционирования почв, т.е. создания в них стабильного режима подвижных питательных веществ. В качестве объектов исследования выбраны типичные почвы колочной степи Предалтайской почвенной провинции — черноземы выщелоченные (два варианта), различающиеся по исходному плодородию и характеру их использования. Внесение минеральных удобрений в агроценозах является химическим воздействием на почву и может наиболее ярко продемонстрировать характер изменения диапазона варьирования СППВ в зависимости от интенсивности антропогенного влияния. С помощью информационного анализа нам удалось разделить временную и пространственную составляющие варьирования содержания ППВ. Верхняя и нижняя границы сезонной динамики были приняты нами за диапазон устойчивой вариации содержания ППВ. Полученные результаты свидетельствуют о том, что диапазон варьирования СППВ в течение вегетации на двух опытных стационарных участках отличается (табл. 6). Благодаря упругости почвенной системы, на черноземе выщелоченном среднегумусном тяжелосуглинистом даже при значительных антропогенных воздействиях как на контроле, так и на вариантах удобрения динамика содержания питательных веществ не выходит за пределы установленного диапазона. Иная закономерность прослеживается на черноземе выщелоченном слабогумусированном легкосуглинистом: на варианте с внесением калийных удобрений уровень подвижных фосфатов выходит за пределы диапазона устойчивой вегетационной динамики. Изменение содержания обменного калия в период вегетации на всех вариантах, кроме «К+навоз» также происходит за пределами нижней границы устойчивой вегетационной динамики.

Таблица 6

Содержание подвижных питательных веществ на различных вариантах удобрения в течение вегетации (по специфичным, наиболее вероятным состояниям, С)

Содержание подвижных питательных

Варианты веществ, С

удобрения мг/кг почвы мг/ 100 г почвы

n-nh4 n-no, р2о5 к20

I. Чернозем выщелоченный слабогумусированный легкосуглинистый'

Контроль 2-4 1-2 6-8 <10

К (105-120) 4-5 4-6 <4 15-20

к (105-120)+ навоз (100 т) >5 4-6 6-10 20-25

N(105-2101 pfloi-aiol Kfl05-120! 3-4 6-8 8-10 10-15

Диапазон вегетационной динамики СППВ 1 -5 1-8 4- 12 20-30

II. Чернозем выщелоченный среднегумусный тяжелосуглинистый

Контроль 5-10 5-10 15-25 10-15

N(90-180) Р (90-120)К(30-120) 20-25 15-20 25-35 25-30

Навоз (20 т) 15-20 10-20 10-15 30-35

N(90-1801 р (90-120>К,90-1201+ навоз (20 т) >30 15-20 5-15 25-35

Диапазон вегетационной динамики СППВ 5-30 5-30 5-30 10-30

- зерно-паро-пропашной севооборот, дозы удобрений за ротацию - кормовой севооборот, дозы удобрений под различные культуры.

Таким образом, чем шире диапазон вегетационной динамики ППВ, тем почва более устойчива к антропогенным воздействиям. Чем уже этот диапазон, тем легче регулировать режим подвижных питательных веществ в почве, хотя при этом возникает опасность нарушения естественной почвенной устойчивости.

Предложен безразмерный критерий устойчивости уровня СППВ в почве, который позволяет оценить и более наглядно показать воздействие антропогенных факторов на устойчивость почвенной системы:

Куст.'

X, - Хт

Хт„-Хтш

где А'/ — наиболее вероятное содержание питательных элементов на определенном варианте удобрения; ХтШ, Хтах — наиболее вероятное минимальное и максимальное содержание питательных веществ в вегетационной динамике (верхняя и нижняя границы устойчивого диапазона). Значение критерия в пределах от 0 до 1 указывает на устойчивость почвенной системы при внесении удобрений. Отрицательное значение Куап. - свидетельствует об истощении почв, а К^ > 1,0 - о стабильном повышении уровня питательных элементов в почве вплоть до загрязнения.

Контроль за диапазоном вегетационной динамики СППВ в почве позволяет выявлять скрытые формы нарушений устойчивости и достаточно оперативно поддерживать стабильность агроэкосистем, т.е. сохранять заданные характеристики параметров в течение определенного промежутка времени.

7.2. Оценка экологического состояния почв. Оценка устойчивости почвы тесно связана с вопросами «экологического нормирования». По определению И.Н. Росновского (1998) под нормальным экологическим состоянием почвы следует понимать состояние наибольшего соответствия ее структуры, свойств и функций экологическим нишам данного биологического сообщества. Норма свойства при этом будет соответствовать зоне толерантности экосистемы на градиенте данного свойства, то есть границам колебания свойства, до которого данная система не меняет значительно своих характеристик. При этом следует различать реальную норму свойства и состояния почвы, складывающейся в данной конкретной биоклиматической обстановке, а также оптимальную норму свойства и состояния - необходимую для реализации максимальной продуктивности экосистемы. Оценка устойчивости почв на основе диапазона вегетационной (временной) динамики СППВ позволяет разработать методику экологического нормирования и оценки экологического состояния почв.

Подход к определению уровней экологического состояния и терминология позаимствованы нами у экологов (Виноградов, Орлов, Снакин, 1993; Петров. 1997): Экологическая норма — предполагает устойчивое функционирование почвенной системы, что подтверждается постоянством продуктивности (плодородия), почвенных факторов и индикаторов. Экологический риск - это состояние снижения устойчивости экосистем (почв), т.е. выхода экологического фактора из зоны толерантности и приближение его к зонам максимума или минимума. Это неминуемо ведет в дальнейшем к спонтанной деградации экосистем, но еще с обратимыми нарушениями, предполагающими сокращение хозяйственного использования и планирование их улучшения. Экологический кризис — представляет собой такое со-

стояние почвенных факторов, которое сопровождается снижением продуктивности и потерей устойчивости почвенных систем, стабильным изменением экологических индикаторов и свойств.

С экологической точки зрения наиболее оптимальным является преобразование природных ландшафтов без изменения их биологической продуктивности. Динамика СППВ в агроценозах с бездефицитным балансом органического вещества должно происходить в рамках устойчивого диапазона вегетационной динамики СППВ. Полученные результаты свидетельствуют о том, что восполнение органического вещества в почве за счет структуры севооборота на 100-170 % обеспечивает уровень питательных веществ в почве, соответствующий зоне толерантности (т.е. средней области их вегетационной динамики). Этот уровень можно принять за норму (рис. 4). При дефицитном балансе ОВ (60 % от минерализации) вегетационная динамика СППВ осуществляется в диапазоне, близком к максимуму или минимуму (экологическое состояние, соответствующее уровню риска), а при балансе в 45% от минерализации — за пределами типичного для данных почвенных условий диапазона (уровень кризиса). Уровень содержания нитратного азота в почве, по-видимому, не следует использовать в качестве критерия экологического состояния, поскольку он создает некоторую неопределенность в оценке обеспеченности почв азотом и экологического состояния почв. Увеличение содержания нитратного азота в почве может свидетельствовать о развитии деградационных процессов — дегумификации. И наоборот уменьшение содержания нитратов в севооборотах с многолетними травами является результатом улучшения экологического состояния почв.

170 100 60 45

Диапазон устойчивой вегетационной динамики СППВ

170 100 60 45 170 100 60 45

Баланс OB, % от минерализации I I - 1 ««Ж - 2 НИШ

Рис. 4. Содержание подвижных форм азота, фосфора и калия в черноземах колонной степи при различном балансе органического вещества в почве (1 — норма; 2 — риск; 3 - кризис)

Для того чтобы максимально использовать способность почв к саморегуляции необходимо обеспечить бездефицитный баланс органического вещества в севообо-

роте. Дефицит органического вещества ежегодно поступающего в почву и антропогенное усиление процессов минерализации можно уменьшить за счет структуры севооборотов. Замена чистых паров на сидеральные, увеличение доли полей с многолетними травами, запахивание соломы и др., позволит поддерживать экологического состояния почв в пределах нормы и обеспечит удовлетворительное агрохимическое состояние почв в течение всего периода вегетации. Одновременно, для получения планируемого уровня урожайности сельскохозяйственных культур необходимо обеспечить оптимальное соотношение ППВ в почве.

8. ОПТИМИЗАЦИЯ МИНЕРАЛЬНОГО ПИТАНИЯ РАСТЕНИЙ

Сегодня для специалистов вопрос о необходимости применения удобрений является неоспоримым. Для диагностики обеспеченности почв азотом, фосфором и калием и потребности растений в удобрениях для различных культур и почвенно-климатических зон предложены индексы и шкалы обеспеченности (Петербургский, Никитишен, 1969; Гамзиков, 2000; Ермохин,1995; Прокошев, Дерюгин, 2000; Якименко, 2003).

Основным критерием оценки оптимальности свойств почв является урожайность с.-х. культур. На основе информационно-логических моделей урожайности (Бурла-ковой,1984; Рассыпнов,1990) с учетом стандартных сроков обследования (перед посевом) и индивидуальной требовательности различных культур (яровой пшеницы, кукурузы, сахарной свеклы, многолетних трав) определены оптимальные уровни СППВ (табл. 7). Предлагаемая группировка почв свидетельствует о том, что низкий, оптимальный и высокий уровень питательных веществ для различных культур значительно разнится: например, при содержании нитратов 15-20 мг/кг почвы яровая пшеница недостаточно обеспечена азотом, сахарная свекла - низко обеспечена, а для кукурузы такой уровень характеризуется как повышенный.

Таблица 7

Группировка почв по СППВ в почве с учетом потребности сельскохозяйственных культур (соответствующего ранга урожайности)

Обеспеченность N-N03, мг/кг почвы Р205, мг/100 г почвы К20, мг/100 г почвы

культур (ранг урожайности) (ранг урожайности) (ранг урожайности)

Яровая пшеница

Очень низкая 5-10(3-4) - < 10(2)

Низкая 10-15(4-5) <5(3) 10-15(4)

Недостаточная 15-20(6) 5-10 (4) 15-20 (6)

Оптимальная >20 (7) 10-15 (7) 20-25 (7)

Повышенная - 15-20 (6) 25-30 (3)

Высокая - > 20 (4) > 30 (2)

Сахарная свекла

Очень низкая 10-15 (3) - <10(1)

Низкая 15-20 (4) < 15 (2) 10-15(3)

Недостаточная 20-25 (6) 15-25 (4) 15-30(4)

Оптимальная 25-30 (7) 25-30 (6-7) 30 -35 (7)

Повышенная > 30 (3) > 30 (6) > 35 (6)

Высокая - - -

Обеспеченность растений одним из элементов питания зависит от содержания в почве других питательных веществ. К примеру, при содержании нитратного азота 25-30 мг/кг данный уровень будет оптимальным для выращивания сахарной свеклы только при содержании подвижных фосфатов 25-30 мг/100 г почвы и калия 30-35 мг/100 г почвы. При более высоком уровне подвижного фосфора и обменного калия данный уровень азота в почве будет недостаточным. В связи с этим становится очевидным несостоятельность «жестких» агрохимических группировок почв предлагаемых различными авторами и используемых Агрохимслужбой для оценки и мониторинга пахотных почв, а также для оптимизации минерального питания растений.

Метод оптимизации (Бурлаковой,1990), основанный на критериях оптимальности СППВ, позволяет сбалансировать уровень содержания подвижных питательных элементов в каждой конкретной почве и создать гармоничное соотношение питательных веществ, при котором формируется максимально возможная урожайность сельскохозяйственных культур. Для этого вводится коэффициенты оптимизации по основным элементам питания.

Испытание оптимизационных доз под яровую пшеницу осуществлялось на производственных полях (10 хозяйств) в различных почвенно-климатических условиях. В сухой степи по хорошим предшественникам (пар, пшеница по пару) при внесении оптимизационной дозы фактическая урожайность превысила запланированную, а прибавка достигла 0,55-0,78 т/га. Эффективность оптимизации резко снижается при низкой культуре земледелия (высокая засоренность). Внесение удобрений под яровую пшеницу, следующей третьей культурой после пара не позволило получить планируемой урожайности и достоверной прибавки. В засушливой степи оптимизационная доза позволила получить планируемую урожайность 2,5 т/га, прибавка по пшенице составила 0,78 т/га, по кукурузе полученная прибавка оказалась недостоверной. Эффективность минеральных удобрений во многом зависит от соблюдения технологических требований при возделывании интенсивных культур. Не соблюдение этих требований приводит к тому, что даже при относительно благоприятных погодных условиях, урожайность яровой пшеницы не превышает 1,17-1,38 т/га, а оптимизационная доза позволяет повысить урожайность только на 0,22 т/га, при этом запланированного уровня урожайности достичь не удалось. В умеренно засушливой степи в среднем прибавка от оптимизационных доз составляет 0,13-0,32 т/га. Даже паровой предшественник при благоприятных погодных условиях обеспечивает урожайность яровой пшеницы не более 1,47-1,67 т/га, что значительно ниже действительно возможной.

В условиях учхоза «Пригородное» Первомайского района мы попытались установить влияние баланса органического вещества (БОВ) в севообороте и предшественников на эффективность оптимизационных доз под яровую пшеницу. При бездефицитном балансе органического вещества (который обеспечивается за счет замены чистых паров сидеральными) фактическая урожайность соответствует прогнозируемой (2,01 т/га), оптимизация минерального питания позволяет получить прибавку 0,28 т/га. Дефицитный баланс в севообороте, покрывающий минерализацию органического вещества почвы только на 60 %, ведет к снижению плодородия почв (1,41 т/га на контроле), а эффективность от применения оптимизационных доз составляет 0,24 т/га. При остро дефицитном балансе органического вещества в се-

вообороте (40-46 % от минерализации), возрастает влияние предшественника на урожайность яровой пшеницы: Размещение интенсивного сорта Омская-28 после озимой пшеницы позволяет получить планируемую урожайность (2,15 т/га) даже без удобрений, а оптимизационные дозы удобрений дают прибавку 1,37 т/га.

Дополнительный чистый доход от применения оптимизационных доз удобрений достигается только при получении прибавок более 0,3 т/га. Использование дешевых местных удобрений (сульфата аммония) позволяет получить дополнительный чистый доход даже при прибавках 0,1-0,2 т/га, при этом рентабельность производства повышается на 16-29 %. Устойчивая прибыль, дополнителый доход в размере 2741-3200 руб./га и повышение рентабельности производства отмечается при получении прибавок от оптимизации 0,78-1,28 т/га. Однако даже при получении значительного дополнительного дохода (610-3504 рубУга), когда прибавки достигают 0,39-1,54 рентабельность производства на вариантах с использованием оптимизационных доз может оказаться значительно ниже, чем на вариантах без применения удобрений. Это связано с дополнительными затратами на доработку и реализацию дополнительной продукции, неоправданно завышенными ценами на специальную технику, горючее, транспортировку и т.п..

Точность оптимизационных доз зависит от адекватности агрохимической оценки почв перед посевом. Это осложняется наличием пространственной и временной динамики СГОТВ в пределах контура хозяйственного поля. Агрохимическое обследование должно проводиться очень оперативно, непосредственно перед посевом, что затруднительно в производственных условиях. По нашему мнению эта задача может быть решена с помощью частных прогнозных моделей СППВ в почве. Дня проверки математического прогноза на полях учхоза «Пригородное» весной было определено содержание нитратного азота, подвижного фосфора и обменного калия (табл. 8). Оптимизационные дозы удобрений рассчитывали по результатам агрохимического обследования и по прогнозным моделям.

Таблица 8

Содержание подвижных питательных веществ по результатам агрохимического анализа и математическому прогнозу и эффективность оптимизационных доз удобрений под яровую пшеницу

Поле, севооборот Содержание подвижных питательных веществ Оптимиз. доза удобрений Урожайность т/га Прибавка, т/га

N-N03, мг/кг почвы р2о5, мг/100г почвы к20, мг/100г почвы План. Факт.

5 мая 2005

контроль 0,72

5/1 6,8 63,7 28,7 n«0 1,5 0,86 0,14

контроль 1,53

1/1 4,6 81,0 15,7 м<,„к35 2,0 1,75 0,22

По прогнозным моделям

5/1 2,0-3,0 30-40 25-30 n,05 1,5 0,82 0,10

1/1 <2,0 30-35 25-35 м135р;!4 2,0 2,56 1,03

НС1*=0,34

На поле 5/1 пшеница шла последней культурой севооборота, поэтому расчет производился на планируемую урожайность яровой пшеницы 1,5 т/га. Результаты полевого опыта показали, что внесенные удобрений расходовались не на формирование урожайности, а на воспроизводство почвенного плодородия — урожайность на удобренных вариантах отличалась от контроля несущественно. На поле 1/1 планировался более высокий уровень урожайности 2,0 т/га. Посев пшеницы по просу, на второй год после оборота пласта многолетних трав хорошо отозвался на оптимизационные дозы удобрений. На варианте с оптимизационной дозой, рассчитанной по агрохимическому обследованию, получена урожайность близкая к планируемой, однако прибавка по отношению к контролю оказалась недостоверной. На варианте, где оптимизационная доза рассчитывалась по прогнозным моделям СППВ, прибавка урожайности составила 1,03 т/га.

На основе частных моделей, можно прогнозировать количество азота текущей нитрификации в зависимости от содержания в почве гумуса, зональных Почвенно-климатических условий, предшественника и длительности нитрификационного периода. Для проверки этих моделей в условиях производства испытывалось три варианта удобрений: 1) хозяйственная доза КйоРзо', 2) оптимизационная доза (по Бур-лаковой) Т^Рм; 3) оптимизационная доза с учетом прогноза нитрификации ^т8оР,4. По результатам весеннего агрохимического обследования содержание нитратов в почве обеспечивало 3 ранг урожайности, а прогнозируемое содержание N-N03 в период интенсивной нитрификации — 5 ранг урожайности, в связи с чем, доза азотных удобрений сократилась на 25 кг д.в./га. Несмотря на неблагоприятные погодные условия вегетации (избыточное увлажнение) на вариантах с оптимизационными дозами удобрения получены достоверные прибавки урожайности (0,11-0,22 т/га). За счет сокращения (по сравнению с хозяйственной дозой) затрат на фосфорные удобрения (а в последнем варианте и на азотные) чистый доход и уровень рентабельности на варианте с учетом нитрификационной способности почв оказался самым высоким. С экологической точки зрения данный вариант удобрения способствовал более полному использованию почвенного азота и сокращению непроизводительных потерь за счет миграции и денитрификации.

ВЫВОДЫ

1. Основной чертой агрогенеза в условиях черноземной зоны является прогрессирующее снижение содержания гумуса в почвах. Источниками азота в агроценозах являются органические корневые и пожнивные остатки и разлагаемая фракция гумуса. На основе анализа литературы установлено, что для почв исследуемого региона соотношение негидролизуемого, трудно- и легкогидролизуемых фракций азота в черноземах колочной степи составили 70 : 13 : 15, а для лесостепной зоны 57 : 18 : 22. Фракционный состав азота по данным различных авторов имеют региональную специфику и подвержен изменению во времени. Содержания аммонийного азота линейно возрастает с увеличением содержания подвижного ОВ и доли разлагаемого гумуса. Максимальный уровень нитратов в почве отмечается при содержании 0,10-0,15 % подвижного ОВ и при Г/Гкяср=1,4-1,6.

2. В результате развития антропогенеза в почвах отмечается изменение соотношения активной и инертной фракций гумуса. Критический уровень содержания гумуса отмечается у черноземов предгорных равнин (Г/Г„„ер=0,9-1,2). В черноземах колочной степи этот показатель составляет 1,2-1,5, для дефлированных почв засушливой степи - 0,4-1,2, в сильно эродированных почвах (Г7Гв„ер=0,4-0,7). Данный показатель предлагается использовать для оценки экологического состояния почв.

3. Содержание органических фосфатов составляет 45 % от его валового количества. В выщелоченных черноземах типичной лесостепи преобладают растворимые фосфаты I, II групп, а в аналогичных почвах колочной степи - труднорастворимые фосфаты III группы. Фракционный состав фосфатов определяется содержанием физической глины, карбонатов, гумуса, реакцией почвенного раствора и их изменением в результате антропогенеза.

4. Источниками калия в исследуемых черноземах являются полевые шпаты и гидрослюды. Соотношение форм калия в черноземах различных подтипов и поч-венно-климатических зон обусловлено гранулометрическим составом: в глинистых, тяжело- и среднесуглинистых почвах предгорных и аккумулятивных равнин Пре-далтайской провинции отмечается повышенное содержание гидролизуемой и необменной форм калия. В средне- и легкосуглинистых черноземах колочной степи -высокий уровень обменного калия (до 40 мг/100 г почвы).

5. Длительное сельскохозяйственное использование почв способствует формированию агрогенных уровней СППВ обусловленных типом севооборота. Наиболее обеспечены подвижными фосфатами почвы под овощными (более 300 мг/кг почвы) и пропашными севооборотами (200-300 мг/кг почвы), в меньшей степени -под свекловичными и зерновыми (140-200 мг/кг почвы). Высокий уровень обменного калия отмечается в зерновых (более 300 мг/кг) и свекловичных севооборотах (200-250 мг/кг), средняя обеспеченность калием - в овощных (150-250 мг/кг почв), низкий уровень в кормовых (100-150 мг/кг почв) и пропашных севооборотах (менее 100 мг/кг почвы).

6. Уровень содержания подвижных питательных веществ в почве является не только результатом общих почвообразовательных и микропроцессов, но и оказывают непосредственное влияние на их развитие. Содержание нитратного азота в почве отражает интенсивность процесса нитрификации, сумма минеральных форм азота (нитратного и аммонийного) характеризует развитие процесса минерализации. Взаимозависимость содержания подвижных питательных веществ в почве свидетельствует о механизме обратной связи в процессах превращения и динамики СППВ. Это означает, что они являются не только результатом общих почвообразовательных и микропроцессов, но и оказывают непосредственное влияние на их развитие.

стояние почвы - это значение агрохимических параметров в определенный момент времени, соответствующий неравновесному состоянию почвенных процессов под действием динамических (вегетационных) условий почвообразования.

8. Разработаны статические модели СППВ в почве, отражающие агрохимический статус почв и закономерности пространственной аккумуляции СППВ. Параметрами статических моделей являются: зональных почвенно-климатические условий, типовые, подтиповые, видовые особенности почв, элементарный геохимический ландшафт, содержания гумуса и его разлагаемых фракций, рН, гранулометрический состав почв. Безошибочный прогноз данных моделей составляет 40-45 %, а с ошибкой в 1 ранг достигает 80-86 %.

9. Параметрами динамических моделей СППВ являются: гидротермические условия вегетации (количество осадков, температура, ГТК), этап вегетационного периода, глубина отбора образцов, осеннее СППВ в почве. Значимость этих факторов и количественные параметры связей интегрированы в динамические модели СППВ, позволяющие прогнозировать на ближайшую перспективу агрохимическое состояние почв (СППВ) в течение всего периода вегетации. Для динамических моделей безошибочный прогноз обеспечивается в 50-61 % случаев, а с ошибкой в 1 ранг в 93-96 % случаев.

10. Для характеристики пространственной вариации и временной динамики свойств почв преложен информационный параметр - неопределенности канала связи, позволяющий дать объективную оценку степени вариабельности. Ведущим фактором вегетационной динамики СППВ в почве являются зональные гидротермические условия. Максимальная неоднородность по содержанию нитратного азота внутри полей отмечается в первой половине вегетации (май, июнь), в основном она обусловлена контрастностью. К концу вегетационного периода внутрипольная неоднородность по СППВ снижается. Дано обоснование сроков агрохимического обследования почв. Наиболее объективно уровень содержания нитратного азота и обменного калия в почве в течение вегетации отражают результаты обследования, осуществляемые в I декаде июня, подвижного фосфора — в I декаде июля.

11. Установлены степень связи и количественные характеристики СППВ в почве в зависимости от сочетания удобрений, предшественника, способа основной обработки почв, нормы орошения, баланса органического вещества в севообороте. Полученные закономерности интегрированы в частные модели СППВ и позволяют установить факторы, лимитирующие содержание одного или нескольких питательных элементов и скорректировать план агротехнических мероприятий. Предложены частные модели содержания нитратного азота в почве, которые позволяют прогнозировать содержание азота текущей нитрификации и использовать его при расчете доз азотных удобрений под сельскохозяйственные кулыуры.

12. Каждая почва характеризуется индивидуальным диапазоном вегетационной динамики СППВ, который обусловлен почвенно-генетическими свойствами (агрохимическим статусом) и может использоваться в качестве критерия их устойчивого функционирования. Чем шире диапазон вегетационной динамики СППВ, тем почва более устойчива к антропогенным воздействиям. Чем уже этот диапазон, тем легче регулировать режим подвижных питательных веществ в почве.

■ 13. Диапазон вегетационной динамики СППВ в почве при бездефицитном балансе ОВ в севообороте определяет норму их экологическое состояния. Для черноземов выщелоченных и обыкновенных колочной степи в условиях учхоза «Пригородное» она составляет: содержание обменного аммония 15-35 мг/кг, подвижного фосфора 25-45 мг/100 г и обменного калия 15-40 мг/100 г почвы. Баланс органического вещества в агроценозе в 60 % от минерализации соответствует экологическому состоянию риска, а в 45 % от минерализации — состоянию кризиса. Для поддержания устойчивого уровня СППВ в почве необходимо обеспечивать бездефицитный баланс органического вещества и питательных элементов в почве.

14. На основе моделей плодородия почв дано обоснования оптимальных уровней СППВ в почве различных агроценозов. Доказана невозможность существования единого фиксированного оптимума содержания питательных веществ в почве. Оптимальное содержание каждого питательного элемента зависит от соотношения сопутствующих элементов питания.

15. Расчет оптимизационных доз па основе математического прогноза СППВ в почве представляет собой альтернативную возможность агрохимическому обследованию почв перед посевом.

ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВУ

Предложения производству касаются процесса организации агрохимического мониторинга и разработки системы управления почвенным плодородием, осуществляемого Агрохимслужбой.

1. Для агрохимического мониторинга пахотных почв рекомендуется использовать статические модели СППВ. Результаты прогноза отражают изменение агрохимического статуса почв под действием антропогенеза. Для верификации и корректировки моделей в качестве базы данных можно использовать материалы текущего крупномасштабного почвенного картирования.

2. При проведении агрохимического обследования почв и определения СППВ отбор почвенных образцов рекомендуется проводить в строго определенные сроки: нитратного азота и обменного калия в I декаде июня, подвижного фосфора - в I декаде июля.

3. При расчете доз минеральных удобрений и оптимизации питательного режима растений рекомендуется учитывать прогнозное содержание нитратного азота на период активной нитрификации по частным динамическим моделям СППВ.

4. Для сохранения устойчивого уровня СППВ в почве и поддержания экологического состояния почв в пределах нормы необходимо обеспечить бездефицитный баланс органического вещества в севообороте всеми известными способами (замена чистых паров сидеральными, запахивание соломы и использование органических удобрений).

ОСНОВНЫЕ РАБОТЫ, ОПУБЛИКОВАННЫЕ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

Монография:

1. Пивоварова Е.Г. Калийное состояние почв и его моделирование в условиях Алтайского Приобья - Барнаул: Изд-во АГАУ, 2005. 160 с.

Работы в изданиях по списку ВАК:

1. Пивоварова Е.Г. Влияние калийных удобрений на содержание форм калия в почве и урожайность с/х культур II Агрохимия.- 1993.- № 2.- С.44-49.

2. Пивоварова Е.Г. Управление агрохимическими свойствами почв с помощью прогнозных моделей // «Агрохимия». - 2005. - № 12. - С. 5-10.

3. Бурлакова Л.М., Пивоварова Е.Г., Соврикова Е.М. К оценке экологического состояния почв // «Плодородие», 2005. - № 5. - С. .2 / ~ 3 3.

4. Пивоварова Е.Г. Прогнозирование нитрификационной способности и содержания подвижных форм азота в почве для оптимизации минерального питания растений // Агрохимический вестник. 2005, № 1. — С 10-13.

Учебно-методические пособия:

1. Морковкин Г.Г., Пивоварова Е.Г. Лабораторный практикум по почвоведению. Часть 1. Геология // Уч. пособие (гриф УМО) - Барнаул, 2001.- 71с.

2. Пивоварова Е.Г. Статистические методы в агрономических исследованиях // Методическое пособие.- Барнаул, 2001.- 51 с.

3. Пивоварова Е.Г., Морковкин Г.Г. Анализ физико-химических и химических свойств почв И Лабораторный практикум по почвоведению. Часть 2 / Изд-во АГАУ, 2005.45 с.

Научные статьи:

1. Пивоварова Е.Г. Аккумуляция некоторых форм калия в почвах различных геохимических ландшафтов // Проблемы повышения плодородия почв в условиях Алтайского края.-Новосибирск, 1984.-С.-97-103.

2. Валовой калий в алтайских черноземах и его связь с минералогическим составом // Земельно-оценочные проблемы и рациональное использование земли в Алтайском крае.- Барнаул,1986.-С.32-41.

3. Пивоварова Е.Г. Содержание форм калия в выщелоченном черноземе под пшеницей // Факторы плодородия почв и их регулирование.- Новосибирск,1985.-С.88-96.

4. Пивоварова Е.Г. Формы калия в почвах лесостепи и предгорий Алтайского края//Почвенно-агрохимические исследования в Сибири.- Барнаул, 1999.-С. 18-24.

5. Пивоварова Е.Г. Гидролизуемая форма калия как показатель обеспеченности почв калием и основа оптимизации минерального питания растений на примере кормовой свеклы И Вестник Алтайского Государственного аграрного университета,-Барнаул, 2001.-№ 4.-С. 218-221.

6. Пивоварова Е.Г, Оптимизация минерального питания семенников кормовой свеклы в условиях лесостепной зоны и предгорий Алтая // Вестник Алтайской науки. Проблемы агропромышленного комплекса.-2001.-№ 1.-С. 214-217.

7. Пивоварова Е.Г. Параметры гумусного состояния и интенсивности деградаци-онных процессов в почвах // Вестник АГАУ, № 3,- Барнаул, 2002.- с. 119-123.

8. Бурлакова JI.M., Пивоварова Е.Г. К вопросу о динамике элементов-биофилов в почвах лесостепи и предгорий Алтайского края // Тезисы докл. К II Международной научно-практической конференции. Т. 1- Семипалатинск, 2002,- с.293-297.

9. Пивоварова Е.Г. Оценка изменений активной фракции гумуса и содержания подвижных элементов питания в почвах Предалтайской почвенной провинции // Роль почвы в формировании ландшафтов. Труды межд. конф. 9-12 июня 2003 г., Казань, Изд-во «Фэн». С.198-200.

10. Пивоварова Е.Г. Оптимизация минерального питания яровой пшеницы с учетом предшественников в условиях сухой степи Алтайского края // Тезисы докл. К межд. науч-практ. конференции, Часть II.- Барнаул, 2003.- с.134-136.

11. Дробышев А.П., Пивоварова Е.Г. Влияние предшественников и способов основной обработки почв на динамику подвижных питательных элементов в почве // Тезисы докл. К междунар. науч-практ. конференции, Часть П.- Барнаул, 2003.-с.136-138.

12. Пивоварова Е.Г. Динамика подвижных питательных элементов в почвах Алтайского края как индикатор их деградации // Кулундинская степь: прошлое, настоящее, будущее // Материалы III междунар. Науч-прак. Конференции. Барнаул,

24-27 июня 2003,-227-233.

13. Пивоварова Е.Г. Прогнозные модели агрохимических свойств почв // Почвоведение и агрохимия в XXI веке// Сборник материалов международной научно практической конференции (9-10 октября 2003 г.).- Ташкент, 2004,- С. 377-382.

14. Пивоварова Е.Г. Влияние современных условий почвообразования на изменение информационных моделей плодородия почв // Геоэкологические проблемы почвоведения и оценки земель// Материалы научно-практической конференции

25-26 сентября 2003г.- Барнаул, 2003.-128-131.

15. Пивоварова Е.Г. Оценка пространственной вариации свойств почв с помощью параметров информационно-логического метода // Почвы Национальное достояние России // Материалы IV съезда Докучаевского общества почвоведов. — Новосибирск, 2004,- с. 617.

16. Бурлакова Л.М., Пивоварова Е.Г. К оценке степени деградации почв по содержанию в них подвижных питательных веществ // Почвы Национальное достояние России // Материалы IV съезда Докучаевского общества почвоведов. — Новосибирск, 2004,- с. 37.

17. Морковкин Г.Г., Пивоварова Е.Г. Изменение минеральных форм фосфора и калия в почве под действием органических и минеральных удобрений // Материалы XLIII научно-технической конференции Челябинского государственного агроин-женерного университета. Часть 3. Челябинск: ЧГАУ.2004. С. 351-353.

18. Burlakova L.M., Pivovarova E.G. Evaluation of Soil Stability to Chemical Influences // Eurosoil 2004 Abstracts. September 4 to 12. Freiburg, Germany// P. 50.

19. Пивоварова Е.Г. Влияние гидротермических параметров на режим питательных веществ в черноземных почвах // Доклады к Ш международной научно-практической конференции «Тяжелые металлы, радионуклиды и элементы-биофилы в окружающей среде» (7-9 октября 2004). - Т. 1. - С. 435-439.

20. Пивоварова Е.Г. Роль пространственной и временной динамики в оценке и прогнозировании почвенных свойств // Вестник АГАУ, 2004. № 4(16). — С. 82-86.

21. Пивоварова Е.Г. Агрохимические индикаторы экологического состояния почв // Биосферные функции почвенного покрова// Тезисы докл. к конф. Пущино, 2005.-С. 75-76.

22. Бурлакова JT.M., Пивоварова Е.Г. Содержание подвижных питательных веществ как индикатор устойчивости // Известия аграрной науки. Тбилиси,2005. -Т.З.-№1.-С. 38-43.

23. Пивоварова Е.Г. Агрохимический мониторинг и устойчивость агроэкосистем // Роль почв в сохранении устойчивости ландшафтов и ресурсосберегающее земледелие: Мат-лы м.-н. науч.-прак. конференции. Пенза, 5-10 сентября, 2005 г. - Пенза, 2005,-С. 57-59.

24. Пивоварова Е.Г. Моделирование пространственной вариации и временной динамики агрохимических свойств почвы // Экспериментальная информация в почвоведении: теория и пути стандартизации: Тр. Всерос. конференции, 20-22 декабря, Москва, МГУ, 2005. - С.58-60.

25. Пивоварова Е.Г. Влияние антропогенных воздействий на изменение содержания подвижных питательных веществ в почве // Вестник АГАУ, № 2 (18), июнь. — Барнаул, 2005.- с. 22-27.

26. Burlakova L.M., Pivovarova E.G. Using of agrochemical parameters for the estimation of an ecological condition of soils and their stability to anthropogenious influences // Soil protection strategy — needs and approaches for policy support: Book of abstracts. International conference, 9-11 March 2006. - IUNG-PIB, Pulawy, Poland. - P. 113-114.

27. Пивоварова Е.Г. Оптимизация минерального питания растений на основе прогноза содержания подвижных питательных веществ в почве // Аграрная наука — сельскому хозяйству: сб. статей. В 3 кн./ Меж-нар. науч.-прак. конф. Барнаул: Изд-во АГАУ, 2006. - Кн. 1. - С. 34-36.

_JIP № 020648 от 16 декабря 1997 г._

Подписано в печать 17.04.2006 г. Формат 60x84/16. Бумага для множительных аппаратов. Печать ризографная. Гарнитура «Times New Roman». Усл. печ. л. 2,5. Тираж 100 экз. Заказ № 15.

Издательство АГАУ 656049, г. Барнаул, пр. Красноармейский, 98, тел. 62-84-26

Содержание диссертации, доктора сельскохозяйственных наук, Пивоварова, Елена Григорьевна

Введение !

ГЛАВА 1. ПРОБЛЕМЫ ОЦЕНКИ И УПРАВЛЕНИЯ АГРОХИМИЧЕСКИМИ ПАРАМЕТРАМИ ПОЧВ

1.1. Современные тенденции и причины изменения агрохимических параметров почв

1.2. Современные подходы в управлении агрохимическими свойствами почв и оптимизации минерального питания растений

1.3. Проблемы терминологии и идентификации данных агрохимического обследования почв

ГЛАВА 2. ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ.

2.1. Объекты исследования

2.2. Методы исследований

2.3. Характеристика факторов почвообразования

ГЛАВА 3. ХАРАКТЕРИСТИКА ПОЧВ И ИЗМЕНЕНИЕ ИХ СВОЙСТВ

В ХОДЕ ПОЧВООБРАЗОВАНИЯ

3.1. Характеристика почвенного покрова и его изменение в современных условиях

3.2. Изменение гранулометрического, химического и минералогического состав почв под действием почвообразования

3.3. Характеристика гумусного состояния черноземных почв и его изменение в ходе антропогенеза

ГЛАВА 4. ФОРМЫ ОСНОВНЫХ ПИТАТЕЛЬНЫХ ВЕЩЕСТВ В ПОЧВАХ И ИХ РОЛЬ В ПОЧВООБРАЗОВАНИИ

4.1. Источники соединений азота и их трансформация в почвах

4.2. < Источники и формы почвенных фосфатов

4.3. Источники и формы калия

4.4. Роль подвижных питательных веществ в почвообразовательных микропроцессах

ГЛАВА 5. ФАКТОРЫ АККУМУЛЯЦИИ И ТРАНСФОРМАЦИИ ПОДВИЖНЫХ ПИТАТЕЛЬНЫХ ВЕЩЕСТВ В ПОЧВЕ

5.1. Влияние факторов почвообразования и почвенно-генетических свойств на содержание подвижных питательных веществ в почве

5.2. Закономерности пространственной вариации содержания подвижных питательных веществ в почве

5.3. Факторы сезонной динамики содержания подвижных питательных веществ в почве

5.4. Влияние антропогенных факторов на содержание подвижных питательных веществ в почве

ГЛАВА 6. МОДЕЛИРОВАНИЕ СОДЕРЖАНИЯ ПОДВИЖНЫХ ПИТАТЕЛЬНЫХ ВЕЩЕСТВ В ПОЧВЕ

6.1. Статические модели СППВ

6.2. Динамические модели СППВ

6.3. Частные модели управления СППВ

6.4. Верификация моделей СППВ

ГЛАВА 7. ОЦЕНКА ЭКОЛОГИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ ПОЧВ ПОАГРОХИМИЧЕСКИМ ПАРАМЕТРАМ И ИХ УСТОЙЧИВОСТЬ К АНТРОПОГЕННЫМ ВОЗДЕЙСТВИЯМ

7.1. Оценка устойчивости почв к химическим воздействиям на основе агрохимических параметров

7.2. Оценка экологического состояния почв

ГЛАВА 8 ОПТИМИЗАЦИЯ МИНЕРАЛЬНОГО ПИТАНИЯ РАСТЕНИЙ

8.1. Критерии окультуренности почв и оптимальности их агрохимических свойств

8.2. Условия эффективности применения метода оптимизации минерального питания под яровую пшеницу

8.3. Оптимизация минерального питания растений на основе прогноза содержания подвижных питательных веществ в почве

ВЫВОДЫ

ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВУ

Введение Диссертация по сельскому хозяйству, на тему "Подвижные питательные вещества в почвах, их роль в почвообразовании и продуктивности агроценозов"

Содержание подвижных питательных веществ (СППВ) является одним из основных показателей эффективного плодородия почв. Для выявления и оперативной оценки изменения данных показателей осуществляется агрохимический мониторинг почв сельскохозяйственного назначения. Одним из достоинств практического использования агрохимических параметров (и СППВ в частности) является то, что они наиболее легко (оперативно) определяемы, регулируемы, информативны и отражают состояние почвенной системы в любой момент времени. Большинство проблем, связанных с эффективным использованием результатов агрохимического обследования территорий, обусловлено значительной вариабельностью СППВ во времени и пространстве. Отсутствие количественных параметров, характеризующих зависимость СППВ от естественных и антропогенных факторов, затрудняет целенаправленное регулирование почвенных процессов и продуктивности агроценозов. Необходимость математического моделирования накопления, трансформации и расходования подвижных питательных веществ в почве диктуется развитием геоинформационных технологий и координатного земледелия (Рожков и др., 1996; НапеЫаиэ, 8Ьгоес1ег, БсИт^, 1998).

Гораздо реже СППВ используется в качестве индикатора, характеризующего направление и интенсивность почвообразовательного процесса, в частности в агрогенезе. Между тем, СППВ является пограничной формой в системе почва-растение-удобрение. Именно подвижные формы питательных веществ принимают непосредственное участие в биогеохимическом круговороте. Выявление факторов и степени их влияния на СППВ в почве позволяет понять режимы функционирования различных сторон почвенной системы, механизма ее саморегуляции и устойчивости в биосфере.

Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:

Обобщить современные представления об источниках и формах азота, фосфора и калия в почвах Предалтайской почвенной провинции;

Установить роль подвижных питательных веществ в почвообразовательных микропроцессах и антропогенезе черноземных почв;

Оценить степень влияния естественных и антропогенных факторов в накоплении и трансформации подвижных питательных веществ в почвах и разработать прогнозные модели СППВ; Определить степень влияния различных факторов на пространственную вариацию и сезонную динамику содержания подвижных питательных веществ (СППВ) в черноземах; Разработать приемы оценки экологического состояния и устойчивости почв к антропогенным воздействиям на основе СППВ; Разработать предложения по практическому применению прогнозных моделей в оптимизации минерального питания агроценозов и при мониторинге СППВ в почвах.

Научная новизна. Определены современные тенденции изменения содержания подвижных питательных веществ в пахотных почвах Предалтайской провинции: истощение источников минеральных форм азота, увеличение содержания подвижных фосфатов, снижение уровня обменного и особенно необменных форм калия. В работе предлагается разделение понятий агрохимического статуса и агрохимического состояния почв, основанное на дифференциации факторов и условий почвообразования. Установлены количественные показатели СППВ в почве в зависимости от условий вегетационного периода. Дано обоснование сроков агрохимического обследования пахотных почв, наиболее точно отражающих плодородие почв в отношении СППВ. Разработан подход к оценке экологического состояния почв и ее устойчивости к антропогенным воздействиям по диапазону вегетационной динамики СППВ. На основе этого подхода дается обоснование необходимости поддержания бездефицитного баланса органического вещества в севообороте и оптимизации минерального питания растений с учетом сбалансированного соотношения питательных веществ. Для решения задач агрохимического мониторинга, управления почвенным плодородием и продуктивностью агроценозов предложены статические, динамические и частные модели управления СППВ в почве.

Защищаемые положения:

Содержание подвижных питательных веществ в почве обусловлено влиянием устойчивых факторов почвообразования и динамических условий почвообразования.

Агрохимический статус почв определяет диапазон вегетационной динамики СППВ. Чем шире диапазон сезонной вариации СППВ, тем устойчивее почва к антропогенному воздействию. Расчет СППВ на основе предложенных прогнозных моделей с учетом текущей нитрификации позволяет оценить агрохимическое состояние почв и нуждаемость растений в удобрениях.

Материалы исследований ! использованы в преподавании курсов «Почвоведение» и «Методы почвенно-агрохимических исследований» в Алтайском государственном аграрном университете.

Автор выражает глубокую признательность своему учителю и наставнику, заслуженному деятелю науки РФ, доктору сельскохозяйственных наук, профессору Лидии Макаровне Бурлаковой - за консультации, советы и постоянную поддержку при работе над диссертацией, а также коллегам по совместной научно-исследовательской деятельности д.с.-х.н., профессору О.И. Антоновой, д.с.-х.н., профессору Г.Г. Морковкину, д.б.н., профессору И.Т. Трофимову, д.б.н., профессору В.А. Рассыпнову, к.с.-х.н., доценту А.И. Хурчаковой, к.с.-х.н., доценту Л.Б. Нестеровой, к.с.-х.н., профессору А.П. Дробышеву, к.с.-х.н. Е.В. Райхерту, к.с.-х.н. Е.В. Кононцевой, В.Ф. Быстрову, Е.М. Совриковой, В.А. Филатову.

Заключение Диссертация по теме "Агропочвоведение и агрофизика", Пивоварова, Елена Григорьевна

ВЫВОДЫ

1. Основной чертой агрогейеза в условиях черноземной зоны является прогрессирующее снижение содержания гумуса в почвах. Источниками азота в агроценозах являются органические корневые и пожнивные остатки и разлагаемая фракция гумуса. На основе анализа литературы установлено, что для почв исследуемого региона соотношение негидролизуемого, трудно- и легкогидролизуемых фракций азота в черноземах колочной степи составили 70 : 13 : 15, а для лесостепной зоны 57 : 18 : 22. Фракционный состав азота по данным различных авторов имеют региональную специфику и подвержен изменению во времени. Содержания аммонийного азота линейно возрастает с увеличением содержания подвижного OB и доли разлагаемого гумуса. Максимальный уровень нитратов в почве отмечается при содержании 0,10-0,15 % подвижного OB и при Г/ГИ||ср=1,4-1,6.

2. В результате развития антропогенеза в почвах отмечается изменение соотношения активной и инертной фракций гумуса. Критический уровень содержания гумуса отмечается у черноземов предгорных равнин (Г7ГИ|1ср=0,9-1,2). В черноземах колочной степи этот показатель составляет 1,2-1,5, для дефлированных почв засушливой степи - 0,4-1,2, в сильно эродированных почвах (Г/Гт|ср=0,4-0,7). Данный показатель предлагается использовать для оценки экологического состояния почв.

3. Содержание органических фосфатов составляет 45 % от его валового количества. В выщелоченных черноземах типичной лесостепи преобладают растворимые фосфаты I, II групп, а в аналогичных почвах колочной степи -труднорастворимые фосфаты III группы. Фракционный состав фосфатов определяется содержанием физической глины, карбонатов, гумуса, реакцией почвенного раствора и их изменением в результате антропогенеза.

4. Источниками калия в исследуемых черноземах являются полевые шпаты и гидрослюды. Соотношение форм калия в черноземах различных подтипов и почвенно-климатических зон обусловлено гранулометрическим составом: в глинистых, тяжело- и среднесуглинистых почвах предгорных и аккумулятивных равнин Предалтайской провинции отмечается повышенное содержание гидролизуемой и необменной форм калия. В средне- и легкосуглинистых черноземах колочной степи - высокий уровень обменного калия (до 40 мг/100 г почвы).

5. Длительное сельскохозяйственное использование почв способствует формированию агрогенных уровней СППВ обусловленных типом севооборота. Наиболее обеспечены подвижными фосфатами почвы под овощными (более 300 мг/кг почвы) и пропашными севооборотами (200-300 мг/кг почвы), в меньшей степени - под свекловичными и зерновыми (140-200 мг/кг почвы). Высокий уровень обменного калия отмечается в зерновых (более 300 мг/кг) и свекловичных севооборотах (200-250 мг/кг), средняя обеспеченность калием - в овощных (150-250 мг/кг почв), низкий уровень в кормовых (100-150 мг/кг почв) и пропашных севооборотах (менее 100 мг/кг почвы).

7. Дифференцированы понятия агрохимический статус и агрохимическое состояние почв: под агрохимическим статусом следует понимать равновесное значение агрохимических параметров почвы, обусловленное воздействием факторов почвообразования. На практике агрохимический статус представляет узкий диапазон агрохимических свойств, присущий конкретной почве, к которому она стремится после устранения временных (динамических) воздействий. Агрохимическое состояние почвы - это значение агрохимических параметров в определенный момент времени, соответствующий неравновесному состоянию почвенных процессов под действием динамических (вегетационных) условий почвообразования.

8. Разработаны статическйе модели СППВ в почве, отражающие агрохимический статус почв и закономерности пространственной аккумуляции СППВ. Параметрами статических моделей являются: зональных почвенно-климатические условий, типовые, подтиповые, видовые особенности почв, элементарный геохимический ландшафт, содержания гумуса и его разлагаемых фракций, рН, гранулометрический состав почв. Безошибочный прогноз данных моделей составляет 40-45 %, а с ошибкой в 1 ранг достигает 80-86 %.

13. Диапазон вегетационной динамики СППВ в почве при бездефицитном балансе ОВ в севообороте определяет норму их экологическое состояния. Для черноземов выщелоченных и обыкновенных колочной степи в условиях учхоза «Пригородное» она составляет: содержание обменного аммония 15-35 мг/кг, подвижного фосфора 25-45 мг/100 г и обменного калия 15-40 мг/100 г почвы. Дефицит органического вещества в агроценозе в 60 % от минерализации соответствует экологическому состоянию риска, а в 45 % от минерализации -состоянию кризиса. Для поддержания устойчивого уровня СППВ в почве необходимо обеспечивать бездефицитный баланс органического вещества и питательных элементов в почве.

15. Расчет оптимизационных доз на основе математического прогноза СППВ в почве представляет собой альтернативную возможность агрохимическому обследованию почв перед посевом.

ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВУ

Библиография Диссертация по сельскому хозяйству, доктора сельскохозяйственных наук, Пивоварова, Елена Григорьевна, Барнаул

1. Абрамов Н.В., Салова Е.В. Оптимальные параметры факторов плодородия чернозема выщелоченного в северной лесостепи Западной Сибири // Почвоведение. 1998. - № 10. - С. 1250-1255.

2. Агрохимические методы исследования почв. М.: Наука, 1975. С. 63-219. Агроэкология. М.: Колос, 2000. 534 с.

3. Адерихин П.Г., Щербаков А. П. Формы азота в серых лесных почвах Центрально-Черноземной полосы. Агрохимия. - 1967. - № 12. - С. 118122.

4. Адерихин П.Г., Щербаков А. П. Формы азота в почвах ЦентральноЧерноземных областей СССР. Тр. X Междунар. конгр. почвоведов. М., 1974.-Т. 9.-С. 83-89.

5. Анохин A.A. Агрофизические свойства чернозема обыкновенного при разных способах его обработки // Тез. докл. 44 науч. конф. проф.-преп. состава, сотр. и аспирантов Сам. ГСХА, Самара, 1997. Самара, 1997. - С. 156.

6. Антипина Л.П. Фракционный состав минеральных фосфатов в черноземах Сибири. Агрохимия. - 1978. - № 1. - С. 32-40.

7. Антипина Л.П. Фосфор в почвах Сибири: Автореф: Дисс. .д. с.-х. наук. Омск, 1991.-32 с.

8. Антипов-Каратаев И.Н., Клейн Ю.Н., Красиков К.Н., Хаинский И.А. Кметодам исследования подвижных форм калия в подзолистых, каштановых и черноземных почвах // Труды почвенного института им. В.В. Докучаева. -М.-Л.: АН СССР, 1935. Т. 12. - С. 233-296.

9. Антонова О.И. Формы фосфатов в выщелоченных черноземах левобережья р. Оби // В кн.: Тез. докл. к науч. конф. агр. фак., Барнаул. 1967. - С. 5556.

10. Антонова О.И. К вопросу о фосфатном режиме выщелоченных черноземов в условиях колочной степи и типичной лесостепи Алтайского края в связи с применением удобрений // Автореф. Дисс.канд. с.-х. наук. Барнаул, 1969.-21 с.

11. Антонова О.И. Формы минеральных фосфатов в почвах совхоза «Раздольный» Топчихинского района Алтайского края. Тр. АСХИ, Барнаул, 1978. - Вып. 31. - С. 46-54.

12. Антонова О.И. Формы фосфора в почвах Алтайского края // Фосфор в почвах Сибири: Сб. науч. тр., Новосибирск, 1983. С. 21-31.

13. Аракчеев П.Л. Балансовый метод определения доз удобрений // Земледелие. 1995. - № 4. - С. 42-43.

14. Арманд А.Д. Устойчивость (гомеостатичность) географических систем к различного рода внешним воздействиям // Устойчивость геосистем. М.: Наука, 1983.-С. 14-32.

15. Ахтырцев Б.П., Ефанова Е.В. Гумус подтипов среднерусских черноземов разного гранулометрического состава.// Почвоведение. 1998. - № 7. - С. 803-811.

16. Аюпов 3.3., Хабиров И.К., Кираев P.C., Сергеев B.C. Изменение качества гумуса в зависимости от способа возделывания сельскохозяйственных культур // Проблемы антропогенного почвообразования. М., 1997. - Т. 2. -С. 252-255.

17. Басевич В.Ф. Микрорельеф как фактор неоднородности подзолистых почв в агроценозе // Тез. Докл. 2 Съезда О-ва почвоведов, Санкт-Петербург, 2730 июня, 1996. Кн. 1. М., 1996. С. 321.

18. Басистый В.П., Гришин И.А., Романова Т.А. Экологически сбалансированные, ресурсосберегающие системы земледелия и модели управления плодородием почв в Приамурье // Химия в сельском хозяйстве. -1996.-№ 5.-С. 31-32.

19. Бацула A.A., Крупский Н.К. Формы азота гумусовых веществ некоторых целинных и освоенных почв левобережной Украины. Почвоведение. -1974.-№8.-С. 34-40.

20. Бекетов С.А., Шевчук В.Е., Костюхин Л.Н., Симоненков Н.И.

21. Безуглова О.С., Звягинцева З.В., Горяинова Н.В. Потери гумуса в почвах Ростовской области//Почвоведение. 1995. - № 2. - С. 175-183. Бигон М., Харпер Дж., Таунсенд К. Экология. Особи, популяции и сообщества. М.: Мир. 1989. - Т. 1. - 667 с.

22. Болотина Н.И. Роль нитрификации в плодородии мощных типичных черноземов. Агрохимия, 1968. - № 4. - С. 16-26.

23. Будыко М.И., Голицын Г.С., Израэль Ю.А. Глобальные климатические катастрофы. -М.: Гидрометеоиздат. Моск. Отд-ние, 1986. 159 с. Булгаков Д.С., Славный Ю.А. Эталоны плодородия почв // Химия в сельском хозяйстве. - 1996. -№ 5. - С. 15-18.

24. Бунякин И.Я. Изучение действия удобрений под озимую пшеницу и кукурузу в зависимости от плодородия почвы // Науч. Тр. / Краснодарский НИИСХ. 1975. - Вып. - С. 93-105.

25. Бурлакова Л.М. Плодородие алтайских черноземов в системе агроценоза. -Новосибирск: Наука, 1984,- 194с.

26. Бурлакова Л.М. Антропогенная трансформация черноземов в Алтайском крае //Тез. Докл. Съезда общества почвоведов, Санкт-Петербург,27-30 июня 1996. Кн. 2.-М., 1996.-С.23-24.

27. Бурлакова Л.М., Антонова О.И., Николаева И.М. Оценка существенности и характера динамики подвижных питательных веществ в почве с помощью вариационной статистики,- Тр. Новосиб. с.-х. ин-та, т. 85. Новосибирск, 1975. с. 39-45.

28. Важснин И.Г. Применение метода вариационной статистики в почвенно-климатических исследованиях // Почвоведение, 1963. № 2. - С. 43-58. Важснина Е.А. Динамика нитратов и нитрификационная способность почв Забайкалья. - Агрохимия. - 1968. - № 3. - С. 36-43.

29. Васильева С.П. Применение удобрений и известкование почв // Агрохим. вестник. 1999. - № 4. - С. 10-12.

30. Васильевская В.Д. Оценка устойчивости тундровых мерзлотных почв к антропогенным воздействиям // Вест. МГУ. Сер. 17. Почвоведение. - 1996.-№ 1.-С. 27-35.

31. Васильевская В.Д., Калишсва О.В., Копцик Г.Н. Устойчивость почв ближнего Подмосковья к антропогенным воздействиям // Вест. МГУ. Сер. 17. Почвоведение. - 1997. - № 3. - С. 3-6.

32. Волобуев В.Р. Изменение содержания гумуса в почвах СССР в зависимости от климатических условий. Докл. АН СССР, 1948. - т. 60. - № I. - С. 109112.

33. Выдрин И.П., Ростовский З.И. Материалы по исследованию почв Алтайского округа. Барнаул, 1899. - 171с.

34. Галицкий // Моделирование биогеоценотических процессов. М. «Наука»., 1981. С.5-29

35. Гамзиков Г.П. Азот в земледелии Западной Сибири. М.: Наука, 1981. -266с.

36. Гедройц К.К. Поглощенный аммоний как источник азота для растений и действие его на почву. Тр. НИУ. Минеральные удобрения, 1938. Т. 113.-С. 3-13.

37. Гннсбург К.Е., Артамонова Л.Ф., Краснова H.A. Формы фосфора в основных типах почв Союза по почвенно-агрохимическим районам // Агрохимическая характеристика почв СССР. М.: Наука, 1976. - С. 203261.

38. Глазовская М.А. Принципы классификации почв по их устойчивости к химическому загрязнению // Земельные ресурсы мира, их использование и охрана. М.: Изд-во МГУ, 1978. С. 85-99.

39. Глазовская М.А. Качественные и количественные оценки сенсорности и устойчивости природных систем к техногенным кислотным воздействиям // Почвоведение. 1994. - № 1'. - С. 134-139.

40. Глазовская М.А. Педолитогенез и накопление органического углерода в четвертичных покровах равнин в Евразии // Изв. АН СССР. Сер. геогр. -1996. -№ 5.-С. 21-32.

41. Глазовская М.А. Методические основы эколого-геохимической устойчивости почв к техногенным воздействиям. М.: Изд-во МГУ, 1997. -102 с.

42. Глазовская М.А. Проблемы и методы оценки эколого-геохимической устойчивости почв и почвенного покрова к техногенным воздействиям // Почвоведение. 1999. - № 1. - С. 114-124.

43. Горбачева С.М. Формы калия в почвах Красноярской лесостепи: Автореф. Дисс. канд. биол. наук. Новосибирск, 1977. 28 с.

44. Горбунов Н.И. Минералы и плодородие почв // Агрохимия. 1965. № 7. С. 316.

45. Горбунов Н.И. Минералы как источники общих, непосредственных, ближних и потенциальных резервов зольных элементов // Агрохимия. -1969. -№ 9. -С. 67-73.

46. Грибов С.И. Земельный фонд Алтайского региона и его современное использование // Почвенно-агрохимические исследования в Сибири: Сб. науч. тр.к 100-летию пр. Н.В. Орловского. Барнаул: Изд-во АГАУ, 1999. -Вып. 1.-С. 21-24.

47. Грибов С.И., Шевченко В.В. К вопросу изменения структуры почвенного покрова на орошаемых участках в бассейне реки Алей // Проблемы природопользования и охрана окружающей среды в бассейне р. Алей: Тезисы докл. к конф. Рубцовск, 1984. - С.82-84.

48. Гродзинский М.Д. Устойчивость экосистем: теоретический подход к анализу и методы количественной оценки // Изв. АН СССР. Сер. географ. -1987.-№6.-С. 5-15.

49. Дегтярева Г.В. Погода, урожай и качество зерна яровой пшеницы. Л.: Гидрометеоиздат, 1981. -216 с.

50. Державин Л.М. Применение минеральных удобрений в интенсивном земледелии. М.: Колос, 1992. - 271 с.

51. Димов Й. Изучение действия предшественника и удобрений на урожай и качество сахарной свеклы // Растениевьд. Науки. 1997. - № 7-8. - С. 61-64. Добровольский Г.В. Экология и почвоведение // Почвоведение. - 1989. - № 12. - С. 5-11.

52. Добровольский Г.В. Экологическое значение охраны почв // Вестник с.-х. науки. 1990.-№7.-С. 21-26.

53. Добровольский Г.В., Никитин Е.Д. Экологические функции почв. М.: Изд-во МГУ, 1986.

54. Добровольский Г.В., Никитин Е.Д. Функции почвы в биосфере и экосистемах. М.: Наука. 1990. 260 с.

55. Добровольский Г.В., Шишов Л.Л., Щербаков А.П. Состояние и прогноз повышения плодородия черноземов // Вестник РАСХН. 1992. - № 5. - С. 24-27.

56. Доспехов Б.А. Фосфатный режим длительно удобрявшихся почв // Известия ТСХА, 1963. Вып. 6. - № 55. - С. ?

57. Дурасов A.M. Отношение углерода к общему содержанию азота в черноземах различных провинций. Почвоведение. - 1952. - № 8. - С. 3239.

58. Дюшофур Ф. Основы почвоведения. Эволюция почв. М.: Прогресс. 1970. -591с.

59. Ельников И.И. О географических закономерностях эффективности удобрений в зоне дерново-подзолистых почв. Агрохимия. - 1973. - № 10. -С. 140-154.

60. Ермошин С.А., Лешков А.П. Прогноз изменения содержания подвижного фосфора в почвах Алтайского края // Фосфор в почвах Сибири: Сб. науч. трудов, Новосибирск, 1983. С. 15-20.

61. Ефременко A.B., Просянникова О.И. Динамика агрохимических показателей пахотных земель // Агрохим. вест. 1999. - № 4. - С. 7-9.

62. Жандарова С.В., Хурчакова А.И. Оптимизация минеральногопитания сахарной свеклы в условиях колонной степи Алтайского края //

63. Вестник АГАУ. Барнаул. 2004. - № 4 (16). - С. 50-52.

64. Заварзин Г.А. Биоразнообразие и устойчивость микробного сообщества //

65. Журн. общ. биологии. 1992. - Т. 53. - № з. с. 394-406.

66. Зайцев A.A. Содержание аммонийного азота в почвах подзолистой зоны.

67. Проблемы советск. Почвоведения. М., Л.: Изд-во АН СССР. 1940. - Т. 101. С.81-103.

68. Запша H.A. Круговорот азота и зольных элементов // Систематическое применение удобрений при орошении. Кишинев: Штиинца, 1982. - С. 150-166.

69. Заришняк A.C. режим влажности и водопотребления семенников сахарной свеклы на черноземе выщелоченном при внесении удобрений // Агрохимия. 1995. -№ 10.-С. 43-51.

70. Зимин Д.А. Динамика неоднородности почвы при формировании фонов многофакторного опыта // Междунар. конф. студ. и аспир. по фундам.наукам «JIomohocob-96», Москва, 1996: Тез. докл.: Почвоведение. М., 1996.-С. 30.

71. Зинурова Г.Н. Основные ' факторы оптимизации фосфорного режима выщелоченных черноземов // Повышение эффективности производства в сельском хозяйстве Республики Башкортостан. Уфа: БашГАУ, 1998. С. 2932.

72. Иванов С.Н. Физико-химический режим фосфатов торфов и дерново-подзолистых почв.// Минск. 1962. - ?

73. Иванова М.Е. Фракционный состав гумуса черноземов выщелоченных зоны умеренно засушливой и колочной степи Алтайского края // Агрохимический вестник. 2005. -№ 1.-С.8-10.

74. Иванова E.H., Фрндланд В.М., при участии Ерохиной A.A. Почвенные комплексы сухих степей и их эволюция // Вопросы улучшения кормовой базы в степной полупустынной и пустынной зонах СССР. М.-Л., Изд-во АН СССР, 1954.

75. Исаченко А.Г. Широтная зональность и механизмы устойчивости ландшафтов к антропогенным воздействиям // Изв. РГО. 1997. - Т. 129. -вып. З.-С. 15-22.

76. Канцалиев В.Т. Влияние • способов основной обработки почвы на эффективность минеральных удобрений и продуктивность озимой пшеницы. Агрохимия. - 1995. - № 6. - С. 63-70.

77. Карпииец Т.В. Метод прогноза изменений содержания форм калия в почвах // Тез. докл 2 Съезда О-ва почвоведов, Санкт-Петербург, 27-30 июня, 1996. Кн. 1.-М., 1996.-С. 350-351.

78. Кленов Б.М. Устойчивость гумуса автоморфных почв Западной Сибири. -Новосибирск: Изд-во СО РАН Филиал «Гео», 2000.- 173 с.

79. Козловский Ф.И. Почвенный индивидуум и методы его определения // Закономерности пространственного варьирования свойств почв и информационно-статистические методы их изучения. М. Изд-во «Наука». -1970. С.42-59.

80. Ковалева Е.М., Самсонова В.П., Дмитриев Е.А. Динамика некоторых лабильных свойств в пахотной дерново-подзолистой почве // Вести. МГУ. Сер. 17. 1995. №23. С. 16-21.

81. Ковда В.А. Основы учения о почвах. М.: Наука, 1973. - Т. 1. - 447с.; Т. 2. -468с.

82. Ковда В.А. Биосфера, почвы и их использование. М.: Наука, 1974. - 128с. Ковда В.А. Прошлое и будущее чернозема // Русский чернозем - 100 лет после Докучаева. - М.: Наука, 1983. - С. 253-280.

83. Ковылин В.М., Борисов В.А. Борисова Л.М., Масловский С.А. Влияние систем удобрения в овощекормовом севообороте на агрохимические показатели плодородия аллювиальной луговой почвы // Агрохимия. 2004.- № 10.-14-21.

84. Когут Б.М. Трансформация гумусового состояния черноземов при их сельскохозяйственном использовании // Почвоведение. 1998. - № 7. - С. 794-802.

85. Когут Б.М., Шульц Э., Титова H.A. Агрогенная трансформация органического вещества черноземов // Почвы национальное достояние России: Мат-лы IV съезда Докучаевкого общества почвоведов. -Новосибирск, 2004. - Кн. 1. - С. 306-307.

86. Кожевин П.А., Рабинович H.A., Белов А.П., Градова Н.Б. Влияние загрязнения поверхностно-активными веществами на устойчивость бактериального комплекса чернозема // Вестн. МГУ. Сер. 17, Почвоведение.- 1994. № 1.-С. 55-57.

87. Кольцова Г.А., Габбасова И.М. Фосфатное состояние чернозема типичного при минимальной обработке // Тез. докл. 2 Съезда О-вапочвоведов. Санкт-Петербург, 27-30 июня, 1996. Кн. 1. М., 1996. -С. 353-354.

88. Константинов А.Р. Погода, почва и урожай озимой пшеницы. Л.: Гидрометеоиздат, 1978.-С. 120-163.

89. Корзун М.А., Костюхин JI.H., Тарасова Г.Н., Шевчук В.Е.

90. Вариабельность содержания подвижного фосфора в серых лесных почвах Тулуно-Иркутской лесостепи // Фосфор в почвах Сибири / Сиб. отд-ние ВАСХНИЛ. Новосибирск, 1983. С. 45-51.

91. Корнблюм Э.А. Горизонт, стратон и вопросы их структурного анализа // Закономерности пространственного варьирования свойств почв и информационно-статистические методы их изучения. М. Изд-во «Наука». -1970. С.60-67.

92. Королева И.Е., Чижикова Н.П., Лебедева М.Ю., Середкина H.H.

93. Влияние гранулометрического и минералогического состава дерново-подзолистой почвы на фиксацию азота удобрений // Почвоведение. 1998. -№ 10.-С. 1217-1224.

94. Котельников В.И., Нестеров В.В., Островлянчик М.Ф., Пикалов М.А.

95. Кочергин А.Е., Остроумова O.A. Динамика аммиачного и нитратного азота в прииртышском черноземе под посевами яровой пшеницы. -Почвоведение. 1957. - № 8. - С. 86-92.

96. Кочергин А.Е., Орлова Л.М. Нитрифицирующая способность черноземных почв Западной Сибири и эффективность азотных удобрений // Агрохимия. 1970. - № 4. - С. 11-17.

97. Крупкин П.И. Варьирование некоторых агрохимических показателей вовремени и пространстве на черноземах Канской лесостепи. Тр.

98. Красноярск. НИИСХ. Красноярск, 1969. Т. 5. - С. 38-57.

99. Крупкин П.И., Топтыгин В.В. Совершенствование способов бонитировкипочв (на примере Красноярского края) // Почвоведение, 1999. № 12. С.1481-1490.

100. Крупский Н.К., Лукьяничкова З.И. Формы фосфатов при длительном внесении удобрений на черноземах, темно-серой и дерново-подзолистой почвах // Агрохимия. 1970. - № 9. - С. 11-28.

101. Кудеяров В.Н. Цикл азота в почве и эффективность удобрений. М.: Наука, 1989.-216с.

102. Кудеяров В.Н., Рынке И.Н. Диагностика азотного питания яровой пшеницы в условиях Иркутской области // Агрохимия. 1967. - № 4. - С. 13-21.

103. Кузнецова A.B. Пути накопления и сохранения минеральных форм азота в черноземах Южного Урала. Тр. Челябинского ин-та механиз. и электриф. сельск. хоз-ва, 1959.-Т. 10.-204 с.

104. Кулаковская Т.Н., Богдевич И.М. О модели плодородия дерново-подзолистых почв Белорусской ССР. Плодородие почв: проблемы,исследования, модели // Научные труды Почвенного института им. В.В. Докучаева, М„ 1985. С. 25-35.

105. Лархер В. Экология растений. М.: Высш. шк., 1979. 367 с. Лебедянцев А.Н. Высыхание почвы как природный фактор образования ее плодородия.- Изб. Труды. М: Сельхозгиз, 1960. - С. 205-264.

106. Ляпунов A.A. О математическом моделировании в проблеме «человек и биосфера» // Моделирование биогеоценотических процессов. М. «Наука»., 1981. С.5-29.

107. Мальцев В.Т. Условия азотного питания полевых культур и применение азотных удобрений на почвах Приангарья: Автореф. Дисс. докт. с.-х. наук. -Омск, 2000.-33 с.

108. Марковская Г.К., Коваленко М.В. Влияние различных систем основной обработки почвы и удобрений на микрофлору чернозема обыкновенного // Тез. докл. 44 науч. конф. проф.-преп. состава, сотр. и аспирантов Сам. ГСХА, Самара, 1997. Самара, 1997.-С. 176-177.

109. Маслов А.Н., Шевченко П.Д. Агрохимические свойства почв в условиях применения энергосберегающих обработок // Эффективность удобрений и плодородие почв в Ростовской области, Дон.ГАУ, Персиановка, 1996. С. 71-74.

110. Масютенко Н.П., Когут Б.М., Шульц Э., Киселева О.В., Сысуев С.А.

111. Органическое вещество агрегатов черноземов: содержание, состав, природа

112. Михеева И.В. Формы статистического распределения и стадии пространственного развития процессов // Тез. докл. 2 Съезда О-ва почвоведов, Санкт-Петербург, 27-30 июня, 1996. Кн. 2. М., 1996. С. 384385.

113. Морозов В.И., Куликова А.Х., Подсевалов М.И., Петухов Е.А.

114. Продуктивность агроценозов и накопление биогенных ресурсов плодородия чернозема лесостепи Поволжья // Дифференциация систем земледелия и плодородия чернозема лесостепи Поволжья. Ульян.ГСХА, Ульяновск, 1996. = С. 39-47.

115. Мотузова Г.В. Соединение микроэлементов почвах: системная организация, экологическое значение, мониторинг. М.: Эдиториал УРСС, 199.- 168 с.

116. Нестерова Л.Б., Рассыпнов В.А., Брыкина И.Г. Влияние свойств почв на накопление подвижных форм азота // Вестник АГАУ, 2002. № 3. - С. 112115.

117. Нестерова Л.Б. Формы азотистых веществ в почвах Алтайского края // Вестник АГАУ: Барнаул, 2004. № 4 (16). - С. 72-73. Нестерова Л.Б., Брыкина И.Г. Запасы гумуса и азота в почвах // Вестник АГАУ: Барнаул, 2004. - № 4 (16). - С. 73-75.

118. Нестерова Л.Б. Формы азотных соединений в почве и их доступность для растений //Агрохимический вестник. -2005. № 1. - С. 19-21. Никитин Д.И., Никитина Э.С. Процессы самоочищения окружающей среды и паразиты бактерий. М.: Наука, 1978. - 205с.

119. Никитишен В.И., Дмитракова Л.К., Заборин A.B. Минеральное питание и продуктивность культур севооборота в условиях длительного внесения удобрений // Агрохимия. 1995. - № 12. - С. 40-48.

120. Новосельцев В.Н. Теория управления и биосистемы. Анализ сохранительных свойств. М.: наука, 1977. 215 с.

121. Носко Б.С. Теоретические и практические основы оптимизации фосфатного режима почв Украины : Автореф. Дисс. . док. с.-х.наук: 03.00.27. Минск, 1982. - 48 с.

122. Носко Б.С. Фосфорные удобрения в системе факторов повышения эффективного плодородия почв на Украине // Агрохимия. 1998, - № 9. - С. 42-52.

123. Носко B.C., Бацула A.A., Чесняк Г.Я. Гумусовое состояние почв Украины и пути его регулирования // Почвоведение. 1992. - № I. - С. 3339. <

124. Носко Б.С., Котвицкий Б.Б., Бердников A.M., Юнакова Т.А.

125. Трансформация в почве и поглощение растениями азота // Агрохимия. -1997. -№ 12.-С. 3-11.

126. Овчинникова М.Ф. Формы органических соединений в некоторых группах почвенного гумуса. Вест. МГУ, 1965. - Т. 22. - С. 89-94. Одум 10. Экология. М.: Мир, 1986. - Т. 2. - 328 с.

127. Ожегов С.И. Словарь русского языка: 22-е изд. М.: Рус. язык, 1990. - 921 с.

128. Окорков В.В. Об эффективности систем удобрения в севообороте на серых лесных почвах Владимирского ополья // Агрохимия. 2000. - № 8. - С. 4154.

129. Орлов Д.С., Бирюкова О.Н., Суханова Н.И. Органическое вещество почв Российской Федерации. М.: Наука, 19966. - 254с.

130. Орлов Д.С., Овчинникова М.Ф. Различные формы соединений азота в сероземе, черноземе и дерново-подзолистой почве. Агрохимия. - 1966. -№1.-С. 35-43.

131. Орлова JI.M. К методике определения нитрификационной способности почв // Агрохимия. 1969. - № 5. - С. 116-122.

132. Пабат И.А., Крамаров С.М., Артеменко С.Ф. Влияние противоэрозионных обработок и удобрений на урожайность озимой пшеницы в условиях северной степи Украины // Агрохимия. 1995. - № 9. -С. 61-69.

133. Петербургский A.B. Агрохимия и физиология питания растений. М.: Россельхозиздат, 1981. - 184 с.

134. Петербургский A.B., Никитишен В.И. О диагностике потребности озимой пшеницы в азотном удобрении // Докл. ВАСХНИЛ. 1969. - № 10. - С. 912.

135. Петров K.M. Общая экология: взаимодействие общества и природы: Учеб. Пос. для вузов. СПб: Химия, 1997. 352 с.

136. Петрова JI.H. Анализ климатических условий для использования в имитационных моделях продуктивности озимой пшеницы // Вестник с-х науки.- 1986.-С. 38-47.

137. Пивоварова Е.Г. Динамика подвижных питательных элементов в почвах Алтайского края как индикатор их деградации // Кулундинская степь: прошлое, настоящее, будущее // Материалы III междунар. Науч-прак. Конференции. Барнаул, 24-27 июня 2003.- 227-233.

138. Пивоварова Е.Г. Оптимизация минерального питания яровой пшеницы с учетом предшественников в условиях сухой степи Алтайского каря //

139. Современные проблемы и достижения аграрной науки в животноводстве и растениеводстве: Сборник статей к Юбил. м-н. науч.-прак. конференции. Ч. II. Барнаул, 2003. — СЛ34-136.

140. Пивоварова Е.Г. Прогнозные модели агрохимических свойств почв // Почвоведение и агрохимия в XXI веке// Сборник материалов международной научно практической конференции (9-10 октября 2003 г.).-Ташкент, 2004.- С. 377-382.

141. Пивоварова Е.Г. Оценка пространственной вариации свойств почв с помощью параметров информационно-логического метода // Почвы -национальное достояние России: Мат-лы IV съезда Докучаевкого общества почвоведов. Новосибирск, 2004. - Кн. 2. - С. 617.

142. Пивоварова Е.Г. Прогнозные модели агрохимических свойств почв // Почвоведение и агрохимия в XXI веке: Сб. матер, межд. науч.- прак. конф. -Ташкент, 2004.- С. 377-382.

143. Пивоварова Е.Г. Калийное состояние почв и его моделирование в условиях Алтайского Приобья: Монография. Барнаул: Изд-во АГАУ, 2005 - 160 с.

144. Плескачев Ю.Н. Эффективность ресурсосберегающих обработок черногопара // Зерн. Культуры. 1998. - № 3. - С. 150.

145. Полынов Б.Б. Избранные труды. -М.: АН СССР, 1956. 751 с.

146. Понамарева B.B. Теория подзолообразовательного процесса. -М.; Л.: Наука. 1964.-378с.

147. Попов А.И., Русаков A.B., Надпорожская М.А., Яковлева В.В.

148. Почвы Алтайского края // М.: Изд-во АН СССР, 1959. 380 с. Прокошев В.В., Дерюгин И.П. Калий и калийные удобрения. - М.: Ледум, 2000.- 185 с.

149. Практикум по почвоведению // Под ред. В.Г.Минеева. М.: Изд-во МГУ, 1989.- С. 4.

150. Преображенский B.C. Проблемы изучения устойчивости геосистем // Устойчивость геосистем. М.: наука, 1983. С. 4-7.

151. Природное районирование Алтайского края // М.: Изд-во АН СССР, 1958. -210с.

152. Пузаченко Ю.Г., Козлов Д.Н., Сиунова Е.В. Проблемы глобальных оценок дыхания почвы // Конф. «Биосферные функции почвенного покрова», поев. 100-лет. В.А. Ковды, 15-17 февр., 2002. Пущино, 2005. - С. 79.

153. Рассыпнов В.А. Почвенно-климатические факторы урожайности и моделирование эффективного плодородия в агроценозах: Автореф. Дисс. .док. биол. наук. Новосибирск, 1993.- 32 с.

154. Роде A.A. Система методов исследования в почвоведении. Изд-во «Наука», СО , Новосибирск, 1971. -91 с.

155. Рожков В.А., Столбовой B.C., Фишер Г., Швиденко А.З. ГИС-модели прогнозов в землепользовании и оценке состояния почвенного покрова // Тез. докл 2 Съезда О-ва почвоведов, Санкт-Петербург, 27-30 июня, 1996. Кн. 1.-М., 1996.-С. 62-63.

156. Рожков В.А. Почвенная информатика. М.: ВО «Агропромиздат», 1989. -222с.

157. Розанов А.Б., Розанов Б.Г. Экологические последствия антропогенных изменений почв // Итоги науки и техники. Сер. почвоведение и агрохимия. -М.: ВИНИТИ, 1990. Т. 7.-156 с.

158. Романова E.H., Мосолова Г.И., Береснева И.А. Микроклиматология и ее значение для сельского хозяйства. Л.: Гидрометеоиздат, 1983. - 345с. Росновский И.Н. Устойчивость почв: техногенно-механические аспекты. -Новосибирск, Наука, Сиб.отд.,1993. - 161 с.

159. Самсоиова В.П., Абрамова Т.В. Устойчивость пространственной структуры лабильных свойств пахотной дерново-подзолистой почвы // Тез. докл. 2 Съезда О-ва почвоведов, Санкт-Петербург, 27-30 июня, 1996. Кн. 2. -М., 1996.-С. 386-387.

160. Сельскохозяйственный энциклопедический словарь / Редкол.: В.К. Месяц и др. М.: Сов. Энциклопедия, 1989. - 656 с.

161. Середа H.A., Богданов Ф.М., Сахибгареев A.A. Азотный режим чернозема типичного карбонатного и пути его регулирования // Почвоведение. 1997. - № 11. - С. 1332-1338.

162. Середина В.П. Подвижные формы калия в почвах Томской области // Вопросы биологии. Томск: Изд-во ТГУ, 1978. С. 128-137. Середина В.П. Калий в автоморфных почвах на лессовидных суглинках. Томск: Изд-во ТГУ, 1984. - 215 с.

163. Синицына Н.Е., Иванова H.H. Роль многолетних трав в процессах воспроизводства плодородия обыкновенных черноземов Поволжья // Тез. междунар. конф. «Развитие науч. наследия акад. Н.И. Вавилова», Саратов, нояб., 1997. Ч. 1ю-Саратов, 1997.-С. 277-279.

164. Синягин И.И., Кузнецов Н.Я. Применение удобрений в Сибири. М. «Колос».- 1979. 370 с.

165. Скоропанова JI.C. Калий в дерново-подзолистых почвах БССР, его запасы и доступность растениям: Автореф. дис. .канд. биол. наук. Минск, 1988. - 19 с.

166. Славнина Т.П. Азот, фосфор и калий в лесостепных оподзоленных почвах Томской области. Тр. Томск. Гос. Ун-та. Сер. почвоведение, 1949. - Т. 109.- 198с.

167. Славнина Т.П. Азот в земледелии Томского Приобья. В кн.: Земельныересурсы Сибири. Новосибирск: Наука, 1974. С. 121-128.

168. Славнина Т.П. Азот в почвах правобережья Оби. Тр. НИИ биол. ибиофиз. При Томск. Ун-те. 1975.-Т. 6.-С. 102-108.

169. Славнина Т.П. Азот в почвах элювиального ряда. Томск: Изд-во ТГУ,1978.-389 с.

170. Словарь иностранных слов // 18-е изд., М.: Рус. язык, 1989. 624 с. Смагин A.B. Режимы функционирования динамических биокостных систем // Почвоведение. - 1999. - № 12. - С. 1433-1447.

171. Смеян Н.И. Пригодность почв БССР под сельскохозяйственные культуры. Минск, 1980.- 175 с.

172. Снакин В.В., Алябина И.О., Кречетов П.П. Экологическая оценка устойчивости почв к антропогенному воздействию // Изв. АН Сер. географ.-1995.-№5.-С. 50-57.

173. Снытко В.А. Пространственно-временные модели функционирования степных почв Южной Сибири // Тез. докл 2 Съезда О-ва почвоведов, Санкт-Петербург, 27-30 июня, 1996. Кн. 2.-М., 1996.-С. 127-128.

174. Советский энциклопедический словарь / Гл. ред. A.M. Прохоров. 4-е изд. - М.: Сов. Энциклопедия, 1989. - 1632 с.

175. Совриков А.Б. Оптимизация'минерального питания растений в Уймонской котловине Республики Алтай // Агрохимический вестник. 2005. - № 1. -С.13-15.

176. Совриков А.Б. Мобилизация подвижных питательных веществ и оптимизация минерального питания яровой пшеницы на черноземах Уймонской котловины республики Алтай: Автореф. дис. .канд. с.-х. наук. -Барнаул, 2004.-19 с.

177. Сорокина Н.Б., Когут Б.М. Динамика содержания гумуса в пахотных черноземах и подходы к ее изучению // Почвоведение. 1997. - № 2. - С. 178-184.

178. Пастухова Г.П., Скорощека В.Ф., Серебрякова A.A., Стребкова А.Н.

179. Сортовое районирование полевых, плодово-ягодных и цветочно-декоративных культур в Алтайском крае на 2002 год. Барнаул, 2002. - 28 с.

180. Суюндуков Я.Т. Возможности восстановления плодородия почв при восстановительных сукцессиях растительности // Почвы национальное достояние России: Мат-лы IV съезда Докучаевкого общества почвоведов. -Новосибирск, 2004. - Кн. 1. - С. 77.

181. Сычев В.Г. Динамика баланса питательных веществ // Агрохим. вестник. -2000.-№3.-С. 33-36.

182. Сычев В.Г. Основные ресурсы урожайности сельскохозяйственных культур и их взаимосвязь. М.: Изд-во ЦИНАО, 2003. 228 с.

183. Тараторина Г.Ф. Влияние различных систем обработки выщелоченного чернозема на пищевой режим растений в зернопаропропашном севообороте // Матер. Конф. по итогам НИР преп., сотр. и аспирантов Челяб. ГПУ, Челябинск, 1995.-С. 30-33.

184. Таргульян В.О., Соколов В.И. Структурный и функциональный подход к почве: «почва-память» и «почва-момент» // Математическое моделирование в экологии. М.: Наука, 1978. С. 54-67.

185. Татаринцев JI.M., Татаринцев B.JL, Пахомя О.Г. Факторы плодородия каштановых почв сухой степи юга Западной Сибири и урожайность яровой пшеницы. Барнаул: Изд-во АГАУ, 2005. 104 с.

186. Терешенкова И. А. Формы и подвижность азота в наиболее распространенных почвах лесной и лесостепной зон. Вест. ЛГУ. - 1971.-вып. 15.-С. 121-128.

187. Титлянова А. А., Наумов A.B. Потери углерода из почв западной Сибири при их сельскохозяйственном использовании // Почвоведение. 1995. - № 11.-С. 57-62.

188. Тищук Л.А., Хох Н.Я., Жилко В.В. Влаго- и теплообеспеченность смытых дерново-палево-подзолистых почв на склонах / Климат почв.- Пущино, 1985.- С. 40-42.

189. Тооминг Х.Г. Экологические принципы максимальной продуктивности посевов. Л.: Гидрометеоиздат, 1984. 264 с.

190. Травпикова JI.C. Основные принципы и методы количественной оценки различных категорий органического вещества // Органическое вещество пахотных почв: Науч.тр.Почв.ин-та им.В.В.Докучаева.М., 1987. С. 44-51.

191. Уразаев H.A., Вакулин A.A., Никитин A.B. и др.

192. Сельскохозяйственная экология // М.: Колос, 2000. 304 с.

193. Федосеев А.П. Погода и эффективность удобрений Л.: Гидрометеоиздат,1973.- 56 с.

194. Федосеев А.П. Влажность почв в связи с рельефом местности // Тр. КазНИИГМИ. 1959. - Вып. 13. - С. 66-88.

195. Фокин А.Д. Устойчивость почв и наземных экосистем: Подходы к систематизации понятий и оценке // Изв. ТСХА. 1995. - Вып. 2. - С. 71-85. Францесон В.А. Черноземы СССР. - Избр. Тр. М.: Изд-во с-х литературы, 1963.- 383 с.

196. Фридланд В.М. О структуре (строении) почвенного покрова // Почвоведение. 1965. - № 4. - С. 15-28.

197. Хабиров И.К., Простякова З.Г. Изменение азотного режима черноземов типичных при минимальной обработке почвы // Почвоведение. 1997 . - № 7. - С. 866-869.

198. Хмелев В.А. Некоторые особенности развития и основные черты черноземов Уймонской котловины Горного Алтая. В кн.: Генетические особенности почв Обь-Иртышского междуречья и Горного Алтая. Новосибирск: Наука, 1966. - С. 25-42.

199. Хурчакова А.И. Оценка применения минеральных удобрений под яровую пшеницу в условиях лесостепи Алтайского края // Агрохимический вестник. -2005. -№ 1. -С.15-16.

200. Хурчакова А.И., Васин И.Г. Влияние различных доз и способов внесения минеральных удобрений на урожайность и качество зерна яровой пшеницы в условиях Волчихинского района//Вестник АГАУ. -2002. № 3. С. 184-186.

201. Хурчакова А.И., Харченко H.A., Околович О. Оптимизация минерального питания моркови // Вестник АГАУ, Барнаул. 2004. - № 4 (16). - С.151-152.

202. Царева JI.E. Технологические приемы возделывания ранних яровых культур: Методические указания для практических занятий / Барнаул: Изд-во АГАУ, 2004. 24 с.

203. Цыбулька H.H., Семененко H.H. Азотный режим дерново-подзолистой легкосуглинистой почвы и продуктивность озимой ржи // Весщ Акад. Аграр. Навук Беларусь 1998. - № 3. - С. 46-52.

204. Чепрасов A.A., Егорычева М.Т. Влияние систем основной обработки почвы на биологическую активность и агрохимические свойства чернозема выщелоченного лесостепи Приобья при разном уровне интенсификации // Сиб. вест. с.-х. науки. 1999. -№ 1-2.-С. 8-13.

205. Чендев Ю.Г., Лицуков С.Д. Картографический анализ динамики подвижных соединений фосфора и калия в пахотных почвах Белгородской области // Агрохимия. 1997. - № 6. - С. 10-18.

206. Чижиков В.В. Некоторые данные по динамике нитратов в почвах Каннской лесостепи / Плодородие почв и удобрения в Красноярском крае. -Красноярск, 1967.-С. 182-197.

207. Щаймухаметов М.Ш., Травникова JI.C. Калийное состояние пахотных почв Европейской территории России // Почвоведение. 2000. - № 3. - С. 329-339.

208. Шаймухаметов М.Ш., Титова H.A., Травникова J1.C., Лабенец Е.М.

209. Применение физических методов фракционирования для характеристики органического вещества почв//Почвоведение . 1984.-№ 10.-С. 131-141. Шакиров P.C. Системы удобрения в севооборотах // Земледелие. - 2000. -№5.-С. 24-25.

210. Шапошникова И.М. Влияние фосфорных удобрений на урожай озимой пшеницы при различном содержании подвижного фосфора в почве // Агрохимия, 1975. № 2. - С. 23-26.

211. Шатилов И.С., Силин А.Д., Полсв H.A. Моделирование агрохимического состояния плодородия почвы и питания растений // Химия в сельском хозяйстве. 1996: - № 5. - С. 13-15.

212. Шафран С.А., Авдеев Ю.С. Баланс питательных веществ и прогнозирование плодородия почв // Агрохим. вестник. 2000. - № 1. - С. 26-28.

213. Шишов JIJL, Дурманов Д.Н., Карманов И.И. Критерии и модели плодородия почв. М.: Агропромиздат, 1987. 308 с.

214. Шконде Э.И., Королева И.Е. О природе и подвижности почвенного азота. Агрохимия.- 1964.-№ 10.-С. 17-35.

215. Шилов М.П. Критерии выработанности и устойчивости растительныхсообществ // Тр. Куйбыш. гос.пед.ин-та. 1977. Т. 206. - № 6.

216. Шконде Э.И., Королева И.Е. Запасы и формы азота в почвах. В кн.:

217. Проблема азота и урожай на Полесье. Киев, 1967. - С. 31-39.

218. Шконде Э.И., Королева И.Е. О методах определения потребности почв вазотных удобрениях. Третий делегатский съезд почвоведов. М., 1968. - С.143.147.

219. Шконде Э.М. Агрохимические свойства и плодородие черноземов Европейской части СССР // Агрохимическая характеристика основных типов почв СССР.- М.: Наука, 1974. С. 190-250.

220. Явтушенко В.Е., Цуриков JI.H., Шмырева Н.Я. Баланс и трансформация азота удобрений в эродированной дерново-подзолистой почве Центрального Нечерноземья // Почвоведение. 1999. - № 11. - С. 13671375.

221. Ягодин Б.А. Экологическая агрохимия // Бюл. ВНИИ удобр. и агропочвовед.-2001. -№ 114.-С. 34-37.

222. Якименко В.Н. Эффективность калийных удобрений на почвах с разной обеспеченностью калием//Агрохимия. 1995. -№ 12.-С. 71-75. Якименко В.Н. Калий в агроценозах Западной Сибири. - Новосибирск: Изд-во СО РАН, 2003. - 231 с.

223. Ярош Ю.Н. Удобрение семенников // Сах. свекла. 1998. - № 3. - С. 18-19. Asseng S., Fillery I.R.P., Anderson G.C., Dolling P.J., Dunin F.X., Keating

224. B.A. Use of the APSIM wheat model to predict yield, drainage, and NO3 leaching for a deep sand : Pap. Workshop «Contrib. Legumes Nitrogen Nutrit. And Sustainable Prod. Cereal s», Moora: Wooroloo. 17-20 Sept., 1996.

225. Austral. J. Agr. Res. 1998. - № 3. - P. 363-377.

226. Bahri Akissa, Berndtsson Ronny. Nitrogen source impact on the spatial variability of organic carbon and nitrogen in soil // Soil Science. 1996. - № 5. -P. 288-297.

227. Beauchamp E.G., Bergstrom D.W., Burton D.L. Denitrification and nitrous oxide production in soil fallowed or under alfalfa or grass // Commun. Soil Sci. and Plant Anal. 1996. - № 1-2. - P. 87-99.

228. Beare M.H., Hendix P.F., Coleman D.C. Water-stable aggregates and organic matter fractions in conventional and no-tillage soils // Soil Sci. Soc. America J. -1994. V. 58, № 3. - P. 777-786.

229. Beke G.J., Graham D.P., Entz T. Nitrate-N, ammonium-N, and organic matter in relation to profile characteristics of Dark Brown Chernozemic soils / Can. J. Soil Sci.- 1995,-№ 1.-P. 55-61.

230. Bolland M.D.A., Wilson I.R. Soil phosphorus testing. 1. Studies on spatial variation of Kolwell soil test phosphorus // Commun. Soil Sci. and Plant Anal. -1994.-№ 13-14.-P. 2371-2384.

231. Boyer D.G., Wright R.J., Feldhake C.M., Bligh D.P. Soil spatial variability in a steeply sloping acid soil environment // Soil Sci. 1996. - № 5. - P. 278-287.

232. Bhatti Aman Ullah, Mulla David J. Spatial variability of soil properties and wheat yields on complex hills and their fertility management // J. Indian Soc. Soil Sci. 1995. - № l.-P. 53-58. '

233. Carlfren K. Comments on P use in Sweden: Semin. Phosphorus Balance and Util. Agr. Towards Sustainability, 17-19 mars, 1997 // Kgl. Skogs-och lantbruksakad. Tidskr. - 1998. - № 7/ - P. 45-48.

234. Dunbar J., Wilson A.T. Ethe origin of oxygen in soil humic substances // J. Soil Sci. 1983. - V. 34, № 1. - P. 99-103.

235. Eghball B., Mielke L.N., McCallister D.L., Doran J.W. Distribution of organic carbon and inorganic nitrogen in a soil under various tillage nad crop sequence // J. Soil and Water Conserv. 1994/ - 3 2. - P. 201-204.

236. Esala M.J. Changes in the extractable ammonium- and nitrate-nitrogen contents of soil samples during freezing and thawing //Commun. Soil Sci. and Plant Anal. 1995. -№ 1-2.-P. 61-68.

237. Fingrui L., Songling Z. Lanzhou daxue xuebao. Ziran kexue ban // J. Landzhou Univ. Natur. Sci. 1996. - № 2. - P. 99-107.

238. Fortin M.C., Rochette P., Pattey E. Soil carbon fluxes from conventional and no-tillage small-grain cropping system // Soil Sci. Soc. America J. 1997. - V. 61, №4.-P. 1159-1175.

239. Janssen B.H. A simple method for calculating decomposition accumulation of «young» soil organic matter // Plant a. Soil. 1984. - V. 76, № 1 - 3 . - P. 297 -304.

240. Hege U. Bodenuntersuchung auf Nmin // Mais. 1996. - № 2. - P. 60-61. Holling C.S. Resilience and stability of ecological systems // Annu.Rev.Ecol.Syst. 1973.-Vol. 4.-P. 10-18.

241. Hylander Lars D., Svensson Yans-Ivar, Siman Gyula. Different methods for determination of plant available soil phosphorus // Commun. Soil Sci. and Plant Anal. 1996. - № 3-4. Pt. 2. - C. 235.

242. Kucharski J., Nowicki J., Wanic M. Wplyw roznego udzialu roslin zbozowych w plodozmianie na aktywnosc enzymtyczna gleby / Acta Acad. Agr. Ac techn. Olsten. Agr. 1996. - № 63. - P. 77-84.

243. Meinken E., Fischer P. Im Blahton bei Hydrokulturen reichern sich Nahrstoffe an // TASPO-Gartenbaumag. 1996. - № 4. - P. 35-36.

244. Reicosky D.C., Kemper W.D., Langdale G.W., Douglas C.L., Rasmussen

245. P.E. Soil organic matter changes resulting from tillage and biomass production // J. Soil and Water Conserv. 1995. - № 3. P. 253-261.

246. Russian mineral fertilizer production up 23 % in 1999 // Agra Food E. Eur. 2000. - № 214. - P. 10.

247. Vetter H. The importance for soil fertility of adequate phosphate contents in the soil // Phosph. Agr. 1977. - V. 31. - N 70. - P. 11-24.

248. Yanai Junta, Lee Choung Keun, Umeda Mikio, Kosaki Takachi. Spatial variability of soil chemical properties in a paddy field // Soil Sci. and Plant Nutr. -2000.-№2.-P. 473-482.

249. Zhang Xingchang, Shao Mingan. Yingyong shengtai xuebao. Chin. J. Appl. Ecol. - 2000. - № 2. - P. 231—234.

250. Дополнение к списку литературы

251. К. Vala Ragnarsdottir Soil protection strategy needs and approaches for policy support: Book of abstracts. International conference, 9-11 March 2006. - IUNG-PIB, Pulawy, Poland.

252. Гамзиков Г.П. Плодородие сибирских почв и приемы его сохранения // Почвы национальное достояние России: Материалы IV съезда Докучаевского общества почвоведов. - Новосибирск, 2004. - С. 41-42.

253. Минеев В.Г., Болышева Т.Н. Экологические функции агрохимии и восстановление плодородия почв // Роль почв в сохранении устойчивости ландшафтов и ресурсосберегающее земледелие: Мат-лы м-н науч.-прак. конференции, Пенза, 5-10 сент., 2005. С. 54-56.

254. Петров Б.Ф. О лессе Алтая // Бюлл. Комиссии по изучению четвертичного периода, 1948. № 11. - С. 69-91.

255. Кошелева Н.Е. Моделирование почвенных и ландшафтно-геохимических процессов: Учебное пособие. М.: Изд-во МГУ, 1997. -108 с.

256. Кочергин А.Е. Определение потребности зерновых культур в зотных удобрениях на черноземах Западной Сибири // Докл. ВАСХНИЛ, 1965. № 2. - С. 5-8.

257. Гамзиков Г.П. Плодородие сибирских почв и приемы его сохранения // Почвы национальное достояние России: Материалы IV съезда Докучаевского общества почвоведов. - Новосибирск, 2004. - С. 41-42.

258. Добровольский В.В. Минералого-геохимические особенности лессовидных отложений южной части Западно-Сибирской низменности // Почвоведение. 1967. - № 3. - С. 128-138.

259. Розанов Б.Г., Ковда В.А. Почвоведение. Т. 1. (учебник, под редакцией данных авторов). 1988.

260. Трофимов И.Т. О минералогическом составе фракций менее 0,001 мм пахотных горизонтов темно-каштановой и черноземных почв Алтая // Сб. науч.-иссл. работ аспирантов и молодых ученых. Барнаул, 1967. Вып. 3. С. 123-128.

261. Сысо А.И. Закономерности распределения химических элементов в почвообразующих породах и почвах Западной Сибири. Автореф. Дисс. .док. биол. наук. - Новосибирск, 2004.- 32 с.

Информация о работе

Пивоварова, Елена Григорьевна
доктора сельскохозяйственных наук
Барнаул, 2006
ВАК 06.01.03

Диссертация

Подвижные питательные вещества в почвах, их роль в почвообразовании и продуктивности агроценозов - тема диссертации по сельскому хозяйству, скачайте бесплатно

Автореферат

Похожие работы