Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Внутрипольное варьирование плодородия лесостепных черноземов ЦЧО и урожайность сельскохозяйственных культур

ВАК РФ 03.00.27, Почвоведение

Автореферат диссертации по теме "Внутрипольное варьирование плодородия лесостепных черноземов ЦЧО и урожайность сельскохозяйственных культур"

На правах рукописи

К

Велик Антон Викторович

I

ВНУТРИПОЛЬНОЕ ВАРЬИРОВАНИЕ ПЛОДОРОДИЯ ЛЕСОСТЕПНЫХ

ЧЕРНОЗЕМОВ ЦЧО И УРОЖАЙНОСТЬ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ КУЛЬТУР

Специальность 03 00 27 — почвоведение

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

ООЗ170977

Воронеж - 2008

003170977

Работа выполнена во Всероссийском научно-исследовательском институте земледелия и защиты почв от эрозии

Научный руководитель доктор биологических наук,

профессор Васенев Иван Иванович

Официальные оппоненты доктор биологических наук,

профессор Надежкин Сергей Михайлович кандидат биологических наук доцент Тихонова Елена Николаевна

Ведущая организация Научно-исследовательский институт

сельского хозяйства Центрально-Черноземной полосы имени В В Докучаева

Защита диссертации состоится «27» мая 2008 г в 14-00 часов на заседании диссертационного совета Д 212 038 02 при Воронежском государственном университете по адресу 394006, г Воронеж, Университетская пл, 1

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Воронежского государственного университета

Автореферат разослан апреля 2008 г Ученый секретарь диссертационного совета ^^^ Брехова Л И

Введение

Актуальность Сложная организация почвенного покрова и внутриполыгое варьирование основных параметров плодородия является одной из основных причин повышенной пестроты урожайности в пределах ноля и снижения эффективности сельскохозяйственного производства (ВгсУ1к с а, 2003, Самсонова, 1999, Васенева и др , 2000, Мешалкгаю, 2001, Сорокина, 2003) Недифференцированное внесение удобрений часто не оказывает существенного влияния па снижение этой пестроты и может привести к ухудшению агроэкологического состояния земель (ВсЬпиц е а, 1993, Самсонова и др, 1999) Почвенный покров Центрально-Черноземной зоны традиционно считается сравнительно однородным и благоприятным для выращивания основных сельскохозяйственных культур (Добровольский, Уруссвская 1984) Между тем, детальные картографические исследования последних десятилетий показали сложную и, нередко контрастную организацию почвенного покрова, значительное варьирование плодородия почв и урожайносгн сшскохозяйстюшых культур (Сорокина, 1966, «Антропогенная эволюция »,2000)

Активное развитие современных информационных технологий создает хорошие предпосылки для практическою использования результатов исследования пространственною варьирования основных элементов питания и внутриполь-ной пестроты урожайности основных культур (БсИтщ е а. 1993, Якушев, 2002, Васенсв, Щербаков, 2002)

Цель данной работы состоит в исследовании агроэколо1 ических особенностей пространственного варьирования содержания доступных форм основных элементов питания на представительных участках склоновых агро-ландшафтов с лесостепными черноземами в западной части Центральночерноземного региона России, и _ изучении их влияния на внутрипольпую пестроту урожайности основных культур

В соответствии с поставленной целью решались следующие задачи 1 Исследование основных закономерностей пространственного варьирования содержания доступных форм элементов питания (Ы, Р, К) на представительных

склоновых полях с лесостепными черноземами и нормальным уровнем агротехнологий (в масштабе 1 5000)

2 Анализ детальных закономерностей пространственного варьирования дос1упных форм элементов питания (с учетом элементарных почвенных структур) на вложенном склоновом ключевом участке (вмасштабе 1 2000)

3 Изучение характера внутрипольной пестроты урожайности основных культур на представительных рабочих участках (с разной организацией рельефа) и вложенном ключевом участке в 3 звеньях разных типов севооборота

4 Агроэкологическая оценка лимитирующего влияния основных элементов питания на урожайность кулыур в условиях значительного пространственного варьирования базовых характеристик плодородия почв и рельефа

Научная повпзпа На основе проведенных исследований были выявлены основные закономерности внутриполыюго варьирования доступных форм элементов шпания на представительных участках склоновых агроландшафтов западной части лесос1спной зоны ЦЧР Дана общая агроэкологическая оценка уровня влияния доступны^ форм элементов_питания на урожайность основных сельскохозяйственных культур - в условиях склонового рельефа с а1рогенно-эрозионной трансформацией почвенного покрова и значительным варьированием агротехнологий в 2 контрастных типах севооборота.

Защищаемые положения

1 Ведущим фактором внутрипольной пестроты урожайности большинства сельскохозяйс1 венных культур в условиях западной части ЦЧР является повышенное варьирование основных диагностических параметров плодородия лесостепных черноземов - вследствие сложной организации детальных СПП Основным фактором, определяющим детальную дифференциацию СПП, является мезорельеф склонов различной крутизны, формы и длины, усложненный формами микрорельефа

2 Сгашстичсски достоверное влияние на урожайность доступных форм питательных элементов отмечается в условиях морфогенетически и агроэкологичсски однотипных ареалов агроландшафта (одна форма мезо- и

микрорельефа и один вид почв) В рамках полей и рабочих участков оно «скрыто» факторами пространства той неоднородности рельефа, влажности и СПИ 3 Агроэкологическая типизация земель создаст благоприятные условия для количественной оценки вклада агрохимической составляющей в формирование урожайности, что позволяет повысить детальность планируемых показателей окупаемости применяемых удобрений и снизить эколог ические риски

Практическая значимость работы Результаты, полученные при выполнении исследовании (детальные картосхемы, установленные закономерности внутрипольиой пестроты урожайности) были использованы при разработке проекта адапгивно-ландшафтной системы земледелия ОНО 011Х ВНИИ земледелия и защиты почв от эрозии, «Методического пособия и нормативных материалов для разработки адаптивно-ландшафтных систем земледелия» (2001), «Методики агргокологической типизации земель в агро-ландшафте» (2004), «Методического руководства но л роэкологичсскои оценке земель, проектированию атаптивно-лшщпафтных систем земледелия и агротехполо-гий» (2005), при чтении профильных курсов лекций в ВГУ и РГЛУ-МСХА

Публикации н апробация работы По теме диссертации опубликовано 9 работ Основные потожения и материалы диссертационной работы были представлены на международных паучно-пракгичсских конференциях «Современные проблемы земледелия и экологии» (Курск, 2002), «Модети и технологии оптимизации земледелия» (Курск, 2003) «Агроэколошческая оптимизация земледелия» (Курск, 2004), «Почвоведение и агрохимия в 21 веке» (С-Петербург, 2006), научно-практической конференции Курскою отделения ДОП «Проблемы повышения продуктивности сельскохозяйственных культ) р в адаптивно-ландшафтном земледелии» (К>рск 2003), областных научпо-практческнх семинарах (Курск, 2003, 2004, Воронеж, 2004), IV садче Докучдевского общества почвоведов (Новосибирск 2004)

Место и время выполнения работы Настоящая работа выпочнепа в лаборатории ГИС и агроэкологического мониторинга ВНИИЗиЗПЭ, аналитической

лаборатории кафедры почвоведения и афохимии биолог о-почвенног о факультета Воронежского государственного университета в 2000- 2005 гг

Структура н объем работы Диссертация состоит из введения, 6 глав, заключения, выводов и приложений Она изложена на 193 страницах, иллюстрирована 24 таблицами и 45 рисунками Библиографический список включает 167 источников, из которых 17 иностранных

Благодарности Автор выражает бла1 одарность и глубокую признательность научному консультанту академику РАСХН [Щербакову А П научному руководителю профессору Васеневу И И, зав кафедрой почвоведения и агрохимии ВГУ профессору Щеглову Д И , зав кафедрой географии почв ВГУ профессору Девяювой ТА , ассистенту кафедры экологии РГАУ-МСХА Бузылеву А В , сотрудникам лаборатории геоинформационных систем и агроэкологического мониторинга ВНИИЗиЗПЭ к б н Васеневой Э Г , к б и Дегтевой М Ю , к с-х н Афонченко 11 В , Хворенковой Е С

Содержание работы 1 Внутрипольиое варьирование плодородия и урожайности на

черноземах

Большая часть пашни Российской Федерации характеризуется значительной пестротой плодородия почв и урожайности основных культур (Прохорова, Сорокина, 1978, Важснина и др , 1980, Васенева и др , 2000) Основными факторами, определяющими варьирование плодородия почв, являются

а) сложная и контрастная структура почвенного покрова в пределах полей и рабочих участков (Фридлаид, 1972, Качков, 1973, Прохорова, Сорокина, 1978, Кузякова и др , 2001, Bievik е а , 2003),

б) варьирование мезо- и микрорельефа, иочвообразующих пород (Белобров, 1972, Прохорова, Сорокина, 1975, Романсиков, 1997, Балабко и др , 2004),

в) разнообразие микроклиматических условий па различных элементах микрорельефа, варьирующее по годам с учетом их метеорологических особенностей (Прохорова Савинова, 1970, Кузякова и др , 2001),

г) агрогешю-активизированные процессы эрозии и деградации (Сорокина, 1966,2003, Кузякова, Кузяков,1997, Сороки!и,Когуг, 1997, Васеневаидр,2000),

д) сложная история землепользования («Агрохимическое картографирование », 1962, Белобров, 1972, Самсонова и др , 1999, Васенеиа и др , 2000),

е) неоднородность развития посевов, их засоренности и общего фито-санитарного состояния (Маджугина, Самсонова, 2004),

ж) сроки и качество проведения основных технологических операций (Самсонова и др , 1999, «Agroecology», 1998, «Лгроэколо! ия», 2000)

Для агроэкологической оценки влияния на урожайность пространственной изменчивости основных диагностических параметров плодородия почв (ОДП), необходимо детальное сопряженное исследование их внутрипольной пестроты и урожайности культур, выращиваемых на представительных полях с зональными типами почв (Васепева и др , 2000, Васенев, Щербаков, 2002)

Это определяет необходимость разработки и внедрения технологий прецизионного (точного) земледелия, которые имеют хорошие перспективы для развития в России и особенно в ЦЧР (Васенева и др , 2000,, 2002, Щербаков, Васенев, 2000, Якушев, 2002) Внедрение систем точною земледелия подразумевает просгранствсшю-дифференцирова!п!ое проведение тсхноло! ическич операций - на основе научпо-производствешюго агроэкологического мониторинга почв и посевов, что позволяет существенно снижать (на 15-30 %) без ущерба для урожая объемы применения средств химизации (8с1тт^ с а, 1993, РагкЬоптепко е а , 1999, Щербаков, Васенев, 2000, Якушев, 2002)

2 Объекты и методы исследований

Основные полевые исследования проводились в 2000 - 2004 годах на двух представительных полях ОПХ ВНИИЗиЗПЭ (Медвснскии район Курской области) и ключевом участке, заложенном в пределах одною из них (табл 2 1)

Поле 1 характеризуется контрастной структурой почвенного покрова («поле с контрастной СПП») В новом проекте землеустройства оно соответствует рабочим участкам 04-2-1-2 зернопаропропашпого и 04-2-1-3

зернопаротравяною севооборот, с учетом особенностей агроэкологического состояния почв Общая площадь - 53 га Поле характеризуется сложной организацией рельефа со склонами разной крутизны и экспозиции (табл 2 1)

На поле был заложен ключевой участок общей площадью 8 га, который вытянут вдоль склона северной экспозиции, переходящею в глубокую балку

Таблица 2 1

Краткая характеристика объектов исследования

Объек ты 8, га Масшт а б Почвы* Рельеф Уклон ы Экспозиц ия

Поле 1 53 1 5000 цТН цТШ цВИ чвш Ч1К", Чткга,Ч1,Ч|| Куполообразный 0-8° Ю, 3, С

Ключ 1 1 8 1 2000 цТИ ц1Ш цВ11 ^вш ЧТК",Ч1 5-образньш склон 0-8° с

Поле 2 59 1 5000 ЧТИ чтш ЧТ.УЧВ,1; цВШ цТКП ЧТК|У Выпуклый склон 0-8° 10,103

* Здесь и ниже

У« 7 /А

— черноземы выщелоченные /типичные /типичные карбо-на/иные,1/"""'- среднемощные, мощные, сверхмощные (зоогенно перерытые и намытые), | /11 - слабо / средне смытые

Поле 2 характеризуется повышенной мощностью черноземов и невысокой кошрасгностмо СПП («поле с мощными черноземами») Согласно проекту землеустройства оно соответствует участкам 01-2-5-3 и 01-2-5-4 зерпопаропронашною севооборота с общей площадью - 59 га и занимает склон сложной формы южной и юго-западной экспозиции

При проведении полевых исследований на каждый объект исследования накладывалась регулярная сетка опробования с шагом 40 м на ключевом участке и 100 м на полях Общее количество обследованных точек составило 161, из них 52 точки находятся на Поле 1, 66 точек - на ключевом участке, 43 точки - на Поле 2 Выбор конкретного шага опробования проводился с учетом показа1елей варьирования исследуемых показа1елей и трудоемкости проведения полевых исследований (с использованием метода вариограмм)

В каждой точке опробования проведено бурение скважин с определением морфометрических характериешк почвенпош профиля, уточнением СПП

и отбором усредненных почвенных образцов пахотною горизонта (0 - 30 см) В 2000- 2004 году на всех исследуемых участках проводился прямой учет урожайности культур (Доспехов, 1979, Прохорова, 1984)

В почвенных образцах определялись основные базовые характеристики плодородия по стандартным методикам Для пространственной экстраполяции результатов использовались геостатистические возможности стандартною пакета Surfer Для анализа иерархии лимитирую!них факторов использовался метод построения дерева корреляций (Andersen с а , 1996, Васспева и др , 2000)

3 Агроэкологпческая типизация почвеппого покрова

В почвенном покрове поля с контрастной СИП преобладают типичные, выщелоченные среднемощные и мощные черноземы, а также типичные карбонатные среднемощные и мощные (табл 3 1) Основные элементарные почвенные ареалы (ЭПА) типичных черноземов сконцентрированы на водоразделе (мощные) и приводораздельпом склоне (среднемощные)

Выщелоченные черноземы приурочены к ложбинам стока и открытым западинам на склоне северной экспозиции Сложность и контрастность почвенного покрова возрастает в нижней части склона с появлением типичных карбонатных черноземов приуроченных к микроповышениям и обусловленных активным развитием процессов водной и плужной эрозии с подтягиванием карбонатов в пахотный горизонт

В целом, структуру почвенного покрова можно охарактеризовать как достаточно сложное агрогенно-эрозионное сочетание пятнистостей типичных и выщелоченных черноземов разной мощности и комплексов эродированных почв, расположенных на участках склона от 5°

Вложенный ключевой участок для исследования детальной СПП вытянут вдоль склона северной экспозиции Почвенный покров ключевою участка представляет сочетание пятнистостей среднемощных и мощных выщелоченных и типичным черноземов (с преобладанием типичных) и их комплексов с черноземами типичными карбонатными и слабосмытыми черноземами (рис 3 1)

В соответствии с ростом крутизны екдона происходит снижение мощности гумусово-аккумулятивных горизонтов и подтаивание карбонатов к поверхности

Таблица 3.1

Анализ структуры почвенного покрова поля с контрастной СИП

Почва* 8,% Рельеф Морфометрия

часть склона экспозиция крутизна А, см А+АВ, ел СаСОз, см

цВШ 1.9 средняя с 3-5° 56 81 >100

ЧВП 13,5 верхняя, средняя С, 10 1-5° 40-57 70-75 >85

Чв| 9,6 нижняя С 3-5° 35-45 50-65 >50

МТШ 9,6 водораздел, верхняя водораздел, 3 0-3° 50-60 80-90 30-80

38.5 верхняя, средняя сдю 0-5° 35-55 60-78 30-70

чЧ 3,9 нижняя с 5-8° 38-45 65-75 30-70

цТКШ 3,9 средняя ю, юз 1-3° 55-60 80-95 0-30

чткн 7.7 средняя, ниж. С, 10,103 1-5° 40-50 55-77 0-28

Чтк| 9,6 нижняя. .103 3-8° 38-40 5&=65 0

ЧТКц 3,9 нижняя 3 3-5° 30-33 50-55 0

Рнс.З.!. Картосхема структуры почвенного покрова ключевого участка

С1III поля с мощными черноземами характеризуется меньшей сложностью и контрастностью (табл. 3.2). что объясняется повышенной мощностью гумусовых горизонтов, относительной сглаженностью рельефа и традиционно высоким уровнем земледелия. 11а поле абсолютно преобладают типичные черноземы. К

более стабильным склона приурочены черноземы типичные сверхмощные (намытые и зоогенные) Мощные типичные черноземы,, являются результатом агрогенно-эрозионнои трансформации исходных сверхмощных черноземов Среднемощные типичные черноземы представлены одним ЭПА, расположенным на наиболее эродированном участке склона

Таблица 3 2

Анализ структуры почвенного покрова поля с мощными черноземами

Почва* 8,% Рельеф Морфометрпя

часть склона экспозиция круп она А, см А1+АВ, см СаСОз, см

ЧВШ 11,6 верхняя 10 0-5° 70-90 90-115 90-125

чвп 23 средняя Ю 3-5° 70 80 90

ЧТ|У 303 по всему склону 10 0-8° 80-120 120-180 60-120

цТШ 512 10 0-8° 70-90 80-110 60-120

чти 23 средняя 10 0-5° 50 80 50

1тТК1У " г 23 средняя 10 5-8° 120 180 30

' ЧТК11 23^ " средняя ■ "Ю 5-8° '50 60 15

Общая СПП представлена сложным сочетанием пятнистостей черноземов типичных, с пятнистостями-комплексами черноземов типичных карбонатных и выщелоченных разной мощности

Та бл 3 3

Физико-химические и химические свойства фоновых компонентов объектов исследования ______

Почва Горизонт Мощность, Гумус, РН|Е0 Са^+М«2" н, V,

см % мг-экв/100 г мг-зкв/100 г %

... Лр 0-30 5,75 53 24 2 2.1 91,8

А 30-55 422 60 249 1,1 957

АВ 55-78 1,93 6,7 253 02 992

В 78-145 0,74 7,0 24,9 0 ~] 100

ВС 1 145-180 037 7,1 25.2 1 0 1 100

цТШ Л, 0-28 6,15 5,8 28,7 33 898

А 28- 70 432 62 29 2 08 973

АВ 70-90 231 6,9 293 0,1 993

В 90-185 054 7,1 31,1 0 100

ВС 185-220 0,41 72 312 0 100

Для фоновых компонентов объектов исследования значения физико-химических и химических показателей свойств для чернозема типичного Курской области Различия в содержании ¡умуса, рН, содержания обменных оснований к связаны в первую очередь с историей землепользования каждого поля и общей культурой земледелия, определявших интенсивность развития деградационных процессов (табл 3 3)

4 Общие закономерности пространственного варьирования основных агрохимических параметров на объектах исследования

Исследуемые участки отличаются повышенной пространственной изменчивостью основных параметров плодородия, существенно изменившихся в ходе длительною сельскохозяйственного использования На поле с контрастной СП11 наилучшими показателями характеризуются черноземы выщелоченные и типичные мощные и среднемощные По мере роста крутизны склона и активизации процессов водной эрозии плодородие почвенных разностей постепенно снижается, достигая минимального уровня на черноземах слабо- и среднесмытых В пределах отдельных почвенных выделов, диапазоны варьирования ОДГ1 в значительной мере сокращаются, но и при этом сохраняется 10 - 20 % интервал варьирования элементов питания (табл 4 1)

Минимальной внутрипольной песчрогой характеризуется содержание щслочно1 идролизуемо! о азота варьирование на иоле составило 140-225 мг/кг Основными фактором, определявшими содержание азота являются рельеф, эрозия, СПГ1 и содержание 1умуса Наиболее высоким уровнем внутрипольной пестроты характеризуется содержание подвижного фосфора при размахе варьирования 14 - 265 м1/кг (рис 4 1) Основными факторами варьирования доступных форм данных элеметов питания являются род почвы, содержание обменного кальция! реакция среды, и Iдубина залегания карбонатов Для обменною калия размах варьирования соствил 42 - 206 мг/кг Основные факторы, опредеяягошде варьирование обменного калия совпадают с выделенными для фосфора и янляюгся результатом де!радации почве!шого покрова

Таблица 4 1

Физико-химическая характеристика пахотного горизонта почв на поле с контрастной СПП_______

Почва Гумус, % рН Са2++Мё2 нг Насыщ ППК, % мг/кг р2о5, мг/кг к2о, мг/кг

Н20 КС1 мг-экв/100 г М У,% М М

цВШ 5,25 6,1 5,6 27,5 5,5 83,4 225 - 198 - 146 -

цВ11 5,27 6,5 5,4 28,9 4,6 86,1 190 10,3 178 31,7 131 16,9

Чв| 5,21 68 5,9 29,7 3.5 89,4 172 8,1 144 25,8 115 12,4

цПП 5,43 6,5 5 5 30,1 3,0 91,0 189 11,9 197 18,5 125 19,4

цТП 5,26 6,6 5,6 30,4 3,5 89,8 188 9,4 172 31,7 126 23,7

чт| 5,11 6,8 5,8 34,1 1,6 95,5 196 3,3 166 38,5 110 5,2

цТМИ 4,94 8,0 7,2 40,0 0,6 98,5 159 3,1 33 1,8 50 16,0

чткн 5,14 7,9 7,1 38,8 0 100 174 7,4 69 78,0 51 18,0

Чгк| 5,05 7,9 7,1 45,5 0,6 98,7 152 5,5 88 87.5 49 10,2

ЧТКЦ 4,47 7,9 7,1 42,5 0 100 140 0,3 77 24,7 47 5,1

Поле 5,21 6,9 5,8 32,8 3,0 91,7 181 12,0 149 44,7 107 36,4

Почвы 8-гектарного ключевого участка характеризуются некоторым улучшением большинства параметров плодородия почв (табл 4 2), по сравнению со средними данными предыдущего ноля с контрастной СПП В связи с меньшей площадью и ею более однородными агроэкологическими условиями ошечастся снижение диапазонов варьирования ОДП Тем не менее, даже усредненные показатели для почвенных выделов варьируют весьма значительно содержание 1умуса от 4,71 до 5,76 %, рНщо от 6,2 до 7,4 , I идролитическая кислотность от 0,7 до 4 6 мг-экв/100 г

Содержание щелочногидролизуемого азота варьирует от 100 до 242 мг/кг Основными факторами варьирования являются СПП, содержание гумуса, и склоновая активизация процессов водной эрозии

П ' • Л . 1 "Г™-, _ $

\ |Хо) ;

/ О' |

V» - Г"*^ "'¿¿>; г-^

Б 7ч '

Рис. 4.1. Картосхемы содержания подвижного фосфора (Л) и обменного калия (Б) на ключевом участке

Размах варьирования содержания подвижного фосфора составляет 32 -

297 мг/кг. В качестве основных факторов его пространственной пестроты следует выделить крутизну склона и глубину залегания карбонатов, род и вид почвы. Содержание обменного калия варьирует в интервале 50 - 208 мг/кг и определялся почвенным покровом и микрорельефом с минимальными значениями в контуре черноземов типичных карбонатных, приуроченных к выпуклым элементам микрорельефа. В ложбинах стока нижней части склона нередко наблюдается аномально повышенное содержание элементов питания, в связи с их поступлением с вышележащей части склона (рис. 4.2).

Таблица 4.2

Физико-химическая характеристика пахотного горизонта почв

ключевого участка

Почва Гумус, % рН Са2++Мё2 Нг Насыш ПИК, % ГС, мг/кг Р2О5, мг/кг к2о, мг/кг

н2о КО мг-экв/100 г М М У,% М У,%

ЧВШ 5,60 6,5 5,6 29,8 4,4 87.1 212 6,2 13,б1 158 159 26,1 128 25.7

чва 5,34 6,4 5,5 5,2 29,7 4,4 86,1 198 20,4 121 23.1

ЧВ1 5,00 6,2 29,9 4,6 86.6 214 11,0 8,8 168 7,7 120 -

цтш 5,76 6,7 5,9 31.2 2,7 92,0 206 187 24,1 127 14,0

5,42 6,5 5,6 30,5 3,8 88,9 197 11.7 187 25,6 123 15.6

4,71 6,5 5.5 29,6 1,9 94,0 181 10,2 232 38,5 126 22.4

цТКИ 5,22 7,9 7.1 30.4 0,7 97.7 198 П,2 144 52,5 55 12.5

Ключ 5,38 6,5 5.6 30,1 3,9 88,5 198 13,4 175 27,0 119 22,9

Поле с мощными черноземами отличается от других объектов повышенными значениями большинства ОДП (табч 4 3) Анализ усредненных для почвенных выделов значений ОДП показывает наличие их достаточно высокой пространственной пестроты и характерной зависимосш ог развития процессов эрозии Менее плодородными являются среднемощные черноземы ЭПА типично! о карбонатного сверхмощною чернозема характеризуются значительной перерытостыо профиля и связанными с этим отклонениями в ОДП

Среди доступных форм основных элементов питания минимальное варьирование отмечается для щелочно1 идролизуемою азота 124 - 245 мг/кг Основным фактором, лимитирующим содержание азота в почвах, является содержание 1умуса, на втором месте - уклон поверхности Варьирование подвижною фосфора характеризовалось диапазоном 35 - 265 мг/к! В качестве факторов определяющих ею пространственное варьирование следует выделить СПП и крутизну склона Содержание обменною калия в варьирует от 92 до 281 мг/кг и характеризуется зависимостью от уклона поверхности и связанных с ним процессов водной эрозии

Таблица 4 3

Физико-химическая характеристика пахотного горизонта поля с мощными черноземами _________

Почва Гумус, % рн Са2++Мё2+| Нг Насыщ ППК, % Мщ, мг/кг Р2О5, мг/кг к2о, мг/кг

н2о КС1 мг-экв/100 г М У,% М У,% М У,%

чвш 5,95 6,7 5,6 27,9 4,2 86.8 184 15,5 157 24,0 128 11,6

ЧВП 5,39 6.7 5,5 29,5 4,3 87,2 196 - 151 - 102 -

ЧТ1У 5,95 6,9 6,0 33,9 2,2 93,7 188 9,0 177 36 2 136 42,9

цТШ 5,83 6,8 5,7 31,8 2,5 93,2 186 15,6 182 20,1 114 19,7

ЧТП 5,92 6,6 5,6 28,7 3,5 89 2 189 - 265 - 92 -

цТК1У 5,99 7.9 7,1 40,3 0,7 98.3 197 - 47 - 120 -

цТКП 5,15 7,9 7,1 40,7 0,6 98,6 140 - 35 - 120 -

Паю 5,86 6,9 5,8 32,6 2,4 93 2 186 13,5 169 34,8 121 30,5

5. Внутриполыюе варьирование урожайности культур

Проведенные исследования выявили высокую внутрипольную пестроту урожайности всех культур На поле с контрастной СПП наиболее существенное варьирование урожайности было отмечено для сахарной свеклы размах варьирования 200 - 590 ц/га (табл 5 1) Высокая засоренность посевов сахарной свеклы без применения гербицидов и весенний размыв склоновых почв обусловили повышенное варьирование урожайности и пониженную продуктивность выщелоченных черноземов Для ячменя, занимавшего склон, диапазон варьирования значений урожайности составил 23 - 63 ц/га Пространственная пестрота урожая определялась положением в рельефе и связанной с ним СПП Наиболее высокой урожайностью отличались выщелоченные полнопрофильные черноземы Минимальная урожайность отмечена в контурах среднесмытых типичных карбонатных черноземов

Таблица 5 1

Варьирование урожайности на поле с контрастной СПП и без гербицидов

Почва Урожайность, ц/га

Сах свекла/Ячмень(2002) Ячмень (2003) Ячмень (2004)

М V, % ОАВУ, %* М V, % ОАВУ, % М V, % ОАВУ, %

чвп 300 47,0 50,0 34,0 9,4 21,6 30,7 7,2 20,0

чтш 393 15,5 26,1 35,1 7,1 17,8 27,5 21,4 44,3

ч™ 365 21,1 56,3 36,4 14,8 44,0 28,5 23,1 56,9

Ч™, 460 - - 27,2 36,7 37,5 23,7 14,3 28,6

ЧВШ -/62,0 - - 35,5 9,4 21,6 35,2 - -

Чв| -/46,6 -/21,4 -/38,2 - - - 11,3 40,7 62,4

чт| -/45,4 -/13,4 -/17,5 - - - 12,9 9,3 12,1

Чж| -/39,8 -/42,7 -/62,9 - - - 14,8 40,5 52,3

Чтеи -/40,8 -/34,3 -/38,9 - - - 13,3 36,8 26,1

чткп -/39,1 - - 38,4 - - 23,1 12,1 15,9

Поле 367/44,0 22,1/27,3 58,3/63 34 6 15,3 54,6 24,9 33,3 83,8

Ячмень, выращиваемый по сахарной свекле в 2003 году, характеризуется пониженным пространственным варьированием урожайности (20 - 43 ц/га) в условиях сравнительно выравненного рельефа В 2004 году размах варьирова-

ния вырос и составил 7-44 ц/га Наиболее высокая средняя урожайность была характерна для черноземов типичных и выщелоченных среднемощных и мощных Нижняя часть склона с эродированными почвами и высокой засоренностью посевов характеризую 1ся более чем 2,5-кратным снижением урожайности по сравнению с верхней половинои склона

Результаты исследований ключевою участка подтвердили повышенную пестроту урожайности культур, на фоне общею роста усредненных показателей (табл 5 2) Анализ результатов детального учета сахарной свеклы показал еще более высокий диапазон варьирования 245 - 690 ц/га Основные закономерности пространственной пестрогы, выявленные на уровне поля, остаются неизменными и в пределах ключевого участка

Таблица 5 2

Варьирование урожайности на ключе без внесения гербицидов

Почва Урожайность, ц/га

Сах свекла/Ячмень (2002) Ячмень (2003) Ячмень (2004)

М V, % ОАВУ,% М V, % ОАВУ, % М V, % ОАВУ,%

цТШ 393/- 29,2/- 45,0/- 37,8 26,4 48,7 39,3 29,8 57,6

цТН 170/56 2 26,5/16,9 45,5/27,' 34,5 23,2 69,8 28,8 29,9 69,5

цВШ 360/- 35,4/- 50,0/- 25,9 4,6 14 3 20,0 12,0 21,3

ЧВП И 1/56,4 16,9/1, 6 52,9/2,1 35,6 4,5 57,1 26,1 25,3 59,6

цТКИ 108/54,8 11,3/- 14,7/- 24,6 20,7 25,6 18,7 10,7 14,1

ЧТ1 -/61,6 -/2,1 -/2,8 - - - - - -

ЧВ1 -/42,7 -/11,7 -/15,2 - - - - - -

Ключ 143/52,8 24,6 64,5/37,4 34,8 22,7 70,8 27,2 30,1 69,1

В 2003 - 2004 году для ячменя отмечалось нарастание детального варьирования урожайности, на фоне общею снижения продуктивности в 2003 юду размах варьирования составил 15,7 - 38,1 ц/га, а в 2004 году размах варьирования составил 15,4 - 49,7 ц/га Па типичных черноземах при снижении мощности отмечалось снижение урожайности, связанное с эрозией

Поле с мощными черноземами характеризуется существенным сокращением диапазонов варьирования усредненных значений для однотипных ареалов почв (табл 5 3) Для озимой пшеницы общий размах варьирования составил 37,9 - 69,5 ц/га (табл 5 3) на фоне выровненных средних при сохранении высоких показателей варьирование урожайности в пределах однотипных почвенных разностей Вероятно, это свидетельствует о сокращении вклада во внутрипольную пестроту урожайности СПП в условиях повышенной мощности черноземов и возрастания вклада мезо- и микрорельефа и связанных с ними эрозионных процессов и засоренности

Таблица 5 3

Варьирование урожайности культур на ноле 2

Почва Урожайность, ц/га

Озимая пшеница (2002; Сахарная свекла (2003) Ячмень (2004)

М V, % ОАВУ, % М V, % ОАВУ, % М V, % ОАВУ, %

ЧТ1У 54,4 10,6 26,2 294 51,0 77,3 32,1 24,9 53,0

цТШ 52,5 13,9 45,5 311 49,4 90,8 30,5 27,5 73,5

цВШ 57,1 12,4 26,0 344 8,9 16,6 39,6 40,7 64,0

чвн 52,9 - - - - - 29,8 - -

цТЮУ 51,9 - - - - - 36,5 - -

ЧТКП 50,1 - - - - - 25,9 - -

Поле 53,2 12,3 45,5 312 41,6 90,8 32,0 28,1 80,7

Наиболее высокая внутрипольная пестрота урожайности характерна для сахарной свеклы диапазон варьирования составил 50 - 546 ц/га (включает одну сильнозасоренную площадку учета с урожайностью 50 ц/га) В пределах отдельных почвенных разностей внутрипольная пестрота возрастает Общая тенденция к снижению урожайности по мере роста уклона поверхности и активизации водной эрозии, осложняется существенной засоренностью посевов, что приводит к минимальной продуктивности сверхмощных черноземов

Повышенный диапазон варьирования урожайности характерен и для ячменя 11,7 - 60,2 ц/га, на котором наиболее четко выявляется зависимость

урожайности ог степени развития водной эрозии на поле и мощности гумусово-аккумулятивныч юризонтов, с росюм внутрипольной пестроты

6 Сравнительный анализ факторов, лимитирующих урожайность

Предыдущие исследования (Васенева и др , 2000) показали приоритетное значение рельефа и а1 роэколо1 ических групп почв во внутрипольной дифференциации урожайности

Гербициды вносились

Упп~игпй - Л71

Гербициды не вносились

\'пп V

, -

0°<Склон<3° \рожа -461,5

3°<Ск.юп<5° Урожай-429 3

0°<Ск.юп<1°

Урожай - 404

1°<Склон<3°

Урожай -357

3°<Склон<5° Урожай - 300

Черноземы тнппчпые

Урожай - 444

Черноземы выщелоченные

Урожай - 5 70

Черноземы шпнчные

Урожай -374

Поверхностно-карбонатные

Vрожай - 460

Черноземы выщелоченные

У оожай -317

Высоко-карбонагные

Урожай - 410

Средне-карбонатные

Уоожай - 330

X

Среднемощные

Урожай -310

Мощные

Урожай - 380

150-200 мг/к!

Урожай - 210

N1«, >200 мг/к-1

Урожай - 340

Рис. 6 1 Иерархия факторов, лимитирующих урожайность сахарной свеклы на поле с контрастной СПП в 2002 году

На поле с контрастной СПИ основными лимитирующими факторами для сахарной свеклы, выращиваемой на приводоразделыюм участке стали технологический фактор —> фактор рельефа, —♦ почвешю-агроэкологаческий фактор (подтип черноземов I дубина залегания карбонатов, мощность) —> ¿1 рохимический (рис 6 1)

На склоновом участке с близкими характеристиками рельефа основными лимитирующими факторами для ячменя стали эродированность —> подтип черноземов —> глубина залегания карбонатов —> содержание фосфора Калий и азот занимают послещуквдге уровни лимитирования

Однотипные деревья регрессии были получены при анализе основных лимитирующих факторов урожайности ячменя в 2003 - 2004 годах При выращивании ячменя в 2003 году на приводораздельной части склона общая иерархия факторов имела следующий вид рельеф —> подтип чернозема —► глубина залегания карбонатов —» агрохимический фактор В 2004 году иерархия лимитирующих факторов для ячменя стала следующей рельеф —> подтип черноземов или эродированность —> мощность или степень смытости —> глубина залегания карбонатов —> агрохимические показатели (калий)

На ключевом участке урожайность сахарной свеклы лимитировалась теми же факторами, что и на поле с контрастной СПП, важнейшими из которых стали нарушения технологии возделывания (невнесение гербицидов), рельеф (крутизна), подтип почвы, мощность гумусовых горизонтов, глубина Различия ограничиваются значениями усредненной урожайности (в пределах основных градаций), и приоритетными элементами питания на поле свекла лимитируется азотом, на ключевом участке - фосфором или обменным калием (табп 61) Для ячменя, выращиваемого на ключевом участке, иерархия лимитирующих факторов приняла следующий вид рельеф —» глубина вскипания и мощность гумусовых горизонтов —» подтип —» элементы питания В 2003 году лимитирующими являются калий и азот В 2004 году приоритетное значение приобретают калий и фосфор

На поле с мощными черноземами иерархия лимитирующих факторов для озимой пшеницы приняла следующий вид рельеф —> подтип черноземов —» глубина залегания карбонатов —» мощность гумусового профиля —► агрохимический

Дерево корреляции, построенное для сахарной свеклы, выращиваемой в 2003 году позволило выделить следующую иерархию лимитирующих

факторов рельеф —> подтип черноземов —> мощность гумусовых юризонтов —> агрохимические параметры (рис 6 2) Выводы

1 Склоновые агроландшафты западной части лесостепи ЦЧР характеризую 1ся значительным пространственным варьированием урожайности сельскохозяйственных культур 2 - 4-кратным Среди нерегулируемых факторов внутриполыюй пестроты урожайности к приоритетным как правило относится детальная СПП, рельеф и агроэкологическая группа почв, среди регулируемых факторов урожайности наиболее важную роль играют агрохимические параметры

2 Почвенный покров склоновых агроландшафюв лесостепной части ЦЧР представлен сложными агрогенно-эрозионными сочетаниями пятнистос-тей и комплексов типичных и выщелоченных черноземов разной степени мощности, выщелоченности профиля и смытости Внутрипольное варьирование морфометрических параметров определялось экспозицией склона, уклоном поверхности, характером микрорельефа и обусловленными ими процессами эрозии, выщелачивания, карбонатизации и дегумификации

3 Все исследованные участки лесостепных черноземов характеризуются четко выраженным пространственным варьированием содержания доступных форм основных элементов питания (Ы, Р, К) Наибольший размах варьирования характерен для содержания подвижною фосфора и обменного калия в зависимости 01 объекта Коэффициенты варьирования содержания Р205 и К20 возрастают в 1,2 - 1,3 раза по мере усложнения СПП и снижаются в 1,3 - 1 6 раза по мере снижения площади участка и роста детализации исследований В качестве факторов, определяющих их пространственную пестроту, выступают род почвы, степень эродировапносги, глубина залегания карбонатов и содержание обменного кальция

4 Длительное применение азотных минеральных удобрений па полях с многолетним возделыванием сахарной свеклы обусловили повышенное содержание (181 - 198 мг/кг) и пониженное пространственное варьирование

щелочногидролизуемого азота в черноземах исследуемых участков (У=12 -15%) К основным факторам, определяющим содержание азота в пахотном горизонте отностятся род почвы, степень смытости, содержание гумуса, уровень применяемых агротехнологий, история землепользования

5 Проведенные исследования показали высокую внутрипольную пестроту урожайности (3 - 4-кратное отличие максимальных и минимальных значений) основных сельскохозяйственных культур (озимой пшеницы, ячменя и свеклы) в условиях представительных склоновых агроландшафтов лесостепной зоны ЦЧР Показатели варьирования урожайности возрастают по мере усложнения структуры почвенного покрова и варьирования содержания элементов питания Экстремально минимальные значения урожайности сахарной свеклы отмечаются в ареалах высокой засоренности Снижению уровня варьирования урожайности способствуют хорошие предшественники и последействие минеральных удобрений

6 Сравнительный анализ факторов урожайности озимой пшеницы, ячменя и сахарной свеклы показал приоритетное влияние крутизны склона, подтипа и рода черноземов, глубины залегания карбонатов и мощности гумусово-аккумулятивных горизонтов, определяющих агроэкологические особенности почв и земель Влияние регулируемых факторов урожайности отчетливо проявляется при сравнительном анализе урожайности агроэкологически однородных ЭПА Влияние агрохимических и фитосанитарных параметров на внутрипольное варьирование урожайности возрастает по мере роста их отклонений от оптимальных значений

7 Сравнительный анализ лимитирующих факторов урожайности позволяет оптимизировать размещение сельскохозяйственных культур и применение минеральных удобрений с учетом агроэкологических особенностей и их элементарных ареалов в агроландшафтах

Список публикаций по теме диссертационной работы

1 Васенева Э Г Оценка лимитирующих факторов внугрипольной пестроты земледелия и экологии / Э Г Васенева, И И Васенев, А П Щербаков, М В Жогова, А В Велик // Современные проблемы земледелия и экологии Курск, 2002 - С 271 - 275

2 Васенева Э Г Алгоритм оценки лимитирующих факторов плодородия земель на полях со значительным варьированием урожайности сельхозкультур / Васенева Э Г, Васенев И И , Велик А В // Проблемы повышения плодородия почв и продуктивности сельскохозяйственных культур в адаптивно-ландшафтном земледелии Тезисы докладов научно-практ конф Курского отд ДОП - Курск, 2003 - С 56-58

3 Васенева Э Г Сравнительная оценка факторов лимитирующих плодородие земель склоновых агроландшафтов ЦЧР / Э Г Васенева, И И Васенев, А В Велик // Модели и технологии оптимизации земледелия сб докладов международной научно-практич конф - Курск, 2003 - С 214-219

4 Васенева Э Г Агроэкологическая типизация детальных структур почвенного покрова лесостепных агроландшафтов ЦЧР / Э Г Васенева, И И Васенев, А В Велик // Агроэкологическая оптимизация земледелия Сб докладов международной научно-ирактич конф - Курск, 2004, С 109-113

5 Васенева Э Г Анализ лимитирующих факторов плодородия склоновых земель лесостепной части Центрального Черноземья / Э Г Васснева, И И Васенев, А В Велик // Черноземы Центральной России генезис, география, эволюция материалы Межд научной конф - Воронеж, 2004 - С 416-420

6 Велик А В Влияние внутриполыюй пестроты основных элементов питания на урожайность сахарной свеклы на черноземах / А В Велик, И И Васенев, Васенева Э Г // Агроэкологическая оптимизация земледелия Сб докладов международной научно-практич конф/-Курск, 2004 - С 218-219

7 Васенева Э Г Лимитирующие факторы плодородия склоновых лесостепных агроландшафтов Центрального Черноземья России / Э Г Васенева, А В Велик // Почвы - национальное достояние России материалы IV съезда ДОП в 2 кн Новосибирск, Наука - Центр, 2004 - Кн 2 - С 414-415

ьь

8 Велик А В Анализ факторов плодородия, лимитирующих урожайность ячменя на лесостепных черноземах западной части ЦЧР / А В Велик, Васенев ИИ // Почвоведение и агрохимия в XXI веке Материалы Всероссийской научной конференции, посвященной 160-летию со дня рождения В В Докучаева - С-Пб, 2006 С 31-32

9 Васенев И И Геоинформационно-мегодическое обеспечение агрозкологичес-кой оптимизации прецизионного земледелия в условиях черноземной зоны России / ИИ Васенев, А В Ьелик, АВ Бузылев//ИзвестияТСХА 2007 №2 -С 45-56

Статья №9 опубликована в издании, соответствующем списку ВАК РФ

Подписано в печать 23 04 2008 Формат 60x84/16 Уел п л 1 5 Тираж 100 Заказ 191 Издательско-полиграфический центр Воронежского государственного университета 394000^ г Воронеж, Университетская площадь, 1, ком 43, тел 208-853 Отпечатано в лаборатории оперативной печати ИПЦ ВГУ

Содержание диссертации, кандидата биологических наук, Белик, Антон Викторович

Введение

Глава 1. Внутрипольное варьирование плодородия и урожайности на лесостепных черноземах

1.1. Макро- и микрокомпоненты структуры почвенного покрова

1.1.1. Уровни организации структуры почвенного покрова (СПП)

1.1.2. Факторы образования структур почвенного покрова

1.1.3. Особенности формирования структуры почвенного покрова в ЦЧО

1.2. Закономерности внутрипольного варьирования плодородия почв

1.2.1 Общие закономерности пространственной изменчивости основных параметров плодородия

1.2.2. Внутрипольное варьирование плодородия черноземов ЦЧО

1.3. Внутрипольное варьирование урожайности основных полевых , культур и перспективы применения современных информационных технологий в земледелии 28 1.3.1. Основные закономерности пространственной пестроты урожайности , сельскохозяйственных культур 28 1.3.2. Внутрипольное варьирование урожайности культурных растений в ЦЧР

1.3.3. Применение современных информационных технологий в земледелии

Глава 2. Объекты и методы исследования

2.1. Характеристика района исследования 39 2.1.1. Климатические условия

2.1.2 Рельеф

2.1.3. Гидрографическая сеть

2.1.4. Растительность

2.1.5. Почвообразующие породы

2.1.6. Особенности структуры почвенного покрова

2.2. Объекты исследования

2.3. Методы исследования

Глава 3. Агроэкологическая типизация почвенного покрова объектов исследования

3.1. Структура почвенного покрова поля 1 (с контрастной СПП)

3.2. Детальный ключевой участок на s-образном склоне с преобладанием среднемощных черноземов

3.3. Структура почвенного покрова поля 2 (с преобладанием мощных черноземов)

Глава 4. Общие закономерности пространственного варьирования основных агрохимических параметров на объектах исследования 76 4.1. Основные закономерности внутрипольного варьирования содержания доступных форм основных элементов питания на поле с контрастной СПП (поле 1)

4.1.1. Общая характеристика почвенного покрова поля

4.1.2. Основные закономерности пространственного варьирования доступных форм азота, фосфора и калия на поле

4.2 Пространственная изменчивость доступных форм основных элементов питания на ключевом участке \ 89 4.2.1. Краткая характеристика почв ключа 89 4.2.2 Пространственная вариабельность агрохимических показателей на ключевом участке

4.3 Основные закономерности внутрипольного варьирования доступных форм элементов питания на поле с мощными черноземами

4.3.1 Физико-химическое и химическое состояние пахотного слоя почв 100 поля

4.3.2 Основные закономерности пространственного варьирования содержания питательных веществ в черноземах поля с мощными черноземами

Глава 5. Внутрипольное варьирование урожайности основных сельскохозяйственных культур

5.1. Закономерности пространственного варьирования урожайности основных сельскохозяйственных культур на поле с преобладанием среднемощных черноземов

5.2. Пространственная изменчивость урожайности сельскохозяйственных культур на ключевом участке

5.3. Внутрипольная пестрота урожайности сельскохозяйственных культур на поле с преобладанием мощных и сверхмощных черноземов

Глава 6. Сравнительный анализ факторов, лимитирующих урожайность 145 6.1 Анализ основных факторов, лимитирующих урожайность на поле с контрастной СПП

6.2. Иерархия лимитирующих факторов на ключевом участке

6.3. Анализ лимитирующих урожайность факторов на поле с мощными черноземами 165 Выводы 175 Список использованной литературы

Введение Диссертация по биологии, на тему "Внутрипольное варьирование плодородия лесостепных черноземов ЦЧО и урожайность сельскохозяйственных культур"

Сложная организация почвенного покрова и внутрипольное варьирование основных параметров плодородия является одной из основных причин повышенной пестроты урожайности в пределах поля и снижения эффективности сельскохозяйственного производства (Дмитриев, 1998; Васенева и др., 2000; Романенков, 2002; Сорокина, 2003). Недифференцированное внесение удобрений часто не оказывает существенного влияния на снижение этой пестроты и может привести к ухудшению агроэкологического состояния земель (Schnug е. а., 1993; Самсонова и др., 2005). Успешному решению этих проблем способствуют детальные исследования пространственного варьирования основных факторов плодородия, и в частности, доступных форм элементов питания (Прохорова, Савинова, 1970; Прохорова, Сорокина, 1978; Кузя-кова и др., 1997; Самсонова и др., 1999).

Почвенный покров Центрально-Черноземной зоны традиционно считается сравнительно однородным и благоприятным для выращивания основных сельскохозяйственных культур (Добровольский, Урусевская, 1984). Между тем, детальные картографические исследования последних десятилетий показали сложную и, нередко, контрастную организацию почвенного покрова, значительное внутрипольное варьирование плодородия почв и урожайности основных сельскохозяйственных культур (Сорокина, 1966; Дайнеко, 1968; 1989; Фридланд, Лебедев, 1974; «Антропогенная эволюция.», 2000).

Активное развитие современных информационных технологий создает хорошие предпосылки для практического использования результатов исследования пространственного варьирования основных элементов питания и внутрипольной пестроты урожайности основных культур (Schnug е. а., 1993; Якушев, 2002; Васенев, Щербаков, 2002).

Цель данной работы состоит в исследовании агроэкологических особенностей пространственного варьирования содержания доступных форм основных элементов питания на представительных участках склоновых агро-ландшафтов с лесостепными черноземами в западной части Центрально

Черноземного региона России, и изучении их влияния на внутрипольную пестроту урожайности основных культур.

В соответствии с поставленной целью решались следующие задачи:

1. Исследование основных закономерностей пространственного варьирования содержания доступных форм элементов питания (N, Р, К) на представительных склоновых полях с лесостепными черноземами и нормальным уровнем агротехнологий (в масштабе 1:5000).

2. Анализ детальных закономерностей пространственного варьирования доступных форм элементов питания (с учетом элементарных почвенных структур) на вложенном склоновом ключевом участке (в масштабе 1:2000).

3. Изучение характера внутрипольной пестроты урожайности основных культур на представительных рабочих участках (с разной организацией рельефа) и вложенном ключевом участке в 3 звеньях разных типов севооборота.

4. Агроэкологическая оценка лимитирующего влияния основных элементов питания на урожайность культур в условиях значительного пространственного варьирования базовых характеристик плодородия почв и рельефа.

На основе проведенных исследований были выявлены основные закономерности внутрипольного варьирования доступных форм элементов питания на представительных участках склоновых агроландшафтов западной части лесостепной зоны ЦЧР. Дана общая агроэкологическая оценка уровня влияния доступных форм элементов питания на урожайность основных сельскохозяйственных культур - в условиях склонового рельефа с агрогенно-эрозионной трансформацией почвенного покрова и значительным варьированием агротехнологий в 2 контрастных типах севооборота.

Защищаемые положения

1. Ведущим фактором внутрипольной пестроты урожайности большинства сельскохозяйственных культур в условиях западной части ЦЧР является повышенное варьирование основных диагностических параметров плодородия лесостепных черноземов - вследствие сложной организации детальных структур почвенного покрова. Основным фактором, определяющим детальную дифференциацию СПП, является мезорельеф склонов различной крутизны, формы и длины, усложненный формами микрорельефа.

2. Статистически достоверное влияние на урожайность доступных форм питательных элементов отмечается в условиях морфогенетически и аг-роэкологически однотипных ареалов агроландшафта (одна форма мезо- и микро-рельефа и один вид почв). В рамках полей и рабочих участков оно «скрыто» факторами пространственной неоднородности рельефа, влажности и почвенного покрова.

3. Агроэкологическая типизация земель создает благоприятные условия для количественной оценки вклада агрохимической составляющей в формирование урожайности, что позволяет повысить детальность планируемых показателей окупаемости применяемых удобрений и снизить экологические риски их применения.

Результаты, полученные при выполнении исследований (детальные картосхемы, установленные закономерности внутрипольной пестроты урожайности) были использованы при разработке проекта адаптивно-ландшафтной системы земледелия ОПХ ВНИИ земледелия и защиты почв от эрозии и ряда методических пособий

Заключение Диссертация по теме "Почвоведение", Белик, Антон Викторович

Выводы

1. Склоновые агроландшафты западной части лесостепи ЦЧР характеризуются значительным пространственнысм варьированием урожайности сельскохозяйственных культур: 2 - 4-кратным. Среди нерегулируемых факторов внутрипольной пестроты урожайности к приоритетным как правило относится детальная структура почвенного покрова, рельеф и агроэкологическая группа почв, среди регулируемы факторов урожайности наиболее важную роль играют агрохимические параметры плодородия.

2. Почвенный покров склоновых агроландшафтов лесостепной части ЦЧР представлен сложными агрогенно-эрозионными сочетаниями пятнисто-стей и комплексов типичных и выщелоченных черноземов разной степени мощности, выщелоченности профиля и смытости. Внутрипольное варьирование морфометрических параметров определялось экспозицией склона, уклоном поверхности, характером микрорельефа и обусловленными ими процессами эрозии, выщелачивания, карбонатизации и дегумификации.

3. Все исследованные участки лесостепных черноземов характеризуются четко выраженным пространственным варьированием содержания доступных форм основных элементов питания (N, Р, К). Наибольший размах варьирования характерен для содержания подвижного фосфора и обменного калия: в зависимости от объекта - УР2о5 =27,0 - 44,4%; VK2o=23,0 - 36,4%. Коэффициенты варьирования содержания Р205 и К20 возрастают в 1,2 - 1,3 раза по мере усложнения СПП и снижаются в 1,3 - 1,6 раза по мере снижения площади участка и роста детализации исследований. В качестве факторов, определяющих их пространственную пестроту, выступают: род почвы, степень эродированносги, глубина залегания карбонатов и содержание обменного кальция.

4. Длительное применение азотных минеральных удобрений на полях с многолетним возделыванием сахарной свеклы обусловили повышенное содержание (181 — 198 мг/кг) и пониженное пространственное варьирование щелочногидролизуемого азота в черноземах исследуемых участков (V=12 — 15%). К основным факторам, определяющим содержание азота в пахотном горизонте отностятся род почвы, степень смытости, содержание гумуса, уровень применяемых агротехнологий, история землепользования.

5. Проведенные исследования показали высокую внутрипольную пестроту урожайности (3 - 4-кратное отличие максимальных и минимальных значений в пределах поля) основных сельскохозяйственных культур (озимой пшеницы, ячменя и свеклы) в условиях представительных склоновых агро-ландшафтов лесостепной зоны ЦЧР. Показатели варьирования урожайности возрастают по мере усложнения структуры почвенного покрова (увеличения его контрастности) и варьирования содержания элементов питания. Экстремально минимальные значения урожайности сахарной свеклы отмечаются в ареалах высокой засоренности (разница в среднем 2-3 раза, в отдельных случаях может доходить до 10 раз). Снижению уровня варьирования урожайности способствуют хорошие предшественники (горох под озимую пшеницу) и последействие минеральных удобрений (ячмень по сахарной свекле).

6. Сравнительный анализ факторов урожайности озимой пшеницы, ячменя и сахарной свеклы показал приоритетное влияние крутизны склона, подтипа и рода черноземов, глубины залегания карбонатов и мощности гумусово-аккумулятивных горизонтов, определяющих агроэкологические особенности почв и земель. Влияние регулируемых факторов урожайности (содержания доступных форм основных элементов питания) отчетливо проявляется при сравнительном анализе урожайности агроэкологически однородных ЭПА (тренд изменения урожайности сахарной свеклы с 210 до 340 ц/га и с 360 до 550 ц/га). Влияние агрохимических и фитосанитарных параметров на внутрипольное варьирование урожайности возрастает по мере роста их отклонений от оптимальных значений (и приближении к оптимальным диапазонам других лимитирующих факторов урожайности).

7. Сравнительный анализ лимитирующих факторов урожайности позволяет оптимизировать размещение сельскохозяйственных культур и применение минеральных удобрений с учетом агроэкологических особенностей и их элементарных ареалов в агроландшафтах.

Библиография Диссертация по биологии, кандидата биологических наук, Белик, Антон Викторович, Воронеж

1. Авраменко П.М. Влияние погодных условий и удобрений на урожайность сельскохозяйственных культур в Белгородской области / П.М. Авраменко, С.В. Лукин, В.П. Сушков // Достижения науки и техники АПК. 2003. № 3. - С. 16 - 18.

2. Агроэкологичское состояние черноземов ЦЧО / под ред. А.П. Щербакова, И.И. Васенева. Курск. 1996. - 329 с.

3. Агроэкологическая группировка и картографирование пахотных земель для обоснования адаптивно-ландшафтнош земледелия: Методические рекомендации / под ред. Н.П. Сорокиной М.: Почв. Ин-т им. В. В. Докучаева, 1995. - 76 с.

4. Агроэкология / Под ред. В. А. Черникова и А.И. Чекереса- М.: Колос, 2000, 536 с.

5. Адерихин П.Г. Влияние длительного сельскохозяйственного использования черноземов на некоторые показатели их плодородия / П.Г. Адерихин,

6. A.П. Щербаков // Проблемы почвоведения, агрохимии и мелиорации. Воронеж: ВГУ, 1973. - С. 46 - 49.

7. Адерихин П.Г. Фосфор в почвах и земледелии ЦЧП / П.Г. Адерихин Воронеж: изд-во ВГУ, 1970. - 248 с.

8. Азаров В.Б. Фосфатный режим чернозема типичного в зависимости от интенсивности его использования / В.Б. Азаров, П.Г. Акулов, В.Д., Б.Ф. Соло-виченко, Азаров // Агрохимия. 2003. № 8. - С. 13 - 25.

9. Акулов П.Г. Воспроизводство плодородия и продуктивность черноземов /

10. B.Б. Акулов М.: Колос, 1992. - 223 с.

11. Алешина Т.Н. Агрохимическое картографирование серых лесных почв / Т.Н. Алешина, И.Г. Важенин // Агрохимическое картографирование почв. -М.: Изд-во АН СССР, 1962. С. 47 - 72.

12. Алифанов В.М., Папеокриогенез и структура почвенного покрова Русской равнины / В.М. Алифанов, Л.А. Гугалинская // Почвоведение. 1993. - № 7. - С. 65 - 75.

13. Андронников В.Л. Отражение структуры почвенного покрова на почвенных картах / В.Л. Андронников, Т.В. Ананко , Р.П. Михайлова, М.С. Симакова, И.Г. Шубина // Почвоведение. 1993. - № 7. - С. 76 - 82.

14. Афанасьева E.A. Черноземы Средне-Русской возвышенности / Е.А. Афанасьева- М.: Наука, 1966.- 223 с.

15. Ахтырцев Б.П. Почвенный покров Белгородской области / Б.П. Ахтырцев, В.В. Соловиченко Воронеж, 1984. - 286 с.

16. Ахтырцев Б. П. Почвенный покров Липецкой области / Б.П. Ахтырцев, В.Д. Сушков- Воронеж: Изд-во ВГУ, 1983. 265 с.

17. Ахтырцев Б.П. Структура почвенного покрова типичной лесостепи ЦЧО и связь ее с типами местности / Б.П. Ахтырцев, В.Д. Сушков // Структура почвенного покрова и использование почвенных ресурсов. М.: Наука, 1978. - С. 148 - 152.

18. Ахтырцев Б.П. Пойменные почвы Окско-Донской равнины и их изменение при сельскохозяйственном использовании / Б.П. Ахтырцев, JI.A. Яблонских Воронеж, 1993. - 216 с.

19. Бердников В.В. Палеокриогенные микрорельеф центра Русской равнины / В.В. Бердников-М.: Наука. 1976. 126 с.j I

20. Боровский B.M. Опыт изучения варьирования некоторых свойств почв южного Казахстана / В.М. Боровский // Почвенные комбинации и их генезис. М.: Наука, 1972. С. 40 - 50.

21. Брауде И.Д. Влияине эрозии на поверхность склонов и почвенный покров / И.И. Брауде// Бюлл. Почв. Ин-та им. В.В. Докучаева. Вып. 11. М., 1968. — С. 78 83.

22. Брауде И.Д. Природа пятнистости пахотных почв на склонах и их мелиорация / И.Д. Брауде // Почвоведение. 1991. - № 12. - С. 88 - 97.

23. Важенин И.Г. История вопроса / И.Г. Важенин // Агрохимическое картографирование почв. М.: Изд-во АН СССР, 1962. С. 5 - 11.

24. Васенев И.И. Современное агроэкологическое состояние черноземов Центрального Черноземья / И.И. Васенев, А.П. Щербаков // Информационно-справочные системы по оптимизации землепользования в условиях ЦЧЗ. Курск, 2002 -. С. 9 - 21.

25. Васенев И.И. Актуальные проблемы деградации черноземов и оптимизации режимов их использования / И.И. Васенев, А.П. Щербаков, // Агроэкологическая оптимизация земледелия: Сб. докл. Межд. научно-практ. конф. — Курск, 2004.-С 31 -34.

26. Васильевская В.Д., Караваева Н.А., Наумов Е.М., Формирование структур почвенного покрова полярных областей / В.Д. Васильевская, Н.А. Караваева, Е.М. Наумов // Почвоведение. 1993. - №7. - С. 44 - 55.

27. Взнуздаев Н.А. Пространственная изменчивость почвенной влажности и ее связь со структурой лесного биогеоценоза / Н.А. Взнуздаев // Почвенные комбинации и их генезис. М.: Наука, 1972. - С. 123 - 170.

28. Годельман Я.М. Неоднородность почвенного покрова и использование земель / Я.М.Годельман//- М.: «Наука», 1981. 198 с.

29. Григорьев Г.И. Элементарная структура почвенного покрова / Г.И. Григорьев // Бюлл. Почв. Ин-та им. В. В. Докучаева М., 1975. Вып 8. - С. 5-17.

30. Дайнеко Е.К. Изменения свойств почв агросистем / Е.К. Дайнеко // При-родно-антропогенные геосистемы Центральной лесостепи Русской равнины. М.: Наука, 1989. С. 112 - 120.

31. Дайнеко Е.К. Структура почвенного покрова Центрально-Черноземного заповедника имени В.В. Алехина и его окрестностей / Е.К. Дайнеко // Химия, генезис и картография почв. М., 1968. - С. 165 -174.

32. Дайнеко Е.К. Некоторые особенности распределения почв по элементам мезорельефа на территории ЦЧЗ / Е.К. Дайнеко, Н.П. Чижикова // Геофизика ландшафта. М., 1967. - С. 88 - 95.

33. Дегтева М.Ю. Черноземы склоновыхс ландшафтов: состояние и тенденции развития / М.Ю. Дегтева, Н.В. Афонченко // Модели и технологии оптимизации земледелия: Сб. докл. Межд. научно-практ. Конф. Курск, 2003. С. 137 - 139.

34. Денисова Н.В. Почвенный покров Курской опытной станции / Н.В. Денисова // Научные труды Курской опытной сельскохозяйственной станции. — Курск, 1967. Т. 1., С. 23-51.

35. Денисова Н.В. Формы неоднородности почвенного покрова Черноземной зоны Среднего Поволжья / Н.В. Денисова // Крупномасштабная"картография почв и ее значение в сельском хозяйстве черноземной зоны. М.: Почв. ин-т. им. В.В. Докучаева, 1976. - С. 3 - 55.

36. Денисова Н.В. Эволюция почвенного покрова и формирование дифференцированных почв Тамбовской низменной равнины / Н.В. Денисова, И.И. Лебедева // Структура почвенного покрова и использование почвенных ресурсов. М., 1978. - С. 155 - 164.

37. Дмитриев Е.А. К проблеме неоднородности почв и почвенного покрова / Е.А. Дмитриев // Биологические науки. 1988. - № 12. - С. 66 - 77.

38. Дмитриев Е.А. Элементы организации почвы и структура почвенного покрова /Е.А. Дмитриев //Почвоведение. 1993. - №10. - С. 23 - 30.

39. Добровольский Г.В. Развитие учения о структуре почвенного покрова как раздела географии почв / Г.В. Добровольский // Почвоведение. 1993. - № 7. - С. 5 - 11.

40. География почв / Г.В. Добровольский, И.С. Урусевская/ М.: Изд-во МГУ, 1984.-415 с.

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

42. Долгополова Н.Н. Физическая и агрохимическая характеристика почв в условиях Центрально-черноземного государственного заповедника / Долго-полова Н.Н. // Труды ЦЧГЗ. Вып 2. М., 1948. - С. 5 - 77.

43. Доспехов Б.А. Методика полевого опыта (с основами статистической обработки результатов исследования) / Б.А. Доспехов. М.: Колос, 1979. - 416 с.

44. Заповедники Европейской части РСФСР / Под ред. В.В. Соколова, Е.Е. Сыроечковского. -М.: Мысль., 1989, Ч. 2. С. 109 - 137.

45. Зимовец Б.А. Экология и мелиорация солонцов / Б.А. Зимовец- М.: Почвенный ин-т им. В.В.Докучаева, ВАСХНИИЛ, 1991. 249 с.

46. Зимовец Б.А. Структура почвенного покрова аридных территорий суббо-реального пояса Евразии / Б.А. Зимовец, Т.В. Королюк, Е.И. Панкова // Почвоведение. 1993. - №7. - С. 56 - 64.

47. Ильина Л.П. Структура и типизация почвенного покрова / Л.ГТ. Ильина // Почвенный покров Нечерноземья и его рациональное использование. — М.: Аг-ропромиздат, 1986. С. 136 - 167.

48. Карпачевский Л.О. Изменчивость свойств почвы в зависимости от структуры биогеоценоза / Л.О. Карпачевский // Почвенные комбинации и их генезис. -М.: Наука, 1972.

49. Кауричев И.С. Структура почвенного покрова и типизация земель / И.С. Кауричев, Т.А. Романова, Н.П. Сорокина. М.: МСХА, 1992. - 215 с.

50. Качков Ю.П. О мезо-, макро- и наноструктуре почвенного покрова контрастных ландшафтов Белорусского Полесья / Ю.П. Качков // Структура почвенного покрова и методы ее изучения. М., 1973. - С. 229 - 237.

51. Каштанов А.Н. Агроэкология почв склонов. / А.Н. Каштанов, Е.В. Явту-шенко./ М.: Колос, 1997. 240 с.

52. Киселева Н.К. Варьирование содержания обменных кальция, магния и алюминия в дерново-подзолистых почвах широколиственных лесов / Н.К. Киселева // Почвенные комбинации и их генезис М.: Наука, 1972. - С. 130 - 138.

53. Классификация и диагностика почв СССР. М. Колос, 1977. - 223 с.

54. Классификация почв России /Составители Л.Л. Шишов, В.Д. Тонконогов, И.Н. Лебедева М., 1997. - 236 с.

55. Козловский Ф.И. Варьирование засоленности и ее факторов внутри ЭПА солонцов / Ф.И. Козловский // Структура почвенного покрова и использование почвенных ресурсов. М., 1978. — С. 65 - 74.

56. Козловский Ф.И. Агрогенная эволюция почв степей и ее экологическая интерпретация/Ф.И. Козловский//Изв. АН СССР: Сер. геогр. -1987. №1. - С. 14-32.

57. Козловский Ф.И. Современные естественные и антропогенные процессы эволюции почв / Ф.И. Козловский М.: Наука, 1991. - 196 с.

58. Козловский Ф.И. Современное состояние и пути развития теории структуры почвенного покрова / Ф.И. Козловский, С.В. Горячкин // Почвоведение. -1993.-№ 7.-С. 31 -43.

59. Козловский Ф. И. Почвенный индивидуум и элементарный анализ структуры почвенного покрова / Ф.И. Козловский, Н.П. Сорокина // Почвенные комбинации и их генезис. М. Наука, 1972. - С. 50 - 58.

60. Кремер A.M. Неоднородности почвенного покрова как самоорганизующиеся системы / A.M. Кремер // Закономерности пространственного варьирования свойств почв и информационно-статистические методы их изучения. М.: Наука, 1970.-С. 68-80.

61. Кузнецова Е.В. Влияние рельефа и эрозии почв на содержание биогенных элементов / Е.В. Кузнецова // Научные основы пути рационального использования химических средств в современном земледелии. Воронеж, 1998. - С. 123 - 128.

62. Кузнецова И.В. Сравнительная оценка и пути оптимизации агрофизических свойств черноземов в различных структурах почвенного покрова / И.В. Кузнецова, И.Ю. Савин, С.Н. Силаков, С.Н. Коновалов // Почвоведение. 1993. -№4.- С. 40-51.

63. Кузякова И.Ф. Влияние естественных и агрогенных факторов на пространственное распределение некоторых почвенных показателей в длительном полевом опыте на дерново-подзолистой почве / Кузякова И.Ф. // Агрохимия. -1995. -№10 С. 28 -43.

64. Кузякова И.Ф. Влияние микрорельефа на пространственное варьирование содержания гумуса в дерново-подзолистой почве в условиях длительного полевого опыта / И.Ф. Кузякова, Я.В. Кузякова // Почвоведение. 1997. - №7. — С. 823 - 830.

65. Кузякова И.Ф. Применение метода геостатистики при обработке результатов почвенных исследований / И.Ф. Кузякова, В.А. Романенков, Я.В. Кузя-ков//Почвоведение.-2001.-№11.-С. 1365 1376.

66. Лазарев В. И. Влияние предшественников, удобрений и погодных условий на продуктивность озимой пшеницы / В.И. Лазарев, З.С. Маслова // Доклады научно-практической конференции «Проблемы ландшафтного земледелия». -Курск, 1997.

67. Лазарев В.Г. Динамика эффективного плодородия чернозема в различных агроэкосистемах в условиях Курской области / В.Г. Лазарев // Агрохимия. — 1997.-№6.-С. 5-9.

68. Лебедева И.И. Тонконогов В.Д. Cipyiciypa почвенного покрова и агропедоге-нез/ И.И. Лебедева, В.Д. Тонконогов// Почвоведение. 1994. - № 2. - С. 38 - 42.

69. Лукин С.В. Эколого-агрохимические аспекты использования средств химизации в эрозионно-опасных агроландшафтах юго-западной части лесостепной зоны России /С.В. Лукин, В.Е. Явтушенко, С.И. Тютюнов // Агрохимия. 2000.-№5. С. 70-77.

70. Мешалкина Ю.Л. Геостатистика как инструмент исследования пространственной вариации почвенных свойств / Ю.Л. Мешалкина // Масштабные эффекты при исследовании почв -М.: Изд-во МГУ, 2001, С. 153 162.

71. Музычкин Е.Т. Агрохимическое картографирование черноземных почв лесостепи / Е.Т. Музычкин // Агрохимическое картографирование почв. — М.: Изд-во АН СССР, 1962. С. 73 96.

72. Неуструев С.С. О почвенных комбинациях равнин и горных стран / С.С. Неуструев // Генезис и география почв. М. Наука, 1977. - С. 119 - 129.

73. Овечкин С.В. Влияние вертикальной неоднородности почвообразующих пород на свойства черноземов / С.В. Овечкин // География и генезис антропогенноизмененных и естественных почв. Науч. Тр. Почв. Ин-та им. В.В. Докучаева. М., 1986. С. 56 62.

74. Овчинникова М.Ф. Изменение некоторых свойств и биопродуктивности дерново-подзолистой почвы в зависимости от экспозиции склонов / М.Ф. Овчинникова, О.В. Кареева // Агрохимия. 2000, № 3. С. 5 11.

75. Останин А.И., Янишевский Ф.В. Влияние неравномерного распределения удобрений на урожай зерновых культур / А.И. Останин, Ф.В. Янишевский // Агрохимия, 1973, №1.

76. Петров В.Б. Особенности строения почвенного покрова объектов осушения / В.Б. Петров // Изменение свойств почв при антропогенном воздействии. Бюлл. Почв, ин-та им. В.В. Докучаева. М., 1986. С. 49 - 52.

77. Почвенная карта ОППХ ВНИИЗиЗПЭ (М 1:25000), 1992

78. Прохорова З.А. Агрохимическое картографирование дерново-подзолистых почв / З.А. Прохорова // Агрохимическое картографирование'почв. — М.: Изд-во АН СССР, 1962. С. 19 - 46.

79. Прохорова З.А. Изучение неоднородности свойств дерново-подзолистых почв, пестроты урожайности и связи между ними / З.А. Прохорова // Теоретические основы и методы определения оптимальных параметров свойств почв. -М., 1980.-С. 104-118.

80. Прохорова З.А. Методика линейно-выборочного учета урожайности для оценки продуктивности почвенного покрова поля / З.А. Прохорова // Почвоведение. 1984. -№3. - С. 91 - 101.

81. Прохорова 3. А. Структура почвенного покрова в вопросах методики поч-венно-агрохимических исследований / З.А. Прохорова, Н.П. Сорокина // Структура почвенного покрова и использование почвенных ресурсов. М.: Наука, 1978.- С. 201 -208.

82. Прохорова З.А. Роль структуры почвенного покрова при оценке продуктивности сельскохозяйственного поля / З.А. Прохорова, Е.Н. Саввинова, Н.П. Сорокина // Структура почвенного покрова и ее значение для картирования почв. Кишинев, 1980. - С. 58 - 60.

83. Проценко Е.П. Базовые свойства и режимы почв полярно ориентированных склонов. Автореферат дисс. на соиск. степени д.с-х. наук / Е.П. Проценко. -Курск, 2004. 46 с.

84. Рожков А.Г. О потере гумуса на пашне от эрозии и минерализации / А.Г. Рожков // Агроэкологическая оптимизация земледелия. Курск, 2004. С. 303 - 305.

85. Рубцова Л.П. О генезисе почв Владимирского ополья / Л.П. Рубцова // Почвоведение. 1974. - № 6. - С. 17 - 27.

86. Савин И. Ю. О сходстве фоновых компонентов почвенного покрова южной лесостепи Среднерусской возвышенности по физическим свойствам / И.Ю. Савин, И.В. Кузнецова // Почвоведение. 2000. - №3. - С. 309 - 314.

87. Савин Ю.В. Компьютерная модель роста растений WOFOST и ее использование для анализа земельных ресурсов / Ю.В. Савин, С.В. Овечкин, Е.В. Александрова // Почвоведение. 1997. - №7. - С. 857 - 865.

88. Савин И.Ю. Имитационная модель роста сельскохозяйственных растений WOFOST и её использование для анализа продуктивности земель России. / И.Ю. Савин, B.C. Столбовой// Под ред. ван Диепена К. М.: РАСХН, 2001. - 216 с.

89. Сибирцев Н. М. Избранные сочинения, /Н.М. Сибирцев Т. 1, М.: Сель-хозгиз, 1951,- 472 с.

90. Симакова М.С. Элементарные почвенные структуры пахотных почв северной части дерново-подзолистой подзоны покрова / Симакова М.С. // Бюлл. Почв. Ин-та им. В. В. Докучаева М., 1975. Вып 8. С. 48 - 60.

91. Симакова М.С. Типизация элементарных почвенных структур Европейской части России / Симакова М.С. // Почвоведение. 1994. - №2. - С. 30 - 37.

92. Симакова М.С. О компьютерной картографии почв / Симакова М.С. // Почвоведение. 2002. - №2. - С. 133 - 139.

93. Система управления плодородием почв в Центрально-Черноземной зоне, /под ред. А.Н. Каштанова, А.П. Щербакова и др. Курск: Изд-воКГСХА, 1996. - 136 с.

94. Сорокина Н.П. Статистический метод оценки смытости на примере мощных типичных черноземов Курской опытной станции / Н.П. Сорокина // Почвоведение. 1966. - № 2. - С. 91 - 96.

95. Сорокина Н.П. Крупномасштабная картография почв в связи с агро-экояогической типизацией земель / Н.П. Сорокина // Почвоведение. 1993. №9. -С. 37-46.

96. Сорокина Н.П. Элементарные почвенные структуры пахотных земель: опыт картографирования/ Н.П. Сорокина// Почвоведение. — 2000. — №2. С. 158 - 167.

97. Сорокина Н.П. Элементарные почвенные структуры на полях Курской опытной станции / Н.П. Сорокина // Крупномасштабная картография почв и ее значение в сельском хозяйстве черноземной зоны: Науч. Тр. Почв. Ин-та им. В.В. Докучаева. 1976. С. 155 - 169.

98. Сорокина Н.П. Структура почвенного покрова пахотных земель: типизация, картографирование, агроэкологическая оценка. Автореф. дисс. докт. с.-х. наук / Н.П. Сорокина М. 2003. - 48 с.

99. Сорокина Н.П. Опыт составления детальной почвенной карты / Н.П. Сорокина, В.К. Капьван // Бюлл. Почв. Ин-та им. В.В. Докучаева. М., 1975. Вып 8., С. 167 -177.

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

101. Стребков И.М. Основные закономерности взаимодействия векторов почвенного плодородия, удобрений и погоды в условиях дерново-подзолистых почв Центрального района Нечерноземной зоны РСФСР / И.М. Стребков // Агрохимия, 1989. № 2. - С. 36-41.

102. Тарасов А.А. Оценка адаптивности элементов системы земледелия / А.А. Тарасов // Модели и технологии оптимизации земледелия: Сб. докл. Межд. научно-практ. конф. Курск, 2003. С. 96 - 100.

103. Техническое руководство к почвенной карте ОППХ ВНИИЗиЗПЭ., 1992.

104. Тооминг Х.Г. Оценка методом динамического моделирования влияния микроклимата на урожай картофеля на склонах / Х.Г. Тооминг, Ю.В. Сепп // Метеорология и гидрология. 1983. - № 4. - С. 97 - 104.

105. Федоровский Д.В. Методы изучения микропестроты почв / Д.В. Федоровский М.: Наука, 1976. - 127 с.

106. Фридланд В.М. Структура почвенного покрова / В.М. Фридланд М.: Мысль, 1972. - 423 с.

107. Фридланд В.М. Структуры почвенного покрова мира / В.М. Фридланд -М. Мысль, 1984.-235 с.

108. Черноземы СССР /под ред. В.М. Фридланда. Т.1., М., 1974 . 560 с.

109. Чуян Г.А. Изменение фосфорного режима типичного чернозема под влиянием эрозии и систематического применения удобрений / Г.А. Чуян, В.В. Ермаков, С.И. Чуян // Агрохимия. -1986. №9. - С. 41 - 48.

110. Чуян Г.А. Влияние эродированносга и применения удобрений на содержание форм калия в типичном черноземе / Г.А. Чуян, В.В. Ермаков, С.И. Чуян // Агрохимия.-1986. №10. - С. 27 - 34.

111. Чуян Г.А. Трансформация агрохимических показателей под влиянием рельефа, эрозии и удобрений / Г.А. Чуян, С.И. Чуян // Агроэкологические принципы земледелия. М.: Колос. - 1993. - С. 175 -184.

112. Чуян Г. А., Почвенно-агрохимические аспекты ландшафтно-экономического земледелия / Чуян Г.А. // Доклады научно-практической конференции «Проблемы ландшафтного земледелия» Курск: 1997-С. 133 - 141.

113. Шаповалов Н.К. Оценки факторов урожайности / Н.К. Шаповалов, В.П. Апраксин, Н.М. Доманов, Н.К. Долженко // Сахарная свекла. 2001. - №11. - С. 17-18.

114. Шершукова Г.А. Элементарные структуры почвенного покрова целинных дерново-подзолистых почв Смоленско-Московской и Вологодской возвышенностей / Г.А. Шершукова, Т.Н. Павлова // Бюлл. Почв. Ин-та им. В. В. Докучаева. -М., 1975. Вып 8. С. 48 60.

115. Шмырева Н.Я. Использование азота удобрений кукурузой на дерново-подзолистой почве склона северной и южной экспозиций / Н.Я. Шмырева, А.В. Быстров // Агрохимия. 2002. - № 3. - С. 23 - 26.

116. Щеглов Д.И. Черноземы центра Русской равнины и их эволюция под влиянием естественных и антропогенных факторов /Д.И. Щеглов М.: Наука., 1999. 214 с.

117. Щербаков А.П. вековая динамика, экологические проблемы и перспективы использования черноземов /А.П. Щербаков, И.И. Васенев, Ф.И. Козловский, И. А. Крупенников, И.И. Лебедева, Д.И. Щеглов. Курск, 1996. - 59 с.

118. Щербаков А.П. Основные условия и закономерности агропедогенеза черноземов / А.П. Щербаков, И.И. Васенев, Ф.И. Козловский // Антропогенная эволюция черноземов. Воронеж: ВГУ, 2000. - С. 391 -411.

119. Щербаков А.П. Задачи и перспективы развития прецизионного земледелия в России / А.П. Щербаков, И.И. Васенев // Современные проблемы земледелия и экологии. Курск, 2002., С. 15-21.

120. Щербаков А. П. Плодородие почв, круговорот и баланс питательных веществ / А.П. Щербаков, И.Д Рудай. М.: Колос, 1983. - 189 с.

121. Явтушенко В.Е. Использование азота удобрений ячменем на дерново-подзолистой почве в эрозионном рельефе / В.Е. Явтушенко, Л.Н. Цуриков, Н.Я. Шмырева // Агрохимия. 1998. - № 2. - С. 53 - 59.

122. Явтушенко В.Е. Баланс, трансформация и миграция азота удобрений в эрозионном ландшафте Центрального Нечерноземья / В.Е. Явтушенко, JI.H. Цуриков, Н.Я. Шмырева // Агрохимия, 2000, № 12. С. 5 14.

123. Якушев В.П. На пути к точному земледелию / В.П. Якушев С-Пб., Институт Ядерной физики РАН, 2002. - 458 с.

124. Якушев В.П. Использование ГИС в точном земледелии / В.П. Якушев, Р.А. Полуэкгов, Э.И. Смоляр, А.Г. Топаж// Агрохимический вестник. 2002. - №1. — С. 34-39.

125. Якушев В.П. Информационные технологии в точном земледелии / В.П. Якушев, Р.А. Полуэктов, Э.И. Смоляр, А.Г. Топаж // Агрохимический вестник, 2002, № 2, с 36 39.

126. Anderson D. L., Portier К. М., Obreza Т. A., Collins М. Е., Pitts D. J., Tree regression analysis to determine effects of soil variability on sugarcane yields // Soil Sci. Soc. Amer. J. 1999. V.63. P. 592 600.

127. Arslan S., Colvin T.S. Grain yield mapping: yield sensing, yield reconstruction, and errors // Precision Agriculture, 2002. 3., P. 135 154.

128. Baxter C.J., Oliver M.A., Gaunt J. A geostatistical analysis of the spatial variation of soil mineral nitrogen and potentially available nitrogen within an arable field // Precision Agriculture, 2003. 4., P 213 226.

129. Blackmore B.S. Remedial correction of yield map data / B.S. Blackmore, Moor M. // Precision Agriculture, 1999, 1. P. 53 66.

130. Bouma J. From soil survey to a soil database for precision agriculture / J. Bouma//Precision Agriculture, 1997. 1., P. 61 69.

131. Brevik E.C. Evaluation of the accuracy of a central Iowa soil survey and implications for precision soil management / E.C. Brevik., Т.Е. Fenton, D.B. Janes // Precision Agiculture. 2003. - 4. - P. 213 - 236.

132. Cambardella C.A. Spatial analysis of soil fertility parameters / C.A Cam-bardella, D.L. Karlen // Precision Agriculture. -1999. 1. -. 5 - 14.

133. Cambardella C.A. Field scale variability of soil properties in Central Iowa Soils / C.A Cambardella, T.B. Moorman, J.M. Novak, T.B. Parkin, D.L. Karlen,

134. R.F. Turco, A.E. Konopka 11 Soil Science Society of American Journal. -1994. -58.-P. 1501 1511.

135. Flemming K.L. Evaluating farmer defined management zone maps for variable rate fertilizer application / K.L. Flemming, D.G. Westfall, D.W. Wiens, M.C. Brodahl // Precision Agriculture. 2000. - 2. - P. 201 - 215.

136. Ginting D. Performance of a variable tillage system based on interactions with landscape and soil / D.Ginting, J.F.Mongrief, S.C.Gupta // Precision Agriculture. -2003.-4.-P. 19-34.

137. Mcbratney A.B. Estimating average and proportional variograms of soil properties and their potential use in precision agriculture / A.B. Mcbratney, M.J. Pringle // Precision Agriculture. 1999. -1. - P. 125 - 152.

138. Parkhomenko S. Profitability analysis of Precision Agriculture: A case studythfrom Germany / S. Parkhomenko, P.C. Robert, J. Rogasik, E. Schnug // Proc. of 4 Int. Conf. on Precision Agriculture. 1999.

139. Robert P.C. Precision agriculture: a challenge for crop nutrition management / P.C. Robert // Plant and soil. 2002. - 247. - P. 143 - 149.

140. Shi Z. Sampling strategies for mapping soil phosporus and soil potassium distributions in cool temperate grassland / Z. Shi, K. Wang, J.S. Bailey, C. Jordan, C.J. Higgins // Precision Agriculture. 2000. - 2. - P. 347 - 357.

141. Stoll A. Guidance of a forage harvester with GPS / A. Stoll, H.D. Kuitzbach // Precision Agriculture. 2000. -2. -P. 281 -291.

142. Van Alphen B.J. A methodology for precision nitrogen fertilization in high-input farming systems / B.J. Van Alphen, J.J. Stoorvogel // Precision Agriculture, 2000.-2.-P. 319-332.

143. Yao H., Clark R.L. Evaluation of sub-meter and 2 for 5 meter accuracy GPS receivers to develop digital elevation models / H. Yao, R.L. Clark // Precision Agriculture. 2000. - 2. -P. 189 - 200.