Эколого-агрохимическое обоснование оптимизации питания растений и комплексного применения макро- и микроудобрений в агроэкосистемах

• Автор: Аристархов, Алексей Николаевич
• Шифр специальности: 06.01.04
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2000
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 88 с. : ил.; 20х15 см

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Важнейшей задачей отечественного сельского хозяйства в современньгхГусловиях остается повышение продуктивности земледелия. Успешное ее решение неразрывно связано с применением средств химизации во всех природно-сельскохозяйственных зонах России, в системах и технологиях, обеспечивающих достижение их высокой агрохимической эффективности, экологической и экономической целесообразности. Абсолютно верны аргументированные многолетними научными исследованиями и мировой практикой земледелия положения, что средства химизации - материальная основа плодородия почв, богатства и могущества государств, а эксплуатация почв без принятия мер по воспроизводству их плодородия - медленное экологическое самоубийство (Минеев, 1996, 1997-),
Известно, что в отличие от естественных биогеоценозов с относительно замкнутым циклом биогенных элементов, в агроценозах происходит разрыв этого цикла из-за отчуждения питательных веществ с урожаем, снижение их доступности растениям, потерь в результате стока, эрозии, денитрификации, инфильтрации и т.д. Нарушение баланса питательных веществ в земледелии ведет не только к уменьшению производства продукции и ухудшению ее качества, но и к снижению устойчивости агроландшафтов.
В этой связи компенсация дефицита биогенных элементов применением химических мелиорантов, органических и минеральных удобрений рассматривается и как экологически обусловленная задача, а объектом регулирования биологического круговорота, как считают исследователи (Жученко, 1990, 1994; Кирюшин, 1996; Минеев, 1997 и др.), становится уже не отдельный агроценоз, а агроландшафты в целом с учетом вертикальных и горизонтальных геохимических потоков.
Вместе с этим анализ успехов и неудач применения удобрений в отечественном земледелии выявляет ряд основных позиций, отрицательно влияющих на развитие этой отрасли сельского хозяйства: отсутствие достаточно четкой агрохимической концепции управления сбалансированным питанием растений; недостаточное производство и применение необходимого ассортимента удобрений, особенно с магнием, серой и микроэлементами; неполное использование в целях повышения эффективности удобпений уникальной ягт»и»тп»*>^^И“^рмаЦИИ,

довательно, с учетом мирового опыта развития земледелия, вполне очевидно, что в широком экономическом плане альтернативы химизации в стране нет и необходимо принять меры по ее восстановлению и совершенствованию. Необходимость развития химизации земледелия в современных условиях также признается прогрессивной политической элитой России и управленческими структурами, что достаточно очевидно прослеживается в «Концепции аграрной политики России в 1997-2000 гг.» (под редакцией Е.С. Строева, М., 1997). В этой связи разработка и внедрение наиболее совершенных систем комплексного применения средств химизации является одним из основных направлений в исследованиях для регуляции научно-обоснованного управления продуктивностью почв пашни страны, выращивания устойчиво высоких урожаев с необходимыми для потребителя качественными показателями.
Цель исследования - совершенствование научных агрохимических основ управления плодородием и продуктивностью основных типов почв пашни посредством оптимизации комплексного применения макро- и микроудобрений в различных природно-сельскохозяйственных зонах Российской Федерации. В связи с этим основные задачи и программа исследований определены решением следующих вопросов:
1. разработать агрохимическую концепцию системного совершенствования управления продуктивностью агроценозов различных типов почв;
2. оценить ресурсы доступных для растений питательных элементов - Р, Са, М^, 8, Ре, В, Мо, Ъп, Си, Мп, Со в основных типах пахотных почв страны. Установить влияние их содержания в почвах и растениях на урожайность сельскохозяйственных культур и на основе опытов по изучению различных доз, форм и способов соответствующих удобрений определить оптимальные уровни питательных элементов в почвах и разработать наиболее совершенную нормативную и методологическую базу для их достижения в целях оперативного улучшения плодородия почв, повышения урожаев и качества растительной продукции;
3. на основе разработки балансовых методов Исследований установить основные источники и объемы поступления и расхода в агроэкосистемах ряда основных питательных элементов и тяжелых металлов (ТМ), оценить их баланс и предложить рекомендации для принятия оптимальных решений при интенсификации отечественного земледелия по потребности, ассортименту минеральных макро- и микроудобрений, химмелиорантов и нетрадиционных источников биогенных элементов для восполнения их острого дефицита в основных природно-сельскохозяйственных зонах страны;
4. изучить на основных типах почв эффективность применения нетрадиционных макро- и микроудобрений (фосфогипс, его смесь с известью; модифицированные комплексонами известковые материалы и макроудобрения; комплек-сонаты микроэлементов, МИБАС) и определить перспективность их широкого применения в производственных условиях с учетом современных агрохимических, экологических и других нормативных требований и экономической целесообразности;
5. на основе крупномасштабного мониторинга содержания тяжелых металлов (ТМ) в почвах различных регионов страны и их баланса в ряде областей с

нот. Подробное изложение комплексного использования приемов приведено в ранее изданных методических указаниях и рекомендациях (Аристархов и др., 1984, 1987). Установлено, что предпосевная обработка семян и некорневые подкормки микроэлементами при использовании их под многие сельскохозяйственные культуры обеспечивают прибавки урожаев вполне сопоставимые с таковыми при основном внесении микроудобрений, а в ряде случаев даже превосходят их (табл. 17). Борные микроудобрения наиболее эффективны при основном внесении практически под все культуры и в большинстве природно-сельскохозяйственных зон. Однако в сухостепной зоне приоритеты меняются: под зерновые, кукурузу, картофель и сахарную свеклу экономичные приемы применения микроудобрений по прибавкам урожая имеют предпочтение. Молибденовые и кобальтовые микроудобрения также больше тяготеют к этим же способам применения, тогда как цинковые, марганцевые и медные-к основному внесению. Вместе с этим в степной и сухостепной зонах обработка семян и некорневые подкормки более эффективны или не уступают основному внесению микроудобрений.
Научно-методические подходы к определению потребности земледелия в микроудобрениях детально освещены в ранее изданных методических указаниях ЦЙНАО (Державин, Аристархов и др., 1982, 1984, 1987), рекомендациях (Аристархов и др., 1981, 1985, 1988) и в периодических изданиях (Аристархов, 1985, 1990; Державин, Аристархов и др., 1989). Правильно определенная потребность в микроудобрениях позволяет наиболее обоснованно подходить к разработке технологических схем применения микроудобрений, экономить ресурсы и средства, обезопасить окружающую среду от их излишнего или недостаточного применения. В практику работы агрохимслужбы внедрены два основных метода определения потребности земледелия в микроудобрениях. Первый (наиболее точный) используется при наличии современной исходной агрохимической информации в хозяйстве. Он базируется на материалах крупномасштабного агрохимического обследования почв на содержание в них подвижных форм микроэлементов, нормативах применения микроудобрений под сельскохозяйственные культуры в различных зонах их возделывания, структуре посевных площадей и др. Удобряемые площади определяются размерами наличия на объекте площадей почв с низким и средним содержанием микроэлементов. Методикой предусмотрена корректировка площадей: микроудобрения не планируют вносить на полях в течение 3-х лет после их основного применения (в почву) и на полях с ожидаемым урожаем культур <30 ц/га з.е., а также удобряемых твердыми органическими удобрениями хорошего качества более 60-80 т/га. Выбор дозы и способа применения микроудобрений определяется установленным приоритетом эффективности способа по фактическим прибавкам урожая сельскохозяйственных культур. Для определения потребности объекта в микроудобрениях разработаны программные средства, позволяющие автоматизировать расчеты и работать с потребителем в диалоговом режиме - ПК «МИЭЛ» (Державин, Литвак, Аристархов и др., 1982). Экспериментальное внедрение в ряде хозяйств Московской области показало работоспособность программы и перспективность широкого применения. Определение потребности в микроудобрениях объектов более высокого