Эколого-агрохимические основы оптимизации азотного питания растений на подзолистых почвах европейского Северо-Востока России

• Автор: Безносиков, Василий Александрович
• Шифр специальности: 06.01.04
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2000
• Место защиты: Пермь
• Количество страниц: 57 с. : ил.; 20х15 см

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность проблемы. Теоретические основы и практические предложения по эффективному использованию азота почв и удобрений в центральной части России были заложены Д.Н. Прянишниковым (1934, 1945, 1952),
A.A. Шмуком (1914, 1923, 1950), А.Н. Лебедянцевым (1915, 1927, 1960), И.В. Тюриным (1949, 1956, 1965), Ф.В. Турчиным (1956, 1964, 1972). Дальнейшее развитие важнейших вопросов агрохимии азота нашли в работах Д.А. Ко-ренькова (1966, 1976), П.М. Смирнова (1970, 1977, 1982), H.A. Сапожникова (1973, 1977, 1985), Е.Н. Мишустина (1972, 1968), В.Н. Кудеярова (1965, 1989),
B.Г. Минеева (1984) и др.
Своеобразие условий почвообразования на Европейском северо-востоке России: кратковременность биологически активного периода, недостаток тепла и избыток влаги замедляют процессы разложения и синтеза органического вещества, что обусловливает дефицит азота в подзолистых почвах (Безносиков, 3989, 1992, 1993), представляющих основной пахотнопригодный фонд зоны (Забоева, 1975). Ликвидация дефицита азота, связанного .с выносом растениями, вымыванием, денитрификацией, путем применения азотных удобрений сопряжена с большими трудностями энергетического и экономического характера. Одновременно азот является источником ряда экологических и агрофизиологических проблем (Гамзиков, 1981; Кудеяров и др., 1984; Лебедев, 1985; Башкин, 1987; Ковда, 1989; Соколов и др., 1990; Кидин, 1992; Семенов, 1996). С одной стороны, азотным удобрением принадлежит ведущая роль в достижении высоких урожаев, а с другой — их применение в повышенных дозах сопровождается ухудшением эко-_ лого-гигиенической обстановки в агроландшафтах, изменением в неблагоприятную сторону физико-химических, биологических свойств почв и особенно почв подзолистого типа, характеризующихся недостаточной насыщенностью почвеи-но-поглощающего комплекса основаниями, низким содержанием гумуса и слабой буферностью.
Огромные запасы минеральных ресурсов на севере и их разработка требуют обеспечения населения продуктами питания. Однако ограниченность пахотных угодий, трудность и высокая стоимость освоения новых земель вызывают необходимость повышения продуктивности существующих сельскохозяйственных угодий. История земледелия на севере показывает, что за неимением лучших почв здесь под пашню осваиваются подзолистые почвы, обладающие низким природным плодородием. Для этих почв характерны повышенная кислотность, бедность гумусом и питательными веществами, единственное преимущество их в том, что они автоморфны, так как формируются в наиболее дрениро-■j}; ных условиях приречных увалов, где глубина грунтовых вод за пределами 5-7 м. При освоении подзолистых почв неизбежно распахиваются и торфянисго-листо-глееватые почвы, которые образуют сочетания с подзолистыми позами, занимающие плоские поверхности увалов, мезо- и микропонижения. Все о го создает на равнинных пахотных угодьях неблагоприятный водно-воздушный режим, особенно четко проявляющийся на тяжело суглинистых почвообразующих г. - -одах. Почвы испытывают сезонное (весной и осенью) переувлажнение поверхностными водами, поэтому возникает необходимость регулирования их водного режима.
Идеи Д.Н. Прянишникова (1956) о развитии и интенсификации земледелия на севере остаются перспективными и в настоящее время. Актуальность исследований определяется слабой изученностью агрохимии азота в агроценозах Европейского северо-востока и необходимостью теоретического обоснования использования азотных удобрений с учетом специфики почвенного покрова и при-родно-биоклиматических условий региона. Многие вопросы теории и практики применения азотных удобрений, на фоне проявления сезонных криогенных процессов и осушения, остаются до сих пор нерешенными.
Работа выполнена в отделе почвоведения Института биологии Коми научного центра Уральского отделения Российской академии наук, в соответствии с планом научно-исследовательских работ, включающих государственные и проблемные задания. Автор являлся научным руководителем заданий и непосредственным исполнителем разделов и тем.
Цель исследований. Изучение эколого-агрохимических основ азотного цикла в подзолистых почвах, трансформации и баланса азота в системе почва-растение-удобрения, обоснование приемов эффективного использования технического азота для получения экологически чистой продукции растениеводства.
Задачи исследований:
— оценить современное состояние и особенности азотного фонда подзолистых почв;
— дать количественное описание баланса азота удобрений в системе почва-расгение: внутрипочвенной миграции, минерализации-иммобилизации, коэффициентов использования, газообразных потерь; определить размеры симбиотической фиксации азота бобовыми культурами и экологические особенности поведения азота удобрений в агроландшафтах;
— изучить влияние различных систем удобрений на показатели круговорота органического вещества и азота в севооборотах разной степени насыщенности многолетними и пропашными культурами, определить возможности создания бездефицитного баланса гумуса в агроценозах;
— выявить изменения агрохимических показателей, микростроения почв под влиянием удобрений и агромелиоративных приемов;
— установить эффективность агромелиоративных мероприятий, доз, форм, сроков внесения и способов заделки азотных удобрений на продуктивность агроценозов;
— оценить целесообразность проведения осушительной мелиорации комплекса слабоглееватых подзолистых и торфянисто-подзолисто-глееватых почв и разработать пути их оптимизации.
Научная новизна. Впервые на подзолистых суглинистых почвах, относящихся к очень холодному подтипу сезоннопромерзающего типа Европейского северо-востока России, в условиях короткого периода активных температур, проведены систематические эколого-агрохимические исследования всего комплекса вопросов, связанных с применением азотных удобрений. Методом изотопной индикации оценены экологические особенности поведения азота в системе почва-растения, определена направленность процессов трансформации азота и резудь-

метрового слоя почвенного профиля, который для осушенных и неосушенных почв весьма близок. Наибольший экономический эффект от проведения осушения и агромелиоративных мероприятий получен при введении в севооборот картофеля, что определяет первоочередность при выборе объектов для регулирования водного режима под пропашные культуры.
Предложения производству
1. Для сокращения расходов по применению азотных удобрений, повышению их окупаемости и предотвращению загрязнения растениеводческой продукции, окружающей среды азотистыми соединениями дозы азота в составе полного удобрения не должны превышать под однолетние культуры 60 кг, под картофель — 60-90 кг действующего вещества на гектар, под бобовые культуры — 4% от общего потребления азота надземной и подземной биомассы. На подзолистых старопахотных среднеокультуренных суглинистых почвах при обеспеченности их легкогидролизуемым азотом 50-100 мг/кг необходимо компенсировать за счет удобрений только 30% планируемого выноса азота с урожаем, на слабо-окультуренных почвах при низкой обеспеченности азотом (до 50 мг/кг) — 50%.
2. В целях сокращения сроков проведения весенне-полевых работ азотные туки могут быть внесены с осени под урожай будущего года на равнинных пахотных суглинистых почвах.
3. Для снижения потерь азота и повышения коэффициентов использования азотных удобрений растениями целесообразно их внесение локальным способом.
4. Закрытый дренаж нецелесообразно проводить на слабоглееватых подзолистых и торфянисто-подзолисто-глееватых почвах для кормовых севооборотов, осушение дает значительный положительный эффект в пропашных севооборотах. Для оптимизации агролавдшафтов и повышения продуктивности агроценозов на подзолистых суглинистых глееватых почвах временно-избыточного увлажнения целесообразно на фоне выборочного дренажа, ускорения поверхностного стока применение комплекса агромелиоративных приемов, включающих сбалансированное внесение органических и минеральных удобрений, известкование.
Основные положения диссертации изложены в следующих печатных работах:
1. Пискунов A.C., Безносиков В.А. Действие подзимнего внесения азотных удобрений на урожай яровой пшеницы// Тр. Пермского СХИ. — 1971. -Т.86. — С. 25-27.
2. Пискунов А.С., Безносиков В.А. Влияние сроков внесения и способов заделки азотных удобрений на урожай яровой пшеницы. — Пермь, 1973. — С. 1-4. — (Западно-Уральский ЦНТИ).