Динамика плодородия и продуктивности дерново-подзолистых почв в условиях интенсивного земледелия

• Автор: Курганова, Елена Васильевна
• Шифр специальности: 06.01.04
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 279 с. : ил.

ГЛАВА 1. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ПРИРОДНЫХ УСЛОВИЙ,

ПОЧВЕННОГО ПОКРОВА И МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЙ

1.1. Методика исследований

ГЛАВА 2. ГУМУСНОЕ СОСТОЯНИЕ И ПЛОДОРОДИЕ ДЕРНОВО-ПОДЗОЛИСТЫХ ПОЧВ

2.1.Трансформация гумуса при сельскохозяйственном использовании

почвы

2.2. Факторы, определяющие изменение качественного состава гумуса ... 27

2.3. Баланс гумуса в почве

2.4. Эффективность органических удобрений в агроценозах

ГЛАВА 3. ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ДЕРНОВО-ПОДЗОЛИСТЫХ ПОЧВ И ИЗМЕНЕНИЕ ИХ ПОД ВЛИЯНИЕМ УДОБРЕНИЙ

И ИЗВЕСТКОВАНИЯ

3.1. Почвенный поглощающий комплекс
3.2. Изменение физико-химических свойств почвы под влиянием
удобрений и известкования
3.3. Кислотность почвы и влияние ее на почвенные процессы и питание растений
ГЛАВА 4. АЗОТНЫЙ РЕЖИМ ДЕРНОВО-ПОДЗОЛИСТЫХ ПОЧВ И ЭФФЕКТИВНОСТЬ АЗОТНЫХ УДОБРЕНИЙ
4.1. Фракционный состав почвенного азота
4.2. Трансформация азота в почве
4.3. Роль биологического азота в регулировании азотного режима почвы .. 73
4.4. Роль удобрений в оптимизации азотного режима почвы
4.5. Факторы эффективности азотных удобрений
4.6. Эффективность азотных удобрений в полевых опытах на производственных участках хозяйств Подмосковья
ГЛАВА 5. ФОСФАТНЫЙ РЕЖИМ ДЕРНОВО-ПОДЗОЛИСТЫХ ПОЧВ И ЭФФЕКТИВНОСТЬ ФОСФОРНЫХ УДОБРЕНИЙ
5.1. Формы фосфора и трансформация его соединений в почве
5.2. Факторы, определяющие доступность растениям почвенных
фосфатов
5.3. Оптимизация фосфатного уровня почвы
5.4. Эффективность прямого действия и последействия фосфорных
удобрений
ГЛАВА 6. КАЛИЙНЫЙ РЕЖИМ ДЕРНОВО-ПОДЗОЛИСТЫХ ПОЧВ И ЭФФЕКТИВНОСТЬ КАЛИЙНЫХ УДОБРЕНИЙ
6.1. Калий в почве и формы его соединений
6.2. Изменение калийного режима почвы под влиянием удобрений 112
6.3. Оптимизация калийного режима почв
6.4. Роль калия в метаболизме растений
6.5. Закономерности эффективности калийных удобрений
6.6. Калийный режим почв Подмосковья и эффективность калийных
удобрений в полевых опытах Агрохимслужбы
ГЛАВА 7. ОБЕСПЕЧЕННОСТЬ ПОЧВ СЕРОЙ И ЭФФЕКТИВНОСТЬ СЕРОСОДЕРЖАЩИХ УДОБРЕНИЙ

7.1. Круговорот серы в природе и трансформация ее соединений в почве .. 135
7.2. Серное питание растений и эффективность серосодержащих
удобрений
ГЛАВА 8. ОБЕСПЕЧЕННОСТЬ ДЕРНОВО-ПОДЗОЛИСТЫХ ПОЧВ КАЛЬЦИЕМ И МАГНИЕМ
8.1. Кальций
8.2. Магний
ГЛАВА 9. МИКРОЭЛЕМЕНТЫ И ТЯЖЕЛЫЕ МЕТАЛЛЫ В
ДЕРНОВО-ПОДЗОЛИСТЫХ ПОЧВАХ
9.1. Железо
9.2. Марганец
9.3. Бор
9.4. Цинк
9.5. Молибден
9.6. Медь
9.7. Кобальт
9.8. Тяжелые металлы и минеральные вещества с частично вредным
действием (Cd, Cr, Pb, Hg, F, Ni)
9.9. Накопление некоторых тяжелых металлов в растительной
продукции на загрязненных ими почвах в условиях производства 199
ГЛАВА 10. АГРОЭКОЛОГИЧЕСКИЕ И ФИТОСАНИТАРНЫЕ ФУНКЦИИ ПЛОДОРОДИЯ ДЕРНОВО-ПОДЗОЛИСТЫХ ПОЧВ
10.1. Плодородие почвы и фитотоксичность тяжелых металлов
10.2. Плодородие почвы и фитосанитарное состояние посевов
10.3. Плодородие почвы и загрязнение сельскохозяйственных
культур радионуклидами
ГЛАВА 11. ДИНАМИКА ИЗМЕНЕНИЯ ПЛОДОРОДИЯ И
ПРОДУКТИВНОСТИ ПОЧВ МОСКОВСКОЙ ОБЛАСТИ
11.1. Первоначальный период химизации - 1966-1970 гг
11.2. Период интенсивной химизации 1971-1993 гт
11.3. Период спада химизации сельского хозяйства 1994-1997 гг
11.4. Начало деградации почвенного плодородия 1998-2002 гг
ГЛАВА 12. БАЛАНС ПИТАТЕЛЬНЫХ ВЕЩЕСТВ В ЗЕМЛЕДЕЛИИ
МОСКОВСКОЙ ОБЛАСТИ
ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ
ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПРОИЗВОДТВУ
ЛИТЕРАТУРА
ПРИЛОЖЕНИЯ

Актуальность проблемы. Основоположник отечественной научной школы агрономической химии, выдающийся ученый 20-го столетия академик Д.Н. Прянишников весьма простым и оригинальным образом представил содержание этой науки. Он изобразил ее в виде треугольника, в вершинах которого расположил основные объекты исследований агрохимии: растение, почва, удобрение. Каждая из вершин соединена с двумя другими противоположно направленными стрелками, обозначающими взаимодействие между почвой, растением и удобрением в процессе функционирования агроэкосистемы. При этом, как полагает один из последовательных учеников Д.Н. Прянишникова профессор A.B. Петербургский, понятием “почва” в данной схеме обозначена совокупность экологических условий (в том числе климат), влияющих на корневое питание растений и эффективность удобрений.
Разнообразие почв, большинство из которых не отличается высоким естественным плодородием, а также крайне низкий биоклиматический потенциал значительной части территории России предполагают необходимость разработки систем земледелия, в максимальной степени учитывающих почвенно-экологические условия конкретного региона, то-есть, отвечающих требованиям адаптивного земледелия. Ключевым звеном этой системы является сбалансированное применение удобрений, базирующееся на знании закономерностей действия всего комплекса почвенно-агрохимических, агроэкологических и агротехнических факторов, определяющих уровень корневого питания и продуктивность растений, а также интенсивность круговорота биофильных элементов в агроценозах. Задача состоит в том, чтобы обеспечивать оптимальный уровень минерального питания культур севооборота благодаря рациональному использованию поступающих с удобрениями и содержащихся в почве питательных веществ, не допуская снижения ее плодородия и загрязнения природной среды агрохимикатами. Успешное решение этого круга вопросов во многом зависит от эффективной работы Агрохимслужбы, осуществляющей систематический контроль за изменением основных параметров плодородия почв и использованием средств химизации земледелия.
Как показали результаты исследований научных учреждений /Лебедева, 1984; Иванова, 1988; Кирпичников, 1989; Калинин, 1989; Аристархов, 2000/ и наши данные /Курганова, 1999, 2002/, особенно велика роль удобрений и мелиорантов в развитии земледелия в зоне распространения дерново-подзолистых почв, характеризующихся низким естественным плодородием, слабой гумусированностью, повышенной кислотностью, малой буферной способностью и недостаточной обеспеченностью элементами минерального питания. Благодаря применению удобрений и проведению систематического известкования в период интенсивной химизации пахотные почвы Подмосковья заметно улучшили свои агрохимические показатели, уровень которых в той

Под влиянием азотного удобрения наблюдалось существенное повышение содержания подвижного алюминия в почве. Уже на 9-й год с начала внесения азота разница в величине этого показателя на контроле и вариантах с азотным удобрением достигала 6,3 мг/100 г, увеличиваясь во времени. По истечении 17 лет содержание подвижного алюминия в почве под влиянием азотного удобрения возросло с 9,5 до 25,0 мг/100 г, оставаясь на уровне 14,0-18,9 мг/100 г в последующие 9 лет. Следует отметить, что калийное и фосфорное удобрения, внесенные в сочетании с азотными, не оказывали заметного влияния на накопление подвижного алюминия в почве. Так, если на варианте N величина этого показателя за 26-летний период наблюдений изменялась в пределах 13,5-25,0 мг/100 г, то на вариантах 1МК и 1МРК - в пределах 10,0-19,8мг/100 г. Достаточно высокое содержание подвижного алюминия в почве в этот период выявлено и на контроле - 5,5-9,5 мг/100 г.
Следует подчеркнуть, что известкование в течение первых 9 лет после его проведения позволило полностью устранить появление подвижного алюминия в почве, когда ее кислотность находилась в пределах pH 6,1-6,2. В последующем, по мере повышения кислотности почвы содержание в ней подвижного алюминия постепенно возрастало и достигало величин, характерных для неизвесткованной почвы на 23-26-й годы внесения минеральных удобрений.
Под влиянием минеральных удобрений, главным образом азотного, происходило также снижение содержания обменнопоглощенных кальция и магния в почве
На 17 год их внесения выявлено уменьшение величины этого показателя с 5,6 до 4,0-4,3 мг-экв./на 100г почвы. В последующие 9 лет не наблюдалось дальнейшего снижения содержания обменных форм кальция и магния в почве, несмотря на продолжающееся внесение удобрений, что хорошо согласуется со стабилизацией почвенной кислотности в этот период. Известкование, проведенное перед началом применения удобрений, позволило полностью устранить отрицательное действие азота на поглощенные основания в течение всего 26-летнего периода проведения исследований.
На основании полученных данных автор приходит к заключению о необходимости проведения периодического известкования в условиях длительного применения минеральных удобрений на дерново-подзолистых почвах, с тем, чтобы поддерживать приемлемый уровень почвенной кислотности и исключить накопление подвижного алюминия в течение продолжительного периода времени.
Как показали исследования, такой эффект обеспечивало повторное известкование, проведенное после 17-летнего применения удобрений, а также периодическое внесение в севообороте извести и навоза на дерново-подзолистой среднесуглинистой почве /Гомонова, Диксон, 1998/. Объектом исследований служил 47-летний стационарный полевой опыт, заложенный на