Гумусное состояние дерново-подзолистых почв предуралья при различном землепользовании и длительном применении удобрений и извести

Вид материала

Автореферат

Содержание Таблица 21 – Оптимальные параметры гумусного состояния пахотных Список научных трудов по теме диссертации

Подобный материал:

• Влияние сельскохозяйственных культур, известкования и удобрений на реакцию почвенной, 614.56kb.
• Агроэкологическое обоснование систем применения удобрений в севооборотах на дерново-подзолистых, 1334.17kb.
• Факторы окультуривания песчаных и супесчаных дерново-подзолистых почв и их эколого-агрохимическая, 704.97kb.
• Экологические аспекты известкования дерново-подзолистых почв северо-запада россии, 791.21kb.
• Изменение состава минеральной части выщелоченного чернозема при длительном применении, 576.22kb.
• Технология переработки сапропеля и навоза в удобрения и биогаз. Реактор «фермер» Содержание, 297.46kb.
• Занятия лфк оказывают лечебный эффект только при правильном, регулярном, длительном, 202.6kb.
• Методические рекомендации применения удобрений по интенсивной технологии, 226.3kb.
• Оптимизация элементов технологии возделывания сортов озимой пшеницы на дерново-подзолистых, 595.44kb.
• Программа вступительного экзамена в магистратуру, 315.49kb.

Таблица 21 – Оптимальные параметры гумусного состояния пахотных

дерново-подзолистых тяжелосуглинистых почв Предуралья

Гумус, %	Запасы гумуса, т/га (0-100 см)	Сорг., %	Сtrans в составе гумуса, %	Содержание гумусовых кислот 1-й фракции, % к Сорг., почвы	Содержание гумусовых кислот 2-й фракции, % к Сорг., почвы	СГК СФК
1.90 ≤ 2.40	145.0–160.0	1.10-1.40	0.20-0.40	9.6-10.6	23.9-29.7	0.73-0.78

Выводы

1. Комплексное исследование гумусного состояния дерново-подзолистых тяжелосуглинистых почв трех длительных (25-32 г) опытов Пермского НИИСХ на основе использования современных методов и подходов позволили дать всестороннюю оценку его количественным и качественным параметрам.

Анализ взаимосвязи параметров гумусного состояния с урожаями сельскохозяйственных культур, продуктивностью почв, основными агрохимическими показателями ( рН, подвижный Р и К, гранулометрический состав) и биологическими свойствами почвы позволили выявить направленность изменения гумусного состояния при разных условиях землепользования, применения удобрений и извести и определить ориентировочные оптимальные параметры основных показателей гумусного состояния для типичных дерново-подзолистых тяжелосуглинистых почв Предуралья.

2. Динамика и баланс гумуса почв находятся в тесной зависимости от систем землепользования:

- значительное снижение уровня содержания гумуса отмечено в бессменном пару – на 30% в сравнении с исходным; при экстенсивном землепользовании (ячмень бессменно, без удобрений) содержание гумуса снизилось на 19%; в зерно-травяно-паровом севообороте на вариантах без удобрений и при раздельном внесении NPK и извести - на 12.7-20.2%.;

- системы удобрения с навозом в дозах 6 т/га в год сохраняли исходный уровень содержания гумуса, а применение навоза совместно с NPK - повышало его на 10-15%;

- известкование почвы по 1 г.к. перед закладкой опыта и (поддерживающее) – по 0.5 г.к. раз в две ротации севооборота по фону NPK обеспечило сохранение исходного уровня содержания гумуса и улучшение всего комплекса агрохимических свойств почв;

- системы удобрения с повышенной дозой навоза - 20 т/га в год совместно с эквивалентной дозой NPK повышали исходный уровень содержания гумуса на 18% и даже несколько превышали его содержание в почве залежных угодий.

3. Динамика гумуса во всех исследуемых почвах характеризуется установление в течение 8-16 лет устойчивого тренда содержания гумуса в соответствии с системой землепользования. Уровень гумуса, установившийся за 25 лет в бессменном пару, составляющий – 1.34% (0.78% ±0.01% С) условно принят за минимальный уровень ( С_min) содержания гумуса в дерново-подзолистой тяжелосуглинистой почве Предуралья.

4. Различные системы землепользования оказывают существенное воздействие на содержание активного пула углерода (С_tans ) На основе созданной электронной базы данных исследуемых опытов определен уровень содержания С_tans, обеспечивающий высокую урожайность сельскохозяйственных культур, составляющий для тяжелосуглинистых дерново-подзолистых почв региона 0.20-0.40%. Содержание С_tans на уровне – 0.28-0.30% С позволило получать урожай яровой пшеницы по 3.05-3.09 т/га, а при С_tans - 0.20-0.34% С урожай озимой ржи достигал 3.07-3.60 т/га.

5. Изучение распределения углерода и азота по профилю исследуемой почвы показало, что основные изменения органопрофиля наблюдаются в верхних слоях (0-40 см) и обусловлены типом землепользования, внесением органических и минеральных удобрений, известкованием. В целом распределение гумуса по профилю остается характерным для дерново-подзолистых тяжелосуглинистых почв.

Минимальными запасами гумуса и азота в слое 0-100 см характеризуется почва бессменного пара – 104.6 т/га и 6.62 т/га соответственно, максималь-ными – почва пашни с длительным применением органоминеральной системы удобрения (навоз 20 т/га +экв. NPK) – 169.8 и 11.29 т/га соответственно.

6. Фракционно-групповой состав гумуса при различном землепользовании и длительном применении удобрений сохраняет характерные для данного типа почв признаки. Тип гумуса – фульватный или гуматно-фульватный.

В тоже время типы землепользования, системы удобрений, известь оказывают влияние на состав гумуса, проявляющееся в некотором перераспределении фракций:

- длительное применение минеральных и органических удобрений увеличивает содержание в составе гумуса подвижной фракции, а известкование – уменьшает;

- бессменное парование приводит к потере наиболее ценных компонентов в составе гумуса – гуминовых кислот и накоплению группы фульвокислот;

- залежная почва характеризуется повышенным содержанием как подвижных, так и более устойчивых к микробиологической деструкции гумусовых веществ 2 фракции.

- известкование повышает содержание гуминовых кислот, связанных с кальцием, минеральные удобрения без извести увеличивают содержание фульвокислот в составе гумуса;

- длительное применение навоза отдельно или совместно с NPK повышает степень гумификации органического вещества почвы, увеличивает содержание, как подвижной фракции, так и 2-й устойчивой к минерализации фракции гуминовых кислот. С агрономической и экологической точки зрения такой состав гумуса является наиболее благоприятным.

7. Воздействие систем удобрений и извести на качественный состав гумуса в значительной степени определяется их воздействием на кислотность почвы. Наши исследования подтверждают данные ряда авторов о взаимосвязи кислотности почв с фракционным составом гумуса. Установлена прямая корреляционная связь средней силы между рН_КСl и содержанием суммы гуминовых кислот, r=0.33-0.67; обратная связь с содержанием гуминовых кислот 1-й фракции, r= -0.62; прямая связь с содержанием гуминовых кислот, связанных с кальцием , r= 0.79 (опыт 2), r= 0.66 (опыт 3).

8. Исследования элементного состава, химической структуры и свойств макромолекул гуминовых кислот, выделенных препаративно из исследуемых почв показало, что различные приемы землепользования, системы удобрения и известкование не изменяли общие принципы строения и пределы содержания С,Н,О,N, характерные для гуминовых кислот дерново- подзолистых почв, но имеют свои зонально-генетические особенности и претерпевают следующие изменения:

- гуминовые кислоты бессменного пара имеют по данным элементного анализа наименьшее, чем в других исследуемых объектах значение отношения Н/С равное 0.92; по данным ИК спектроскопии – большее содержание ароматических структур; по данным дифференциально-термического анализа - низкое значение коэффициента Z = 0.48 (показатель соотношения периферических, - слабоустойчивых к термодеструкции и центральных – устойчивых фрагментов молекулы гуминовых кислот). Все это указывает, что при длительном паровании макромолекула гуминовых кислот обедняется алифатическими структурами, увеличивается доля устойчивых компонентов;

- известкование почвы без применения минеральных удобрений повышало устойчивость гуминовых кислот к термодеструкции (Z=0.40). Внесение извести совместно с NPK способствовало накоплению устойчивых фрагментов при одновременном увеличении периферической части;

- минеральные системы удобрения по всем показателям четко усиливали алифатическую природу гуминовых кислот;

- органические удобрения (навоз) отдельно и совместно с NPK обогащали гуминовые кислоты как фрагментами центральной части, так и периферической.

9. Длительное применение удобрений, извести увеличивало общую численность микроорганизмов, содержание азотфиксирующих и нитрифицирующих бактерий, повышало эмиссию СО₂ из почвы. Между содержанием С_tans и биологическими параметрами установлены тесные взаимосвязи: коэффициент корреляции варьирует в опытах 2 и 3 в интервале 0.70-0.97; коэффициент корреляции с эмиссией СО₂ составляет 0.81-0.97. Снижение кислотности активизирует деятельность почвенных микроорганизмов, о чем свидетельствуют высокие коэффициенты корреляции между рН и исследуемыми показателями биологической активности почвы.

10. Проведена верификация динамической модели баланса и трансформации гумуса Roth-С. Высокая степень корреляции данных, полученных экспериментально и с помощью моделирования, позволяет рассматривать расчетные данные как реальные, отражающие ежегодную динамику содержания органического углерода. Составлен прогноз изменения содержания органического углерода на 200 лет для почв при использовании современных агротехнологий без учета возможных изменений климата в данном регионе.

11. На основе сформированной информационной базы данных длительных опытов разработаны ориентировочные оптимальные показатели гумусного состояния пахотных дерново-подзолистых тяжелосуглинистых почв, обеспечивающие высокую урожайность сельскохозяйственных культур при современной зональной агротехнике в Предуралье.


Список научных трудов по теме диссертации

1. Завьялова Н.Е. Соснина И.Д. Состояние плодородия дерново-подзолистых почв в условиях интенсивного землепользования //Аграрная наука Евро-Северо-Востока, 2003, № 4 С.12-17.
   
2. Завьялова Н.Е., Косолапова А.И., Митрофанова Е.М., Ямалтдинова В.Р. Гумус и механический состав известкованной дерново-подзолистой почвы //Аграрная наука Евро-Северо-Востока, 2004, № 5. – С. 66-74.
   
3. Завьялова Н.Е., Косолапова А.И., Соснина И.Д. Гумусное состояние и азотный фонд дерново-подзолистой почвы Предуралья в условиях интенсивного землепользования//Агрохимия. 2004, № 9. – С. 21-25.
   
4. Завьялова Н.Е., Косолапова А.И., Ямалтдинова В.Р. Изменение основных агрохимических параметров плодородия дерново-подзолистой почвы под влиянием длительного применения систем удобрений //Доклад РАСХН, 2004, № 3. – С. 75-76.
   
5. Завьялова Н.Е., Косолапова А.И., Соснина И.Д. Влияние интенсивности использования пашни на гумусное состояние дерново-подзолистой тяжелосуглинистой почвы //Агроэкологические функции органического вещества почв и использование органических удобрений и биоресурсов в ландшафтном земледелии: Тез.док. Международной научно-практической конференции: М., 2004. - С.226-231.
   
6. Завьялова Н.Е., Косолапова А.И., Митрофанова Е.М. Значение известкования и минеральных удобрений для сохранения плодородия дерново-подзолистой почвы и продуктивности севооборота //Доклады РАСХН, 2005, № 2. – С. 31-32.
   
7. Завьялова Н.Е., Косолапова А.И., Митрофанова Е.М. Влияние извести на показатели плодородия дерново-подзолистой почвы //Плодородие, 2005, № 1. – С. 26-28.
   
8. Завьялова Н.Е., Косолапова А.И., Ямалтдинова В.Р. Влияние длительного применения органических и минеральных удобрений на трансформацию органического вещества дерново-подзолистой почвы//Агрохимия, 2005, № 6. – С. 5-10.
   

9. Завьялова Н.Е., Косолапова А.И., Ямалтдинова В.Р. Трансформация органического вещества почвы и удобрений в севообороте в зависимости от вида пара // Гуминовые вещества в биосфере: Тез. док. III конференции – Л., 2005. - С. 135-136.

10. Завьялова Н.Е.,Косолапова А.И., Ямалтдинова В.Р. Влияние длительного применения систем удобрения на гумусное состояние дерново-подзолистых почв Предуралья //Гуминовые вещества в биосфере: Тез.док. на III конференции – Л., 2005. С. 133-135.

11..Завьялова Н.Е, Косолапова А.И., Ямалтдинова В.Р. Влияние вида пара и органических удобрений на воспроизводство органического вещества дерново-подзолистой почвы //Основные итоги и приоритеты научного обеспечения АПК Евро-Северо-Востока: Тез.док. Международной научно-практической конференции. Киров, 2005. – С. 284-288.

12. Завьялова Н.Е., Косолапова А.И., Митрофанова Е.М. Влияние длительного применения минеральных удобрений и известкования на распределение биогенных элементов и гумуса по профилю дерново-подзолистой почвы //Агрохимическая эффективность применения средств химизации в современных технологиях возделывания сельскохозяйственных культур.Тез.док. на Международной научной конференции. – М., 2005. С. 47-50.

13.Володарская И.В., Канзывая С.О., Завьялова Н.Е. Использование показателей фракционно-группового состава и оптических свойств гумуса для обоснования результатов системного изучения агрогенной трансформации органического вещества (По исследованиям в длительных опытах на средне- и тяжелосуглинистых почвах) //Методы исследований органического вещества почв. М.: Россельхозакадемия. – ГНУ ВНИПТИОУ, 2005. – С. 86-101.

14. Завьялова Н.Е., Косолапова А.И., Митрофанова Е.М. Изменение агрохимических свойств дерново-подзолистой почвы по профилю под влиянием длительного применения минеральных удобрений и известкования //Совершенствование системы земледелия Уральского региона. Координационное совещ., Екатеринбург, 2005. – С. 80-85.

15. Завьялова Н.Е. Методические подходы к изучению гумусного состояния пахотных почв //Плодородие, 2006, № 1. – С. 11-15.

16. Завьялова Н.Е., Ямалтдинова В.Р. Изменение биологической активности дерново-подзолистой почвы при длительном применении удобрений //Доклады РАСХН, 2006, № 3. – С. 39-42.

17. Завьялова Н.Е., Косолапова А.И, Ямалтдинова В.Р. Биологические показатели плодородия дерново-подзолистой почвы при длительном применении удобрений //Совершенствование организации и методологии агрохимических исследований в географической сети опытов с удобрениями. Материалы Всероссийской научно-методической конференции, М., 2006. – С. 116-120.

18. Завьялова Н.Е.,Косолапова А.И, Ямалтдинова В.Р. Влияние длительного применения органических и минеральных удобрений на продуктивность культур полевого севооборота и баланс элементов питания //Совершенствование организации и методологии агрохимических исследований в географической сети опытов с удобрениями. Материалы Всероссийской научно-методической конференции. М., 2006. – С. 50-52.

19.Завьялова Н.Е, Косолапова А.И. Гетерогенность органического вещества дерново-подзолистой почвы //Агрохимические приемы повышения плодородия почв и продуктивности сельскохозяйственных культур в адаптивно-ландшафтных системах земледелия. Тез.док. Международной научной конференции, Москва, 2006. – С. 35037.

20. Косолапова А.И., Завьялова Н.Е. Приемы повышения устойчивого развития агроландшафтов Предуралья //Там же – С. 314-316.

21. Завьялова Н.Е. Плодородие дерново-подзолистой почвы при различном использовании //Плодородие, 2006, № 4. – С. 26-28.

22. Завьялова Н.Е., Косолапова А.И., Митрофанова Е.М. Агроэкологические аспекты применения нетрадиционных видов органических удобрений //Аграрная наука Евро-Северо-Востока, Киров, 2006, № 8. – С. 101-105.

23. Косолапова А.И., Завьялова Н.Е. Агроэкологические аспекты адаптивно-ландшафтного земледелия и органическое вещество пахотных почв. – Изд-во Пермского НИИСХ, 2006. – 190 с.