Определение наиболее эффективных сочетаний систем обработки, удобрений и гербицидов, оптимизирующих основные агрохимические свойства дерново-подзолистой супесчаной почвы

Размещено на http://www.allbest.ru

Размещено на http://www.allbest.ru

Введение

Сохранить почвенное плодородие, повысить производительность труда и существенно улучшить уровень жизни работников сельского хозяйства, а в конечном итоге вывести сельскохозяйственное производство России на мировой уровень помогут ресурсосберегающие технологии. Это подтверждает и мировая практика. Многие государства мира уже «переболели» теми проблемами, которые мы сегодня пытаемся решить, и развитие сельского хозяйства там пошло именно по этому пути. Конечно, в нынешних условиях проблему внедрения ресурсосберегающих технологий крестьяне не могут решить без поддержки государства. У них должны быть такие же условия для развития предприятий, как и у западных фермеров. В то же время они должны понять, что без перехода на современную технику и технологии в конкурентной борьбе победить нельзя (Банькин В.А., 2007).

При современном уровне развития сельскохозяйственного производства необходимо нормативно-технологический подход к управлению плодородием почвы. С этой целью разрабатываются модели, технологически достаточно простые и доступные для широкого использования, с минимальным числом управляемых факторов. Из биологических факторов - это содержание гумуса и фитосанитарное состояние почвы и посевов; из агрохимических - содержание подвижных форм фосфора и калия. А также реакция почвенного раствора; из агрофизических - мощность пахотного слоя, гранулометрический состав, структура и плотность сложения почвы. (Матюк Н.С.и др., 2005).

Система механической обработки почвы является основой технологий выращивания культур и важнейшим средством регулирования почвенных режимов, борьбы с сорняками, болезнями и вредителями сельскохозяйственных растений.

Замена вспашки бесплужной обработкой дает экономию энергии, металла, времени. Причем эта экономия, по данным многих исследований, достигается с повышением валовых сборов с/х продукции, при улучшении свойств почвы, повышении потенциального и эффективного плодородия. Поверхностная обработка повышает мобильность технологических операций, что позволяет подготовить почву для посева и провести его в лучшие агрономические сроки.

Учитывая опыт первопроходцев минимизации и почвозащитной направленности обработки можно утверждать сегодня, что обработку почвы следует рассматривать как важный элемент агротехнологии, находящийся в тесном взаимодействии с природными и агроэкологическими условиями, включая организацию территории по агроландшафтам, соответствующий севооборот с удельным весом пара, применение удобрений, пестицидов.

1.1 Влияние систем обработки, удобрений и гербицидов на агрохимические свойства почвы

В условиях интенсификации земледелия возрастает антропогенная нагрузка на почву, изменяющая ее плодородие. К агрохимическим показателям плодородия почвы, которые могут изменяться от применения удобрений и агротехники, относятся: гумус, кислотность, сумма поглощенных оснований, содержание усвояемых форм азота, фосфора и калия. Наиболее быстро действующим фактором, изменяющим продуктивность севооборотов и плодородия почвы из агротехнических приемов, являются удобрения. (Мязин Н.Г., 1997).

В условиях экологического почвозащитного земледелия широкое распространение получают более экономические энергосберегающие технологии минимальной обработки почвы. Под минимальной понимают научно-обоснованную обработку почвы, обеспечивающую снижение энергетических и трудовых затрат путем уменьшения числа, глубины и обрабатываемой площади поля. А также совмещение и выполнение нескольких технологических операций в одном рабочем процессе. Разновидностью минимальной обработки почвы является нулевая, которая предполагает посев в необработанную почву (Пупонин А.И., 2000).

Вопрос о применении минимальных обработок почвы в земледелии России до сих пор остается дискуссионным, и одна из причин этого - противоречивость данных о влиянии таких обработок на продуктивность культур, фитосанитарное состояние посевов, свойства почв, о их почвозащитной способности, а также экономической и экологической эффективности. Происходит это потому, что изучение минимальной обработки проводилось и проводится как бы в двух принципиально разных направлениях: как способа обработки почвы под отдельные культуры и как системы обработки почвы в севооборотах.

С одной стороны, минимальная обработка позволяет сократить производственные затраты на 15-20%, в том числе расход топлива - на 30-35%, повысить производительность труда на 25-30%.

Защитить почву от ветровой и водной эрозии, увеличить содержание органического вещества в верхнем слое почвы и во многих случаях обеспечить равный урожай культур в сопоставлении с традиционной вспашкой. С другой стороны - необоснованное применение такой обработки вызывает резкое увеличение засоренности посевов, обуславливающее необходимость применения гербицидов, сводящего энергоемкость способа к обычной традиционной вспашке.

Следует учитывать и тот общеустановленный факт, что при минимальных обработках (нулевой, поверхностной, мелкой безотвальной) из-за наличия растительных остатков на поверхности почвы уменьшается снабжение растений азотом. Это вызывает необходимость дополнительного внесения минеральных удобрений и повышает энергоемкость применения обработок.

В-четвертых, из-за твердо установленного факта повышения засоренности посевов культур, выращиваемых при систематическом применении минимальных способов обработки почвы, использование последних должно быть ограниченно в зависимости от типа почвы: на черноземах - двумя годами, на серых лесных и дерново-подзолистых почвах - однократным применением. В противном случае обработка посевов гербицидами становится обязательным условием.

Надо учитывать и ряд условий, не позволяющих современным агрегатам, предназначенным для минимальной обработки почвы, создавать необходимую разделку посевного слоя: наличие крупных растительных остатков на полях, излишняя переуплотненность из-за уборки предшествушей культуры во влажную погоду и т.п.

В 3-факторном опыте, заложенном на среднесуглинистой дерново-подзолистой почве в 1972 г., сравнивалось действие основной обработки почвы по классической и альтернативным технологиям. Варианты обработки (нулевая, классическая, дисковая, плоскорезная, чизельная, поверхностная, и комбинированная) изучались в двух севооборотах во времени с 50 и 75% зерновых. По сравнению с отвальной вспашкой безотвальные и поверхностные системы обработки снижали плотность верхней части пахотного горизонта и значительно повышали водопрочность почвенных агрегатов, а также способствовали повышению мощности гумусового горизонта за 20 лет на 5-10 см по сравнению с контролем. Уменьшение глубины и снижение периодичности отвальной обработки почвы в севообороте, сокращение или совмещение многоэтапных приемов основной и предпосевной обработок или их периодическая замена прямым посевом культур представляют важные факторы, тормозящие деградацию почвы в интенсивном земледелии. Минимизация обработки почвы повышает ее несущую способность, способствует накоплению гумуса и питательных элементов, биологически активизирует почву и не усугубляет ее фитосанитарного состояния, но требует корректировки систем удобрений и пестицидов. (Кирюшин Б.Д. и др., 2001).

В последнее время стал ярко проявляться акцент на минимализацию и ресурсосбережение в земледелии Нечерноземной зоны. Однако применение систем безотвальной обработки в этой зоне сдерживали высокая степень засоренности полей и низкий уровень естественного плодородия. В этой связи для дерново-подзолистых почв была разработана система обработки почвы, условно названная поверхностно-отвальная, включающая отвальную обработку на глубину 20-22 см один раз в 4 года и поверхностную дисковую одно-, двукратную обработку на глубину 8-10 см в остальные 3 года. (Смирнов Б.А., 1988; Смирнов Б.А., 2002).

Эксперименты проводили в 2000-2003 гг. в полевом стационарном трехфакторном опыте, заложенном на опытном поле ЯГСХА методом расщепленных делянок с рендомизированным размещением вариантов в повторениях. Опыт был заложен в 1995 г. в севообороте во времени до закладки опыта эти земли использовались под сенокос в течение 12 лет, поэтому они отличались высоким содержанием гумуса. Схема полевого трехфакторного стационарного опыта включает 3 фактора: система основной обработки почвы (отвальная, поверхностно-отвальная в адаптированном варианте, поверхностно-отвальная в базовом варианте, поверхностная обработка), система удобрений (без удобрений - «У1»,. N30 - «У2», Солома 3 т/га - «У3», Солома 3 т/га + N30 - «У4», Солома 3 т/га + N70P40K70 - «У5», N70P40K70 - «У6») система защиты растений от сорняков (биотехнологическая, интегрированная).

Исследования проведенные в 2004 г. в многолетнем стационарном опыте, заложенном на опытном поле ЯГСХА в 1995г. показали, что. изучаемые факторы не оказали значительного влияния на рН солевой вытяжки. На содержание подвижного фосфора оказали влияние оба изучаемых фактора. Так внесение удобрений привело к значительному увеличению содержания фосфора на всех фонах обработки, в свою очередь обработка почвы повлияла на перераспределение подвижного фосфора по слоям пахотного горизонта. Внесение удобрений на всех фонах обработки почвы привело к увеличению содержания обменного калия. (Герасимов А.В., Шмелева С.Г., 2005).

Десятилетнее применение изучаемых факторов, в среднем за три последних года (2003-2005) исследований, существенного влияния на реакцию почвенной среды не оказало. Применение удобрений, таких как NРК совместно с соломой, способствовало повышению гидролитической кислотности в верхнем слое пахотного горизонта на фоне обработок почвы без оборота пласта, а также на фоне поверхностной обработки с периодической вспашкой один раз в четыре года. Применение периодической вспашки (1 раз в 4 года) на фоне О3 способствовало выравниванию гидролитической кислотности по слоям пахотного горизонта в вариантах с удобрениями (Шмелева С.Г., 2006).

Сумма обменных оснований на фоне отвальной обработки при применении NРК на прибавку была достоверно выше по сравнению с вариантом без удобрений за все годы исследований (2003-2004). Система обработки почвы, в отличие от систем удобрений, существенного влияния на сумму обменных оснований не оказали.

Таким образом, поверхностно-отвальная система обработки при внесении соломы совместно с NРК на прибавку на дерново-среднеподзолистой глееватой среднесуглинистой почве не ухудшила ее физико-химических свойств и позволила получать прибавку урожая не ниже, чем на отвальной обработке с аналогичной системой удобрений, даже без применения гербицидов. (Смирнов Б.А., Шмелёва С.Г., 2007).

Известно, что кислотность почвы оказывает отрицательное воздействие на рост и развитие большинства с.-х. культур, а также жизнедеятельность микроорганизмов. Главным элементом, определяющим способность почв противостоять подкислению, является кальций. Увеличение потерь кальция из почвы и, следовательно, ее подкисление при внесении удобрений, особенно физиологически кислых, в дерново-подзолистой зоне в настоящее время является достаточно хорошо доказанным фактом. (Мязин Н.Г.,1997).

Определение баланса гумуса проведено в полевом плодосменном севообороте стационарного опыта, который заложен на опытном поле Львовского государственного аграрного университета в 1988г. При изучении систем обработки почвы в севообороте за контроль была принята систематическая традиционная вспашка под все культуры: на 23-23см - под озимую пшеницу, на 16-18 см - горчицу белую, на 30-32 см - сахарную свеклу, на 24-26см - кукурузу на силос, на 20-22 см - ячмень с подсевом клевера. На втором варианте проводили чизелевание на такую же глубину, как на контроле, а на третьем - применяла один раз в ротацию севооборота ярусную вспашку на 30-32 см под сахарную свеклу, а под остальные культуры: на 12-14 см - озимая пшеница и кукуруза, 10-12 см - горчица, 14-16 см - ячмень с подсевом клевера. Использовали две системы удобрений: органо-минеральную и органическую. Комбинированная система обработки, основанная на глубокой заделке навоза и зеленой массы горчицы белой двухъярусным плугом с последующим проведением мелких обработок под зерновые культуры и кукурузу на силос, способствовала улучшению воздушного и питательного режимов темно-серой лесной почвы и, в конечном итоге, повышению урожая отдельных культур зерносвекловичного севооборота. Увеличивалось поступление пожнивно-корневых остатков в почву в варианте органической системы удобрения и активизировались процессы трансформации свежих органических веществ и навоза в гумус. (Бомба М.Я. и др., 2002).

Уменьшение содержания в почве подвижного фосфора и увеличение обменного калия в течение всего периода исследований главным образом было связано с несбалансированностью исходных показателей. Вынос элементов культурными растениями, а также используемые удобрения несколько нивелировали эту разницу. Применение удобрений способствовало накоплению подвижного фосфора в почве пахотного слоя. Достоверное же увеличение этого элемента было при внесении одного азота, полного минерального удобрения и, особенно, при совместном использовании соломы и NРК. Проведение систем ресурсосберегающей обработки способствовало проявлению несущественной тенденции накопления обменного калия в верхнем слое пахотного горизонта. На дерново-подзолистой среднесуглинистой временного избыточного увлажнения в сильной степени засоренности многолетними сорняками почве Центрального района Нечерноземной зоны России в качестве основной предлагается система поверхностно-отвальной обработки. Для повышения плодородия почвы и получения более высокого хозяйственного и экономического эффекта рекомендуется в качестве органического удобрения использовать солому совместно с минеральными удобрениями. В связи с временным избыточным увлажнением почв предлагается выращивать в чередовании однолетние травы и озимую рожь, а для борьбы с сорными растениями особое внимание должно быть уделено механическому методу. (Смирнов Б.А., Щукин С.В., 2005).

Как известно, систематическое применение удобрений на различных типах почв приводит к обогащению корнеобитаемого слоя подвижными соединениями питательных веществ. При этом, возрастает плодородие не только пахотного, но и нижележащих почвенных горизонтов, приобретающих более высокую биогенность и способность обеспечивать растения элементами минерального питания в течение длительного времени. Проводили исследования последействия азотного и фосфорного удобрений в стационарных опытах, проведенных на серых лесных почвах ополий Европейской территории России в период с 1972 по 2002 гг. На этом типе почв азот и фосфор являются элементами первого-второго минимумов и их взаимодействие в решающей степени определяет уровень корневого питания и продуктивность культур полевого севооборота. Исследования показали, что последействие азотного удобрения соизмеримо с прямым его действием и определяется уровнем накопления нитратного азота и направленностью его передвижения по почвенному профилю (Никитишен В.И., 2004).

Анализ результатов исследований, проведенных на опытном поле ЯГСХА заложенном в 1995 г., выявил отсутствие заметной дифференциации пахотного горизонта по слоям при минимальной ее обработке по сравнению с отвальной. Применение ресурсосберегающей системы обработки в среднем по всем системам удобрений и гербицидов привело к некоторому повышению содержания в почве пахотного слоя подвижных форм фосфора и калия по сравнению с соответствующими указателями при варианте отвальной обработки. В среднем по всем системам основной обработки почвы и гербицидов применение минеральных удобрений в расчетных дозах способствовало увеличению запасов подвижных форм фосфора и калия в пахотном горизонте почвы по сравнению с соответствующими показателями на фоне без удобрений. Применение ресурсосберегающих систем обработки почвы в среднем по всем фонам удобрений и гербицидов способствовало проявлению тенденции к росту продуктивности ячменя. (Кощеев М.А., Шмелева С.Г., Смирнов Б.А. 2001).

Исследования, поведенные в многофакторных стационарных полевых опытах МСХА им. К.А. Тимирязева показали, что систематическое применение фосфорных и калийных удобрений в дозах, превышающих вынос фосфора и калия урожаями возделываемых культур, приводит к накоплению данных элементов питания по сравнению с не удобренной дерново-подзолистой среднесуглинистой почвой. Создание оптимальных уровней содержания подвижного фосфора и обменного калия при дополнительном внесении азотных и органических удобрений на дерново-подзолистой среднесуглинистой почве позволило повысить урожайность зерновых культур за 17 лет исследований в 2,0-2,9 раза. Система минимальной ресурсосберегающей обработки, обеспечивая концентрацию питательных веществ за счет минеральных и органических удобрений, растительных и корневых остатков в поверхностном слое почвы способствовала более высокому накоплению гумуса, подвижного фосфора и обменного калия в пахотном слое, что приводило к получению более высоких урожаев зерна озимой пшеницы по сравнению с традиционной обработкой. (Матюк Н.С. и др., 2005).

Наличие подвижного фосфора в почве - один из основных показателей ее плодородия. В условиях интенсивного земледелия поступление фосфора с удобрениями должно не только возмещать вынос, но и создавать запас подвижных фосфатов в почве. (Сдобникова О.В. 1985).

Фосфор является одним из важных элементов питания растений. Он участвует в важнейших физиологобиохимических процессах, протекающих в растительном организме. В связи с этим своевременное удовлетворение потребности растений в фосфоре является одним из главных условий формирования высоких урожаев сельскохозяйственных культур. Если учесть, что азотное питание растений может быть существенно улучшено за счет биологического азота, а калия в почве в среднем содержится в 20-30 раз больше, чем фосфора, то становится очевидным, что недостаток фосфора в земледелии является главным ограничивающим фактором дальнейшего развития сельскохозяйственного производства. (Адрианов С.Н., Сушеница Б.А., 2004).

Гумус представляет собой относительно динамическую составную часть почвы, подвергающуюся количественным и качественным изменениям под влиянием целого ряда факторов, среди которых ведущим является хозяйственная деятельность человека. Поэтому предотвращение потерь гумуса, обеспечение бездефицитного и положительного его баланса является одной из основных задач современного земледелия.

Влияние органо-минеральных удобрений, а также фосфоритной муки в сочетании с азотными и калийными туками в полевом и кормовом севооборотах на урожай и плодородие почвы изучали в стационарном опыте Брянской ГСХА. Исследования показали, что воздействие системы удобрений на содержание гумуса было существенным. В комплексе мероприятий по управлению плодородием, по регулированию баланса гумуса в пахотных почвах и роста урожайности сельскохозяйственных культур огромное значение имеет совершенствование структуры посевных площадей, введение и освоение научно обоснованных севооборотов, внесение органических и минеральных удобрений. (Воропаев В.Н., 2005).

Узловым вопросом расширенного воспроизводства почвенного плодородия является достижение и сохранение положительного баланса гумуса в почве как одного из интегральных показателей потенциального плодородия.

Интенсивное земледельческое использование пахотных почв страны сопровождалось рядом негативных явлений и, в частности, нарушением гумусного баланса в почвах вследствие сокращения поступления растительных остатков, органических и минеральных удобрений, усиление минерализации органического вещества при возделывании пропашных и зерновых культур, развития процессов водной и ветровой эрозии.

Важнейшей задачей агрохимической службы в настоящее время является стабилизация содержания гумуса на значительных площадях пашни в возможно короткое время. Для поддержания бездефицитного баланса гумуса в целом по стране при современной структуре посевных площадей требуется вносить 1,5-1,7 млрд.т. стандартного подстилочного навоза. (Максимов П.Г. и др., 2001; Анисимова Т.Ю., 2005).

С учетом трудности значительного увеличения внесения навоза в ближайшей перспективе, важную роль в улучшении гумусового баланса могут играть совершенствование структуры посевных площадей, насыщение севооборотов бобовыми травами, максимальное использование соломы, пожнивных и промежуточных культур, зеленых удобрений.

Для ослабления потерь гумуса почвами необходимо также внедрение в полном объеме мер борьбы с водной и ветровой эрозией: широкое применение органических удобрений, внедрение и соблюдение почвозащитных севооборотов с насыщением их культурами, обеспечивающими поступление значительных количеств растительных остатков в почву, специальная организация территории. При значительном увеличении внесения удобрений, осуществление других мероприятий по восполнению гумуса в почвах, внедрение комплекса мер по борьбе с эрозией почв можно ожидать замедления темпов убыли гумуса в почвах примерно в 2-3 раза (Анисимова Т.Ю., 2005; Каштанов А.Н., Явтушенко В.Е., 1997).

Длительное сельскохозяйственное использование дерново-подзолистой почвы в севообороте без удобрений и извести приводит к снижению гумуса и общего азота. Раздельное применение минеральных удобрений и известкования не обеспечивает сохранения почвенного плодородия. (Завьялова Н.Е. и др., 2005).

Количественный и качественный состав органического вещества почвы зависит от типа биоценоза и условий окружающей среды, включая рельеф, почвообразующую породу, климатические особенности местности.

Влияние режимов землепользования на изменение гумусового состояния подзолистых почв в Научно-исследовательском и проектно-технологическом институте АПК Республики Коми изучается с 1978г. в шестипольном севообороте. Схема нашего опыта включала варианты с внесением минеральных удобрений, торфонавозного компоста (ТНК, 40 и 80т/га) и совместным их применением. Органические удобрения (ТНК) вносили два раза за ротацию (под картофель и пропашные), минеральные - ежегодно в соответствии с выносом элементов питания урожаем культур. Качественный состав гумуса характеризует отношение массовой доли углерода гуминовых кислот к углероду фульвокислот. В среднеокультуренных пахотных подзолистых почвах в севообороте с внесением органических и минеральных удобрений тип гумуса лабильной фракции изменялся в сторону усиления «гуматности», т.е. в лабильной фракции гумуса наблюдалось повышение доли гуминовых кислот снижение доли фульвокислот. Наши исследования свидетельствуют, что под влиянием длительного применения удобрений на подзолистой почве в севообороте, особенно совместно органических и минеральных, увеличиваются объемы пожнивных и корневых остатков, улучшается их химический состав. Это способствует накоплению органического вещества повышению содержания лабильных форм гумуса, а следовательно, и плодородие почвы. (Чеботарев Н.Т. и др., 2005).

Полевой стационарный опыт по изучению роли органического вещества навоза в повышении плодородия дерново-подзолистых почв был заложен на среднеокультуренной тяжелосуглинистой дерново-подзолистой почве ЦОС ВИУА в 1964-1966гг. в трех полях. Схема опыта включает два блока вариантов: органо-минеральной (наложение одной, двух и трех доз NРК на фоне 50т/га навоза КРС за ротацию севооборота) и минеральной (наложение тех же доз NРК на фон минеральных удобрений, эквивалентный навозу по содержанию основных элементов питания) систем удобрения. По результатам исследований видно, что продуктивность севооборота повышается по мере возрастания доз внесения удобрений в обеих системах удобрения. При минеральной системе удобрения отмечено значительное снижение содержания в почве органического вещества. В вариантах органо-минеральной системы удобрения имеет место неоднозначная динамичность влияния возрастающих доз минеральных удобрений, вносимых на фоне навоза, на содержание гумуса. Внесение двух доз минеральных удобрений на фоне навоза обеспечило максимальный прирост органического вещества. А наложение третьей дозы NРК снизило темпы гумификации и прирост содержания гумуса. (Ефремов В.Ф., 2005).

В 1996-2003гг. на опытном поле Марийского НИИСХ мы исследовали влияние чередования культур и удобрений на плодородие почвы и продуктивность зернотравяного, плодосменного и зернового шестипольных севооборотов. Исследования показали, что все севообороты положительно влияли на плодородие почвы. За ротацию сохранилось исходное содержание подвижных форм фосфора и обменного калия и заметно снизилась кислотность почвенного раствора. Так, в начале ротации зернотравяного севооборота рН составлял 5,67, а в конце - 6,55. Внесение минеральных удобрений в дозе N60P60R60 способствовало некоторому подкислению почвы, особенно в зернотравяном и зерновом севооборотах, но сопровождалось повышением содержания в почве фосфора и калия. (Христофоров Л.В. и др., 2004).

Производственный опыт проводили в полевом восьмипольном севообороте в СХПК «Россия». Большая часть пахотных угодий расположена на среднесуглинистой дерново-подзолистой почве с невысоким содержанием гумуса и усвояемых форм фосфора и калия. Органику вносили в дозе 3т/га в парах, минеральные удобрения - в среднем 45кг/га. Была принята целевая программа «Плодородие». В результате исследований агрохимический анализ почвенных образцов показал, что кислотность почвы снизилась до рН 5,8, содержание обменного калия возросло на 8-10%, сумма обменных оснований - на 17%. Дополнительное внесение соломы, хотя и не увеличило существенно урожайность зерновых, способствовало заметному пополнению запасов органического вещества в почве. Анализ образцов почвы на качественный состав гумуса показал, что содержание гуминовых кислот в них составило 19,7-25,1%, а фульвокислот - 19,8-21,4%. При запашке соломы зерновых дважды за ротацию соотношение углерода гуминовых и фульвокислот достигло 1,27. (Батяхина Н.А., Осокин Е.Н., 2004).

Системы основной обработки почвы исследовали на опытном поле УГСХА в шестипольном зернопропашном севообороте. Схема опыта включала четыре системы основной обработки почвы: отвальную, плоскорезную, комбинированную в севообороте и поверхностную. Наблюдения показали, что в результате сельскохозяйственного использования пашни относительное снижение содержания гумуса по сравнению с целинным участком в слое почвы 0-40 см составило 38,3-42,8%. Уменьшение запасов гумуса на пашне обусловлено. С одной стороны, низким поступлением свежего органического вещества в почву, с другой - усилением минерализации не только органического вещества, но и собственно гумусовых соединений вследствие обработки. При комбинировании в севообороте способов основной обработки почвы в соответствии с требованиями культур создаются более благоприятные условия для гумификации и стабилизации гумусового состояния почв. (Куликова А.Х, Карпов А.В., Семенова Н.В., 2002).

На дерново-среднеподзолистой почве с рН 6,1 и 2,29% гумуса, со средней обеспеченностью фосфором и калием, в севообороте: мн.травы- ячмень - овес - одн.травы - пар занятый - озимая рожь с подсевом мн.тр. изучали эффективность различных систем обработки почвы на фонах неудобренном и с применением удобрений, при внесении гербицидов и без них. Сделан вывод, что на таких почвах целесообразна система поверхностно-отвальной обработки почвы, базирующаяся на сочетании вспашки на глубину 20-22см с предварительным дискованием пласта мн.трав на 10-12см или лущением стерни на 80-10см один раз в 4 года и поверхностной дисковой одно-двукратной обработкой на 8-10см в последующие 3 года. Двукратную обработку в годы отсутствия вспашки необходимо проводить после рано убираемых культур, когда имеется возможность спровоцировать сорные растения к отрастанию, особенно многолетников, зимующих и озимых. (Смирнов Б.А., Лопоносова Н.В., 2004).

При применении системы основной обработки почвы, базирующейся на сочетании отвальной один раз в 4 года и одно- двукратных поверхностных обработок в остальные 3 года, в сравнении с традиционной отвальной; не ухудшалось фитосанитарное состояние посевов по засоренности и пораженности болезнями; увеличивалось содержание гумуса, особенно в верхней части пахотного слоя, через 13лет; была меньше или близка к оптимальной плотность почвы в пахотном слое; не ухудшались режимы влажности и минерального питания. Продуктивность полевых культур имела тенденцию к увеличению; не ухудшалось качеств продукции; достигнуто снижение затрат на основную обработку совокупной энергии в 2,1-2,8 раза, общих денежных средств - в 2,5 раза. ( Смирнов Б.А., 2002).

На опытном поле научно-исследовательского отдела разработки систем земледелия и животноводства ТСХА проводили исследования по изучению влияния разных приемов, систем обработки почвы, удобрений и периодического известкования на оптимизацию содержания доступных элементов питания и урожайность полевых культур. Почва опытного участка - дерново-среднеподзолистая среднесуглинистая. Известкование проводили в 1969г. по полной гидролитической кислотности, после чего рН составлял 6,0-6,5. исследования показали, что на изменение содержания нитратного азота в пахотном и подпахотном слоях почвы под культурами пропашного звена севооборота оказывало большее влияние не глубина и интенсивность основной обработки, а внесение удобрений. на изменение содержания фосфора и калия в слоях почвы также наибольшее влияние оказывало внесение минеральных и органических удобрений, а не глубина и интенсивность основной обработки. Применение в течение 16 лет разных систем механической обработки дерново-подзолистой среднесуглинистой почвы и удобрения в зернопропашном севообороте трехфакторного полевого стационарного опыта при периодическом известковании повышало уровень потенциального и эффективного плодородия почвы. Что способствовало более высокой урожайности полевых культур в среднем за 3 ротацию севооборота при системах фрезерной минимальной, фрезерной интенсивной, отвальной с фрезерованием, отвальной с дискованием и трехъярусной и отвальной с фрезерованием обработки по сравнению с отвальной. (Пупонин А.И. и др., 1993).

Уровень применения минеральных и органических удобрений в севообороте является одним из наиболее важных факторов, определяющих его продуктивность и агрохимические показатели почвенного плодородия. Исследования по изучению влияния длительного применения удобрений на урожайность сельскохозяйственных культур и плодородие почвы проводили в длительном стационарном полевом опыте на экспериментальной базе «Курасовщина» Минского района Республики Беларусь на дерново-подзолистой легкосуглинистой почве, развитой на легком лессовидном суглинке. Схема опыта предусматривала внесение возрастающих доз азотных удобрений на фоне различных уровней фосфорно-калийного питания. Органические удобрения вносили фоном в дозе 40 т/га под викоовсяную смесь из расчета их действия и последействия на следующую культуру севооборота - озимую рожь. Среднегодовое применение азотных удобрений в дозах 24-72 кг д.в./га севооборотной площади на дерново-подзолистой легкосуглинистой почве с высоким содержанием подвижных форм фосфора и калия и рНКСl 5,9-6,1 обеспечило продуктивность севооборота викоовсяная смесь - озимая рожь - клевер луговой - яровая пшеница - овес 73,8-77,5 ц/га за ротацию, однако при этом произошло снижение содержания подвижного фосфора в почве на 39-56 мг/кг, калия - на 115-136 мг/кг почвы. среднегодовое внесение 8т/га соломистого навоза КРС в севообороте с одним полем клевера лугового обеспечивало поддержание бездифицитного баланса гумуса в почве на всех удобряемых вариантах. (Лапа В.В., Босак В.Н., 2002).

Исследования по изучению влияния извести и минеральных удобрений на продуктивность севооборота и свойства серой лесной почвы проводились с 1982 по 1990 гг. на полях Владимирского НИИСХ. Почва опытного участка - серая лесная среднесуглинистая. Гидролитическая кислотность уменьшалась под влиянием известкования и несколько возрастала пропорционально квадрату ежегодной средней дозы внесенных минеральных удобрений. Степень насыщенности почвы обменными основаниями зависела от доз внесения извести. Малые дозы ее быстро увеличивали указанный показатель. С повышением доз извести прирост ее уменьшался. Минеральные удобрения снижали степень насыщенности почвы основаниями значительно слабее. Без внесения минеральных удобрений за ротацию севооборота содержание подвижного фосфора уменьшилось. С ростом доз полного минерального удобрения наблюдалось линейное увеличение этого показателя. (Окороков В.В., Григорьев А.А., 1997).

Кафедрой общего земледелия Пензенской государственной с/х академии с 1982 г. изучаются системы основной отвальной. Безотвальной и минимальной обработки почвы в типичном для хозяйств области восьмипольном зернопаропропашном севообороте.

Наши опыты подтвердили дифференцированную роль безотвальных и поверхностных обработок в распределении элементов питания по пахотному горизонту, которое нивелируется отвальными обработками. За годы изучения систем зяблевой обработки почвы содержание гумуса в пахотном слое практически не изменилось. Т.о., проведенные исследования показывают возможность применения систем отвальной, безотвальной и минимализированной зяби в зернопаропропашных севооборотах, которые обеспечивают восстановление плодородия почвы на принципах, как минимум, простого воспроизводства без дополнительных затрат на удобрения и средства химической защиты растений. (Манейлов В.В. Богомазов С.В., 2005).

Негативное воздействие длительного применения физиологически кислых минеральных удобрений на агрохимические свойства и биологическую активность дерново-подзолистых почв хорошо известно: увеличивается почвенная кислотность всех видов, снижается степень насыщенности почв основаниями, увеличивается содержание подвижного алюминия и т.д. Исследования проводили на дерново-подзолистой среднесуглинистой почве полевого опыта кафедры агрохимии по многолетнему применению удобрений. В годовой динамике исследовали почвы следующих удобрений (контроль), NК, NРК, известь +навоз (фон) и NК и NРК по фону известь + навоз. Полученные данные свидетельствуют о том, что после прекращения многолетнего воздействия агрохимических средств на агроэкосистему в течение 5 лет происходило естественное восстановление почвой некоторых свойств: в частности, возрастали степень насыщенности почвы основаниями, величина рН, численность актиномицетов, снижалась фитотоксичность почвы - особенно в вариантах NК. (Минеев В.Г. и др., 1999).

В настоящее время последействие удобрений привлекает все большее внимание исследователей, так как этот вопрос имеет не только научное, но и первостепенное практическое значение. Существенное снижение доз удобрений в последние годы вызвало обоснованные опасения агрохимиков за судьбу плодородия почв в виду резкого отрицательного баланса питательных веществ в земледелии страны. В связи с этим исследовали последействие бесподстилочного навоза и минеральных удобрений на плодородие дерново-подзолистой суглинистой почвы и урожайность зерновых культур на основе расконсервированного длительного полевого опыта, проводимого ранее на Центральной опытной станции ВИУА (Московская область). В условиях полевого эксперимента на дерново-подзолистой тяжелосуглинистой почве установлено, что последействие удобрений на урожайность зерновых культур наибольшее влияние оказало в течение двух лет с постепенным затуханием к третьему году. При этом урожайность культур больше всего зависела от содержания в почве наиболее подвижных форм элементов питания. Отмечен интенсивный переход подвижных форм фосфора и калия в необменное, прочно связанное состояние и тем больший, чем выше было их исходное количество. Ежегодное 15-летнее применение бесподстилочного навоза в последействии не оказало негативного влияния на экологическое состояние агроценоза по загрязнению зерновой продукции нитратами и тяжелыми металлами. Производство зерна на неудобренной ранее почве было убыточным. В вариантах же с последействием органических и минеральных удобрений обеспечивалась рентабельность на уровне 13-32%. Последействие минеральных удобрений по всем показателям было наименее значительным по сравнению с органическим эквивалентом. (Афанасьева Р.А. и др., 2004).

Последействие различных систем удобрений изучается на базе длительного стационарного опыта, заложенного И.П. Мамченковым в 1964-1966гг. Почва опыта - дерново-подзолистая тяжелосуглинистая среднеокультуренная. Изучение последействия возрастающих доз удобрений органо-минеральной и минеральной систем удобрения на культурах 4-польного зернового севооборота показало, что плодородие почвы, созданное в процессе длительного применения органо-минеральной системы удобрения, обладает более высоким последействием, чем эквивалентное по сумме внесенных основных элементов питания плодородие, образованное на базе использования минеральной системы удобрения. При этом применение более высоких доз удобрения обеспечивает и более высокие прибавки урожайности культур и продуктивности севооборота в целом. Уровень эффективности последействия удобрений определяется, главным образом. Уровнем содержания гумуса в почве, достигнутым к концу периода применения удобрений. Внесение низких доз минеральных удобрений, не покрывающих вынос азота урожаем культур, сопровождается повышенной минерализацией органического вещества почвы и снижением ее потенциального плодородия до уровня неудобренной почвы (Ефремов В.Ф. 2004).

Как показали исследования, длительное использование почвы без внесения удобрений ведет к уменьшению количества органического вещества, а, следовательно, углерода и общего азота. При потере органического вещества из почвы снижается ее плодородие. Средством воспроизводства гумуса являются, в основном, органические удобрения. По расчетам для поддержания бездефицитного баланса гумуса во Владимирской области необходимо на 1 га пашни ежегодно вносить в среднем не менее 9-10 т органических удобрений. Прямая зависимость между внесением органических удобрений, содержанием гумуса и урожаем сельскохозяйственных культур убедительно просматривается на примере производственных показателей Суздальского района, где в период с 1965 по 1991 год внесение органических удобрений возросло с 3,9 до 9,2 т/га. Это привело к повышению содержания гумуса в пахотных почвах с 2,30 до 2,79%, а урожайность зерновых - с 14,9 до 31,6 ц/га. (Баринов В.Н., 2001).

В 1990-2002 гг. проводилось изучение темпов потери плодородия почв по основным показателям: кислотно-щелочному состоянию, содержанию фосфора, калия и гумуса. В качестве объекта исследований использованы почвы опыта по изучению систем удобрения в полевом севообороте, заложенного А.П. Чубаровым в 1957г. Почва опыта - дерново-подзолистая легкосуглинистая. За шесть ротаций севооборота, когда применялись удобрения в основных вариантах («известь +навоз + NРК»; «известь + NРК»; «навоз + NРК») было внесено на 1 га в среднем в год около 8 т навоза и N55Р54К65. анализ полученных данных показал, что за 45 лет проведения опыта уровень плодородия, не удобрявшейся и не известковавшейся дерново-подзолистой почвы в контрольных делянках оставался очень низким и относительно стабильным. Уровень реакции, содержание в почве гумуса, подвижных форм калия достоверно не изменились. Иная ситуация наблюдалась в вариантах опыта с удобрениями и мелиорантами. За период 1957-1992 гг. здесь сформировался резкоположительный баланс фосфора и близкий нейтральному баланс калия. При использовании экономически оправданных систем удобрения с применением умеренных доз органических и минеральных удобрений процесс окультуривания почв происходит весьма медленно. Прирост содержания подвижного фосфора на 1 мг/100г происходит за 2-2,2 года, а калия за 5-6 лет, содержание гумуса может вырасти на 1% более чем за 100лет. Все это обязывает нас очень бережно относится к достигнутому уровню плодородия почв.( Небольсин А.Н., Небольсина З.П.,2004).

Для изучения калийного режима луговых пойменных почв были заложены полевые опыты на пойменных сенокосах реки Оки, в которых исследовали формы калия в почве. Обеспеченность растений усвояемыми его формами, влияние калийных удобрений на урожайность сена и на корневую систему, ботанический, химический состав растений, питательность кормов, агрохимические свойства почв, вынос урожаем и баланс калия, а также агрономическую, экономическую и энергетическую эффективность и экологические аспекты. Для оценки калийного состояния этих почв анализировали содержание форм калия в почве под влиянием внесенных удобрений в вариантах: 1) без удобрений, 2) N180 Р60, 3) N180 Р60К180. При этом установили, что содержание этого элемента в пойменных почвах сенокосных угодий значительно изменяется: внесение калийных удобрений на фоне азотно-фосфорных способствует значительному увеличению всех форм калия в почве. Внесение калийных удобрений увеличивает массу корней в верхнем слое почвы пойменных сенокосов. Также улучшаются многие показатели качества сена. (Гусев В.И. и др., 2004).

Была выполнена комплексная оценка изменений свойств дерново-подзолистых почв Северо-запада России под влиянием антропогенного воздействия и разработаны научные основы систем удобрения на хорошо окультуренных почвах. Показано, что хорошо окультуренные почвы характеризуются высоким потенциалом плодородия. Было дано агроэкологическое обоснование различных вариантов системы удобрения с определением возможных направлений ресурсосбережения. Сделан вывод о получении экономически оправданных урожаев качественной продукции на хорошо окультуренных почвах с высокой обеспеченностью фосфором и калием при использовании моно азотной и органической системы удобрений, а также прогноз изменения агрохимических свойств таких почв. (Иванов А.И., 2000).

На почвах, имеющих недостаточный по мощности пахотный слой, необходимо проводить работу по постепенному его углублению. Окультуривание, вовлечение в продукционный процесс более глубоких слоев дает возможность увеличить продуктивность почвы. (Пестряков А.М., 2003).

Оценивали воздействие обработки с соломой и внесения различных доз азотных удобрений на рост растений, поглощение азота и прибыльность зерновых и масличных культур на темно-коричневом черноземном суглинке в южной части провинции Альберта. Солому либо сохраняли на поверхности, либо удаляли, упаковывая для продажи. Вариантами обработки почвы были осенняя и весенняя вспашки и прямой посев. На вариантах с внесением соломы носили 4 дозы азота (0,50,100,200 кг/га). Данные анализировали по культурам с использованием анализа ковариации. Урожаи зерна и соломы были выше при осенней вспашке, чем при двух других вариантах обработки, при нулевой дозе азота, но не различались при самой высокой его дозе. Концентрация азота в зерне и соломе были выше при осенней вспашке при низкой дозе (50 кг/га), но близкими при высокой дозе. Общее поглощение азота было выше при осенней или весенней вспашке без сохранения соломы, чем при прямом посеве с удалением соломы или весенней вспашке с сохранением соломы при низкой дозе азота, но близким при высокой дозе. Чистые доходы были выше для осенней вспашки и вариантов с продажей соломы и были максимальными при дозе азота 100кг/га. (Smith Elwin G, 2994).

Исследования проводили со вновь созданными травостоями на морской глинистой почве. Изучали влияние азотных и фосфорных удобрений на продуктивность злаково-клеверного и злакового травостоя при укосном использовании и изменения в содержании в почве Сорг , N и Р.

Вносили фосфор (0, 35, 70 и 195), азот (0, 190 и 380) в злаковом травостое оплата 1 кг N прибавкой урожая сухого вещества равнялась 28 и 22 кг при дозах N190 и N380. Коэффициент использования азота составил 78%. В травосмеси внесение N190 повышало урожай сухой массы, однако участие клевера ползучего снижалось с 41 до 16%. Внесение фосфорных удобрений приводило к увеличению продуктивности злакового компонента. Наблюдалось положительное взаимодействие азотных и фосфорных удобрений. Положительной действие фосфорных удобрений снижалось при увеличении доз азотных удобрений. Наблюдалось повышение содержания подвижного фосфора в почве при применении удобрений. Возрастало содержание в почве азота. Аккумуляция Сорг не зависела от применения азотных и фосфорных удобрений и была меньше под злаково-клеверным травостоем, чем под злаковым. (Schils Rene, 2004).