Агроэкологическая оценка и воспроизводство плодородия черноземов Республики Башкортостан

43,2

1,92

16,3

83,7

N₆₀P₈₀K₇₀

+10 т навоза

6,07

0,19

3,13

3,72

61,3

2,56

42,2

1,16

19,1

2,35

38,7

2,21

26,2

73,8

Сидераль-ный

сидерат

5,52

0,05

0,91

3,17

57,4

2,02

36,6

1,15

20,8

2,35

42,6

1,76

20,1

79,9

сидерат

+ 10 т навоза

5,95

0,18

3,03

3,48

58,5

2,28

38,3

1,20

20,2

2,47

41,5

1,90

30,9

69,1

Внесение удобрений на черноземах выщелоченных (особенно органических) повышает, по сравнению с фоном без удобрений, подвижность компонентов органического вещества.

Во фракционно-групповом составе гумуса максимальный прирост гуминовых кислот при одновременном уменьшении содержания фульвокислот за одну ротацию получен при применении N60P80K70 + 10 т навоза в плодосменном севообороте. Об этом свидетельствует и наиболее широкое соотношение гуминовых кислот к фульвокислотам - 2,21. Обратная закономерность наблюдается на фоне сидерат + 10 т навоза, мало влияющих на накопление гуминовых кислот и весьма активно способствующих накоплению фульвокислот. Соотношение Сгк:Сфк в этом случае сузилось и стало равным 1,90. Следует отметить, что возделывание донника на зеленое удобрение привело к более значительному изменению качественного состава гумуса по сравнению с другими фонами, при этом отмечалось наибольшее возрастание фульвокислот и сужение соотношения Сгк:Сфк - 1,76 (таблица 9).

Регулирование азотного состояния черноземов в системах земледелия

Азоту принадлежит важная роль в процессе новообразования гумусовых веществ. Аккумуляция азота в почве является характерным признаком почвообразования, а запасы общего азота определяют ее потенциальное плодородие (Пискунов, 1994).

Применение удобрений позволяет улучшить азотное состояние в севооборотах. Отмечено, что в течение даже одной ротации в сидеральном севообороте совместное применение навоза и сидерата при комбинированной системе обработки почвы способствует наибольшему увеличению запасов азота (таблица 10).

Таблица 10. Изменение содержания и запасов общего азота в почве в зависимости от севооборотов (слой 0-30 см, культура - яровая пшеница, учхоз БГАУ)

Севооборот	Фон	Начало ротации, 1994 г.	Конец ротации, 1997 г.	Изменение,
		азот общий, мг/кг	запасы азота, т/га	азот общий, мг/кг	запасы азота, т/га	мг/кг	всего, т/га	за год, т/га
Плодосменный	Без удобрений	4326	13,1	4258	12,9	-68	-0,2	-0,05
	N60P80K70 + 10 т навоза	4568	13,4	4611	13,5	+43	+0,1	+0,03
Сидеральный	Сидерат	4291	13,4	4360	13,6	+79	+0,2	+0,05
	Сидерат + 10 т навоза	4473	13,7	4604	14,1	+131	+0,4	+0,1

Экспериментальные данные свидетельствуют о том, что запасы минерального азота на фонах сидерального севооборота были несколько ниже, чем в плодосменном (рисунок 2). Обогащение почвы сидератом, а также минимализация ее обработки под яровой пшеницей создают благоприятные условия для деятельности почвенной микрофлоры, так как для бактерий, разлагающих растительные остатки, как известно, необходимо наличие в среде минерального азота. При его нехватке для полного разложения органических веществ микроорганизмы используют азот гумуса почвы и в результате иммобилизации запасы минерального азота уменьшаются. Напротив, при отвальной обработке почвы в плодосменном севообороте наблюдается увеличение его запасов в результате усиленной мобилизации органического азота почвы и растительных остатков.



Рисунок 2. Запасы минерального азота в севооборотах (среднее за вегетационный период, слой 0-30 см), кг/га

Динамика азотного режима зависит в целом от установившегося почвенно-биохимического потенциала и определяется биоклиматическими и агротехническими условиями.

При анализе азотного фонда почв важной задачей является выделение и определение фракции азота, которая может быть минерализована микроорганизмами. Эта часть почвенного азота - ближайший резерв для питания растений. Содержание наиболее лабильной фракции легкогидролизуемого азота на изучаемых фонах колеблется в широких пределах (779,2-1109,5 мг/кг). Под влиянием удобрений произошло накопление этой фракции азота в обоих севооборотах (таблица 11). Более высокая подвижность легкогидролизуемой фракции азота характерна на фоне сидерат + 10 т навоза, где применялась комбинированная обработка почвы (24,1% от общего азота).

Таблица 11. Фракционный состав соединений азота в севооборотах (слой 0-30 см, конец ротации - 1997 г.)

Севооборот	Общий азот, мг/кг	Минеральный азот, мг/кг, %	Легкогидролизуемый азот	Трудногидролизуемый азот	Негидролиз. азот
			мг/кг %	в том числе	мг/кг %	в том числе	мг/кг %
				отгон. со щелочью	неотгон.		отгон. со щелочью	неотгон.
				мг/кг %	мг/кг %		мг/кг %	мг/кг %
Плодосменный	Без удобрений
	4258	8,1 0,2	779,2 18,3	336,4 7,9	442,8 10,4	1630,8 38,3	528,0 12,4	1102,8 25,9	1839,9 43,2
	N60P80K70 + 10 т навоза
	4611	12,0 0,3	1023,6 22,2	447,3 9,7	576,4 12,5	2005,8 43,5	705,5 15,3	1300,3 28,2	1569,6 34,0
Сидеральный	Сидерат
	4360	5,0 0,1	789,1 18,1	300,8 6,9	488,3 11,2	1547,8 35,5	449,1 10,3	1098,7 25,2	2018,1 46,3
	Сидерат + 10 т навоза
	4604	9,8 0,2	1109,5 24,1	497,2 10,8	612,3 13,3	2122,4 46,1	810,3 17,6	1312,1 28,5	1362,3 29,6

Фракция трудногидролизуемого азота в севооборотах обнаруживается в большем количестве, чем фракция легкогидролизуемых азоторганических соединений. На удобренном фоне плодосменного севооборота доля трудногидролизуемого азота составляет 43,5%, в то время как на фоне без удобрений - 38,3%, а в сидеральном севообороте по фонам опыта - соответственно 46,1 и 35,5%. Внесение удобрений в севооборотах способствовало увеличению содержания этой фракции азота. Наибольшее его количество отмечено на фоне сидерат + 10 т навоза.

Ежегодная отвальная обработка почвы без внесения удобрений в плодосменном севообороте привела к увеличению негидролизуемых соединений азота по сравнению с удобренным фоном на 9,2%, а при комбинированной обработке в сидеральном севообороте с возделыванием сидерата наблюдается максимальный их рост и составляет 46,3% от общего азота. Очевидно, в последнем азотистые соединения почвы в значительной степени представлены полугумифицированными органическими остатками и гумусовыми веществами, прочно связанными с минеральной частью почвы. Применение удобрений в обоих севообортах привело к уменьшению доли негидролизуемой фракции азота.

В результате проведенных полевых опытов в условиях СПК «Дружба» Аургазинского района установлено, что применяемые удобрения способствовали повышению содержания как минерального, так и органического азота.

Что касается динамики щелочногидролизуемого азота, то при внесении удобрений к концу вегетации происходило незначительное повышение его содержания. Минеральные удобрения, повышая урожайность позволяют сохранить потенциальные запасы азота за счет интенсификации процессов азотофиксации, при этом увеличивается масса корней и корневых выделений, способствующих развитию ассоциативных азотофиксаторов. На более плодородной почве с содержанием гумуса 7,8% азотные соединения чернозема выщелоченного находятся на другом, более высоком уровне, однако закономерности, выявленные для почв с меньшим содержанием гумуса (6,3%), сохраняются.

Максимальный урожай гречихи и ячменя на почвах с меньшим содержанием гумуса достигается при применении мочевины в дозе N₁₂₀ кг/га и сульфата аммония в дозе N₉₀ кг/га. Внесение этих же удобрений в дозах N₉₀ и N₆₀ кг/га соответственно позволяет получить наибольший урожай культур на почвах с содержанием гумуса 7,8%. Применение более высокой дозы азотных удобрений (N₁₅₀) не способствует дальнейшему увеличению продуктивности культур. Необходимо отметить, что в отличие от гречихи ячмень лучше реагировал на внесение азотных удобрений. Это является следствием того, что корневая система ячменя отличается слабым развитием и высокой требовательностью к плодородию почвы.

В результате проведенных исследований установлены следующие коэффициенты корреляции и уравнения регрессии, характеризующие тесноту и форму связи между средней урожайностью (у) гречихи и ячменя и содержанием нитратного азота (х) (у = 17,02 + 0,28396х, г = 0,86 для гречихи и у = 24,57 + 0,36х, r = 0,84 для ячменя), аммиачного азота (х) (у = 16,55+0,06836х, r = 0,67 для гречихи и у = 24,46 + 0,083х, r = 0,66 для ячменя), щелочногидролизуемого азота (х) (у = 18,52 + 0,05982х, r = 0,87 для гречихи, и у = 28,03 + 0,068х, r = 0,85 для ячменя). Здесь х в кг/га, у - ц с 1 га.

Биологические свойства черноземов в зависимости от элементов систем земледелия

Плодородие почвы неразрывно связано с жизнедеятельностью почвенных микроорганизмов и вырабатываемыми ими ферментами. От активности и направленности биологических процессов, протекающих в почве, зависит скорость трансформации различных соединений, разложение растительных остатков и накопление элементов питания растений (Мишустин, 1972; Хазиев, 1990; Нурмухаметов, 2001).

В черноземах выщелоченных процесс разложения клетчатки протекает более интенсивно в сидеральном севообороте. Это связано с возделыванием донника, обладающего большим количеством энергетического материала, который в свою очередь способствует интенсификации деятельности целлюлозоразлагающих микроорганизмов. За период экспозиции в 90 дней потери льняной ткани в зависимости от фонов опыта составили соответственно: в сидеральном севообороте 33,5 и 44,4%, тогда как в плодосменном - 30,7 и 38,0%. Систематическое применение удобрений стимулирует деятельность аммонифицирующей микрофлоры, в результате чего происходит накопление доступных форм минерального азота, необходимых для нормального функционирования жизнедеятельности целлюлозоразлагающих микроорганизмов. Это обстоятельство объясняет причину усиления разложения клетчатки на удобренных фонах севооборотов. Наиболее значительное влияние на целлюлозоразлагающую способность почвы оказало применение сидерата и 10 т навоза (таблица 12).

Таблица 12. Показатели биологической активности чернозема выщелоченного в севооборотах (слой 0-30 см, среднее за 1995-1997 гг., учхоз БГАУ)

Показатели	Плодосменный	Сидеральный
	без удобрений	N60P80K70 + 10 т навоза	сидерат	сидерат + 10 т навоза
Разложения клетчатки через 90 дней,% от сухой массы льняной ткани	30,7	38,0	33,5	44,4
Нитрификационная способность почвы, NO3, мг/кг почвы	10,9	16,6	13,1	18,2
Интенсивность выделения СО2 из почвы, мг/кг за 24 часа	94	136	106	161
Уреазная активность, мг NH3 на 1 г почвы за 24 часа	0,36	0,51	0,42	0,57
Дегидрогеназная активность, мг ТФФ на 1 г почвы за 24 часа	0,15	0,19	0,17	0,22

Внесение минеральных и органических удобрений в плодосменном севообороте и органических - в сидеральном существенно повысило нитрификационную способность почвы. Наиболее значительное накопление нитратов наблюдалось на фоне с органическими удобрениями (сидерат + 10 т навоза) при комбинированной системе обработки почвы.

Более высокие показатели продуцирования CO₂ из почвы отмечены в сидеральном севообороте с возделыванием донника на зеленое удобрение. Сидерация в данном случае выступает как дополнительный энергетический субстрат, стимулирующий функционирование микробного комплекса почвы.

Улучшение водного режима при комбинированной обработке в сидеральном севообороте способствовало усилению микробиологической активности, что в первую очередь отразилось на состоянии ферментов в почве. За все годы исследований ферментативная активность оставалась самой высокой на фоне сидерат + 10 т навоза.

При изучении ресурсосберегающих систем обработки почвы (полевой опыт № 2) на биологические показатели в условиях УНЦ БГАУ установлено, что в годы исследования гидролитические и окислительно-восстановительные процессы в черноземе выщелоченном более интенсивно протекали на варианте с применением плоскорезной обработки почвы вследствие улучшения водного режима почвы. Применение поверхностной обработки почвы способствовало снижению уреазной активности по сравнению с другими вариантами опыта. Дегидрогеназная активность была ниже при поверхностной и минимальной обработках почвы, чем при традиционной вспашке; активность разложения клетчатки была выше относительно других вариантов при применении безотвальной обработки почвы (таблица 13).

Таблица 13. Влияние различных систем обработки почвы на показатели биологической активности чернозема выщелоченного (слой 0-22 см, УНЦ БГАУ, среднее за 2006-2008 гг.)

Показатели	Система обработки почвы
	отвальная	поверхностная	плоскорезная	минимальная
Разложения клетчатки через 90 дней,% от сухой массы льняной ткани	46,7	44,6	52,5	48.7
Уреазная активность, мг NH3 на 1 г почвы за 24 часа	0,49	0,47	0,54	0,51
Дегидрогеназная активность, мг ТФФ на 1 г почвы за 24 часа	0,19	0,16	0,22	0,18

Влияние органических удобрений на показатели плодородия чернозема выщелоченного

Влияние органических удобрений на главные составляющие плодородия чернозема выщелоченного изучалось в модельных лабораторных опытах. В исследованиях почву (1 кг), просеянную через сито с отверстиями 3 мм, смешивали с измельченными растительными остатками и компостировали в течение 450 дней при влажности 60% от ПВ на двух уровнях температуры: 30С и 20С. Варианты удобрений в опыте: 1) контроль (без удобрений); 2) пшеничная солома (из расчета 4,5 т/га сухой массы); 3) гороховая солома (4,5 т/га); 4) люцерновое сено (4 т/га); 5) навоз (10 т/га); 6) пшеничная солома с добавлением мочевины (45 кг азота мочевины на 4,5 т соломы).

Эти исследования показали, что по истечении 450 дней компостирования под влиянием растительных остатков повышаетcя содержание гумуса и азота: при температуре 30С - на 0,23-0,40% и 197-372 мг/кг, а при 20С - на 0,33-0,54% и 246-413 мг/кг почвы (таблица 14).

Таблица 14. Изменение содержания гумуса и азота в черноземе выщелоченном под влиянием органических удобрений

Вариант	Гумус,%	Азот, мг/кг
	30С	20С	30С	20С
Исходная почва	9,26	4127
Контроль (почва без удобрений)	9,20	9,23	4195	4219
Почва + солома пшеничная, 4,5 т/га	9,44	9,57	4476	4553
Почва + солома гороховая, 4,5 т/га	9,43	9,60	4392	4497
Почва + сено люцерновое, 4,0 т/га	9,57	9,64	4528	4572
Почва + навоз, 10 т/га	9,50	9,56	4426	4465
Почва + солома пшеничная + N45 (45 кг азота мочевины на 4,5 т соломы)	9,60	9,77	4567	4632

Снижение температуры до 20С при оптимальной влажности затормаживает мобилизацию вновь образованных гумусовых веществ и продуктов разложения растительных остатков, о чем свидетельствуют и более высокие показатели накопления гумуса и азота. Напротив, при увеличении температуры до 30С хотя и усиливаются процессы гумификации растительных остатков, но образующиеся при высокой температуре гумусовые вещества подвергаются и более сильному разложению со стороны микроорганизмов.

Внесение пшеничной соломы с добавлением мочевины (45 кг азота мочевины на 4,5 т соломы) оказало наибольшее влияние на содержание гумуса и азота. Значительное увеличение содержания гумуса и азота также отмечено и в вариантах с внесением в почву растительных остатков бобовых культур (солома гороховая, сено люцерновое). Наименьшее накопление гумуса и азота наблюдалось при компостировании почвы с навозом, а их снижение происходило в варианте без внесения органических удобрений.

Органические удобрения оказали существенное влияние и на динамику содержания подвижного гумуса. По истечении 150 дней наибольшее количество как при температуре 30C, так и 20С наблюдалось в вариантах с компостированием органических удобрений бобовых культур. К концу инкубации преимущество по содержанию подвижного гумуса также сохранялось за ними, однако следует отметить, что более высокое его содержание отмечалось при температуре 20С с добавлением пшеничной соломы в присутствии азота мочевины.

Максимальное продуцирование почвой СО₂ наблюдалось в варианте с внесением в почву пшеничной соломы в присутствии минерального азота. Растительные остатки гороха и люцерны, обогащенные азотом, разлагались быстрее.

Повышение температуры до 30С в начальный период инкубации почвы увеличивает интенсивность процессов разложения растительных остатков. В дальнейшем скорость разложения в равные отрезки времени становится одинаковой при обоих температурных режимах.

В растительных остатках с умеренным содержанием азота (0,5-1,5%) на первых этапах разложения преобладают иммобилизационные процессы, но в дальнейшем начинает доминировать аммонификация, которая в нашем случае быстро нитрифицируется. Внесение пшеничной соломы без азотных удобрений, а также соломы гороха при некотором увеличении активности биохимических процессов (уреаза, дегидрогеназа, продуцирование СО₂ почвой) сопровождалось иммобилизацией образующегося из почвы минерального азота в первые периоды инкубации. В варианте с навозом, где соотношение С:N колебалось в пределах 15, процесс иммобилизации выражен слабо, о чем свидетельствуют и более высокие показатели содержания нитратного азота. Разложение богатых азотом растительных остатков люцерны также сопровождалось значительной нитрификацией. При добавлении азота мочевины заметно ускорялось разложение органических остатков, в результате чего происходило и увеличение содержания доступных форм минерального азота.

Процесс минерализации органических удобрений, а следовательно, и их нитрификация проходили более интенсивно при температуре 30С.

Инкубация чернозема выщелоченного в оптимальных гидротермических условиях с добавлением растительных остатков способствовала увеличению их ферментативной активности. Наиболее оптимальные условия для функционирования ферментных систем складывались на вариантах с внесением гороховой соломы, навоза, пшеничной соломы с добавлением азота мочевины. По сравнению с контролем уреазная и дегидрогеназная активность в этих вариантах возросла в 1,5 и более раза. В варианте с добавлением растительных остатков люцерны уреазная активность варьировала в одинаковых пределах с другими вариантами, имея более высокие значения, чем в контроле. Наименьшая активность ферментов наблюдалась при инкубации почвы без внесения органических удобрений.

Экономическая эффективность различных элементов систем земледелия

Экономическая эффективность севооборотов. В сидеральном севообороте выход зерна и кормовых единиц с 1 га севооборотной площади оказался несколько ниже, чем в плодосменном (таблица 15). Вместе с тем, в этом севообороте производственные затраты были ниже, а рентабельность выше. Себестоимость единицы продукции на фоне сидерат + 10 т навоза сидерального севооборота была ниже, чем на фоне N60P80K70 + 10 т навоза - плодосменного. По двум другим фонам связь обратная. Повышение себестоимости при запахивании донника в качестве сидерата объясняется более низким показателем продуктивности при незначительных различиях производственных затрат этих вариантов.

Таблица 15. Экономическая эффективность севооборотов (учхоз БГАУ, среднее за 1994-1997 гг.)

Показатели	Плодосменный	Сидеральный
	без удобрений	N60P80K70 + 10 т навоза	сидерат	сидерат + 10 т навоза
Выход зерна с 1 га севооборотной площади, ц	11,9	14,7	10,3	12,6
Выход кормовых единиц с 1 га севооборотной площади, ц	35,5	45,3	27,4	32,5
Стоимость продукции с 1 га, руб.	2567	3604	2635	3255
Производственные затраты на 1 га, руб.	750	1490	702	947
Себестоимость 1 ц кормовых единиц, руб.	21	33	26	29
Чистый доход с 1 га, руб.	1817	2114	1933	2308
Рентабельность производства продукции,%	242	142	276	244

Экономическая эффективность использования азотных удобрений на черноземах выщелоченных при возделывании гречихи в условиях СПК «Дружба» Аургазинского района. В почвах с меньшим содержанием гумуса (6,3%) самый высокий чистый доход (8,9 тыс. руб.) при возделывания гречихи был получен при внесении мочевины в дозе 60 кг д.в. при рентабельности 189%, а сульфата аммония - (9,3 тыс. руб.) в дозе 90 кг/га д.в. при рентабельности 186%. В почвах с большим содержанием гумуса (7,8%) максимальный чистый доход (10,9 тыс. руб.) при возделывания гречихи был получен на варианте с внесением мочевины в дозе 30 кг/га д.в. при рентабельности 265%, а на варианте с внесением сульфата аммония (10,7 тыс. руб.) при рентабельности 238%.

Экономическая эффективность использования азотных удобрений на черноземах выщелоченных при возделывании ячменя. В почвах с меньшим содержанием гумуса (6,3%) самый высокий чистый доход (6,8 тыс. руб.) при возделывания ячменя был получен при внесении мочевины в дозе 60 кг д.в. при рентабельности 187%, а сульфата аммония (7,8 тыс. руб.) - в дозе 90 кг/га д.в. при рентабельности 198%. В почвах с большим содержанием гумуса (7,8%) максимальный чистый доход (8,4 тыс. руб.) при возделывании ячменя получен на варианте с внесением мочевины в дозе 30 кг/га д.в. при рентабельности 276%, а на варианте с внесением сульфата аммония (8,3 тыс. руб.) - при рентабельности 282%.

Экономическая эффективность систем обработки почвы. В последние годы большое внимание уделяется минимализации обработки почвы. Уменьшение глубины и частоты основной обработки почвы вплоть до перехода к так называемому прямому посеву представляет интерес с точки зрения экономии ресурсов и защиты почвы от эрозии.

В ходе проведенного экономического анализа последствий перехода от вспашки к минимальным обработкам почвы выявлено, что самой дорогой операцией по обработке является вспашка, так для проведения 1 га пахоты необходимо затратить 1163,0 руб., наибольшую долю в общих затратах составляют затраты на горюче-смазочные материалы - 83%.

Использование ресурсосберегающих обработок обеспечивает существенную экономию средств по сравнению со вспашкой. Экономия в расчете на 1 га составила 56% при плоскорезной, 68% - при поверхностной и 79% - при минимальной обработке.

Максимальная экономическая эффективность при возделывания яровой пшеницы была достигнута при плоскорезной обработке почвы. Уровень рентабельности при экстенсивной технологии составил 81%, при интенсивной - 65%, что связано с получением недостаточного прибавочного продукта за счет внесения удобрения.

Таким образом, минимализация обработки почвы является экономически выгодной, особенно при сегодняшнем соотношении цен на горюче-смазочные материалы и средства защиты растений. Приемы ресурсосбережения более эффективны на черноземах республики, где мелкие обработки, улучшая влагообеспеченность посевов и не вызывая бурных вспышек засоренности, позволяют увеличить урожайность зерновых в сравнении со вспашкой.

Выводы

1. Анализ состояния агроресурсного потенциала республики показал, что одним из основных условий оптимизации функционирования агроэкосистем является восстановление бездифицитных циклов гумуса и азота в почвах. В пахотных почвах в настоящее время эти балансы отрицательные. Основные причины - эрозионные потери и интенсивный вынос с урожаями, которые не компенсируются внесением минеральных и органических удобрений. Для устранения этого дисбаланса необходимо внесение расчетных доз минеральных удобрений под планируемую урожайность сельскохозяйственных культур с соотношением N:P:K в соответствии с особенностями почв и не менее 10 т навоза на 1 га пашни, а также посев бобовых сидератов.

2. Для оценки общей устойчивости почв можно ограничиться несколькими базовыми показателями: содержанием и запасами общего гумуса и азота, подвижностью фракций органического вещества, потенциальной азотфиксирующей активностью.

Гумусное состояние черноземов республики, вовлеченных в пашню, характеризуется выраженной тенденцией к дегумификации. Почвы агроценозов, по сравнению с целинными, содержат также меньше общего азота и его потенциально-минерализуемых соединений, обладают большей азотминерализующей способностью.

Устойчивость гумусного и азотного состояния черноземов обеспечивается использованием сидератов бобовых культур, внесением части соломы, увеличением посевов однолетних зернобобовых культур и многолетних бобовых трав, а также применением органических и минеральных удобрений. Внесение азотных удобрений необходимо проводить с учетом его запасов в самой почве, текущей минерализации азота почвы и внесенных органических удобрений.

3. Приоритетным направлением воспроизводства плодородия в республике является оптимизация структуры агроэкосистем. При экологической оптимизации землепользования наиболее важным критерием является предельно допустимая доля пахотных земель.

Залужение деградированных земель в республике позволило существенно снизить долю эродированных сельскохозяйственных угодий и сократить неоправданные затраты на получаемую сельскохозяйственную продукцию, а на остальной площади пашни - интенсифицировать земледельческое производство. В оптимизированных по структуре агроэкосистемах повышается устойчивость почв, растет эффективность агротехнологических приемов.

4. Исследования гумусного состояния черноземов выщелоченных в различных севооборотах показали, что применение органических удобрений (сидерат + 10 т навоза) на фоне комбинированной обработки почвы в 4-польном сидеральном севообороте способствует большему увеличению запасов гумуса (2,8 т/га), чем внесение N60P80K70 + 10 т навоза в плодосменном севообороте при ежегодной вспашке (1,7 т/га). При этом на варианте с сидератом в составе гумуса увеличивается содержание фульвокислот, а во втором - гуминовых. В обоих севооборотах на удобренных фонах за одну ротацию создается положительный баланс гумуса, элементов минерального питания и достигается заметное улучшение показателей плодородия почвы.

Использование сидерата и навоза в сидеральном севообороте повышает целлюлозоразлагающую и нитрификационную способность, интенсивность выделения СО₂ почвой, усиливает уреазную и дегидрогеназную активность черноземов выщелоченных. Все это способствует увеличению содержания гидролизуемых и уменьшению негидролизуемых азоторганических соединений.

Применение системы безотвальной обработки почвы в 5-польном сидеральном севообороте под яровую пшеницу способствует повышению показателей биологической активности черноземов выщелоченных и продуктивности посевов в среднем на 2 ц/га.

Внесение в почву растительных остатков яровой пшеницы, гороха, люцерны способствует увеличению содержания гумуса и азота, что соизмеримо с использованием навоза.

5. При изменении гумусированности черноземов выщелоченных в пределах одного уровня средней обеспеченности на фоне равновеликого содержания азота максимальные урожаи гречихи и ячменя в почвах с меньшим содержанием гумуса (6,3%) достигаются при внесении мочевины в дозе N₁₂₀ и сульфата аммония в дозе N₉₀ кг/га. В почвах с большим содержанием гумуса (7,8%) для получения таких же урожаев достаточно внесение этих удобрений в дозах N₉₀ и N₆₀ кг/га соответственно. Применение более высокой дозы азотных удобрений не способствует дальнейшему увеличению урожайности сельскохозяйственных культур.

6. Экономическая оценка различных элементов систем земледелия показала, что система комбинированной и безотвальной обработки почвы в зернопаропропашных севооборотах с сидеральным паром обеспечивает высокую рентабельность и получение стабильных урожаев яровой пшеницы по качеству, отвечающему требованиям продовольственного зерна.

Предложения производству

В земледелии республики для обеспечения устойчивого производства растениеводческой продукции и эффективного регулирования плодородия лесостепных черноземов рекомендуется следующий комплекс почвозащитных, энергосберегающих и экологически эффективных мероприятий:

- для стабилизации гумусного и азотного состояния черноземов, улучшения экологичности продукции рекомендуется использовать сидеральные севообороты с короткой ротацией с ежегодным применением 10 т навоза и комбинированной обработкой почвы (вспашка под пропашные культуры, поверхностная или безотвальная - под яровые зерновые).

- с целью поддержания бездефицитного баланса гумуса в пахотных почвах целесообразно расширять посевы сидеральных культур на части паровых полей. Часть соломы злаковых зерновых культур должна оставаться на поверхности пашни в измельченном виде при уборке. Необходимо практиковать в звеньях плодосменных севооборотов посев многолетних бобовых культур.

Улучшение состояния черноземов и воспроизводство их плодородия включают весь комплекс рекомендованных технологических решений.

Список основных работ, опубликованных по теме диссертации

1. Аюпов, З.З. Изменение оптической плотности гуминовых кислот почвы при интенсивном применении удобрений / З.З. Аюпов, Р.С. Кираев, Р.З. Акбиров, Р.Ф. Аллаяров, В.С. Сергеев // Проблемы антропогенной эволюции почв Башкортостана: тезисы докладов научной конференции. - Уфа: Башкирский ГАУ, 1996. - С. 81-82.

2. Сергеев, В.С. Изменение азотного режима почвы под яровой пшеницей в севооборотах / В.С. Сергеев // Проблемы агропромышленного комплекса на Южном Урале и Поволжье: материалы региональной научно-практической практической конференции. - Уфа: Башкирский ГАУ, 1997. - С. 18-21.

3. Аюпов, З.З. Изменение качества гумуса в зависимости от способов возделывания сельскохозяйственных культур / З.З. Аюпов, И.К. Хабиров, Р.С. Кираев, В.С. Сергеев // Проблемы антропогенного почвообразования: тезисы докладов Международной конференции. - М., 1997. - С. 252-255.

4. Сергеев, В.С. Влияние обработки почвы и удобрений на целлюлозоразлагающую способность почвы в севооборотах / В.С. Сергеев // Проблемы агропромышленного комплекса на Южном Урале и Поволжье: материалы региональной научно-практической конференции молодых ученых и специалистов. - Уфа, 1998. - С. 46-49.

5. Сергеев, В.С. Азотное состояние чернозема выщелоченного Южной лесостепи РБ и приемы его регулирования / В.С. Сергеев, З.З. Аюпов, И.К. Хабиров, Ф.З. Уразметов, Р.Н. Аглетдинов // Почвы. Жизнь. Благосостояние: материалы Всероссийской конференции. - Пенза, 2000. - С. 174-177.

6. Аюпов, З.З. Гумусное состояние чернозема выщелоченного в севооборотах традиционного и биологического земледелия / З.З. Аюпов, И.К. Хабиров, Ф.З. Уразметов, В.С. Сергеев, Р.А. Акбиров, М.М. Абдуллин // Почвы. Жизнь. Благосостояние: материалы Всероссийской конференции. - Пенза, 2000. -

С. 153-155.

7. Влияние севооборота, обработки почв и удобрения в системе биологического земледелия на содержание гумуса и азота / В.С. Сергеев, И.К. Хабиров, З.З. Аюпов, Р.М. Рафиков, Ф.З. Уразметов // Почвы. Жизнь. Благосостояние: материалы Всероссийской конференции. - Пенза, 2000. - С. 193-194.

8. Сергеев, В.С. Ферментативная активность выщелоченного чернозема в севооборотах традиционного и биологического земледелия / В.С. Сергеев, З.З. Аюпов // Создание высокопродуктивных агроэкосистем на основе новой парадигмы природопользования: материалы научно-практической конференции, посвященной 95-летию со дня рождения профессора С.Н. Тайчинова. - Уфа, 2001. - С. 164-165.

9. Абдуллин, М.М. Влияние органо-минеральных удобрений и извести на физико-химические свойства выщелоченного чернозема Южной лесостепи РБ / М.М. Абдуллин, З.З. Аюпов, В.Ф. Гайсин, В.С. Сергеев // Создание высокопродуктивных агроэкосистем на основе новой парадигмы природопользования: материалы научно-практической конференции, посвященной 95-летию со дня рождения профессора С.Н. Тайчинова. - Уфа, 2001. - С. 160-164.

10. Аюпов, З.З. Влияние элементов биологизации земледелия на урожай и качество зерна яровой пшеницы / З.З. Аюпов, В.С. Сергеев, Е.В. Нестеренко

// Проблемы и перспективы обеспечения продовольственной безопасности регионов России: материалы Всероссийской научно-практической конференции. - Уфа, 2005. - 149-152.

11. Аюпов, З.З. Севообороты биологического земледелия в Башкортостане / З.З. Аюпов, В.С. Сергеев, Б.Т. Щербаков // Агрономическая наука - производству: сборник рекомендаций, посвященный 75-летнему юбилею Башкирского ГАУ. - Уфа, 2003. - С. 7.

12. Сергеев, В.С. Опыт применения сидератов в СПК «Дружба» Аургазинского района Республики Башкортостан / В.С. Сергеев, И.К. Хабиров, З.Х. Максютов, Р.Б. Камалетдинов // Агрономическая наука - производству: сборник рекомендаций, посвященный 75-летнему юбилею Башкирского ГАУ. - Уфа, 2005. - С. 14.

13. Сергеев, В.С. Содержание и запасы гумуса в черноземах выщелоченных в зависимости от элементов систем земледелия / В.С. Сергеев, Ю.А. Петров // Молодые ученые в реализации приоритетного национального проекта «Развитие АПК»: материалы I Всероссийской научно-практической конференции молодых ученых. - Уфа, 2006. - С. 40-42.

14. Сергеев, В.С. Агроэкологическая оценка плодородия почв СПК «Дружба» Аургазинского района РБ / В.С. Сергеев, И.К. Хабиров, М.Г. Гильмутдинов, Р.А. Якупова, Т.Р. Габдуллин // Молодые ученые в реализации приоритетного национального проекта «Развитие АПК»: материалы I Всероссийской научно-практической конференции молодых ученых. - Уфа: Башкирский ГАУ, 2006. - С. 136-139.

15. Петров, Ю.А. Минимализация систем обработки черноземов выщелоченных под яровую пшеницу / Ю.А. Петров, В.С. Сергеев // Проблемы и перспективы развития инновационной деятельности в агропромышленном производстве: материалы Всероссийской научно-практической конференции. - Уфа, 2007. - С. 170-173.

16. Якупова, Р.А. Динамика минерального и щелочногидролизуемого азота под гречихой в черноземах выщелоченных СПК «Дружбы» Аургазинского района РБ / Р.А. Якупова, В.С. Сергеев, И.К. Хабиров, А.Д. Гизатуллин, З.Г. Простякова // Почвы Южного Урала и Среднего Поволжья: экология и плодородия: материалы региональной научно-практической конференции почвоведов, агрохимиков, земледелов Южного Урала и Среднего Поволжья. - Уфа, 2006. - С. 122-125.

17. Хабиров, И.К. Азотные соединения черноземов выщелоченных при разных системах земледелия / И.К. Хабиров, В.С. Сергеев // Земледелие. - 2006. - № 4. - С. 10-11.

18. Сергеев, В.С. Изменение биологических свойств почвы в севооборотах при различных способах обработки почвы и удобрений / В.С. Сергеев, Ю.А. Петров, И.О. Чанышев // Проблемы и перспективы развития инновационной деятельности в агропромышленном производстве: материалы Всероссийской научно-практической конференции. - Уфа, 2007. - С. 181-183.

19. Сергеев, В.С. Эффективность азотных удобрений при возделывания гречихи и ячменя в условиях СПК «Дружба» Аургазинского района / В.С. Сергеев, Р.А. Якупова, И.К. Хабиров, А.Д. Гизатуллин // Проблемы и перспективы развития инновационной деятельности в агропромышленном производстве: материалы Всероссийской научно-практической конференции. - Уфа, 2007. - С. 179-181.

20. Хабиров, И.К. Содержание гумуса в черноземе в зависимости от системы земледелия / И.К. Хабиров, В.С. Сергеев // Плодородие. - 2007. - № 1. - С. 16-17.

21. Аюпов, З.З. Совершенствование полевых севооборотов в лесостепных и степных агроландшафтах Башкортостана / З.З. Аюпов, Р.С. Кираев, Б.Т. Щербаков, В.С. Сергеев и др. // Рекомендации. - Уфа: Минсельхоз РБ, БГАУ, 2007. - 39 с.

22. Сергеев, В.С. Состояние и пути воспроизводства плодородия черноземов Башкортостана на основе адаптивно-ландшафтной системы земледелия / В.С. Сергеев, И.К. Хабиров, З.З. Аюпов // Материалы V съезда Всероссийского общества почвоведов им. В.В. Докучаева. - Ростов-на-Дону, 2008. - С. 200.

23. Сергеев, В.С. Влияние возрастающих доз азотных удобрений на урожайность гречихи и ячменя в условиях СПК Дружба Аургазинского района Республики Башкортостан / В.С. Сергеев, А.Д. Гизатуллин // Агрохимия и экология: история и современность: материалы международной научно-практической конференции. - Нижний Новгород, 2008 - С. 226-227.

24. Сергеев, В.С. Плодородие выщелоченных черноземов при внесении органических удобрений / В.С. Сергеев, И.О. Чанышев, И.К. Хабиров, З.З. Аюпов // Плодородие. - 2008. - № 3. - С. 21-22.

25. Сергеев, В.С. Влияние основных элементов систем земледелия на динамику водорастворимого гумуса в черноземах выщелоченных / В.С. Сергеев, З.З. Аюпов, И.О. Чанышев // Интеграция аграрной науки и производства: состояние, проблемы и пути их решения: материалы Всероссийской научно-практической конференции. - Уфа, 2008. - С. 67-69.

26. Сергеев, В.С. Динамика подвижного гумуса в черноземах выщелоченных при разных системах земледелия / В.С. Сергеев // Гумусное состояние почв: материалы Международной конференции, посвященной 100-летию со дня рождения крупнейшего исследователя органического вещества почв Л.Н. Александровой. - Санкт-Петербург: СПбГАУ, 2008 - С. 106-107.

27. Сергеев, В.С. Изменение плодородия черноземов выщелоченных при их сельскохозяйственном использовании в условиях СПК Дружба Аургазинского района РБ / В.С. Сергеев, И.К. Хабиров, Ю.А. Петров, А.Д. Гизатуллин

// Агроэкологическая роль плодородия почв и современные агротехнологии: материалы Международной научно-практической конференции. - Уфа, 2008 - С. 100-102.

28. Духанин, Ю.А. Оптимизация азотного питания гречихи и ячменя на почвах Республики Башкортостан / Ю.А. Духанин, И.К. Хабиров, В.С. Сергеев, Р.А. Якупова, А.Д. Гизатуллин // Плодородие. - 2008. - № 3. - С. 13-15.

29. Сергеев, В.С. Оптимизация гумусного состояния черноземов выщелоченных Южной лесостепи Республики Башкортостан / В.С. Сергеев // Роль почвы в сохранении устойчивости агроландшафтов: материалы Всероссийской научно-практической конференции, посвященной памяти профессора Г.Б. Гальдина. - Пенза: Пензенская ГСА, 2008. - С. 84-87.

30. Сергеев, В.С. Динамика минерального азота в черноземе выщелоченном под яровой пшеницей при различных приемах основной обработки почвы / В.С. Сергеев // Научное обеспечение устойчивого функционирования и развития АПК: материалы Всероссийской научно-практической конференции. - Уфа, 2009. - С. 58-62.

31. Анохина, Н.С. Влияние способов обработки почвы и удобрений на содержание лабильных форм гумусовых веществ в черноземе выщелоченном / Н.С. Анохина, З.З. Аюпов, В.С. Сергеев, В.Г. Федоров // Научное обеспечение устойчивого функционирования и развития АПК: материалы Всероссийской научно-практической конференции. - Уфа, 2009. - С. 17-20.

32. Сергеев, В.С. Влияние способов обработки почвы на биологические показатели чернозема выщелоченного и урожайность яровой пшеницы / В.С. Сергеев // Вестник Оренбургского государственного университета. - 2009. - № 10 - С. 611-612.

33. Сираев, М.Г. Система обработки почвы в севооборотах степных и лесостепных агроландшафтов Башкортостана. Результаты опытов и предложения производству / М.Г. Сираев, Р.С. Кираев, Х.М. Сафин, В.С. Сергеев и др. // Рекомендации. - Уфа: Минсельхоз РБ, БГАУ, 2009. - 99 с.

34. Сергеев, В.С. Экономическая эффективность минимализации обработки почвы в Южной лесостепи Башкортостана / В.С. Сергеев, Г.Х. Ибрагимова // Аграрный вестник Урала. - 2010. - № 3. - С. 34-36.

35. Сергеев, В.С. Биологическая оценка черноземов выщелоченных при ресурсосберегающих способах обработки почвы / В.С. Сергеев // Научное обеспечение инновационного развития АПК: материалы Всероссийской научно-практической конференции. - Уфа, 2010. - С. 207-211.

36. Сергеев, В.С. Оптимизация агроэкосистем - основное условие эффективного использования плодородия почв / В.С. Сергеев, И.О. Чанышев, Р.Ш. Афзалов // Вестник Алтайского государственного аграрного университета. - 2010. - № 8. - С. 29-32.

37. Сергеев, В.С. Влияние растительных остатков на показатели почвенного плодородия / В.С. Сергеев // Вестник Алтайского государственного аграрного университета. - 2010. - № 9. - С. 28-34.

Размещено на Allbest.ru

...