Экологические аспекты известкования дерново-подзолистых почв Северо-Запада России

Таблица 7 Влияние некоторых анионов на концентрацию кальция в лизиметрических водах (по результатам лизиметрических опытов)

Коррелирующие факторы	Значения коэффициента корреляции (r)
концентрация анионов (x)	Концентрация катионов (y)
хлориды	кальций	0,798…0,959
сульфаты	кальций	0,803…0,995
нитраты	кальций	0,606…0,971
Водорастворимые органические вещества	кальций	0,349…0,960

Коэффициенты корреляции между содержанием различных анионов и кальцием в лизиметрических водах при уровне вероятности 0,99 достаточно высоки и достоверны. Наибольшее влияние на подвижность кальция оказывают хлориды > нитраты > сульфаты.

Чтобы выявить влияние отдельных видов удобрений на миграцию веществ в почве мы провели лабораторные опыты без растений в лизиметрических колонках. В результате проведенных исследований установлено, что химический состав азотных удобрений влияет на миграцию калия в почве следующим образом:

(NH₄)₂SO₄ > NH₄Cl > NH₄NO₃ = (NH₄)₂CO₃ > (NH₄)₂HPO₄,

На миграцию кальция эти вещества действовали несколько иначе:

а) на неизвесткованной почве:

NH₄Cl > (NH₄)₂SO₄ > NH₄NO₃ >> (NH₄)₂CO₃ = (NH₄)₂HPO₄;

б) на известкованной почве:

NH₄Cl > (NH₄)₂SO₄ = NH₄NO₃ > (NH₄)₂CO₃ > (NH₄)₂HPO₄.

При внесении в почву калийных удобрений величина миграции калия возрастает в 5 - 10 раз. Доказанное снижение вымывания наблюдается при внесении силикатов и гидрофосфатов на неизвесткованной почве. Вымывание кальция и магния при внесении в почву калийных удобрений на основе фосфатов существенно снижается и на известкованной и на неизвесткованной почве (рис.8)

На основании лизиметрических исследований, данных многолетних полевых опытов, анализа литературы, была разработана агрохимическая концепция создания удобрений, применение которых создает минимальную опасность потерь элементов питания и загрязнения окружающей среды удобрениями и продуктами их трансформации, то есть концепция создания экологически безопасных удобрений.

Под экологически безопасными удобрениями мы понимаем вещества, которые могут доставлять растениям элементы питания и создавать продукцию достаточно высокого качества. При этом они должны быть безопасны для почвы, то есть не разрушать ее структуру, биологическое равновесие в почве, не загрязнять атмосферу, грунтовые воды и водоемы. То есть, удобрения, все составные части которых необходимы для растений и хорошо ими используются, а также наносят минимальный ущерб окружающей среде, можно назвать экологически безопасными.

Рис.8 Влияние химического состава калийных удобрений на вымывание кальция в первый месяц после внесения извести

Основные направления в создании удобрений нового поколения

При создании принципиально новых, экологически безопасных минеральных удобрений следует положить в основу следующие основные идеи.

1. Оптимальные соотношения элементов в удобрениях

Содержание основных элементов питания в удобрениях, их соотношение должно соответствовать потребностям сельскохозяйственной культуры, чтобы по окончании вегетационного периода оставались в минимальном количестве вещества, способные к вымыванию. В идеале, под каждую культуру нужно вносить свое удобрение, наиболее полно отвечающее потребностям растения.

С учетом различий в потребностях растений и коэффициентов использования, на дерново-подзолистых почвах применительно к условиям Северо-Запада России соотношения N:P₂0₅:K₂0 в минеральных удобрениях приведены в таблице 8. Эти соотношения рассчитаны для наиболее распространенных в регионе почв с низким и средним содержанием фосфора и калия.

Таблица 8 Соотношения N : P₂0₅ : K₂0 на дерново-подзолистых почвах под различные культуры

Культуры	Соотношение N:P205:K20
Зерновые (60% пощади)	1:1:1
Картофель (60% площади)	1:1:1,5
Зерновые на средне окультуренных почвах	1,5:1:1
Силосные	2:1:1
Озимые на почвах, богатых калием	1:1,5:0,5
Однолетние травы, картофель	1:1,5:1
Лен, корнеплоды, озимые	1:1,5:1,5
Зерновые на тяжелых почвах	1:1:0
Зерновые на тяжелых почвах, бедных фосфором	1:4:0
Средние соотношения под овощные культуры
Капуста (все виды)	1:0,7:1,2
Столовые корнеплоды	1:0,8:1,5
Луки	1:1:1,3
Томаты в открытом грунте	1:2:1,3
Огурцы	1:1,1:1,3
При закладке культурных пастбищ на торфяных почвах	0:1:1

2. Конструирование химического состава удобрений с целью минимализации потерь. Катионно-анионный состав экологически безопасных удобрений

Выше было показано, что концентрация катионов в почвенном растворе, а, следовательно, и возможная величина потерь от вымывания, самым тесным образом связана с концентрацией в нем анионов. Поэтому, применяя удобрения, анионная часть которых образует с наиболее значимыми катионами почвенного поглощающего комплекса мало подвижные соединения, можно существенно уменьшить потери их от вымывания. Речь идет об удобрениях, все компоненты которых хорошо закрепляются в почве, оставаясь доступными для растений.

Исследования в наших опытах показывают, что по влиянию на вымывание оснований анионы могут быть расположены следующим образом:

С1^- > NО₃^- > SО₄^2- > НСО₃^- > СО₃^2- > Н₂РО₄^- ; НРО₄^2-; РО₄^3- > SiО₃^2-_.

В результате проведенных экспериментов установлено, что

Фосфаты сильнее других ионов поглощаются и удерживаются почвой.

Концентрация катионов в почвенном растворе определяется концентрацией в нем подвижных анионов, то есть, если внести в почву удобрения, имеющие в анионной части слабо подвижные ионы, то возможно снижение вымывания и катионов.

В принципе экологически безопасные удобрения могут быть созданы на базе катионов аммония, кальция, магния, калия, анионов орто-, мета- и пирофосфорных кислот или включения (в необходимых случаях) анионов сульфата (в количествах, соответствующих потреблению серы культурой).

Ингибиторы нитрификации, покрытие удобрений различными оболочками задерживает высвобождение питательных веществ из удобрений и приводит к постепенному поступлению их к корням растений. Отсюда - создание удобрений пролонгированного действия, регулируемой растворимости.

Одним из условий способности почвы сохранять состояние гомеостаза является ее высокая катионообменная и анионообменная емкость. Изменение емкости катионного и анионного обмена почвы, изменение ее буферности, приводит к изменению режима миграции элементов питания по профилю почвы. Поэтому необходимо создание удобрений, в которых элементы питания находятся в сорбированном на ионообменниках виде. Работа по реализации этой идеи может идти по двум направлениям: а) создание удобрений; б) целенаправленное создание поглотительного комплекса почв.

Идеи, заложенные в приведенных выше предложениях, мы попытались проверить опытным путем. Для этого были проведены многолетние исследования в лизиметрических, вегетационных и лабораторных опытах.

5.4. Экспериментальная проверка агрохимической концепции создания экологически безопасных удобрений.

5.4.1. Изменение ионного состава удобрений.

Мы использовали смеси, составленные на базе солей фосфатов аммония и калия разной основности с добавкой карбоната калия. Был проведен ряд лизиметрических опытов продолжительностью от 3 до 8 лет с использованием как насыпных лизиметров собственной конструкции, так и «ионитных ловушек» - кассет с катионитом и анионитом. Экологически безопасные удобрения снижали вымывание азота и калия в 2-3 раза по сравнению с обычными удобрениями. Вымывание оснований (кальция и магния) по сравнению с эквивалентными дозами обычных удобрений снижалось в 2,5-5раз. (из неизвесткованной почвы на 193 кг/га, известкованной до рН_KCI 5 - на 205 кг/га; до рН_KCI 7,0 - 286 кг/га) (рис.9)

.4.2. Создание удобрений пролонгированного действия,

Мы испытывали образцы удобрений с регулируемой растворимостью, изготовленные в лаборатории удобрений Ленинградского технологического института им. Ленсовета.

В целом, капсулированные удобрения по влиянию на урожайность сельскохозяйственных растений не имели каких - либо преимуществ перед обычными удобрениями, однако капсулированные удобрения достоверно снижали вымывание из почвы различных веществ (табл.9). Высвобождение питательных веществ из этих удобрений очень сильно зависело от климатических факторов и не поддавалось регулированию, в результате чего не было согласования критических периодов развития растений и периодов наибольшего высвобождения питательных веществ из удобрений. Выше уже было отмечено, что одним из условий способности почвы сохранять состояние гомеостаза является ее высокая катионообменная и анионообменная емкость. Изменение емкости катионного и анионного обмена почвы, изменение ее буферности, приводит к изменению миграции элементов питания в профиле почвы.

Рис 9 Влияние извести и минеральных удобрений на вымывание кальция

В условиях кризиса земледелия, когда уровень применения даже простых удобрений упал в 5-10 раз, эта идея может кому-то показаться несвоевременной и даже абсурдной. Тем не менее, это наше неизбежное, хотя и отдаленное будущее.

5.4.3. Изменение ёмкости катионного и анионного обмена почвы и создание удобрений, в которых элементы питания сорированы на ионообменниках.Работа по реализации этой идеи может идти по двум направлениям: а) создание удобрений; б) целенаправленное создание поглотительного комплекса почв. Мы предположили, что внесение элементов питания растений в почву не в форме простых солей, а в адсорбированном на ионообменниках состоянии, должно снижать потери от вымывания, главным образом, кальция.

Если иметь в виду катионы, то с этой целью могут использоваться природные ионообменники - цеолиты. Плодотворность этой идеи подтверждается результатами проведенных нами опытов. Мы использовали в опытах иониты, насыщенные элементами питания растений в эквивалентных простым удобрениям количествах и чистые иониты для увеличения емкости поглощения почвы.

Таблица 9 Влияние капсулирования нитроаммофоски на вымывание азота, калия и кальция

Норма извести, т/га	Удобрения	Вымыто, кг/га в год
		азота	калия	кальция
0	без удобрений	2	5	27
	УРР-1	5	23	79
	УРР-2	5	26	96
	нитроаммофоска	10	30	107
5,8	без удобрений	2	5	50
	УРР-1	10	11	106
	УРР-2	6	21	134
	нитроаммофоска	11	19	178
13,9	без удобрений	6	9	63
	УРР-1	5	12	197
	УРР-2	9	14	259
	нитроаммофоска	13	18	353

* УРР-1; УРР-2 - капсулированные удобрения регулируемой растворимости.

Определение емкости поглощения почвы лизиметрического опыта по Айдиняну (1975) показало, что внесение ионитов повышало емкость поглощения почвы также, как и известкование. В этих комплексах, находясь в доступном для растений состоянии, питательные вещества имеют некоторую защиту от вымывания. Это относится к кальцию, нитратам. Использование ионитов снижало вымывание органических веществ. Аммиачные формы удобрений на ионитах слабо защищены от непроизводительных потерь, особенно на произвесткованных почвах. А миграция нитратов ионитных удобрений относительно смеси простых удобрений снижалась в 2,5-3 раза (табл.10). Внесение в почву ионитов в смеси с простыми удобрениями позволило снизить вымывание нитратов относительно вариантов применения смеси простых удобрений от 1,6 раза на кислой почве до 3 раз при известковании почвы по полной гидролитической кислотности.

Использование экологически безопасных удобрений позволяет снизить вымывание кальция, наиважнейшего элемента для почвенного поглощающего комплекса, в 1,5…5 раз по сравнению с традиционными удобрениями (табл.11). То есть, предлагаемые пути снижения вымывания элементов питания растений из пахотных почв за счет применения экологически безопасных удобрений, являются весьма эффективными и, по нашему мнению, имеют будущее. Создание таких удобрений вполне реально.

Таблица 10 Влияние обычных и «ионитных удобрений» на вымывание веществ в почве

Варианты опыта	Вымыто веществ, кг/га в год
	Ca	Mg	K	S-SO4	N-NO3	HCO3	Cl	C	P
Без извести
Без удобрений	23	16	19	103	12	56	33	29	0,0
Иониты	26	19	40	299	15	52	42	36	0,0
Иониты + NaaPgcKx	28	19	66	133	30	37	81	34	0,0
NaaPgcKx	49	18	54	136	48	38	71	37	0,0
NPK на ионитах	14	10	69	123	16	33	49	24	0,4
Известь 9,6 т/га
Без удобрений	189	20	11	169	10	591	27	73	0,0
Иониты	136	16	14	144	7	399	37	59	0,6
Иониты + NaaPgcKx	151	13	32	112	10	347	64	58	0,9
NaaPgcKx	209	22	32	145	33	433	75	76	0,4
NPK на ионитах	121	23	47	144	13	405	23	62	0,2

Разработка дешевых искусственных ионообменников позволит сделать применение этих удобрений экономически выгодным, особенно при создании нормативной базы для экономической оценки экологических последствий неразумной деятельности человека.

Таблица 11 Вымывание кальция в дерново-подзолистых супесчаных почвах при применении различных удобрений, (кг/га в год)

Известь, т/га	рН KCl	Без удобрений	NaaPдcKx (N120 P120 K120)	Нитрофоска (N120P120 K120)	Экологически безопасные (N120P120K120)на основе
					фосфатов	ионитов	УРР
0	4,3-4,6	27	131	107	18	14	87
3,1	4,8-4,9	65	267	150	81	-	120
10-16	6,3-6,6	189	457	300	198	121	228

*N120Р120К120

Таким образом, экологически безопасные удобрения могут быть созданы на базе катионов аммония, кальция, магния, калия, анионов орто- , мета- и пирофосфорных кислот или включения в необходимых случаях анионов карбоната, сульфата (в количествах, соответствующих потреблению серы культурой) и на основе природных и искусственных ионообменников.

Все изложенное выше подтверждает перспективность идеи и возможность создания новых экологически безопасных удобрений. Конечно, это удобрения нового поколения, и, в настоящее время окупить затраты на их изготовление только урожаями сельскохозяйственных культур, скорее всего, не удастся, пока не существует надежных методов экономической оценки отрицательных экологических последствий. Но мы уверены - это неизбежное будущее человечества и исследования в этом направлении должны развиваться, несмотря на все экономические трудности.

ВЫВОДЫ

Применение минеральных удобрений на дерново-подзолистых кислых почвах приводит через 4…5лет к достоверному снижению реакции почвы ниже исходного уровня в результате вымывания оснований атмосферными осадками вместе с подвижными анионами удобрений (хлоридами, сульфатами), а также в составе органо-минеральных комплексов. Это положение сохраняется в течение длительного периода времени и связано с буферной способностью почв, которая, в свою очередь, зависит от гранулометрического состава почвы и содержания в ней органических веществ. Темпы подкисления произвесткованной почвы зависят от дозы внесенных удобрений, уровня реакции, достигнутого при известковании, и буферности почвы. Действие малых доз извести на реакцию почвы в условиях промывного водного режима было непродолжительным. Известкование по половине гидролитической кислотности поддерживало реакцию почвы на достигнутом уровне в течение 5…6 лет, а по полной гидролитической кислотности - до 10…12 лет.

При известковании почва и в конце вегетационного периода остается более рыхлой, чем на контрольных делянках, как в пахотном горизонте, так и в слое 20…30 см, за счет лучшего развития корневых систем растений и увеличения поступления в почву корневых и пожнивных остатков.

При известковании почв различного гранулометрического состава емкость поглощения почв увеличивается на 3…31% при внесении извести до рН 5 и на 28…59% - при внесении извести для доведения реакции почвы до рН 7. Это обусловлено освобождением после известкования мест обмена в ППК, блокированных ранее алюминием, в результате его осаждения в виде нерастворимых гидроксидов. Взаимосвязь между уровнем реакции почвы, достигнутом при известковании, и увеличением емкости катионного обмена подчиняется прямо пропорциональной зависимости и описывается уравнениями прямолинейной регрессии. На емкость поглощения почв, обусловленную сильнокислотными ацидоидами, известкование не оказывает влияния. Емкость поглощения в известкованных почвах увеличивается за счет слабокислотных обменных позиций.

На известкованных почвах происходят изменения в составе гумусовых веществ. Под влиянием известкования уменьшается содержание фракции 1 гуминовых кислот (свободные ГК и связанные с подвижными полуторными оксидами) и увеличивается содержание фракции 2 (ГК, связанные с кальцием); уменьшается содержание фракции 1а и 1 фульвокислот (свободные ФК и связанные с подвижными полуторными оксидами и связанные в почве с фракцией 1ГК) и увеличивается содержание фракции 2 (ФК, связанные с фракцией 2 ГК) за счет химического связывания гуминовых кислот кальцием фракции 1 и частичным переводом по мере подщелачивания реакции растворимых форм гуминовых кислот, связанных с малоустойчивыми соединениями железа и алюминия в более устойчивые, растворимые в 0,1н NaOH лишь после обработки H₂SO_4.

Известкование оказывает существенное влияние на структуру и численность почвенной микрофлоры. При известковании снижается на 15…42% содержание грибов. Количество бактерий, потребляющих минеральные формы азота, увеличивается в 2,3…4,7 раза, количество бактерий, использующих органические формы азота - в 2,5…5,2 раза, количество олиготрофных бактерий - в 1,5…3,5 раза; споровых бактерий - в 1,1…2,1 раза, актиномицетов - в 2,0…10,0 раза. Внесение умеренных доз минеральных удобрений в произвесткованную почву повышает содержание в ней бактериальной микрофлоры, а на неизвесткованной - значительно снижает численность бактерий. Длительное применение высоких доз минеральных удобрений (по 120 кг д.в. и выше) ингибирует развитие бактериальной микрофлоры даже при известковании почвы.

Оптимальный уровень реакции для развития растений не является неизменной величиной. Он зависит от многих факторов внешней среды, в том числе и от уровня питания растений. В зависимости от уровня удобренности почвы изменяется и отношение растений к известкованию:

у культур, менее чувствительных к кислотности, эффективность известкования в зависимости от уровня питания может снижаться (зерновые);

у культур, высоко чувствительных к кислотности, по мере увеличения количества питательных веществ в почве, эффективность известкования повышается (кормовая свекла).

7. Для культур полевого севооборота зависимость их урожайности от известкования и уровня минерального питания на дерново-подзолистых почвах легкого гранулометрического состава выражается следующими уравнениями:

для ячменя -

у=23,65+0,34Н+1,10N-0,175Н²-0,45N²-0,0056NH+0,019N²Н

для многолетних трав -

у=79,5+0,73Н+0,76N-0,26H²-0,72N²+0,076NH-0,030N²H

для озимой ржи -

у=25,23-0,096H+1,105N+0,0012H²-0,475N²+0,105NH+0,0216N²H

для овса -

у=20,156+0,122H+0,853N-0,116N²+0,035NH-0,0062N²H

для картофеля -



у=169,7-0,26H+12,08N+0,16H²-1,82N²+0,15NH+0,27N²H,

где у - урожайность культур, ц/га,

N,H - дозы удобрений и извести в условных единицах.

8. Внесение высоких доз минеральных удобрений, особенно на легких почвах, приводит к усилению вымывания азота. Известкование кислых почв большими дозами также усиливает миграцию азота по профилю почвы.

9. Внесение фосфорных удобрений в дерново-подзолистые почвы снижает подвижность алюминия в результате связывания его анионом ортофосфорной кислоты. Систематическое применение фосфорных удобрений приводит не только к повышению содержания подвижного фосфора в почвах, но и к изменению свойств почвенного поглощающего комплекса. В богатых фосфором почвах значимую роль играют буферные системы, образованные солями металлов с фосфорной кислотой. Вследствие этого изменяется характер взаимосвязей между реакцией почвы и содержанием подвижного алюминия, марганца, железа, обменных оснований, величиной гидролитической кислотности. Известкование сильно кислых дерново-подзолистых почв увеличивает использование растениями фосфора из почвы и удобрений. При повышении уровня реакции до рН_КС1 4,9…5,2 коэффициенты использования фосфора из удобрений повышаются в 3,0…6,8 раза. Оптимальный уровень реакции для роста растений на дерново-подзолистых почвах при хорошей обеспеченности фосфором сдвигается в сторону более низких значений рН. Для культур, чувствительных к кислотности, существенное значение имеет кальций, входящий в состав фосфорных удобрений.

10. Фосфор является наименее подвижным элементом-органогеном. Благодаря взаимодействию с илистой фракцией почв, фосфаты сохраняются в почве при промывании ее атмосферными осадками. Вымывание фосфора из пахотного слоя дерново-подзолистых почв невелико (0,04…0,8 кг Р2О5 в год). Концентрация фосфатов в лизиметрических водах составляет от сотых до десятых долей мг/л. Известкование и внесение минеральных удобрений не оказывает существенного влияния на величину вымывания фосфора. Однако, в полевых условиях, через две ротации севооборота отмечено увеличение содержания фосфатов в слое 20…40 и 40…60 см на высоком фоне минеральных удобрений соответственно на 5,3 и 3,8 мг/100г (внесено в сумме 1095 кг Р2О5).

11. При характеристике калийного режима дерново-подзолистых почв необходимо учитывать гранулометрический и минералогический состав почв, уровень известкования и обеспеченности почвы калием, а также состав катионов в почве. Увеличение или снижение фиксации или доступности калия при известковании не является общей закономерностью, а зависит от гранулометрического и минералогического состава почв. Калийный потенциал в известкованных почвах не может служить критерием обеспеченности растений калием. Антагонизм или синергизм катионов калия и кальция зависит от биологических особенностей растений и соотношения концентраций элементов в почве и почвенном растворе. На почвах без внесения минеральных удобрений при известковании снижается доля легкоподвижного и обменного калия в ППК, а при длительном внесении высоких доз минеральных удобрений доля обменных форм калия в пахотном горизонте известкованной почвы возрастает на 27% при известковании по 1Нг, и на 62% - при известковании по 2,5Нг; в горизонте 20…40 см - соответственно на 55,8 и 77,5%, а в горизонте 40…60 см на 7 и 165%.

12. Вымывание калия в значительной степени зависит от емкости катионного обмена и гранулометрического состава почвы. На легких почвах при внесении минеральных удобрений вымывание калия больше, чем на почвах глинистых. Использование высоких доз калийных удобрений на кислых почвах приводит к значительному вымыванию калия. На известкованных, удобренных калийными удобрениями почвах потери калия не превышают его вымывания из неудобренных почв.

13. Кальций извести играет важную роль в питании растений этим элементом. В год внесения извести доля кальция, усвоенного из извести, на песчаной почве составляла от 16 до 29% (при известковании до рН 5) и от 63 до 83% (при известковании до рН 7), на супесчаной почве соответственно 25…26% и 52…60%, на глинистой - 7…9% и 42…44%. Относительная доля и значимость кальция, поступившего в почву из извести, значительно больше на почвах легкого гранулометрического состава, чем на тяжелых при равных уровнях реакции. Доля кальция, поступившего в ППК из извести, по отношению ко всему обменному кальцию, составляет для легких почв 15…40%, для глинистой почвы - 4…11%.

14. Общее вымывание кальция в зависимости от гранулометрического состава почв, дозы извести, уровня применения минеральных удобрений, возделываемой культуры, составляет от 20 до 200…400 кг/га кальция в год. При известковании, в зависимости от дозы извести, вымывание кальция повышается из песчаной дерново-подзолистой почвы в 1,5…2,0 раза, из супесчаной - в 2…5 раз, из глинистой - в 2…5 раз. При увеличении дозы минеральных удобрений с N60P60K60 до N120P120K120 концентрация кальция в лизиметрических водах песчаной почвы повышается в 1,5…2,0 раза, супесчаной и глинистой - в 2…2,5 раза. Доля кальция извести в общем количестве кальция, вымытом за пределы пахотного слоя, зависит от внесенной дозы извести, а также естественного содержания кальция в неизвесткованной почве и составляет на песчаной почве при известковании до рН 5 - 31…54%, при известковании до рН 7 - 40…84%, на супесчаной почве соответственно - 25…35 и 38…44% на глинистой почве - 24…33 и 56…70%. За период наблюдений в опыте с ⁴⁵Са (2,5года) из известкованной малой дозой (до рН 5) извести песчаной почвы вымылось 25…48% извести, при известковании до рН 7 - 14…19,5%; из супесчаной дерново-подзолистой почвы соответственно - 13…25 и 11…15%, из глинистой - 16…26 и 3,7…4,7%. Наибольшее влияние на миграцию кальция в нижележащие слои почвы оказывают входящие в состав минеральных удобрений хлориды и сульфаты, в меньшей степени - нитраты, то есть легкоподвижные и слабо адсорбируемые почвой анионы.

15. Многолетние экспериментальные исследования показали, что создание экологически безопасных удобрений вполне реально. Применение ингибиторов нитрификации, капсулированных и длительно действующих удобрений позволяет уменьшить потери питательных веществ за счет более эффективного их использования сельскохозяйственными культурами. Однако действенность этих приемов в значительной степени зависит от метеоусловий года, в частности, от температурного режима и количества осадков в наиболее значимые периоды развития растений, которые в полевых условиях не могут регулироваться человеком. Поэтому, применение капсулированных удобрений не решает коренным образом поставленной задачи.

16. Экологически безопасные удобрения должны отвечать следующим требованиям:

В удобрениях должно быть оптимальное для конкретного вида растений соотношение элементов питания.

Так как концентрация катионов в почвенном растворе напрямую зависит от концентрации в нем анионов, то, применяя удобрения, анионная часть которых образует с наиболее значимыми катионами почвенного поглощающего комплекса слабо подвижные соединения, можно существенно уменьшить вымывание питательных веществ удобрений в грунтовые воды, реки и озера.

По влиянию на вымывание оснований анионы образуют следующий ряд:

Cl^- > NO₃^->SO₄^2->HCO₃^->CO₃^2->PO₄^3->SiO₃^2-

17. Экологически безопасные удобрения могут быть созданы на базе катионов NH⁺, Ca ²⁺, Mg²⁺, K⁺, анионов орто- и метафосфорной или пирофосфорной кислот и включения (в необходимых случаях) анионов карбоната, сульфата (в количествах, соответствующих потреблению серы культурой) или силиката. Удобрения, изготовленные на основе фосфатов, снижают вымывание элементов питания растений в 1,5…3 раза.

18. Изменение емкости катионного и анионного обмена почвы, изменение ее буферности, приводит к изменению миграции элементов питания по профилю почвы. Поэтому, целенаправленное изменение емкости катионного и анионного обмена почвы, изменение ионного состава веществ, вносимых в почву в качестве удобрений, приводит к изменению миграционной способности веществ в почвах, снижает потери элементов питания растений в результате инфильтрации атмосферных осадков в 1,5…5 раз.

ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВУ

1. Агрохимической службе России, учитывая необходимость известкования для поддержания плодородия почв, необходимо добиваться государственного финансирования при проведении работ по известкованию. При составлении проектно-сметной документации на известкование необходимо учитывать, что наибольшие потери кальция в дерново-подзолистых почвах Северо-Запада происходят на почвах легкого гранулометрического состава. Поэтому известкование этих почв следует проводить не реже, чем через 3-4 года. Почвы тяжелого гранулометрического состава можно известковать через 7-8 лет.

2. Научно-исследовательским организациям и планирующим в области сельского хозяйства структурам целесообразно разработать новый ассортимент минеральных удобрений, в наибольшей степени отвечающий потребностям возделываемых культур на конкретных по агрохимическим свойствам группах почв.

3. Проектно-технологическим организациям химической промышленности целесообразно направить свои усилия на разработку экологически безопасных удобрений, приносящих минимальный ущерб окружающей среде. Применение таких удобрений снижает вымывание азота из почв в 2-3 раза, калия - в 1,5-3раза, кальция - в 1,5-5раз.

4. Материалы диссертационной работы будут полезны в учебном процессе при подготовке специалистов агрономического и агрохимического профиля.

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

Статьи в рецензируемых журналах, согласно перечню ВАК:

1. Яковлева Л.В. Оптимизация калийного питания растений./Небольсин А.Н., Небольсина З.П., Яковлева Л.В.. //Химизация сельского хозяйства, № 12. - М., 1991. С.26-27.

2. Яковлева Л.В. Влияние известкования на некоторые показатели фосфатного режима дерново-подзолистых почв/ Небольсин А.Н., Небольсина З.П. Яковлева Л.В.//Агрохимия, №9, 1998. С.31-41.

3. Яковлева Л.В. Влияние известкования на использование калия растениями. / Небольсин А.Н., Небольсина З.П., Яковлева Л.В. //Агрохимия, №5, 2000. С.5-13.

4. Яковлева Л.В. Известкование почв, загрязненных тяжелыми металлами Небольсин А.Н., Небольсина З.П., Алексеев Ю.В., Яковлева Л.В..//Агрохимия, №3, 2004. С.48-54.

5. Яковлева Л.В. Изменение калийного состояния дерново-подзолистых почв при известковании./Кокорина А.Л., Яковлева Л.В.//Известия СПбГАУ, №11, 2008. С.31-37.

6. Яковлева Л.В. Отзывчивость сельскохозяйственных культур на известкование и уровень минерального питания./Яковлева Л.В., Кокорина А.Л., Яблокова О.Т.//Известия СПбГАУ, №15, 2009. С.44-52.

7. Яковлева Л.В. Миграция оснований в дерново-подзолистых почвах при внесении минеральных удобрений./Яковлева Л.В., Небольсин А.Н. //Плодородие, №5, 2009. С.12-13.

Статьи в материалах конференций, сборниках и отдельные издания:

8. Яковлева Л.В Вымывание некоторых элементов питания растений при известковании кислых почв и интенсивном применении минеральных удобрений.//Вопросы интенсификации производства продуктов растениеводства и животноводства и повышение их качества в условиях Нечерноземья. Н.тр., т.349, - Л., 1978. С.66-68.

9. Яковлева Л.В. Баланс азота, фосфора и калия и потери их от вымывания в пахотных почвах Ленинградской области. //Вклад молодежи в интенсификацию земледелия нечерноземной зоны.- Белогорка, 1978.- С.40-41.

10. Яковлева Л.В. Миграция элементов питания растений при применении простых и не содержащих агрессивных компонентов удобрений в связи с известкованием почв.//Повышение плодородия почв в Северо-Западной зоне РСФСР.- Л., 1980. С.74-80.

11. Яковлева Л.В. Влияние известкования и удобрений на качество урожая сельскохозяйственных культур./Небольсин А.Н., Небольсина З.П., Аллилуева Т.И., Яковлева Л.В.//Бюллетень ВИУА, - М., 1980, №52. С.39-43.

12. Яковлева Л.В Нормативы расхода известковых удобрений для сдвига реакции почвенной среды до оптимального уровня рН на различных типах почв. /Коллектив авторов, в т.ч. по Северо-Западному региону: Небольсин А.Н., Небольсина З.П., Яковлева Л.В., Егорова Л.И. - М., 1980. 92с.

13. Яковлева Л.В. Влияние известкования на потери фосфора, калия и кальция из дерново-подзолистых почв в условиях Ленинградской области.//Пути повышения урожайности сельскохозяйственных культур в Псковской области. Тр.ЛСХА, вып.187.- Елгава, 1981. С.46-49.

14. Яковлева Л.В. Вымывание элементов питания растений из почвы и пути его снижения./Небольсин А.Н., Яковлева Л.В. //Пути повышения плодородия почв Нечерноземной зоны РСФСР.- Л., 1982.С.71-73.

15. Яковлева Л.В. Отношение ячменя Белогорский к известкованию и уровню минерального питания./Небольсина З.П., Яковлева Л.В.//Селекция, семеноводство и сортовая агротехника зерновых культур.- Л., 1982. С.91-95.

16. Яковлева Л.В. Биологический круговорот и баланс питательных веществ в земледелии Северо-Западной зоны РСФСР./Небольсин А.Н., Небольсина З.П., Яблокова О.Т., Яковлева Л.В.//Повышение плодородия почв и продуктивности сельского хозяйства при интенсивной химизации.- М., Наука, 1983. С.47-59.

17. Яковлева Л.В. Роль извести в питании растений кальцием./Небольсин А.Н., Небольсина З.П., Яковлева Л.В.//Материалы Всесоюзной научной конференции молодых ученых по сельскохозяйственной радиологии.- Обнинск, 1983. С.74-75.

18. Яковлева Л.В. О путях снижения загрязнения окружающей среды удобрениями и продуктами их трансформации./ Небольсин А.Н., Небольсина З.П., Яковлева Л.В.//Проблемы охраны природы в Нечерноземной зоне в связи с интенсификацией сельскохозяйственного производства. Вып.2.- Брянск, 1983. С.196-197.

19. Яковлева Л.В. Потери кальция из пахотного слоя дерново-подзолистых почв при определении разными методами./ Небольсин А.Н., Небольсина З.П., Яковлева Л.В.//Эффективность удобрений в Северо-Западном регионе Нечерноземной зоны РСФСР.- Л.,1983. С.32-41.

20. Яковлева Л.В. Влияние известкования на вымывание элементов питания из дерново-подзолистых почв Северо-Западной зоны. Автореф. дисс…уч. ст. канд.с.-х. наук. Л.-Пушкин, 1984. 17с.

21. Яковлева Л.В Изучение баланса кальция в опытах с изотопной меткой./ Небольсин А.Н., Небольсина З.П., Алексеев Ю.В., Яковлева Л.В.//Свойства почв, их изменение при окультуривании и влияние на урожай в Северо-Западной зоне РСФСР.- Л., 1984. С.45-56.

22. Яковлева Л.В. Нормы расхода известковых материалов для сдвига реакции почвенной среды до оптимального уровня рН на различных типах почв./Коллектив авторов.- М., 1986. 75с.

23. Яковлева Л.В. Вымывание калия из дерново-подзолистых почв различного механического состава./Небольсина З.П., Яковлева Л.В.//Основные условия эффективного применения удобрений на Северо-Западе. - Л., 1986. С.45-52.

24. Яковлева Л.В. Эффективность известкования на Северо-Западе нечерноземной зоны РСФСР./ Небольсин А.Н., Небольсина З.П., Белокурова А.П., Яковлева Л.В.//Бюллетень ВИУА «Приемы повышения эффективности известкования кислых почв», №82.- М., 1987. С.3-8.

25. Яковлева Л.В. Влияние гранулометрического состава известковых материалов на свойства почв и урожайность сельскохозяйственных культур./Небольсина З.П., Яковлева Л.В., Липовских Л.П., Романова В.А. //Методы оценки нетрадиционных химических мелиорантов.- Л.-Пушкин, 1987. С.17.

26. Яковлева Л.В. Научные основы применения органических удобрений в Ленинградской области./Небольсин А.Н., Яблокова О.Т., Поляков В.А., Небольсина З.П., Яковлева Л.В., Игнатьева Л.Г., Кащенко А.С., Аршавская В.Ф., Алексеев Ю.В., Конев В.В., Минеев А.П., Афанасьев В.Н., Данилова Т.А., Завьялова Е.Ф., Лушников Н.С., Ильинов Б.П. - Л., 1987. 108с.

27. Яковлева Л.В. Агрохимические и экологические аспекты применения калийных удобрений на Северо-Западе Нечерноземной зоны РСФСР./ Небольсин А.Н., Небольсина З.П.,Яблокова О.Т., Яковлева Л.В.//Калийные удобрения и их эффективное использование. - Солигорск, 1988. С.23-24.

28. Яковлева Л.В. Отзывчивость сельскохозяйственных культур на известкование в зависимости от уровня удобренности на почвах различного механического состава./Яковлева Л.В., Егорова Л.И., Финогенова Л.А //Повышение плодородия почв и урожайность сельскохозяйственных культур.- Л., 1989. С.31-44.

29. Яковлева Л.В Количественные взаимосвязи между свойствами почвенного поглощающего комплекса с фракционным составом гумуса и их интерпретация./Небольсин А.Н., Рассказова Л.В., Яковлева Л.В.//Повышение плодородия почв и урожайность сельскохозяйственных культур. Л., 1989. С.87-97.

30. Яковлева Л.В. Влияние известкования почвы и минеральных удобрений на поражаемость клевера лугового склеротиниозом./Яковлева Л.В., Коромыслова М.И.//Селекция, семеноводство и технологии возделывания зерновых культур и многолетних трав на Северо-Западе России.- СПб, 1993. С.122-126.

31. Яковлева Л.В Экологические аспекты известкования пахотных почв.//Тезисы докладов П съезда Всероссийского общества почвоведов (27-30июня 1996г.), кн.1.- СПб, 1996. С.429-430

32. Яковлева Л.В Научные основы и технология использования удобрений и извести./Небольсин А.Н., Небольсина З.П., Яковлева Л.В., Поляков В.А., Минеев А.П., под ред.академика РАСХН Семенова В.А.- Изд. СПбГУ, СПб, 1997.-52с.

33. Яковлева Л.В. Агрохимическая концепция создания экологически безопасных удобрений. / Небольсин А.Н., Яковлева Л.В //Удобрения и химические мелиоранты в агроэкосистемах.- Изд. МГУ, М., 1998. С.136-144.

34. Яковлева Л.В Почвенно-агрохимические и экологические аспекты известкования./Небольсин А.Н., Яковлева Л.В.//Современные проблемы оптимизации минерального питания растений - Н.Новгород, 1998. С.53-56.

35. Яковлева Л.В. Изменение калийного режима дерново-подзолистых почв Северо-Запада России при известковании./ Небольсин А.Н., Небольсина З.П., Яковлева Л.В.//Тезисы докладов Ш съезда Докучаевского общества почвоведов (11-15июля 2000г., г.Суздаль).- М., 2000. С.154-155.

36. Яковлева Л.В. Баланс оснований в кислых и известкованных почвах по данным многолетних опытов./ Небольсин А.Н., Небольсина З.П., Яковлева Л.В.//Труды международной научно-производственной конференции «Круговорот биогенных веществ в адаптивно-ландшафтном земледелии различных почвенно-климатических регионов России».- М., 2000.

37. Яковлева Л.В. Роль извести и минеральных удобрений в формировании микробоценоза в дерново-подзолистых почвах./Яковлева Л.В., Кислицина А.П. //Пути повышения урожайности и качества сельскохозяйственных культур на Северо-Западе России. - СПб, 2000. С.167-177.

38. Яковлева Л.В. Эколого-экономические основы и рекомендации по известкованию, адаптированные к конкретным почвенным условиям./Небольсин А.Н., Небольсина З.П., Яковлева Л.В., Сычев В.Г., Плющиков В.Г., Осипов А.И., Алексеев Ю.В., Минин В.Б., Колташов Н.А.- М.-СПб, 2000. 80с.

39. Яковлева Л.В. Роль минеральных удобрений в миграции кальция при известковании дерново-подзолистых почв.//Бюллетень ВИУА «60 лет Географической сети опытов с удобрениями». №114.- М., 2001. С.191

40. Яковлева Л.В Основные принципы создания экологически безопасных минеральных удобрений.//Научные труды конференции «Современные проблемы сельскохозяйственного землепользования.- СПб - Белогорка, 2002. С.10-12.

41. Яковлева Л.В. Известкование - важный фактор экологизации земледелия Северо-Запада Российской Федерации./ Осипов А.И., Небольсин А.Н., Небольсина З.П., Яковлева Л.В.//Сб. материалов международной научной конференции. Ч.2 (Луга, 27мая 2003г.)- СПб.: Изд-во СПбГПУ, 2004. С.60-67.

42. Яковлева Л.В. Лизиметрический полигон Северо-Западного НИИ сельского хозяйства.//Лизиметрические исследования в России.- М., 2004. С.51-59

43. Яковлева Л.В Экологически безопасные удобрения (научная концепция)./Небольсин А.Н., Яковлева Л.В., Поляков В.А.- Белогорка, 2005. - 26с.

44. Яковлева Л.В. Методология и агротехнические приемы увеличения продолжительности действия извести./Небольсин А.Н., Небольсина З.П., Яковлева Л.В.- Белогорка, 2005.- 25с.

45. Яковлева Л.В Агрохимические исследования химических мелиорантов в земледелии. //Совершенствование организации и методологии агрохимических исследований в географической сети опытов с удобрениями./Материалы Всероссийской научно-методической конференции Географической сети опытов с удобрениями (17-20октября 2005г.). /Осипов А.И., Небольсин А.Н., Небольсина З.П., , Яковлева Л.В.-М., 2006.-С.56-61.

46. Яковлева Л.В. Научные основы химической мелиорации почв на Северо-Западе России./Осипов А.И., Небольсин А.Н., Небольсина З.П., Яковлева Л.В.//Материалы Международного форума «Земля и урожай» (СПб, 5-8июня 2007г.) - СПб, 2007. С.15-18.

47. Яковлева Л.В. Создание и использование экологически безопасных удобрений. //Материалы Международного форума «Земля и урожай» (СПб, 5-8июня 2007г.) - СПб, 2007. С.18-20.

48. Яковлева Л.В. Рекомендации по использованию органических удобрений. /Небольсин А.Н., Яблокова О.Т., Поляков В.А., Небольсина З.П., Яковлева Л.В. Белогорка, 2007. 48с.

49. Яковлева Л.В. Возможности снижения вымывания оснований из дерново-подзолистых пахотных почв./ Яковлева Л.В., Небольсин А.Н.//Почвенные ресурсы Северо-Запада России: их состояние, охрана и рациональное использование./Материалы Межрегиональной научно-практической конференции.- СПб, Изд. Политехнического университета.- 2008. С.195-197.

50. Яковлева Л.В. Роль извести и минеральных удобрений в продукционном процессе. /Яковлева Л.В., Яблокова О.Т. //Продукционный процесс растений: теория и практика эффективного и ресурсосберегающего управления. Труды Всероссийской конференции с международным участием (1-3 июля 2009г.) - СПб, 2009. С.291-292.

51. Яковлева Л.В. Экологически безопасные удобрения - средство регулирования миграции оснований в почвах. /Яковлева Л.В. //Продукционный процесс растений: теория и практика эффективного и ресурсосберегающего управления. Труды Всероссийской конференции с международным участием (1-3 июля 2009г.) - СПб, 2009. С.344-345.

Размещено на Allbest.ru

...