Научная новизна исследований.

АВТОРЕФЕРАТ

Диссертации на соискание ученой степени

Доктора биологических наук

Специальность 03.02.13 - почвоведение

 

ФОРМИРОВАНИЕ ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ПАХОТНЫХ ПОЧВ ЛЕСОСТЕПИ ЦЕНТРАЛЬНОГО ЧЕРНОЗЕМЬЯ И ПУТИ ИХ РЕГУЛИРОВАНИЯ

ЧУЯН Олег Геннадьевич

Воронеж - 2010

Диссертационная работа выполнена в ГНУ Всероссийский научно-исследовательский институт земледелия и защиты почв от эрозии

(ВНИИЗ и ЗПЭ)

 

Официальные оппоненты:

доктор биологических наук, профессор Шеин Евгений Викторович

доктор биологических наук, профессор Надежкин Сергей Михайлович

доктор сельскохозяйственных наук, профессор Стифеев Анатолий Иванович

Ведущая организация: Почвенный институт им. В.В. Докучаева

 

Защита состоится “ 19 ” ноября 2010 г. в 14 часов на заседании диссертационного совета Д 212.038.02 при Воронежском государственном университете по адресу: 394006, г. Воронеж, Университетская пл., 1.

Тел: (4732) 208-577; E-mail: [email protected]

 

С дсертацией можно ознакомиться в библиотеке Воронежского государственного университета.

 

Автореферат разослан “___” ______________ 2010 г.

 

Ученый секретарь диссертационного совета, Л.И. Брехова

Общая характеристика работы

Актуальность темы. Плодородие почв в лесостепи Центрального Черноземья во многом определяется кислотно-основными свойствами. В Курской области более половины пахотных угодий (60,4%) имеют в разной степени кислую реакцию среды, из них средне- и сильнокислых, требующих первоочередного известкования, 353 тыс. га. При этом за последние годы площади кислых почв увеличились на 0,6 %.

Переход земледелия на ландшафтную основу (Володин, Здоровцов, 1999; Каштанов, Щербаков, Черкасов, 2001) и, в перспективе, развитие технологий точного земледелия предполагает учет своеобразия каждого рабочего участка. При этом дифференцированный подход предопределяет учет как постоянно действующих в агроландшафте факторов и на их основе генетически обусловленных свойств почв, так и антропогенную составляющую изменений этих свойств. Это делает особенно актуальным установление закономерностей формирования физико-химических свойств почв в форме математических уравнений, простая полуэмпирическая форма которых делает их доступными для широкого научного и практического использования в системе регулирования режима функционирования агроэкосистем.

Цель исследований: изучить закономерности формирования физико-химических свойств пахотных почв в условиях лесостепи ЦЧЗ.

Задачи.

1. Определить место и значимость кислотно- основных свойств почв в системе оценок плодородия почв лесостепи Центрального Черноземья.

2. Исследовать закономерности пространственной изменчивости физико-химических и других свойств почв.

3. Выявить роль абиотических факторов в формировании гумусного состояния пахотных почв Курской области.

4. Исследовать закономерности и количественные взаимосвязи между величинами емкости катионного обмена, суммой обменно-поглощенных оснований, гидролитической кислотностью и рН пахотных почв основных зональных типов – черноземов и серых лесных почв.

5. Разработать алгоритм определения оптимальных доз Са- содержащих мелиорантов.

6. Исследовать взаимосвязь твердой и жидкой фаз почв.

7. Разработать методические подходы к оценке изменений кислотности почв в зависимости от агроэкологических условий и агротехнических факторов.

Защищаемые положения.

1. Генетически обусловленная кислотность является одним из ведущих факторов плодородия пахотных почв лесостепи ЦЧЗ.

2. Пространственное варьирование физико-химических и других свойств почв является закономерным и генетически обусловленным свойством почвенного покрова, определяющим характер пространственной дифференциации растительного покрова.

3. Гумусное состояние пахотных почв лесостепи ЦЧЗ во многом определяется совокупностью абиотических факторов, включающих и кислотность почв.

4. Почвенный поглощающий комплекс и катионообменные свойства почв зависят от совокупности экстенсивных и интенсивных факторов, к которым относятся гранулометрический состав, содержание гумуса и кислотность почв (рН).

5. Кислотно-основное состояние почв определяется климатом и свойствами твердой фазы .

6. Поддерживающее известкование чернозема типичного является важным фактором оптимизации свойств почвы и повышения урожайности сельскохозяйственных культур.

7. Изменение кислотности пахотных почв связано с комплексом агротехнических факторов, обусловливающих баланс оснований.

Научная новизна исследований.

На основе системно-аналитического подхода проведены исследования зонально-провинциального аспекта проблемы влияния агроэкологических факторов на формирование физико-химических свойств пахотных почв в условиях лесостепи Центрально-Чернозёмной зоны.

1. Разработан алгоритм аналитической поддержки при выборе приоритетных мероприятий для конкретного участка или выборе приоритетных участков для осуществления конкретных мелиораций на основе расчета потенциала оптимизациирегулируемогосвойства почвыс учетом обеспеченности другими факторами плодородия.

2. Установлена закономерная периодичность как морфометрических данных почвенного профиля чернозема типичного, так и агрохимических свойств пахотного горизонта, при этом почвенный и растительный покров имеют единые величины пространственной дифференциации.

3. Для условий Курской области выявлена роль абиотических факторов в формировании гумусного состояния почв. Содержание гумуса в пахотных почвах зависит от их гранулометрического состава, гидротермических условий и кислотно- основного состояния почвенной среды.

4. Предложено формальное описание взаимосвязи физико-химических свойств исследованных почв на основе общепринятых величин, характеризующих катионообменные свойства почв, а также разработаных дополнительных показателей (модуль катионообменной емкости почв, М; точка условного насыщения ППК, рН_Н; показатель удельной дифференциальной емкости, τ).

5. Для почв, не содержащих карбонатов, предложены расчетные (по исходным физико-химическим свойствам) коэффициенты буферности в щелочном и кислотном интервале на основе величины модуля катионообменной емкости и показателя удельной дифференциальной емкости .

6. Разработан расчетный способ определения доз Са- содержащих мелиорантов для кислых почв ЦЧЗ, учитывающий буферность почв в зависимости от их физико-химических свойств. Проведена группировка почв районов Курской области по приоритету нуждаемости их в известковании.

7. Впервые обоснована концепция формирования кислотно-основного статуса почв (КОСП), представляющего собой динамическое равновесие в характере перераспределения оснований между почвенными фазами и их миграцией, что определяет уровни устанавливающихся интервалов величин рН в зависимости от климатических условий и свойств твердой фазы почв.

8. Впервые для условий ЦЧЗ предложены алгоритмы оценки изменений кислотности пахотных почв на основе баланса оснований и изменений гидротермического режима.