688

Министерство сельского хозяйства Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Пермская государственная сельскохозяйственная академия имени академика Д. Н. Прянишникова»

Т.А. Кротких, Л.А. Михайлова

ЭКОЛОГО-АГРОХИМИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ПРИМЕНЕНИЯ УДОБРЕНИЙ

В ПРЕДУРАЛЬЕ

Рекомендовано Учебно-методическим Советом по почвоведению при УМО по классическому университетскому образованию

в качестве учебного пособия для студентов высших учебных заведений, обучающихся по направлению

высшего профессионального образования 021900 «Почвоведение»

Пермь ФГБОУ ВПО Пермская ГСХА

2013

1

УДК 631.8(470.5) ББК 35.32

К 836

Рецензенты:

С.Л. Елисеев, доктор сельскохозяйственных наук, профессор, зав. кафедрой растениеводства ФГБОУ ВПО Пермская ГСХА;

А.И. Косолапова, заведующая отделом земледелия и агрохимии ГНУ Пермского НИИСХ Россельхозакадемии, доктор сельскохозяйственных наук.

К 836 Кротких, Т.А. Эколого-агрохимические основы применения удобрений в Предуралье [Текст]: учебное пособие / Т.А. Кротких, Л.А. Михайлова; под ред. Т.А. Кротких; М-во с.-х. РФ, ФГБОУ ВПО Пермская ГСХА. – Пермь: Изд-во ФГБОУ ВПО Пермская ГСХА, 2013. – 335 с.

ISBN 978-5-94279-156-8

Книга посвящена основам применения удобрений в Среднем Предуралье. В первой главе кратко описана история развития агрохимических знаний на Урале, во второй – современное состояние химизации Пермского края и значение удобрений в повышении плодородия почв. В третьей главе приведена карта агроклиматических районов Пермского края с указанием ∑ t и ГТК, и урожайность пшеницы по годам в зависимости от условий увлажнения и ГТК.

Пятая, шестая, седьмая и восьмая главы посвящены действию удобрений на разных культурах на почвах Среднего Предуралья. В девятой главе рассмотрены вопросы экологии и биологизации земледелия.

Учебное пособие предназначено для студентов высших и средних учебных заведений, аспирантов по направлениям «Почвоведение», «Агрохимия и агропочвоведение», «Агрономия» и специалистов агропромышленного комплекса. Сведения и рекомендации по применению удобрений могут быть использованы в качестве руководства в соседних с Пермским краем областях и республиках, относящихся к Нечерноземной зоне.

УДК 631.8(470.5)

ББК 35.32

Печатается по решению методической комиссии факультета почвоведения, агрохимии, экологии и товароведения.

© ФГБОУ ВПО Пермская ГСХА, 2013

2

Заслуженному деятелю науки, профессору Михаилу Павловичу Петухову; доктору сельскохозяйственных наук, профессору Александру Сергеевичу Пискунову посвящается

3

ВВЕДЕНИЕ

Урожайность сельскохозяйственных культур в Нечерноземной зоне, где основными почвами являются дерново-подзолистые и серые лесные, без применения органических и минеральных удобрений остается крайне низкой.

В период экономического и общественного кризиса в Пермском крае сократилось поголовье общественного скота почти в три раза и, как следствие, – применение навоза с 4,3 т/га в 1986-1990 гг. до 1,4 т/га в 2009 г. Применение минеральных удобрений составляет 13,5-15,3 кг д.в./га, известкование почв в 2010 г. проведено всего на площади 200 га. Происходит очень быстрое истощение почв: резко сократились площади пашни со средним и высоким содержанием подвижных форм питательных веществ, гумуса, увеличились площади с повышенной кислотностью.

Пермский край, как ни один другой регион, располагает богатейшими залежами калийных руд, на базе которых работают два калийных комбината, также работают заводы по производству азотных удобрений, что создает реальные возможности для использования калийных и азотных удобрений в достаточном количестве. Химизации земледелия Пермской области (в н.в. Пермский край), большое значение придавал великий отечественный ученый академик Д.Н. Прянишников. Он писал: «Сельское хозяйство Пермской области, вследствие уровня ее индустриализации и перспективы развития в дальнейшем, должно развиваться более быстрыми темпами, чем в некоторых других районах страны. Чтобы ликвидировать свое отставание от продолжающейся развиваться промышленности и в сравнительно короткий срок стать интенсивным и высокопроизводительным, способным давать все увеличивающуюся массу хлеба и других продуктов питания» (Изб.

соч., т. 3. М., 1963, с. 267).

Научными учреждениями Пермского края накоплен огромный экспериментальный материал, показывающий значимость удобрений в повышении урожайности сельскохозяйственных культур. Обобщенные результаты полевых, вегетационных и лабораторных исследований были опубликованы в книгах: «Руководство по применению удобрений в Пермской области», изданной в 1948 году и «Применение удобрений в Предуралье», изданной в 1964 году. Последняя книга, авторами которой были профессора, заслуженные деятели науки РФ М.П. Петухов и В.Н. Прокошев, была рассчитана на специалистов сельского хозяйства и студентов агрономических специальностей техникумов и вузов.

4

За сорок пять лет после публикации книги «Применение удобрений в Предуралье» агрохимическая наука решила много новых вопросов по повышению плодородия почв, использованию удобрений и повышению урожайности сельскохозяйственных культур, экологии их применения, что обуславливает необходимость нового издания.

В данном пособии освещены те вопросы, которые решены в последние годы, в нѐм, помимо общетеоретических и справочных сведений, широко использованы опубликованные данные кафедр агрохимии, почвоведения, растениеводства Пермской сельскохозяйственной академии имени академика Д.Н. Прянишникова, Пермского научно – исследовательского института сельского хозяйства, труды Соликамской опытной станции, статистические данные агрохимического центра «Пермский» и некоторых других научно-исследовательских учреждений. При написании четвѐртой главы использовали результаты исследований доктора сельскохозяйственных наук А.И. Косолаповой.

Авторы выражают глубокую благодарность профессору, заведующему кафедрой растениеводства Пермской сельскохозяйственной академии С.Л. Елисееву, доктору сельскохозяйственных наук, профессору Ижевской ГСХА А.С. Башкову и доктору сельскохозяйственных наук, заведующей отделом земледелия и агрохимии Пермского НИИСХ А.И. Косолаповой за внимательный просмотр рукописи и сделанные замечания.

5

ГЛАВА I

ИСТОРИЯ АГРОХИМИЧЕСКОЙ НАУКИ

ВСРЕДНЕМ ПРЕДУРАЛЬЕ

Кначалу XXI века агрохимическая наука Предуралья располагает богатейшим экспериментальным материалом по вопросам применения органических, известковых и минеральных удобрений на различных типах почв под каждую сельскохозяйственную культуру.

Издавна крестьянину было известно, что на бедных подзолистых Пермского края почвах получить урожайность зерна свыше 7 ц/га без применения навоза нельзя, а поэтому система содержания скота часто определялась не интересами получения животноводческой продукции, а требованиями полеводства. Навоз вывозили в паровое поле под озимую рожь, реже под ячмень, а на приусадебных участках его использовали под картофель и овощи. Однако, в «безлошадных» и «бескоровных» хозяйствах крестьяне не имели навоза в достаточных количествах, а поэтому не могли обеспечить себя хлебом из-за низкой урожайности всех культур и, прежде всего зерновых и картофеля.

Как отмечал доктор сельскохозяйственных наук, профессор А.С. Пискунов, «…в конце XIX и начале XX столетия в пермской деревне сложилось сочетание двух систем полеводства: трехпольной на так называемых «удворных» землях, вблизи от населенных пунктов, и переложнозалежной – на «окольных» землях, последние никогда не удобрялись из-за недостатка навоза и отдаленности. Некоторые земледельцы путем неосознанного эксперимента повышали плодородие таких почв за счет посева клевера и люпина».

Александр Сергеевич высоко ценил труды одного из начинателей агрнономического дела в Прикамье В.Н. Варгина.

«К числу пионеров в изучении действия органических и минеральных удобрений на Урале следует отнести В.Н. Варгина (1866-1935), – писал А. С. Пискунов. – Пермская губерния (центр г. Пермь) до 1923 года объединяла нынешний Пермский край, Свердловскую область, часть Челябинской, Курганской, Тюменской областей и Удмуртской республики. В.Н. Варгин длительное время работал губернским земским агрономом, а затем профессором агрономического факультета Пермского государственного университета.

Под его руководством впервые были проведены массовые полевые опыты с удобрениями по единым программам и схемам в различных поч- венно-климатических зонах региона, – писал А.С. Пискунов.– По результатам опытов им опубликованы две научные работы: «Цифровые данные учета показательных опытов по удобрению за 1892-1906 гг.» (Пермь, 1908) и «Цифровые данные учета показательных опытов по удобрению мине-

6

ральными туками на крестьянских полях Пермской губернии за 19071911 гг. (Пермь, 1912).

Вэтих научных трудах были подведены итоги 130 полевых опытов по применению суперфосфата, томасшлака, калийных солей. Опытами установлена высокая эффективность минеральных удобрений на основных типах почв Пермской губернии, результаты которых широко доводились до крестьян».

Водной из своих работ А.С. Пискунов подробно анализирует вклад В.Н. Варгина в уральскую науку:

«Роль В.Н. Варгина в изучении удобрений не ограничивалась постановкой массовых опытов в крестьянских хозяйствах. Им были организованы стационарные опытные поля при сельскохозяйственных обществах (Сосновско-Березовское и Кочевское), а затем создан проект сети опытных учреждений Пермской губернии, охватывающей все важнейшие природные зоны области: в 1913 году создана Пермская губернская опытная станция,

в1916 году – Камышловское и Шадринское опытные поля, в 1921 году – Менделеевское опытное поле, история организации которого весьма интересна. При организации опытной губернской станции В.Н. Варгин стал подбирать участок с типичными для Предуралья дерново-подзолистыми почвами для исследований. К 1914 году такой участок был найден в Карагайском районе. Землей владели несколько крестьян Чапыжской земельной общины. Предварительное соглашение о покупке земли состоялось в том же 1914 году, профессорами П.С. Костычевым и А.А. Красюк проведено обследование почв. В 1916 году Пермское губернское земство открыло опытное поле, и в этом же году стали возводить необходимые для работы постройки. Опыты начали проводить под руководством директора Н.А. Богомолова. В 1928 г. И.В. Тюриным было проведено повторное почвенное обследование. Опытное поле в этот период занимало 320 га пашни.

Первоначальная программа научно-исследовательской работы опытного поля была разработана В.Н. Варгиным. Главной задачей сельского хозяйства он считал решение кормового вопроса. В качестве основной кормовой культуры рассматривал клевер, а отсюда большинство работ было посвящено удобрению этой культуры: изучались дозы извести, совместное внесение суперфосфата и извести. Результаты опытов, проведѐнных в 1924 и 1926 годах, Н.А. Богомолов доложил в 1927 году на ученом совете в Научном институте по удобрениям, которые получили высокую оценку».

И в дальнейшем программа, разработанная В.Н. Варгиным, продолжала воплощаться в жизнь.

Впредвоенные годы 1929-30 гг. на Менделеевском опытном поле были заложены уникальные опыты с дозами извести в 7-польном полевом севообороте. Дозы извести были рассчитаны по 0,5 1,0 и 1,5 Нг. Последействие извести, внесенной по 1,0 и 1,5 Нг, было хорошо заметно даже

7

в1961 г. Из этого следует, какую великую значимость в повышении плодородия почв и урожайности сельскохозяйственных культур имеет известь. В опыте с формами известковых удобрений (известняковая мука, мел, доломитовая мука) было показано их высокое положительное действие и равноценность.

В1931 г. в связи с реорганизацией сети опытных учреждений (Пермской опытной станции и Менделеевского опытного поля) на базе второго была организована Уральская льняная опытная станция (УЗЛОС), вошедшая в сеть всесоюзного НИИ льна. В начале 30-х годов в Пермской области сеяли свыше 180 тыс. га льна, имеющего огромное значение для текстильной промышленности страны.

Вгоды Великой Отечественной войны (1941-45 гг.) работы на опытном поле не прекращались,– вспоминает профессор Пискунов.– Активно продолжали изучать действие известковых удобрений, их формы и сроки внесения академик Я.В. Пейве, кандидат с.-х. наук Е.А. Панова. В послевоенный период опыты продолжались С.Н. Демидовцевым, Л.А. Подоплеловой и В.И. Сергиенко. Показана роль золы в удобрении семенников клевера и льна. Я.В. Пейве впервые на Урале были поставлены опыты с бором на льне.

В1956 году в связи с реорганизацией научно – исследовательских учреждений УЗЛОС переведена на положение опытного поля и передана

введение областной опытной станции (как подразделение ликвидировано

в1966 г.).

С первых дней организации Пермской губернской станции большую научную работу в ней вели профессора Пермского госуниверситета А.Ф. Тюлин, Д.А. Сабинин.

А.Ф. Тюлин изучал групповой состав почвенных коллоидов, Д.А. Сабинин ставил уникальные вегетационные опыты по питанию растений. Он показал роль корневой системы в поглощении питательных элементов, установил, что растения поглощают питательные вещества избирательно на основе адсорбции и десорбции катионов и анионов почвенного раствора.

После разделения Пермской губернии на Пермскую и Свердловскую области, Пермская опытная станция в 1926 году реорганизована в районную Предуральскую, а в 1945 году снова в самостоятельную опытную станцию.

В этот период значительный вклад в развитие агрохимической науки внесли А.А Панов и Т.Н. Чудинова, первый занимался изучением действия форм известковых удобрений на плодородие почв и урожайность сельскохозяйственных культур, а вторая – удобрением овощных культур. В еѐ работах показана роль навоза при возделывании овощей, сроки и способы

8

внесения, доказано, что хорошо подготовленный навоз с успехом можно вносить под культивацию.

С 1962 по 1994 гг. отделом земледелия и агрохимии областной опытной станции руководила кандидат сельскохозяйственных наук С.И. Попова. Под ее руководством продолжались работы по известкованию дерновоподзолистых почв, по изучению действия и последействия органических удобрений в севооборотах. На основе этих работ подсчитан баланс гумуса и необходимое количество вносимых органических удобрений для обеспечения его бездефицитности.

Ф.И. Зиганьшиной и др. изучены рядковое внесение суперфосфата на темно-серых лесных почвах, потери гумуса за севооборот и в год, эффективность калийных удобрений в зависимости от известкования и доз азота с фосфором. В.А. Бугреевым исследована сравнительная отзывчивость на удобрения яровых зерновых культурах.

Е.М. Митрофановой изучено действие и последствие извести в севооборотах, периодичность еѐ внесения. Значительный вклад в повышение эффективности удобрений внесли работы Е.М. Киряковой, И.Д. Сосниной и Н.Я. Таракановой.

В1987 г. опытная станция переведена в статус научноисследовательского института сельского хозяйства. Заместителем директора института по научной работе был назначен кандидат сельскохозяйственных наук В.А. Бугреев. Под руководством его и доктора сельскохозяйственных наук С.И. Поповой впервые в зоне Урала поставлены факториальные опыты по изучению доз и соотношений элементов питания, которые позволяют оптимизировать дозы удобрений под различные сельскохозяйственные культуры.

Активно велись и ведутся в настоящее время работы по изучению отзывчивости новых интенсивных сортов зерновых культур на известкование, разные уровни минерального питания доктором с.-х. наук А.И. Косолаповой и другими учѐными.

В1928 году на территории Пермской области была организована Соликамская опытная станция по изучению эффективности форм калийных удобрений на почвах легкого механического состава. В ее организации непосредственное участие принимал В.Н. Прокошев, который впоследствии (с 1945 года) стал заведующим кафедрой растениеводства Пермского сельскохозяйственного института. В настоящее время опытная станция носит его имя. В организации Соликамской опытной станции, в разработке программы исследований принимали участие сотрудники научноисследовательского института удобрений и инсектофунгицидов (НИЦИФ) под руководством Д.Н. Прянишникова.

Кроме В.Н. Прокошева на Соликамской опытной станции работали доктора наук И.Г. Важенин, А.И. Коровин, кандидат наук Л.В. Васильева,

9

научные сотрудники В.И. Ботова, С.И. Рудометова, П.Н. Глазков, А.С. Аликин. Более 40 лет возглавлял опытную станцию кандидат с.-х. наук Г.Н. Беляев.

Более чем за 70-летний период существования Соликамской опытной станции ее сотрудниками (Вожениным И.Г, Коровиным А.И., Беляевым Г.Н., Васильевой Л.В., Глазковым П.Н., Аликиным А.С. и др.) изучено действие навоза, торфа, компостов, люпина, форм азотных, фосфорных, калийных, магниевых удобрений на урожайность и качество растений. Выявлены причины низкой эффективности физиологически кислых солей на кислых почвах.

По итогам научной работы станции опубликовано более 150 отдельных изданий и журнальных статей. Монография В.Н. Прокошева «Повышение плодородия песчаных и супесчаных почв дерновоподзолистого типа» (1952) удостоена Государственной премии имени Д.Н. Прянишникова и переведена на польский язык. Разработки опытной станции используются в химической туковой промышленности и специалистами сельского хозяйства.

В смутные годы никому не понятной «перестройки», при отсутствии финансирования, многие научные темы были закрыты, программы исследований сокращены до минимума, материальная база пришла в упадок, сократился штат сотрудников. Директору станции Г.Н. Беляеву в последние годы приходилось отбиваться от посягательств «реформаторов» со всех сторон, защищать и отстаивать интересы агрохимической науки. Тематика научных исследований остается актуальной и сегодня, она многообразна и обширна. Основное внимание уделяется изучению действия форм калийных удобрений на фоне органических, макро- и микроудобрений.

Большой вклад в развитие агрономической и агрохимической науки на Урале внесла и высшая школа. В 1925 г. в Пермском государственном университете профессором А.Ф. Тюлиным и доцентом А.Е. Возбуцкой создана первая на Урале кафедра агрохимии, следует отметить, что даже в Московской сельскохозяйственной академии им.К.А. Тимирязева кафедра агрохимии открыта позднее – в 1929 г. Под руководством А.Ф. Тюлина при участии А.Е. Возбуцкой, А.Г. Силина, Е.М. Быстровой на кафедре начаты исследования почвенного поглощающего комплекса и почвенной структуры основных типов почв Уральской области. Эти работы позволили определить электрокинетические свойства коллоидов, разработать теорию их группового состава и методику их фракционирования. А.Е. Возбуцкой в 1935 году опубликовано первое учебное пособие «Химия почв», которое выдержало три издания и не потеряло значения в сегодняшние дни.

Открытие в 1925 году на территории Пермской области Верхнекамского калийного месторождения (г. Соликамск, г. Березники) обусловило

10