Научная статья на тему 'Изменение щёлочности и солонцеватости чернозёмов обыкновенных деградированных при мелиорации удобрительно-мелиорирующими смесями'

Изменение щёлочности и солонцеватости чернозёмов обыкновенных деградированных при мелиорации удобрительно-мелиорирующими смесями Текст научной статьи по специальности «Сельское хозяйство, лесное хозяйство, рыбное хозяйство»

CC BY
223
44
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
ДЕГРАДАЦИЯ / ПОЧВА / МЕЛИОРАЦИЯ / УДОБРИТЕЛЬ-НО-МЕЛИОРИРУЮЩАЯ СМЕСЬ / КОМПОСТ / СОЛОНЦЕВАТОСТЬ / ЩЁЛОЧНОСТЬ / DEGRADATION / SOIL / RECLAMATION / FERTILIZATION-MELIORATION MIXTURE / COMPOST / ALKALESCENCY / ALKALINITY

Аннотация научной статьи по сельскому хозяйству, лесному хозяйству, рыбному хозяйству, автор научной работы — Шалашова Ольга Юрьевна

В статье проанализировано влияние удобрительно-мелиори-рующих смесей, применяемых в течение 6 лет, на щёлочность и солонцеватость чернозёма обыкновенного деградированного в результате поливов слабоминерализованной водой сульфатно-натриевого состава. Удобрительно-мелиорирующие смеси приготовлены из птичьего помёта, измельчённой соломы местных отходов сельского хозяйства и терриконовой породы, электролита травления стали местных отходов промышленности. Для сравнения помимо контроля взят вариант с компостом из птичьего помёта и фосфогипса. После проведения химической мелиорации этих почв удобрительно-мелиорирующими смесями щёлочность была устранена в первый год последействия, а солонцеватость снизилась до 30%. К 4-му году воздействия УМС чернозём приобрёл свойства несолонцеватых почв, а по степени деградации вошёл в категорию недеградированных земель.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по сельскому хозяйству, лесному хозяйству, рыбному хозяйству , автор научной работы — Шалашова Ольга Юрьевна

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

SOIL ALCALINITY CHANGES IN DEGRADED COMMON CHERNOZEMS AS RESULT OF RECLAMATION WITH FERTILIZATION-MELIORATIVE MIXTURES

The effect of fertilization-melioration mixtures, having been used during 6 years, on alkalinity of common chernozem soils degraded as result of irrigation with slightly mineralized water of sodium-sulfate composition has been analyzed. The fertilization-melioration mixtures consisted of poultry dung, chopped straw, waste products of local farming and industry crushed rock and steel pickling electrolytes. There was also carried out the trial including compost of poultry dung and phosphor-gypsum in addition to the control option. As result of chemical reclamation of the above soils with the fertilization-melioration mixtures, alkalinity was eliminated in the first year of aftereffects and alkalescency was reduced to about 30%. By the 4th year of experimental studies the chernozem soil had acquired the properties of non-alkaline one and as to degradation level this soil entered into the category of non-degraded soils.

Текст научной работы на тему «Изменение щёлочности и солонцеватости чернозёмов обыкновенных деградированных при мелиорации удобрительно-мелиорирующими смесями»

Расчётная ордината гидромодуля для всей площади по природно-климатическим

зонам в среднесухой год, л/с • га

Природная зона Коэффициент увлажнения ки Севооборот Расчётная потребность в оросительной воде (нетто) Оросительная норма, м3/га

м3/га • сут л/с • га

Лесная 0,86-1,2 30-35 0,35-0,4 1200

Лесостепная 0,51-0,86 зерно- 35-50 0,41-0,55 2100

Степная 0,41-0,5 кормовые 45-60 0,50-0,70 3100

Сухостепная 0,31-0,4 и овоще- 60-75 0,70-0,85 4000

Полупустынная 0,19-0,3 кормовые 70-90 0,80-1,05 4800

Пустынная 0,05-0,18 80-100 0,90-1,15 5600

ния оросительной сети и другими рекомендациями, нормативами и методическими документами.

При проектировании оросительной сети устанавливаются типы каналов и разрабатываются мероприятия по борьбе с фильтрацией, определяется общая и удельная протяжённость по видам и типам сети. Оросительная сеть в зависимости от рельефа местности (уклона) и на основании технико-экономических расчётов может проектироваться трубчатой (трубопроводы), лотковой, открытой (с облицовкой и без неё) или комбинированной.

На землях с очень малыми уклонами (0,0001— 0,0005) экономически целесообразно оросительную сеть выполнять открытой и в земляном русле. В то же время на землях с малыми уклонами (0,0005—0,001) она выполняется в бетонной облицовке также открытой. При средних уклонах (0,001—0,006) и при больших уклонах (свыше 0,006) оросительную сеть выполняют соответственно в лотках и закрытых трубопроводах.

Расположение оросительной сети проектируется в увязке с рельефом местности и требованиями рациональной организации орошаемой территории, а также в соответствии с принятыми способами орошения и техникой полива.

Расчётные расходы внутрихозяйственных распределителей первого и второго порядков определяются по формуле:

Онетто в.р. ^'нетто в.р. Охоз., 55 0,50 27,5°,

где Онетто в.р. — нормальный расчётный расход воды внутрихозяйственного распределителя без учёта потерь, м3/сек; ^нетто — расчётная поливная площадь, обслуживаемая данным каналом, га;

Охоз. — расчётная ордината гидромодуля для всей площади сельскохозяйственного предприятия или хозяйства, л/сек (табл.). Предлагаемая формула расчётного расхода воды внутрихозяйственных распределителей будет выглядеть следующим образом:

О = ^ • О • К=

нетто в.р. нетто в.р. хоз.

= 55 • 0,50 • 5% = 26,12,

где Онетто в.р. — нормальный расчётный расход внутрихозяйственного распределителя без учёта потерь, м3/сек;

^нетто — расчётная поливная площадь, обслуживаемая данным каналом, га; Охоз. — расчётная ордината гидромодуля для всей площади сельскохозяйственного предприятия или хозяйства, л/сек; К — уклон местности от 0,1 до 1,0. К условиям Кыргызской Республики следует применять средний коэффициент уклона местности, который будет составлять 0,5%.

Таким образом, при оптимальном размещении оросительной и коллекторно-дренажной сети с учётом применения коэффициента уклона местности от расчётной ординаты гидромодуля расход воды будет уменьшен, а значит, оплата за оросительную воду сократится. Это в свою очередь повысит экономическую эффективность использования орошаемых земель.

Литература

1. Шумаков Б.Б. Мелиорация и водное хозяйство. Орошение: справочник. М.: ВО «Агропромиздат», 1990. Т. 6. 415 с.

2. Волков С.Н., Денисов В.В. Землеустройство в Кыргызской Республике. Бишкек, 2010. С. 385—389.

3. Суюмбаев Дж.А. Комплексная мелиорация орошаемых земель Кыргызстана. Бишкек, 2000. 208 с.

Изменение щёлочности и солонцеватости чернозёмов обыкновенных деградированных при мелиорации удобрительно-мелиорирующими смесями

О.Ю. Шалашова, к.с.-х.н., НИМИ ФГБОУ ВО Донской ГАУ производстве земель, для улучшения состояния

природных солонцов и солонцеватых почв, а также Для полного исследования всего потенциала для восстановления плодородия чернозёмов, осо-плодородия используемых в сельскохозяйственном лонцованных в результате орошения слабоминера-

лизованной водой сульфатно-натриевого состава, необходимо проводить химическую мелиорацию. Только при вложении средств на восстановление плодородия почв, благодаря которому и получают высокие урожаи, можно добиться высокой эффективности сельскохозяйственного производства.

По сравнению с 1990 г. произошло резкое сокращение орошаемых земель. Согласно мелиоративному кадастру на 01.01.2014 г. в Южном федеральном округе площадь орошения составляла 755,75 тыс.га, а в 1990 г. — 2707,1 тыс. га [1]. К тому же те мероприятия по повышению плодородия земель, которые проводились согласно программе ФЦП «Плодородие», осуществлялись некомплексно и не всегда своевременно. Большая часть орошаемых земель, например в Ростовской области, не была промелиорирована из-за дороговизны доставки фосфогипса — наиболее ценного мелиоранта, имеющего кислую среду [2—4].

Исходя из этого наиболее актуальным вопросом при мелиорации солонцовых почв является разработка новых видов мелиорантов из местных отходов промышленности и сельского хозяйства, а также необходимость вернуться к использованию местных минеральных кальцийсодержащих залежей.

Раньше для мелиорации почв использовались природные материалы — гипс, глиногипс [5]. Однако мелиорация с их применением не получила широкого распространения, так как они имеют нейтральную реакцию и применимы в основном для улучшения солонцовых почв с аналогичной реакцией.

Солонцовые почвы, особенно вторично солонцеватые, образованные под влиянием антропогенного воздействия помимо обменного натрия имеют щёлочность. Поэтому более актуальным является использование в качестве мелиорантов неутилизируемых промышленных кальций- и кислотосодержащих отходов (фосфогипса, тер-риконовой породы, электролита травления стали и другие) [5—7].

Учитывая то, что солонцеватые почвы мало-гумусированные, требуется внесение органики. Исследования показали, что внесение фосфогипса и навоза на орошаемые земли служит хорошей защитой против осолонцевания и ощелачивания, особенно при поливах водой неблагоприятного состава [5].

Но раздельное внесение мелиоранта и органики приводит к большим затратам, поэтому нами созданы такие удобрительно-мелиорирующие смеси (УМС), при одноразовом внесении которых снижалась солонцеватость, устранялась щёлочность, а в почве создавались условия для восстановления гумуса [4].

Цель исследования — изучить влияние УМС, приготовленных из местных отходов промышленности (терриконовой породы (Т. п), электролита травления стали (ЭТС) и отходов сельского хозяй-

ства (птичьего помёта (П. п.), измельчённой соломы (Сол.) на изменение солонцеватости и щёлочности чернозёмов обыкновенных деградированных в результате поливов слабоминерализованной водой (1,4—1,7 г/дм3) сульфатно-натриевого состава.

Материал и методы исследования. Полевой опыт заложен в октябре 2007 г. в ГП «Батайское» Аксайского р-на Ростовской области на 2-й террасе Нижнего Дона.

Почвенный покров опытного участка представлен чернозёмом обыкновенным деградированным в результате длительного орошения слабоминерализованной водой (1,5—1,7 г/дм3) сульфатно-натриевого состава.

Схема опыта:

1. Контроль;

2. Компост (П.п + Ф-1:1)- 19 т/га;

3. УМС (П. п. + Т. п. + ЭТС - 2:1:1) - 33 т/га;

4. УМС (П. п. + Т. п. + ЭТС - 1:1:2) - 22 т/га;

5. УМС (П. п. + ЭТС + Сол. - 1:2:1) - 26 т/га;

6. УМС (П. п. + Т. п. + ЭТС + Сол - 1:1:2:1) -26 т/га.

В качестве индикатора достижения оптимального результата в снижении деградационных процессов на чернозёме использовался компост, приготовленный из птичьего помёта и фосфогипса (Ф), завезённого из других регионов [8].

Дозы компоста и УМС рассчитывали на полное вытеснение натрия из ППК и замещение его на кальций [9].

Эти мелиорирующие средства вносились осенью 2007 г. под основную вспашку, в последующие годы изучалось их последействие.

Площадки для отбора образцов почв и учёта урожайности сельскохозяйственных культур из года в год оставались постоянными. Повторность опыта - трёхкратная. Поливы производились дождеванием машиной ДДА-100МА. Поливные нормы рассчитывали по формуле Костякова. Расчётный слой - 0-60 см. Оросительные нормы составляли в зависимости от обеспеченности осадками от 800 м3/га на озимой пшенице и до 3400 м3/га на люцерне. Агротехника - общепринятая для Ростовской области, согласно рекомендациям зональных систем земледелия.

Результаты исследования. До мелиорации чернозёмов обыкновенных деградированных рН водной суспензии в них составляла 8,1 ед. в слое 0-20 см, в слое 0-40 см - 8,15, что позволяло отнести почвы к категории среднещелочных. Глубже этот показатель увеличивался до 8,6 ед., и почва стала сильнощелочной. Это подтвердили расчёты, сделанные по водной вытяжке с использованием методики Бобкова и Зимовца (табл. 1) [9]. В слое 0-40 см и в целом в метровом слое щёлочность по Зимовцу составляла соответственно 1,4 и 1,3 ммоль/100 г.

Состав ППК свидетельствует о наличии средней солонцеватости, определяемой по содержанию

обменного натрия (№) по всему метровому слою. При этом в слое 0-40 см его количество составляло 11%, а в слое 0-100 см - 10% от X ППК.

Результаты исследований показали, что щёлочность по всем мелиорируемым вариантам была устранена в первый год последействия и в течение 6 лет себя не проявляла. Почвы оставались нещелочными, а именно НСО3- оставалось меньше Са2+ (по Бобкову), а Са2+ > НСО3- (по Зимовцу).

На контроле, где удобрительно-мелиорирующие средства не вносились, щёлочность по Зимов-цу составляла в первый год последействия 1,56 ммоль/100 г, а в последующие годы - от 1,4 до 1,6 ммоль/100 г, т.е. почвы на этом варианте, как и до мелиорации, оставались среднещелочными. Другая картина складывалась по солонцеватости, а именно по воздействию компоста и различных УМС на содержание обменного натрия в ППК (табл. 2).

На контроле изменений в содержании обменного натрия в течение шести лет не произошло, поэтому чернозём оставался деградированным, а почва - среднесолонцеватой. Компост, приготовленный из птичьего помёта и фосфогипса, проявил своё мелиорирующее воздействие на вытеснение N из ППК уже в первый год последействия этого средства. Содержание обменного № снизилось с 11 до 5%, т.е. натриевая солонце-ватость уменьшилась в 2,2 раза. К третьему году последействия чернозём, промелиорированный этим средством, по классификации Антипо-ва-Каратаева стал относиться к несолонцеватым разновидностям [9].

Однако по Зимовцу наличие 3% N опасно для чернозёмов [10]. К пятому году воздействия этот

мелиорант посодействовал дальнейшему снижению солонцеватости (до 1% обменного N от У ППК), а к шестому году последействия проявилось восстановление этого негативного свойства, но пока почвы оставались несолонцеватыми. Рассматривая динамику обменного натрия на этом варианте, можно отнести это средство к быстродействующему мелиоранту.

Удобрительно-мелиорирующие смеси по своей мелиорирующей активности - медленнодействующие средства, но более продолжительные по своему воздействию на состав ППК.

Как видно по таблице 2, содержание обменного натрия в первый год последействия по всем вариантам с УМС уменьшилось всего на 18-27% (П.п. + Т.п. + ЭТС) и на 36% (П.п. + ЭТС + Сол.). При этом следует отметить, что воздействие на вытеснение № из ППК увеличивалось при внесении УМС, в которых содержалось больше ЭТС, и мелиорант имел более кислую реакцию. На второй год последействия УМС чернозём продолжал оставаться в категории слабосолонцеватых почв и только к 4-му году исследований почвы достигли величин 2-3% обменного N от У ППК, а к 5-му году почти по всем вариантам содержание обменного № составило всего 1%, что благоприятно для чернозёмов. Однако в почвах этих вариантов к 6-му году исследований пока не произошло увеличение содержания обменного как и на вариантах с компостом. Но в то же время на вариантах (3, 4, 6), промелиорированных УМС с более высоким содержанием ЭТС, количество обменного N в этот год составляло всего 1%, т.е. восстановления со-лонцеватости пока не наблюдается.

1. Щёлочность и состав почвенного поглощающего комплекса чернозёма обыкновенного, длительно орошаемого до мелиорации

Слой почвы, см РН ^ ^водной суспензии Щёлочность, ммоль / 100 г ППК

НСО3- > Са2+ + Мй2+, по Бобкову НСО3- - Са2+ + Ыа+ + МЙ2+, по Зимовцу ммоль / 100 г % от суммы

Са2+ МЙ2+ Ыа+

0-20 8,1 0,88>0,83 1,4 30,8 70 18 12

20-40 8,2 0,84>0,72 1,4 31,9 71 18 11

40-60 8,6 1,01>0,64 1,3 31,5 70 23 7

60-80 8,6 0,86>0,57 1,1 30,1 69 22 9

80-100 8,6 0,95>0,65 1,3 19,2 68 21 11

0-40 8,15 0,86>0,77 1,4 31,4 71 18 11

0-100 8,42 0,91>0,68 1,3 28,7 70 20 10

Вариант опыта Обменный Ыа, % от Е ППК

до мелиорации год последействия

1-й 2-й 3-й 4-й 5-й 6-й

Контроль 11 11 12 10 10 10 10

Компост (П. п + Ф - 1:1) - 19 т/га 11 5 4 3 3 1 2

УМС (П. п. + Т.п. + ЭТС - 2:1:1) - 33 т/га 11 8 6 4 2 1 1

УМС (П. п. + Т.п. + ЭТС - 1:1:2) - 22 т/га 11 8 6 4 3 1 1

УМС (П. п. + ЭТС + Сол. - 1:2:1) - 26 т/га 11 9 7 5 3 2 2

УМС (П. п. + Т. п. + ЭТС + Сол - 1 1:2:1) - 26 т/га 11 7 6 4 2 1 1

2. Изменение солонцеватости в слое 0-40 см чернозёма обыкновенного деградированного при химической мелиорации

Выводы. 1. Чернозёмы обыкновенные деградированные (в результате поливов слабоминерализованной водой сульфатно-натриевого состава) до химической мелиорации относились к сильнощелочным почвам (НСО3— — Са2+ + + Mg2+ = 1,56 ммоль/100 г), а по содержанию обменного натрия в ППК — к среднесолонцеватым разновидностям (11% от У ППК).

2. После проведения химической мелиорации этих почв удобрительно-мелиорирующими смесями щёлочность была устранена в первый год последействия этих средств и не была восстановлена в течение последующих шести лет.

3. Под влиянием УМС солонцеватость снизилась в первый год последействия на 18—27% (П.п. + Т.п. + ЭТС) и на 36% (П.п. + ЭТС + Сол.). Положительное воздействие на этот процесс оказывали УМС, в которых преобладающим компонентом был ЭТС.

Сравнивая по времени влияния на солонцева-тость почв, компост следует отнести к быстродействующим мелиорирующим средствам, а УМС — к средствам более замедленного действия.

4. К 6-му году исследований чернозём на всех промелиорированных вариантах остаётся несолонцеватым, но тенденция к восстановлению солонцеватых свойств уже прослеживается на варианте с быстродействующим компостом.

5. Удобрительно-мелиорирующие смеси, приготовленные из местных отходов промышленности и сельского хозяйства, уже в первый год

последействия устранили в чернозёме щёлочность и снизили солонцеватость до 30%, а к 4-му году их воздействия чернозём приобрёл свойства несолонцеватых почв, а по степени деградации вошёл в категорию недеградированных земель.

Литература

1. Мелиоративный кадастр [Электронный ресурс]. URL: http: mcx-dm.ru /gts, 2014.

2. Окорков В.В. Использование фосфогипса в земледелии // Плодородие. 2013. № 1. С. 20-25.

3. Докучаева Л.М., Юркова Р.Ю., Шалашова О.Ю. Использование фосфогипса и фосфогипсосодержащих мелиорантов для мелиорации солонцовых почв в условиях орошения //Научный журнал Российского НИИ проблем мелиорации: электрон. период. изд./ Рос.науч.-исслед.ин-т проблем мелиорации. Электрон. журн. Новочеркасск: РосНИИПМ, 2012. № 3 (07). 13 с. [Электронный ресурс] URL: http://www.rosniipm-sm.ru/ archive?n = 1&id=17.

4. Шалашова О.Ю. Новые удобрительно-мелиорирующие средства для мелиорации деградированных почв // Сборник научных трудов НГМА. Новочеркасск, 2008. С. 56-62.

5. Скуратов Н.С., Шалашова О.Ю. и др. Мелиорация солонцовых почв в условиях орошения. Новочеркасск: Изд-во «НОК», 2005. 180 с.

6. Докучаева Л.М., Скуратов Н.С. Использование промышленных отходов для повышения плодородия солонцовых почв // Пути повышения плодородия орошаемых земель Ростовской области. Ростов-на-Дону, 1985. С. 37-44.

7. Семендяева Н.В. Теоретические и практические аспекты химической мелиорации солонцов Западной Сибири. Новосибирск, 2005. 154 с.

8. Долина Е.В., Шалашова О.Ю. Влияние удобрительно-мелиорирующих компостов на свойства чернозёма обыкновенного деградированного // Пути повышения эффективности орошаемого земледелия: сб. науч. тр. / ФГНУ РосНИИПМ. Новочеркасск: ООО «Геликон», 2007. Вып. 37. С. 33-39.

9. Скуратов Н.С. Докучаева Л.М., Шалашова О.Ю. и др. Руководство по контролю и регулированию почвенного плодородия орошаемых земель при их использовании. Новочеркасск, 2000. 86 с.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

10. Зимовец Б. А., Хитров Н.Б. и др. Оценка деградации орошаемых почв // Почвоведение. 1998. № 9. С. 1119-1125.

Эффективность многолетнего сочетания систем почвозащитной обработки и удобрений в полевом севообороте предгорно-степного Крыма

Н.Г. Осенний, к.с.-х.н., профессор, А.В. Ильин, к.с.-х.н., Л.С. Веселова, к.с.-х.н., АБиП ФГАОУ ВО Крымский ФУ

В конце ХХ столетия широко применялись старые, традиционные системы земледелия, при которых интенсивно проявлялись процессы эрозии, происходила деградация почвы, снижалось содержание в ней гумуса, ухудшались агрофизические и агрохимические свойства почвы, увеличивалась засорённость полей. В результате отмечалось ухудшение экологической обстановки, что в условиях Крымского полуострова снижало его статус как международной здравницы.

Высокие дозы минеральных удобрений, которые применяются в интенсивном земледелии, негативно влияют на почву из-за повышенной концентрации растворов и ухудшения некоторых агрохимических и водно-физических свойств (кислотность, ёмкость поглощения, структурное состояние), на которые положительно воздействует органическое

вещество. Поэтому наиболее целесообразно применять в сочетании органические и минеральные удобрения [1].

Сочетание различных приёмов обработки почвы и внесения удобрений имеет большое практическое и теоретическое значение.

Приёмы обработки и системы обработки почвы зависят от применяемых орудий и глубины их проведения. В сочетании с удобрениями они изменяют их дифференциацию в почве, которая, безусловно, определяет и эффективность самих удобрений. Особенно это касается органических удобрений, степень разложения и гумификация которых в значительной мере зависят от глубины заделки и влажности слоя почвы, в котором они размещаются.

В 1993—1996 гг. М.А. Габибов провёл исследования по изучению способов заделки органических и минеральных удобрений в звене севооборота. Результаты исследований показали, что преиму-

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.