CC BY
18
РАБОТЫ МОЛОДЫХ УЧЕНЫХ
КАЛИИНОЕ СОСТОЯНИЕ НЕОРОШАЕМЫХ И ОРОШАЕМЫХ АЛЛЮВИАЛЬНЫХ ДЕРНОВЫХ ПОЧВ ЗАБАЙКАЛЬЯ
М.Г. Меркушева, Л.Л. Убугунов, Л.Н. Болонева
Институт общей и экспериментальной биологии СО РАН
Наибольшее распространение пойменные остепнен-ные луга получили в поймах среднего и нижнего течения р. Уды и ее притоков, где выделен, согласно геоботаниче-скому районированию, Среднеудинский район остепнен-ных лугов (Ионычева, Зарубин, 1979). На территории данного района развиты пойменные твердовато-осоковые луга (около 30 тыс. га), китайсколеймусовые (свыше 6300 га) и триниусополевицевые (около 1600 га) луга.
В южной сухостепной подзоне наибольшие площади (3714 га) остепненные луга занимают в пойме нижнего течения р. Джиды (Волкова, Ляхова, 1979). Пойменные остепненные луга функционируют преимущественно в условиях атмосферного увлажнения на аллювиальных дерновых почвах, которые формируются в высокой части прирусловой поймы и на других повышенных ее участках на слоистых песчано-супесчаных или крупнопес-чано-галечниковых наносах, в связи с этим роль грунтовых вод во влагообеспечении очень незначительна. Экологическим фактором, лимитирующим продукционные процессы в данном типе лугов, является недостаток влаги.
Основная часть пойменных остепненных лугов интенсивно используется в качестве пастбищ. Пастбищные нагрузки, изменяя структуру и условия функционирования пойменных остепненных лугов (проективное покрытие, видовой состав, запасы ветоши и живых корней), постепенно снижают содержание гумуса и ухудшают физико-химические свойства почв, приводя к развитию эрозионных процессов. В результате этого пойменные остепненные биогеоценозы слабо выполняют барьерные функции в ландшафтах пойм.
В зависимости от состояния лугов (проективное покрытие, ботанический состав, режим использования, обеспеченность влагой и питательными веществами и т.д.) в системе мер по повышению их продуктивности главенствующая роль принадлежит орошению с внесением минеральных удобрений, в крайнем случае - соз-
данию сеяных травостоев.
В дерновых почвах отмечено высокое содержание валового калия, 2,41-3,39% и равномерное его распределение по профилю. Велики также и запасы калия, размеры которых существенно возрастают с глубиной. Так, в 0-20 см слое слоистой почвы запасы К2О составили 82,6 т/га, в слое 0-50 см - 201,2 и в слое 0-100 см - 368,8 т/га; в остепняющейся почве соответственно 86,9 т/га, 205,9 и 377,4 т/га.
Доступность калия растениям зависит от превращений его подвижных и неподвижных форм в почвах, т.е. процессов мобилизации и иммобилизации питательного элемента. Выраженность этих процессов определяется: типом почвы, степенью насыщенности ее калием, минералогическим составом, содержанием илистой фракции и энергией связи калия с гранулометрическими фракциями, внесением удобрений, фиксирующей способностью, а также их водным режимом (Убугунов, Убугуно-ва, 1999; Меркушева и др., 2006).
Изучаемые почвы различались по содержанию и соотношению форм калия (табл. 1). В перегнойно-
аккумулятивных горизонтах остепняющейся почвы количество обменного К2О в среднем в 5,5 раза превышало слоистую почву, необменного - в 1,9 раза. Однако водорастворимым калием слоистая почва была обеспечена лучше.
Силикатная форма К2О в дерновых почвах составляла 96-99,7% от его валового содержания. Основной причиной недостаточного образования подвижно-обменных форм калия в дерновых почвах был неблагоприятный водный режим. Поэтому для трав, как растений высокого выноса этого элемента, требуется дополнительное внесение калийсодержащих удобрений.
Объектами исследований служили аллювиальные дерновые остепняющиеся почвы в нижнем течении р. Оны (Хоринский р-н), используемые в качестве: 1) естественные пастбища; 2) сеяные злаковые травостои, оро-
1. Содержание и формы калия (К2О) в аллювиальных дерновых почвах
Горизонт Глубина, см Валовой К2О, % (п=3) Водорастворимая Обменная Необменная Силикатная
1 2 1 2 1 2 1 2
Дерновая слоистая
Ад 0-5 3,39±0,09 5,96 0,17 5,36 0,16 48,86 1,44 3330 98,2
А1 5-26 2,60±0,09 3,91 0,15 3,07 0,12 39,10 1,50 2554 98,2
Ві 26-48 2,53±0,06 3,43 0,13 1,74 0,07 22,35 0,88 2502 98,9
[А] 48-68 2,41±0,07 1,99 0,08 2,47 0,10 26,45 1,10 2379 98,7
В2 68-93 2,41±0,07 1,56 0,06 1,69 0,07 20,00 0,83 2387 99,0
Вв 93-103 2,41±0,08 1,08 0,04 3,31 0,14 25,61 1,06 2380 98,8
С 103-140 3,31±0,09 1,26 0,04 0,48 0,01 9,16 0,28 3299 99,7
Дерновая остепняющаяся
Ад 0-6 3,10±0,007 2,18 0,07 28,6 0,92 94,27 3,04 2975 96,0
А1 6-25 2,78±0,007 2,00 0,07 17,5 0,88 76,17 2,74 2684 96,5
ВСа 25-68 2,40±0,005 1,44 0,06 8,15 0,34 21,48 0,89 2369 98,7
С 68-100 2,68±0,006 0,82 0,03 3,39 0,13 6,82 0,25 2669 99,6
Примечание: в гра( )е 1 - мг/100 г; 2 - % от валового К2О.
2. Содержание, запасы и формы калия (К2О) в неорошаемых и орошаемых ___________аллювиальных дерновых остепняющихся почвах_________
Горизонт, глубина, см Валовой К2О, % п=5 Запасы, т/га 0-20 см 0-50 см Водорастворимая Обменная Необменная Силикатная
1 2 1 2 1 2 1 2
Злаково-разнотравно-твердоватоосочковое пастбище
Ад, 0-5 2,70±0,04 117,6±1,7 313,8±4,6 2,97 0,11 22,14 0,82 82,35 3,05 2592,54 96,02
Аь 5-20 4,20±0,06 2,52 0,06 32,76 0,78 111,72 2,66 4053,00 96,50
В, 25-35 4,14±0,05 1,66 0,04 8,28 0,20 43,88 1,06 4086,18 98,70
Сд, 55-65 4,25±0,06 0,85 0,02 4,25 0,10 14,45 0,34 4230,45 99,54
Сеяный злаковый травостой, 12 лет орошения
Ад, 0-5 2,10±0,03 100,4±1,5 299,1±4,9* 2,94 0,14 11,55 0,55 81,06 3,86 2004,45 95,45
Аь 5-20 3,86±0,06 4,25 0,11 13,12 0,34 127,77 3,31 3714,86 96,24
В, 25-35 4,14±0,06* 2,07 0,05 4,55 0,11 77,00 1,86 4056,38 97,98
Сд, 55-65 4,10±0,07* 0,82 0,02 1,64 0,04 41,41 1,01 4056,13 98,93
Пашня, 20 лет орошения
Апах., 0-20 3,08±0,04 98,6±1,3 298,6±4,46* 3,70 0,12 10,47 0,34 126,59 4,11 2939,24 95,43
В, 25-35 4,63±0,06 4,63 0,10 6,02 0,13 66,21 1,43 4590,55 99,15
Сд, 55-65 3,60±0,07 1,44 0,04 1,80 0,05 28,80 0,80 3567,96 99,11
Примечание: в графе 1 - мг/100 г; 2 - % от валового К2О. *Недостоверно к неорошаемой почве.
3. Влияние орошения на содержание калия в гранулометрических фракциях аллювиальных дерновых остепняющихся почв (слой почвы 0-20 см)
Размер частиц, м Содержание частиц, % Содержание К
абсолютное, % % к сумме фракций
Злаково- разнотравно-твердоватоосочковое пастбище (богара)
1-0,25 33 2,15 38,4
0,25-0,05 28 2,05 31,0
0,05-0,01 13 2,00 14,0
0,01-0,005 5 1,80 4,9
0,005-0,001 5 1,55 4,2
<0,001 12 1,15 7,5
Сеяный злаковый травостой, 12 лет орошения
1-0,25 18 2,10 23,7
0,25-0,05 21 2,20 28,9
0,05-0,01 19 1,85 22,0
0,01-0,005 9 1,30 7,3
0,005-0,001 15 1,40 13,2
<0,001 13 0,60 4,9
Пашня, 20 лет орошения
1-0,25 38 2,03 42,0
0,25-0,05 25 2,13 29,0
0,05-0,01 11 2,13 12,8
0,01-0,005 5 2,00 5,4
0,005-0,001 7 1,50 5,7
<0,001 11 0,85 5,1
шаемые 12 лет; 3) пашня, 20 лет орошения. Почвы находятся в непосредственной близости друг от друга в сходных геоморфологических условиях и развиваются на грубых песчано-галечниковых аллювиальных отложениях. Полив производится дождеванием. Изучение основных свойств почвы проводили методом ключевых аналогов.
Содержание валового калия в неорошаемых почвах высокое, хотя следует отметить относительную обедненность данным элементом дернового горизонта, что свойственно для почв пастбищных угодий. Распределение К2О по профилю почв равномерное. Соответственно большому количеству К2О также велики его запа-
сы (табл. 2). Длительное орошение данных почв привело к снижению содержания и запасов валового калия в слое почвы 0-20 см.
При орошении аллювиальных дерновых остепняющихся почв происходит увеличение доли водорастворимой и необменной форм К2О и уменьшение - обменного. Так, количество обменного калия снизилось от средней обеспеченности в неорошаемой почве до низкой - в орошаемых почвах, что обусловлено как возросшим его выносом с отчуждаемой фитомассой, так и фиксацией при увеличении смен циклов увлажнения и высушивания почв. Такие же закономерности распределения форм калия в орошаемых почвах отмечены в литературе (Пожилов, 1991; Жукова, Никитина, 1996; Конончук, Никитина, 2002).
При орошении происходит постепенное растворение минералов, гидролиз расположенных на их поверхности соединений, внедрение катионов раствора в межслоевое пространство набухающих минералов, особенно в верхнем слое почвы. Механизм разрушения минералов водой состоит в удалении катионов с поверхности в межслоевых промежутках набухающих минералов и в октаэдрах и тетраэдрах минералов, что приводит к уменьшению запасов зольных элементов (Лабенец и др., 1974).
Относительно высокое содержание калия в гранулометрических фракциях, кроме илистой, определялось обогащенностью данных почв полевыми шпатами. Абсолютное содержание калия постепенно и закономерно уменьшалось от крупного песка к илу (табл. 3). Длительное орошение снизило концентрацию калия в иле, что привело к уменьшению обогащенности почв обменным калием.
Таким образом, интенсивное использование аллювиальных дерновых почв под кормовыми угодьями в сухостепной зоне Забайкалья, а также их орошаемых аналогов без внесения минеральных удобрений приводит к ухудшению калийного состояния данных почв.
