CC BY
8УДК 631.45:631.67.03
ПИТАТЕЛЬНЫЙ РЕЖИМ ПОЧВЫ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ ЕЕ ВОДНОГО РЕЖИМА И ВИДА ОРОСИТЕЛЬНОЙ ВОДЫ
М.У. Ляшко, к.б.н., А.В. Шуравилин, д.с.-х.н., Н.Н. Бушуев, к.б.н., В.Т. Скориков, к.с.-х.н.,
Раджех Амен Яхья Мохаммед, РУДН
Представлены результаты исследований влияния водного режима почв при поливе сточными водами на питательный режим горных красно-бурых почв северного Йемена. Установлено, что при поливах городскими сточными водами и повышенном режиме предполивной влажности почвы содержание подвижных форм элементов питания в слое почвы 0-30 см повышалось по сравнению с поливом грунтовой водой. Содержание аммонийного азота повышалось на 42,7-46,8%, подвижного фосфора — 5,7-28,5 и обменного калия на 23,439,4%.
Ключевые слова: северный Йемен, горная красно-бурая почва, городские сточные воды, грунтовые воды, режим орошения кукурузы, питательный режим, валовое содержание, подвижные формы.
В северном Йемене большие площади сельскохозяйственных угодий размещены на горных красно-бурых почвах, характеризующихся относительно небольшим содержанием гумуса, низким естественным плодородием и неудовлетворительным питательным режимом. При недостатке природной воды использование для орошения городских сточных вод, богатых питательными веществами, позволяет не только безопасно их утилизировать, но и повысить плодородие почв. На это указывают результаты многочисленных исследований [1-3].
Объекты и методы исследований. Исследования были проведены в 2007-2009 гг. в крестьянском (фермерском) хозяйстве «Мукбил», расположенном в районе г. Хаджа в северной части республики Йемен. На территории хозяйства был заложен полевой опыт, в котором при различном предпо-ливном режиме влажности почвы изучали влияние грунтовых и городских сточных вод на питательный режим почвы. Почва участка - горная красно-бурая легкосуглинистая. В верхнем слое почвы (0-30 см) содержание гумуса составляет 0,690,81%; рН - 7,0-7,4; азота общего - 0,013-0,017%; подвижного фосфора - 1,12-1,80 мг/100г; обменного калия - 30,2-42,1 мг/100г. Плотность сложения составляет 1,26-1,29 г/см3; пористость 49,6-51,5%; наименьшая влагоемкость - 25,4-25,8% от массы.
Городские сточные воды (г. Хаджа) использовали для поливов после очистки, смешанные воды получали в результате разбавления сточных вод с грунтовыми в соотношении 1:1, грунтовые воды откачивали из скважины.
Обеспеченность основными элементами питания сточных вод средняя (азота общего 44,67 мг/л, калия-31 мг/л и фосфатов - 19,2 мг/л в среднем за 2007-2009 гг.). Содержание нитратов в очищенной сточной воде составляло в среднем 15,6 мг/л, а нитритов- 0,92 мг/л. Подробный состав условно очищенных сточных вод и оросительные нормы опубликованы в предыдущем номере журнала [4].
В опыте возделывали кукурузу среднеспелого сорта Теха-ма на зеленую массу при трех водных режимах почвы. Режим предполивной влажности поддерживали на уровне: 1) 70-7070 % НВ; 2) 70-80-70 % НВ; 3) 80-80-80 % НВ. В варианте 7080-70% НВ он применялся дифференцированно по межфазным периодам: (80% НВ - в фазе 11-й лист - молочная спелость). Во всех вариантах опыта оценка агрохимических свойств почв проводили по общепринятым методикам. Урожайность определяли вручную путём уборки учётных делянок.
Результаты и их обсуждение. По нашим данным, трехлетнее орошение городскими сточными и смешанными водами способствовало повышению валового содержания азота, фосфора и калия при всех рассматриваемых уровнях водного режима почвы. В среднем за три года (2007-2009 гг.) ороше-
ние сточными водами повысило валовое содержание азота с 0,15 до 0,17 %, фосфора с 0,19 до 0,21 и калия с 1,45 до 1,70 %. С увеличением режима предполивной влажности почвы до 80-80-80 %НВ отмечалась тенденция повышения содержания валового азота, фосфора и калия в слое почвы 0-30 см, соответственно, с 0,16 до 0,19, с 0,20 до 0,23 и с 1,50 до 1,76 % (табл. 1). При поливах кукурузы грунтовыми водами в течение трех лет также отмечено повышение валового содержания элементов питания в слое почвы 0-30 см по сравнению с исходным содержанием, но в значительно меньших размерах.
В целом за три года орошения городскими сточными водами в слое почвы 0-30 см валовое содержание азота увеличилось с 0,14-0,15 % до 0,20-0,22 %, фосфора - с 0,18 до 0,220,25 % и калия - с 1,41-1,47 до 1,72-1,82%.
1. Содержание валового азота, фосфора, и калия в почве при орошении кукурузы, возделываемой на зеленую массу в 20072009гг., % (в табл. 1-2 вид оросительной воды: грунтовая (ГР), смешанная (СМ), сточная (СТ))
Вид оросительной воды
Водный режим почвы
70-70-70 %НВ 70-80-70 %НВ 80-80-80 %НВ
N | P2O5 | K2O N | P2O5 | K2O N 1 P2O5 | K2O
Исходные данные
0,14 0,18 1,38 0,14 0,18 1,38 0,14 0,18 1,38
2007 г.
ГР 0,14 0,18 1,41 0,14 0,18 1,45 0,15 0,18 1,47
СМ 0,15 0,18 1,53 0,15 0,19 1,55 0,16 0,19 1,59
СТ 0,15 0,19 1,68 0,16 0,19 1,70 0,17 0,20 1,72
2008 г.
ГР 0,15 0,19 1,45 0,15 0,20 1,49 0,16 0,21 1,51
СМ 0,16 0,20 1,55 0,16 0,21 1,58 0,17 0,22 1,64
СТ 0,17 0,21 1,69 0,18 0,22 1,71 0,18 0,23 1,73
2009 г.
ГР 0,16 0,20 1,48 0,17 0,21 1,52 0,18 0,22 1,53
СМ 0,18 0,21 1,59 0,19 0,22 1,65 0,20 0,23 1,67
СТ 0,20 0,22 1,72 0,21 0,23 1,80 0,22 0,25 1,82
Среднее за 2007-2009 гг.
ГР 0,15 0,19 1,45 0,15 0,20 1,49 0,16 0,20 1,50
СМ 0,16 0,20 1,56 0,17 0,21 1,59 0,18 0,21 1,63
СТ 0,17 0,21 1,70 0,18 0,21 1,74 0,19 0,23 1,76
При поливах смешанными водами также отмечено повышение содержания тех же элементов, но в меньших пределах. С увеличением режима предполивной влажности почвы сохранялась тенденция к повышению валового содержания питательных элементов в слое почвы 0-30 см при всех рассматриваемых источниках оросительной воды.
Содержание доступных питательных элементов в слое почвы 0-30 см при поливах сточными и смешанными водами заметно увеличивалось, хотя с увеличением предполивной влажности отмечено некоторое улучшение питательного режима и при поливе грунтовыми водами (табл. 2). При режиме влажности почвы 70-70-70 %НВ в слое почвы 0-30 см содержание аммонийного азота за три года орошения сточными водами увеличилось с 7,2 до 11,2 мг/кг, или на 55,6%, а при поливах смешанными водами на 26,4% по сравнению с исходным содержанием.
Орошение грунтовой, смешанной сточной водой в течение трех лет способствовало накоплению подвижного фосфора и обменного калия в слое почвы 0-30 см. При режиме влажности почвы 70-70-70%НВ содержание подвижного фосфора увеличилось, соответственно, на 1,2%, 6,8% и 10,7%, а содержание обменного калия на 3,2, 21,6 и 31,2%. При поддержании влажности почвы 80-80-80%НВ по сравнению с режимом влажности 70-70-70%НВ содержание подвижных пита-
тельных элементов в течение трех лет увеличилось. При этом значительные увеличения отмечены при поливе смешанными и городскими сточными водами. Содержание аммонийного азота в верхнем слое почвы увеличилось на 43,1% при поливе смешанной водой и на 68,2% при поливе городскими сточными водами. Содержание подвижного фосфора за этот период увеличилось, соответственно, на 26,7% и на 47,6%, а обменного калия - на 39,2% и на 56,8%.
2. Содержание элементов питания, мг/кг, в слое почвы 0-30 см при
Водный Вид ороси- Год N-NH4 N-NO3 P2O5 K20
режим тельной воды
почвы
Исходные данные 7,2 0,70 9,80 125
ГР 2007 7,4 0,70 9,80 126
СМ 8,6 0,75 9,93 141
СТ 10,3 0,84 10,14 153
В ГР 2008 7,5 0,74 9,85 128
К S? СМ 8,8 0,81 10,01 145
о СТ 10,6 0,89 10,28 157
г^ о ГР 2009 7,7 0,80 9,92 129
Гр СМ 9,1 0,86 10,47 152
СТ 11,2 0,95 10,85 164
ГР Среднее 7,5 0,75 9,86 128
СМ 8,8 0,81 10,14 146
СТ 10,7 0,89 10,42 158
ГР 2007 7,4 0,72 9,94 129
СМ 8,8 0,77 10,38 148
СТ 10,5 0,86 11,06 161
§ ГР 2008 7,6 0,78 9,95 130
СМ 9,1 0,84 10,50 154
о СТ 10,8 0,95 12,16 168
г^ о ГР 2009 7,7 0,79 9,97 131
00 СМ 9,7 0,89 10,89 157
СТ 11,5 0,98 12,45 172
ГР Среднее 7, 6 0,76 9,95 130
СМ 9,2 0,83 10,59 153
СТ 10,9 0,93 11,89 167
ГР 2007 7,5 0,78 9,95 130
СМ 8,9 0,96 10,52 161
СТ 10,7 1,08 11,59 174
В ГР 2008 7,7 0,79 9,97 132
к СМ 9,4 1,03 11,43 168
ä? о СТ 11,2 1,14 12,54 182
00 о ГР 2009 7,8 0,81 10,11 135
00 СМ 10,3 1,08 12,42 174
00 СТ 12,1 1,22 14,46 196
ГР Среднее 7,7 0,79 10,01 132
СМ 9,5 1,02 11,46 168
СТ 11,3 1,15 12,86 184
Таким образом, содержание подвижных форм элементов питания в верхнем слое почвы повышалось как за счет приноса их оросительными водами, так и с увеличением режима предполивной влажности почвы.
Методом регрессионного анализа данных полевого опыта доказана высокая степень зависимости (К2=0,93-0,97) содержания питательных элементов в верхнем слое почвы (0-30 см) от оросительной нормы и количества питательных веществ в сточной воде.
При режиме предполивной влажности почвы 70-70-70%НВ за трехлетний период орошения в почву вместе со сточной
водой поступило 636,1 кг/га общего азота, 446,3 кг/га калия и
273.4 кг/га фосфора, а в среднем за каждый год исследования - 212,0, 148,8 и 91,1 кг/га соответственно. При поливах смешанной сточной водой за три года в почву поступило 389,3 кг/га общего азота (в том числе 281,8 кг/га аммонийного и 131,6 кг/га нитратного), 237,8 кг/га калия и 142,4 кг/га фосфора, а в среднем за три года эти показатели, соответственно, составляли 129,8, 79,3 и 47,5 кг/га. Наименьшее количество питательных элементов в почву за три года поступило вместе грунтовой водой: 75,1, 104,6 и 2,4 кг/га.
Повышение уровня увлажненности почвы до 80-80-80%НВ благоприятно сказалось на накоплении питательных элементов в почве по сравнению с режимами 70-70-70%НВ и 70-80-70%НВ. При этом с грунтовой водой в почву поступило за три года: 94,8 кг/га общего азота, 131,8 кг/га калия и 3,0 кг/га фосфора; со смешанной сточной водой, соответственно, 491,6, 299,9 и 180 кг/га, а со сточной водой - 803,5, 563,8 и
345.5 кг/га.
При этом при поливах грунтовой, смешанной сточной водой ежегодно в почву поступало, соответственно, общего азота 31,6, 163,9 и 267,8 кг/га, калия-43,9, 100 и 187,9 кг/га и фосфора - 10, 60 и 115,2 кг/га.
Полученные данные показывают, что при поливах кукурузы сточными водами ежегодное поступление общего азота превышало его поступление в почву с грунтовой водой в 8,5 раза, а при поливах смешанной водой - в 5,2 раза. Калия, соответственно, в 4,3 и 2,3 раза. Следует отметить, что фосфор в грунтовой воде практически отсутствовал. Ежегодное поступление этого элемента в почву при поливах сточной водой было в 1,9 раза больше, чем при внесении со смешанной сточной водой.
Таким образом, поливы кукурузы, возделываемой на зеленую массу, сточной и смешанной водой оказывают благоприятное воздействие на питательный режим почвы. Причем при поливах условно очищенными сточными водами количество питательных веществ, поступивших в верхний слой, обеспечивает оптимальный баланс питательных элементов в почве, позволяющий получать достаточно высокие урожаи кукурузы (45,75-55,75 т/га) даже без внесения удобрений. Однако дополнительное внесение органических и минеральных удобрений способствует воспроизводству плодородия почв, сохранению положительного баланса питательных элементов и росту урожайности зеленой массы кукурузы.
Полученные данные показывают, что при использовании для полива кукурузы грунтовой воды или смешанной сточной воды получение высоких урожаев кукурузы возможно только при внесении органических и минеральных удобрений. Литература
1. Андреев Н.Г., Мерзлая Г.Е., Олефиренко И.Х. и др. Орошение сточными водами, - Земледелие, 1981, № 8, - С. 39-40. 2. Додолина В.Т. Использование агромелиоративного потенциала сточных вод в сельском хозяйстве. - Сельскохозяйственное использование сточных вод и навозных стоков. Сб.науч.тр. ВНИИГиМ, М., 1986, -С. 39-45. 3. Пан В.В., Пестряков В.К., Шевелев Я. З. Использование сточных вод при орошении и удобрении полей.- Л.: 1986.-174 с. 4. Бушуев Н.Н., Шуравилин АВ., Раджех Амин Яхъя Мохаммед. Влияние водного режима и химического состава оросительной воды на загрязнение горной красно-бурой почвы тяжелыми металлами в Северном Йемене. Плодородие, 2010, №№4,-С.46-47
NUTRIENT STATUS OF SOIL DEPENDING ON WATER REGIME AND IRRIGATION WATER NATURE
M. U. Lyashko, A. V. Shuravilin, N.N. Bushuev, V. T. Skorikov, Radjeh Amen Yahya Mohamed Russian People's Friendship University, ul. Miklukho-Maklaya 8, Moscow, 117198 Russia
agrohim1@rambler. ru
The effect of soil water regime and irrigation with wastewater on the nutrient status of the mountain red-brown soils of northern Yemen was studied. The irrigation with urban wastewater and the elevated water content in the soil before irrigation increased the contents of mobile nutrients in the upper (0- to 30-cm) soil layer in the following ranges: ammonium nitrogen, by 42.7—46.8%; available phosphorus, by 5.7—28.5%; and exchangeable potassium, by 23.4—39.4%.
Key words: northern Yemen, mountain red-brown soil, municipal wastewater, groundwater, irrigation regime, corn, nutrient status, total content, mobile forms.
