CC BY
22
Солевой режим рисовых почв солонцового комплекса Присивашья
О.С. Запоточная, аспирантка, Ю.В. Соколов, к.с.-х.н., АБиП ФГАОУ ВО Крымский ФУ им. В.И. Вернадского
Северо-Крымский канал, расположенный вдоль всего Присивашья на отметках 30—40 м над ур. м., протяжённостью около 400 км, эксплуатировался с 1963 по 2014 гг. При функционировании канала и особом природном и хозяйственном устройстве протекали определённые процессы, в частности, был развит региональный поток фильтрационных вод вследствие больших потерь на фильтрацию (до 450 млн м3/год только за счёт магистрального канала при общей водоподаче более 3 млд м3/год) в сторону естественной разгрузки (заливы Черного и Азовского морей). Скорость и расходы регионального потока грунтовых вод определяли уклон и гранулометрический состав пород, мощность которых составляет 25—40 м. Они слабоводопроницаемы и засолены до 2%. Модуль стока составлял 0,1 л/(сек. х км2), минерализация — 7—21 г/л.
Рисовые оросительные системы общей площадью 30 тыс. га размещены в самых неблагоприятных почвенных условиях на отметках от 12,0 до 1,5 м над ур. м. На этих отметках располагаются почвы: тёмно-каштановые — 8—12 м над ур. м., лугово-каштановые — 8—5 м над ур. м. и солонцы луговые на отметках ниже 5 м.
По данным А.А. Титкова [1], в результате длительного орошения затоплением (рисовые территории) на тёмно-каштановых почвах (как занимающие верхние участки по отношению к нижележащим рисовым оросительным системам) почвы опреснились до глубины 150 см от поверхности на 96,3%. На лугово-каштановых почвах (средние отметки) произошло накопление солей на 7,9% в нижних горизонтах. На солонцах луговых в слое 0—150 см количество солей увеличилось на 16,9%. В этой части территории отмечалось превышение притока грунтовых вод над оттоком, что свидетельствует об активной разгрузке их в атмосферу.
В результате рисосеяния изменилось не только общее содержание солей, но и их химический состав. На лугово-каштановых почвах уменьшилось количество таких солей как №^04, MgQ2, но прибавились соли MgSO4 и CaSO4 появились соли №С1 и MgSO4. На солонцах луговых увеличилось не только общее количество солей, но изменился их химический состав за счёт испарения грунтовых вод и последующего смыва солей. С поверхности почв сбросной водой вымываются подвижные соли №С1 и №^04, а накапливаются в почвах менее подвижные, поэтому их токсичность уменьшилась на 50,9% (к примеру, на лугово-каштановых почвах токсичность уменьшилась на 18,0%) [2—5].
Миграция солей в почве совершается благодаря двум основным процессам: диффузии солей и передвижению их вместе с влагой. Величина диффузии в потоке жидкости мала [6]. Передвижение солей вместе с водой может быть молекулярным, капиллярным и гравитационным [7]. При насыщении почвы водой до предельной влагоёмкости происходит не только растворение солей, но и перемещение их вниз [8]. Грунтовые воды при отсутствии орошения не достигают критической глубины залегания, что исключает их испарение и транспирацию.
Материал и методы исследования. С целью изучения влияния отсутствия орошения на почвенный покров (в частности, режим засоления почв) использовались общепринятые методики, в том числе и анализ водной вытяжки (соотношение 1 : 5). Гипотетические соли определяли методом Н.И. Базилевич и Е.И. Панковой [9], а также по Е.В. Аринушкиной [10]. Все экспериментальные данные обрабатывались методом математической статистики.
Было изучено количество солей в почвах двух типов — солонцы луговые и лугово-каштановые — на стационарах, заложенных в ООО «Штурм Перекопа» Республики Крым. Анализировали данные на конец орошения затоплением — 2014 г., а также последующие годы — 2016—2018 гг. За 2015 г. данные отсутствуют.
Анализ количества атмосферных осадков показывает, что 2016 г. был самым дождливым — выпало 468,2 мм влаги, а в 2017 г. — только 253,5 мм, в 2018 г. — 378,2 мм. В течение осени-зимы влажность почвы превышает НВ, значит, имеет место движение влаги вниз, как правило, глубже 1 м от поверхности, т.е. имеет место гравитационное движение влаги, а значит и солей.
Результаты и обсуждения. В настоящее время на почвах рисовых чеков можно возделывать все культуры. В этом заключается роль рисосеяния как мелиорирующей культуры в условиях крымского Присивашья. Исключение — культуры, требующие обильного орошения. Это прежде всего рис, соя, кукуруза, многолетние травы.
С прекращением подачи воды по СевероКрымскому каналу и ликвидацией риса как культуры, требующей большого количества орошаемой воды — до 30 тыс. м3/га, резко улучшилось мелиоративное состояние территории в связи с оттоком грунтовых вод и снижением их уровня до отметок, не влияющих на почвообразовательные процессы (ниже 3 м от поверхности почвы).
Грунтовые воды утратили своё влияние на почвообразовательные процессы и роль в формировании мелиоративных условий в зоне аэрации за
счет стока с территории рисовых оросительных систем, т.е. изменился водный режим почв, который перешел на естественное увлажнение за счет атмосферных осадков. Изменение водного режима почв обязывает изменить и режим соленакопления.
Так, по данным Красноперекопского районного управления водного хозяйства, сток дренажных вод в Каркинитский залив Черного моря с чеков постоянно сокращается с 2015 г. — с 2152 до 1306 тыс. м3 в течение трех лет, или на 60,7%, что способствовало снижению уровня грунтовых вод ниже 3 м от поверхности почвы. Это привело к промывке верхнего слоя почвы от солей.
По данным таблицы 1 видно, что верхняя часть профиля почв заметно опресняется, хотя и не на значительную глубину. Кстати, почвенные образцы отбирались осенью перед уходом площадей на зимний период, т.е. к сезону промывки почв осенне-зимними осадками. Надо признать, что на более высоких отметках почв (лугово-каштановые почвы) верхние горизонты рассоляются быстрее, но более глубокие горизонты почв засоляются быстрее нижележащих почв (солонцов луговых).
В таблице 2 представлены данные о содержании солей в пахотном горизонте в мг-экв. на 100 г почвы. Пахотный горизонт почв как лугово-каштановых, так и солонцов луговых интенсивно промывается от сернокислых солей, и пока нет легкорастворимой соли №С1. Хотя в лугово-каштановой почве появилась соль MgQ2.
В более глубоких горизонтах (табл. 3) количество солей заметно уменьшилось по всему профилю почв обоих типов. Так, в горизонте 120—140 см количество солей уменьшилось на лугово-каштановых почвах на 1,792 мг-экв. на 100 г почвы, а на солонцах луговых — на 1,304 мг-экв. на 100 г почвы.
Выводы. С прекращением орошения Присива-шья водами Северо-Крымского канала на почвах бывших рисовых агроландшафтов произошло резкое снижение уровня грунтовых вод — ниже 3 м от поверхности, которые утратили связь с поверхностью почв, а увлажнение почвенного профиля перешло на атмосферное. При атмосферном увлажнении в течение осени — зимы происходит гравитационное движение воды и передвижение
1. Общее содержание солей в почвах рисовых систем в конце орошения и в 2018 г. (на конец 5-го года отсутствия орошения затоплением), в %
Глубина отбора образца, см Лугово-каштановые почвы (высокие отметки) Солонцы луговые (низкие отметки)
год +/- год +/-
2014 2018 2014 2018
0 0,244 0,190 -0,054 0,354 0,140 -0,214
0-10 0,087 0,070 -0,017 0,110 0,070 -0,040
30-40 0,075 0,070 -0,005 0,090 0,070 -0,020
80-100 0,149 1,100 +0,951 0,410 0,100 -0,310
120-140 0,291 0,730 +0,439 1,210 0,260 -0,950
2. Содержание солей в почвах на конец орошения и в 2018 г. в пахотном горизонте, мг-экв. на 100 г почвы
Состав солей Лугово каштановые почвы Солонцы луговые
год +/- год +/-
2014 2018 2014 2018
Са(НС03)2 0,60 0,34 -0,26 0,53 0,20 -0,33
СаБ04 0,95 0,08 -0,87 8,47 0,08 -8,39
Ка^О,, 2,70 0,20 -2,50 1,26 0,27 -0,99
1^04 1,72 0,20 -1,52 2,53 0,22 -2,31
ЫаС1 нет нет нет нет нет нет
MgC12 0,20 0,80 +0,60 13,26 0,20 -13,06
3. Количество солей в почве в конце орошения риса 2014 г. и в 2016—2018 гг., мг-экв. на 100 г почвы
Глубина отбора образца, см Лугово-каштановые почвы (высокие отметки) Солонцы луговые (низкие отметки)
год +/-к 2016 г. год +/-к 2016 г.
2014 2016 2017 2018 2014 2016 2017 2018
0 0,211 0,205 0,190 0,009 -0,196 0,306 0,261 0,072 0,140 -0,121
0-10 0,160 0,068 0,101 0,007 -0,061 0,110 0,103 0,106 0,070 -0,033
30-40 0,180 0,094 0,126 0,007 -0,087 0,09 0,321 0,205 0,070 -0,251
80-100 1,032 0,261 0,250 1,100 +0,839 0,41 0,265 0,127 0,100 +0,027
120-140 1,992 1,865 1,352 0,073 -1,792 1,080 1,564 1,474 0,260 -1,304
солей в более глубокие горизонты — до 1,5 ми более, что способствует опреснению зоны аэрации от легкорастворимых солей. В целом при глубоком залегании грунтовых вод солепроявление идёт в сторону выщелачивания солей.
Литература
1. Титков А.А. О возможном развитии неблагоприятных последствий прекращения работы Северо-Крымского канала для Крымского рисосеяния // Известия Тавриды. 2016. №7 (170). С. 23-27.
2. Титков А.А., Кольцов А.В. Влияние орошения затоплением на мелиоративные условия и почвенный покров Присивашья: монография. Симферополь, 1995. 167 с.
3. Титков А.А., Кольцов А.В. Эволюция рисовых ландшафтно-мелиоративных систем Украины. Симферополь: СОНАТ, 2007. 308 с.
4. Тронза Г.Е. Вплив тривалого рисомяння на ф1зико-хтшчт властимосп I сольовий режим солонщв лучних зони сухих стетв: автореф. дис. ... канд. с.-х. наук. Харив, 2008. 21 с.
5. Тронза Г.Е. Солевой режим солонцов луговых Крымского Причерноморья, освоенных под культурой риса // Труды Крымского ГАТУ: Сельскохозяйственные науки. 2002. Вып. 91. С. 242-247.
6. Аверьянов С.Ф. Некоторые вопросы предупреждения засоления орошаемых земель и меры борьбы с ним в Европейской части СССР // Орошаемое земледелие в европейской части СССР. М.: Колос, 1965.
7. Волобуев В.Р. О некоторых вопросах промывок засоленных почв // Почвоведение. 1941. № 5.
8. Новикова А.В. Прогноз вторичного засоления почв при орошении. Киев: Урожай, 1975. 184 с.
9. Базилевич Н.И., Панкова Е.И. Методические указания по учёту засоленных почв (проект). М., 1968. 15 с.
10. Аринушкина Е.В. Руководство по химическому анализу почв. М.: Изд-во Моск. ун-та, 1970. 487 с.
Урожайность сельскохозяйственных культур в условиях засухи степной зоны Южного Урала
Н.А. Максютов, д.с.-х.н, профессор, А.А. Зоров, к.с.-х.н., В.Ю. Скороходов, к.с.-х.н., Д.В. Митрофанов, к.с.-х.н., Ю.В. Кафтан, к.с.-х.н, Н.А. Зенкова, к.с.-х.н, ФГБНУ ФНЦ БСТ РАН
За последние 29 лет (1990-2018 гг.) в районе исследования (центральная зона Оренбургской области) произошли существенные изменения климата в сравнении со среднемноголетними показателями, которые заключаются в потеплении зимнего периода на 3,5°С, в целом сельскохозяйственного года (сентябрь — август) — на 1,9°С, количество осадков увеличилось на 20 мм. Вегетационный период (май — август) по температурному режиму остался на уровне многолетней нормы, но с большими среднесуточными перепадами температуры воздуха, которая днём достигает 30°С и выше, ночью — 10—15°С и ниже. Такие изменения в погоде отрицательно сказываются на росте, развитии растений и формировании урожая. Климатические изменения обусловили появление нового типа засухи — холодная засуха, которая при наличии хороших запасов почвенной влаги и осадков, но при дефиците тепла приводит к резкому снижению урожая с.-х. культур. Кроме того, высокий температурный режим воздуха, особенно в июне и июле, увеличил число суховейных дней за последние годы. На основании многолетних исследований [1—6] в данной статье нами приводятся основные факторы, влияющие на урожайность сельскохозяйственных культур в условиях засухи.
Материал и методы исследования. Полевые опыты велись на базе многолетнего стационара с 1990 по 2018 гг. в бывшем ОПХ им. Куйбышева (п. Нежинка). В отличие от краткосрочных (3—4 года) исследований многолетнее охватывает всё многообразие погодных условий и даёт более объективные результаты.
Исследование проводили в системе 6-польного зернопарового севооборота на двух фонах питания. Под чёрные пары вносилось до 2001 г. 42 т на 1 га навоза и Р80К40 кг д.в., в последующие годы — только минеральные удобрения. Заделка удобрений проводилась после уборки предшественника отвальным способом на глубину 25—27 см. Под непаровые предшественники доза минеральных удобрений составляла ^0Р40 кг д.в. на 1 га.
Методика исследования была общепринятая при изучении севооборотов [1]; агротехника — рекомендуемая для условий центральной зоны, где проводился опыт.
Почва опытного поля представлена чернозёмом южным карбонатным малогумусным тяжелосуглинистым, с содержанием гумуса в слое 0—30 см 3,2—4,0%, подвижного фосфора — 1,5—2,5 мг, обменного калия — 30—38 мг на 100 г почвы.
По данным Оренбургского Гидрометцентра среднемноголетние показатели за сельскохозяйственный год составляют: количество осадков — 367 мм, температура воздуха — 4,3°С, число дней с относительной влажностью 30% и ниже — 54. За вегетационный период (май — август) выпадает 155 мм осадков, температура воздуха составляет 19,1°С.
Результаты исследования. Основным показателем засухи является такой фактор, как степень снижения от неё урожайности с.-х. культур (табл. 1). Так, За 29 лет озимая рожь 2 года была подвержена сильнейшей засухе, озимая пшеница — 6 лет, яровая твёрдая пшеница — 3 года, яровая мягкая пшеница — 1 год [7]. За рассматриваемые годы посевы этих культур полностью погибли от засухи, а просо и ячмень сформировали очень низкий урожай.
Урожай озимой пшеницы отсутствовал в 1996, 2011, 2015 гг. по причине гибели от весенних заморозков.
