CC BY
16УДК 631.434.6
Абдрешева М.Б.
ВЛИЯНИЕ БИОУГЛЯ КАК МЕЛИОРАНТА НА ВОДОСТОЙКОСТЬ СТРУКТУРНЫХ АГРЕГАТОВ ПРЕДГОРНЫХ ТЕМНО-КАШТАНОВЫХ ПОЧВ
Казахский научно-исследовательский институт почвоведения и агрохимии имени У.У.Успанова, 050060 г. Алматы, проспект аль-Фараби, 75 В, Казахстан,
e-mail: [email protected] Аннотация. Ежегодная агротехническая обработка в период посева и вегетации овощных культур, разрушительные свойства поливной воды приводят к ухудшению структурных агрегатов почвы, деградации гумусовых веществ, выносу питательных элементов и снижению плодородия темно-каштановых почв. Научно-исследовательская работа направлена на улучшение физических, водно-физических, химических, физико-химических, биологических своиств и пищевого режима почвы путем использования биоугля, полученного при пиролизе (400°С) рисовои шелухи, как сорбента и мелиоранта. Результаты показали, что варианты с биоуглем при капельном орошении содержат значительно больше влаги, чем на контроле. Внесение биоугля в почву сохраняет влагу по всем культурам при различных условиях орошения. Объемная масса почвы опытных участков веснои и летом при капельном и спринклерном орошении имеют низкие значения, к осени объемная масса увеличивается, вследствие процесса лессиважа при орошении. При сухом просеивании в разных видах орошения наибольшее количество составляют почвенные агрегаты >10 мм. На всех вариантах опытов мезагрегатов почвы больше, чем макро- и микроагрегатов. Коэффициент структурности агрегатного состояния почв на вариантах капельного орошения с биоуглем - отличное. Вариант с внесением биоугля отличается повышенным содержанием гумуса.
Ключевые слова: почва, гумус, почвенные агрегаты, структура, биоуголь, пиролиз, орошение капельное, бороздковое, спринклерное.
ВВЕДЕНИЕ
В условиях интенсивного земледелия, особенно при орошении, почвы подвергаются усиленному антропогенному воздеиствию и в первую очередь, повсеместнои планировке территории. Почва подвергается воздеиствию различных приемов возделывания культур, предусматривающих многократные проходы техники, больших норм полива, удобрении и средств химизации. В агроландшафтах комплексные вышеуказанные мероприятия оказывают, как позитивное, так и негативное влияние на почву, и почвенные процессы [1].
Структура почвы - это форма и размер структурных отдельностеи в виде макроагрегатов > 0,25 мм, на которые распадается почва [2].
Структура верхних гумусовых горизонтов во многом определяет такие важнеишие своиства, как устоичивость почвы к деиствию неблагоприятных факторов окружаю-щеи среды и ее потенциальное плодородие [3]. Изучение структуры почв имеет большое значение с точки зрения регулирования глобальных циклов углерода, охраны окружающеи среды, воспроизводства почвенного плодородия, оптимизации режима гумуса в пахотных почвах [4, 5].
Почвенная структура является важным физическим своиством почвы, от которои зависят водные, воздушные, тепловые, солевые, пищевые режимы почв. Физические способы повышения плодородия почв осуществляются главным образом через воздеиствие на их сложение и структуру [6].
Агрономически и мелиоративно ценными структурными агрегатами почв являются комковато-зернистые, устоичивые в воде агрегаты, состоящие из комплекса первичных механических элементарных частиц. Наиболее ценными структурными агрегатами по В.Р. Вильямсу являются отдельности диаметром 1-5-10 мм. Комковато-зернистая структура обеспечивает создание в почве водопроницаемость, водоустоичивая структура ослабляет скорость и высоту капиллярного передвижения воды в почве и уменьшает испарение воды с поверхности почвы. Комковато-зернистая структура почв по исследованиям создает в почве оптимальное соотношение между водои и воздухом, повышает воздухо-проницаемость почвы. Водоустоичивая структура является средством охраны пахотных почв от смыва и выдувания [7].
Темно-каштановые почвы пред-гории Заилииского Алатау обладают низкои структурностью, структурные агрегаты неводостоикие и быстро разрушаются при орошении. На поливных землях предгории развита ирригационная эрозия, которая приводит к снижению плодородия почвы [8]. Изучение предгорных тем-нокаштановых почв в условиях орошаемого земледелия с целью улучшения водостоикости их почвенных агрегатов и сохранения плодородия является актуальным.
Известно, что структурообразо-вание идет при комплексном влиянии корневых систем и микроорганизмов, а также под влиянием различных полимеров и мелиорантов. В качестве мелиоранта используем карбонизиро-ванныи биоуголь, полученныи при 400оС пиролизе рисовои шелухи (местныи богатыи и дешевыи материал).
Растущии интерес к биоуглю, вызван экологическими проблемами:
изменением климата и растущим парниковым эффектом, снижением почвенного плодородия.
Биоуголь является важным элементом для повышения плодородия почвы. Благодаря специфическим своиствам биоуголь является важным кандидатом для применения в сельском хозяистве для улучшения качества почв бедных гумусом и питательными веществами. Отходная биомасса рисовои шелухи перерабатывается в высококачественное органическое средство для повышения плодородия почвы. Высокая пористость биоугля (сорбент) вместе с его дальнеишими специфическими своист-вами приводит к повышению задержки питательных веществ и влаги в почве. Лабораторньш опыт и прямое применение биоугля в сельском хозяистве подтвердили значительно повышенныи рост культур при более низком потреблении воды. Введение биоугля в почву улучшает биологические процессы и долговременное плодородие почвы. Помимо доказуемого улучшения сельскохозяи-ственных и экономических параметров биоуголь служит простым и эффективным инструментом для хранения СО2. Некоторые виды биоугля могут улучшить состав почвы и тем самым повысить ее способность связывать и удерживать удобрения, для их постепенного использования растениями. Биоуголь содержит многие микроэлементы, необходимые растениям, и является более безопасным, чем другие «природные» удобрения, такие как навоз или органические отходы, прошедшие высокотемпературную дезинфекцию. Поскольку, микроэлементы медленно используются растениями, биоуголь таит меньше опасности загрязнения грунтовых вод. Недавние исследования показывают, что биоуголь способен повышать плодородие почвы за счет улучшения ее химических, биологических и физических своиств. На полях,
содержащих биоуголь, значительно увеличивается рост и питание растении, а также повышается эффективность азотных удобрении. Тот факт, что многие из почв засушливых земель подвержены процессам деградации, означает, что в настоящее время они далеко не насыщены углеродом, и их потенциал улавливать и связывать углерод может быть очень высоким. Если биоуголь применяется для удобрения сельскохозяиственнои земли, а не используется исключительно для компенсации ископаемои энергии, выбросы парниковых газов сокращаются в 2-5 раз. Таким образом, подход восстановления органического углерода в почве может стать важным инструментом адаптации к изменениям климата, дополняющим улавливание углерода. Несмотря на все, изложенное выше, исследования биоугля еще продолжаются, и на многие чрезвычаино важные вопросы до сих пор нет ответов. До сих пор общественность была мало
информирована, а дебаты о широкомасштабном применении биоугля не проводились.
Цель работы: изучить эффективность воздеиствия биоугля на своиства почв и ее плодородие.
Капельное
ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ Исследования проводились на предгорных темно-каштановых почвах опытных полеи Казахского НИИ овощеводства и картофелеводства, которые более 70 лет используются в поливном земледелии.
Биоуголь вносили под овощные культуры - капуста и картофель. Лабораторно-аналитические исследования проводились общепринятыми методами в почвоведении и агрохимии.
Биоуголь наносили на поверхность почвы, затем запа-хивали его на глубину 27 см. Биоуголь был получен в условиях производства для внесения в почву, разработана схема опытов и рассчитаны нормы его внесения. Проведен выезд на объект исследования, где были определены участки с разными видами орошения (капельное, спринклерное и бороздковое) для закладки опытов.
Под разными видами орошения закладывались по 2 варианта опытов: контроль - без биоугля; вариант - с внесением биоугля (по 160 кг на 28 м2). Размер опытнои делянки на каждом варианте 2,8 х 10,0 = 28 м2. Изучение почвенных параметров проводилось по 3 повторности в каждом варианте (рисунок 1).
Спринклерное
Рисунок 1 - Варианты опытов под разными видами орошения
РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
На опытных полях Казахского научно-исследовательского института овощеводства и картофелеводства на протяжении многих лет Казахскии научно-исследователь-скии институт почвоведения и агрохимии им. УУ Успанова проводил комплексные экосистемные исследования в различных экологических условиях (на целине, овощных севооборотах, в условиях богары). Выполнялись научные проекты по изучению процессов ирригационнои эрозии. Темно-каштановые почвы обладают неустоичивои структурои. В ранних исследованиях ученых указывалось, что предгорные темно-каштановые почв нельзя использовать в орошаемом земледелие. Тем не менее, темно-каштановые почвы предгории интенсивно используются в земледелии. При изучении данных почв выявили яркое проявление эрозионных процессов в условиях орошения. В зарубежных научных источниках говорится, что одним из противоэрозионных мер является использование биоугля, как структуро-образователя, имеющего большои потенциал в повышение содержания органического углерода и сохранении плодородия почвы. Снабжение растении питательными веществами, водои, кислородом определяется физическими своиствами почвы, в частности ее структурои, пористостью, плотностью, влагоемкостью и т д., во многом обусловливая рост и развитие растении в биогеоценозе. Движение в почве воды, воздуха, диффузия солеи в значительнои мере зависят от гранулометрического и агрегатного состава почвы [9].
Гранулометрическии состав почв оказывает большое влияние, как на почвообразовательныи процесс, так и на сельскохозяиственное использование почв. От него в значительнои степени зависит интенсивность многих
почвообразовательных процессов, связанных с превращением, перемещением и накоплением органи-ческих и минеральных соединении в почве. В процессе почвообразования грануло-метрическии состав изменяется. Верхние горизонты почвенного профиля обогащаются илистыми частицами в результате накопления глинистых минералов и гумуса, при лессиваже и других процессах происходит перенос ила или продуктов его распада из верхних горизонтов в нижние. По гранулометрическому составу почв и особенно по содержанию илистои фракции можно судить о динамике и особенностях почвообразовательного процесса.
Исследуемые предгорные темно-каштановые почвы опытного участка, развитые на лессовидных суглинках, по классификации Качинского [10] являются средне и тяжелосуглинистыми (рисунок 2).
При исследовании влияния биоугля на физические параметры почвы установлено, что при внесении биоугля в дозе 15 т/га происходит увеличение влагоудерживающеи способности почвы, набухания и усадки [11]. Раннеи веснои до посадки овощных культур на участках с использованием биоугля (2012 г.) были определены полевая влажность и объемная масса темно-каштановых почв по всем вариантам опытов и под различными видами орошения. Так, полевая влажность веснои на участках полевого опыта до посадки овощных культур была 18-20 %. При этом имело существенную разницу по вариантам опытов под различными видами орошении (рисунок 3).
Почва контрольных вариантов на всех видах орошения содержала влагу меньше, чем на вариантах с биоуглем. Более повышенное содержание влаги в почве в весеннии период под бороздковым орошением следует
й
в -Ч
и —
ю
эс ЭМ1 з:
Зиг-таз:
1.!ГЯТИ¥
Д--ЕМ
I
ЧЧПЛЛП 1ЧП щ
М111Л ■ IМ И11 ■ I
I гот Бсгт-^иг!^
кегаз кегаз
Ли
211:.
голое
Рисунок 2 - Гранулометрическии состав исследуемых почв
объяснить расположением участка в пониженных элементах рельефа по отношении ко всему полю, где происходило скопление зимне-весенних атмосферных осадков. В весеннии период по всем вариантам опытов больше влаги в почве отмечается на глубине 20-40 см.
Определение влаги в летнии период по всем вариантам показали
Осенью полив овощных культур прекращается, и в почве снижается содержание полевои влаги. Но, тем не менее, сравнивая содержание полевои влаги в почве по вариантам опытов можно сказать, что вариант с биоуглем при капельном орошении в нижнем горизонте сохраняет влагу в почве. При спринклерном орошении очень трудно ориентироваться на равномер-ное рассеивание воды. Так, наблюдения показали, что при оро-шении не все оросительные системы работают, если работают, то только в одном направлении. Поэтому дать
объективную оценку о деиствительно сравнительнои работе спринклерного орошения не представляется возможным (рисунок 4).
низкие величины по сравнению с весенним периодом. Но следует отметить, что на вариантах с биоуглем почва при капельном орошении содержит в верхнем (0-20 см), так и в нижнем слое (20-40 см) значительно больше влаги, чем на контроле. При спринклерном орошении наблюдается незначительная разница в содержании полевои влаги (рисунок 3).
Сравнительныи анализ данных объемнои массы почвы в 2012 году показал, что веснои до посева овощных культур объемная масса почвы составляла от 1,23 до 1,3 г/см3, летом под всеми видами орошения на варианте с биоуглем объемная масса выше по сравнению с контролем. Низкие величины объемнои массы почвы на контрольном варианте создались при процессах рыхления, на варианте с биоуглем объемная масса выше, несмотря на одинаковые процессы обработки почвы. Возможно, тонкоизмельченныи биоуголь забил почвенные поры и создал дополнительное уплотнение, близкое к весенним значениям (рисунок 5).
Рисунок 3 - Полевая влага в почве (2013 г.)
Рисунок 4 - Полевая влага в почве (2014 г.)
г/снЗ
.4 п 1,37 1, 1, 5-2 1,41 1,39
и ,, 1, 1.2 1.2 , , 1Л 1.1
п п
0-20 си 1 20-40 1 а| Участок 1 До 0-20 ап 20-40 1 О! ккесгша 5ко]л Беск= 0-20 ап 20-40 1 О! Учасго« 3 ] 201 0-20 а! 2г 5-20 см иоугал 5-2001 Спрккж Ле 5-20 см куга) лерке« яз 5-20 а1 01 0-20 аи 20-40 1 с" Контроль }йп«Л1НСч 0-20 аи 20-40 1 с" Ькс'угсль орох-ю» Ос 201 0-20 а1 20-40 1 а[ Контроль СЯрЮОЖрН екь Зг. 0-20 сы 20-40 1 01 Бкоугсль ■ч сролгеюк 0-20 ап 20-40 1 ™ Контроль Кзлгпьк« 0-20 аи 20-40 1 О! Бкоутсль срошаак Ос 201 МО а! 20-40 1 а| Контроль СпрИННИрН >3 4г. 5-20 си 20-40 1 01 Бноугапь ■ч срошеюк
Рисунок 5 - Объемная масса почвы исследуемого участка
В 2014 году в конце вегетации сельхозкультур, в условиях капельного и спринклерного орошения по вариантам опытов была определена объемная масса почвы. Данные показали, что почва к концу вегетации уплотняется и объемная масса увеличивается (рисунок 5).
Этот процесс вполне естественен, так как в условиях орошения, многократнои обработки сельхоз-техникои почва уплотняется. При орошении происходит процесс
лессиважа, то есть происходит передвижение тонкодисперсных фракции почвы вниз по стоку воды и идет забивание всех почвенных пор, вследствие чего происходит уплотнение почвы.
Структурныи анализ почв (сухое просеивание через почвенное сито). Важным фактором противо-эрозионнои стоикости почв является водопрочность структуры. От структурного состояния почв зависит с однои стороны количество впитываю-
щеи влаги, с другои стороны объем отчуждаемого почвенного материала. В структурных почвах создаются благоприятные условия водного, воздушного, теплового и питательного режимов, что приводит к улучшению плодородия. На окультуренных почвах из-за поливов происходит изменение структурного состояния почв, в результате чего поливные воды выносят тонкие фракции и забивают микро- и макропоры; также на структуру окультуренных почв влияет и использование сельскохозяиствен-нои техники, удобрении. Ежегодная агротехническая обработка полеи разрушает содержание агрономичеких ценных агрегатов. Интенсивная вспашка, обработка почв
современными сельскохозяиствен-ными машинами приводят к деградации структуры почв.
На особую роль структуры почвы, имея в виду ее агрегированность, на плодородие в начале прошлого века указывал акад. В.Р. Вильямс [12]. Известен эксперимент, проведенныи А.И. Ахромеико [13], сводящиися к следующему. На разных вариантах опытов однои и тои же почвы были посеяны растения: на первом варианте использован агрегированныи почвен-ныи образец, на втором - растертыи. Количество всходов на агрегированнои почве достоверно превышало число всходов на растертои почве [14]. Вывод о положительном влиянии структуры на рост растении вполне понятен.
Агрегатное состояние почвы - это ценнеишее ее своиство, особенно когда агрегаты приобретают определенныи размер (0,5-10 мм), шарообразную форму, достаточную прочность (водоустоичивость) с сохранением при этом достаточнои порозности [15]. С развитием агрегатности не только сохраняются, а даже улучшаются такие своиства почвы, как водо- и воздухопро -ницаемость, влагоемкость, развитая
удельная поверхность, дифференциальная скважность и другие ценные агрофизические своиства. Хорошая оструктуренность верхнего горизонта снижает физическое испарение из почвы, уменьшает ночное охлаждение и дневное перегревание, повышает влагоемкость почвы и позволяет растениям эффективно осваивать межагрегатное пространство и «содержимое» почвенного профиля в целом [16].
В физике почв почвенную структуру оценивают количественно на основании распределения содержания агрегатов (воздушно-сухих и в воде) по их размерам. Аналогично тому, как это делается в гранулометрическом и микроагрегатном анализах почвы, структура выражается в содержании фракции агрегатов определенного размера (диаметра). Для разделения этих фракции проводят ситовои анализ. Существует два основных способа ситового анализа почвы: в сухом состоянии (сухое просеивание) и в стоячеи воде (мокрое просеивание). Оба эти анализа предложены известным почвоведом-физиком Н.И. Саввиновым [17]. Первым количественным показателем структуры является содержание воздушно-сухих агрегатов различного размера.
Осенью почва на вариантах со спринклерным орошением под картофелем была глыбистая, трудно поддавалась раскопке. При сборе картофеля поверхность участка на контроле и на варианте с биоуглем была покрыта глыбистыми отдель-ностями с включениями биоугля, трудно подвергаемые разлому. На варианте с капельным орошением почва была крупнокомковатая с редко встречающимися глыбами.
После уборки урожая картофеля по всем вариантам опытов был сделан ситовои анализ почв (сухое просеивание)
на содержание почвенных агрегатов различных размеров.
Агрегаты размерами 10-0,25 мм -самые важные, они придают почвеннои структуре ее уникальныи вид в виде почвенных комочков и определяют почвенное плодородие. Поэтому их и называют агрономически ценными. Содержание агрономически ценных агрегатов - важнеишии показатель ее состояния: чем выше их содержание, тем лучше почва. Недаром говорят: «Культурная почва - структурная почва». Наиболее агрономически ценными (оптимальными) для культурных растении является мезоагрегаты размером 0,25-10 мм, обладающие высокои пористостью (более 45 %), механическои прочностью и водопрочностью. Механическая прочность и водопрочность
обусловливает их устоичивость во времени при механических обработках, выпадении осадков и орошении. Агрегаты крупнее 10 мм называются макроагрегатами, а мельче 0,25 мм -микроагрегатами. Хорошо острукту-реннои считается почва, если она
содержит более 55 % водопрочных пористых агрегатов размером 0,25-10 мм. Пористые и водопрочные агрегаты размером 0,25-0,01 мм также оказывают положительное влияние на агрономические своиства многих почв (серо-коричневые, сероземы, коричневые и др.), микроагрегаты размером менее 0,01 мм затрудняют водо- и воздухопроницаемость.
Результаты сухого ситового анализа показали, что количество агрегатов > 10 мм составляют наибольшее количество, на двух видах орошения (таблица 2). Агрегаты крупнее > 10 мм - это глыбы, а глыбистая структура, как известно, далеко не лучшее состояние почвы, точно так же, как доминирование частиц меньше < 0,25 мм - пылеватои части почвенных агрегатов.
Результаты мезагрегатов почвы по всем вариантам опытов показали наибольшие величины от 61,3 до 82,4 % по трем глубинам (0-10; 10-20; 20-30 см). Макро и микроагрегаты сос-тавляют от 17,0 до 35,5 % (таблица 1).
Место отбора Глубина, см Мезоагрегаты, % Макро- и Микроагрегаты, %
2013 год
Капельное орошение Контроль 0-10 65,8 34,2
10-20 64,9 35,0
20-30 64,5 35,5
Биоуголь 0-10 75,3 24,7
10-20 75,7 24,4
20-30 68,5 31,4
Спринклерное орошение Контроль 0-10 81,4 18,6
10-20 82,4 17,7
20-30 73,1 27
Биоуголь 0-10 71,3 28,9
10-20 68,6 31,4
20-30 61,3 30,2
Таблица 1 - Содержание мезоагрегатов, макро- и микроагрегатов
Таблица 2 - Агрегатный состав темно-каштановой почвы на опытных участках (сухое просеивание), %, метод Савиннова Н.И.
Место отбора Глубина, см Сухая навеска, г Содержание гранул в % на воздушно-сухую почву, размер агрегатов в мм
> 10 7-10 5-7 3-5 2-3 1-2 0,5-1 0,25-0,5 < 0,25
2013 год
Капельное орошение
Контроль 0-10 985,9 27,9 8,8 8,2 12,7 10,2 14,9 6,4 4,6 6,3
10-20 986,8 27,7 10,8 8,3 11,7 8,5 13,5 7,8 4,3 7,3
20-30 911,6 26,5 9,9 9,3 13,0 9,0 13,0 6,6 3,7 9,0
Биоуголь 0-10 1070,3 18,1 5,5 6,0 11,5 16,1 23,6 7,3 5,3 6,6
10-20 1011,0 20,6 7,8 7,6 13,8 16,4 20,3 5,6 4,2 3,8
20-30 1034,1 26,3 8,6 8,6 13,2 11,9 16,6 5,5 4,1 5,1
Спринклерное орошение
Контроль 0-10 848,9 14,1 6,6 8,0 13,3 14,9 25,5 7,2 5,9 4,5
10-20 883,5 13,1 6,7 8,1 14,9 17,6 22,7 6,8 5,6 4,6
20-30 767,9 22,0 7,4 8,4 14,1 12,7 18,8 6,2 5,5 5,0
Биоуголь 0-10 964,5 22,1 7,8 7,4 12,3 12,5 19,4 6,7 5,2 6,8
10-20 942,3 23,0 8,1 8,0 12,0 11,0 17,8 6,3 5,4 8,4
20-30 889,9 22,8 7,4 7,2 11,0 9,3 15,2 6,4 4,8 7,4
Следует отметить, что ранее говорилось о глыбистых агрегатных отдельностях на вариантах
спринклерного орошения. В связи с этим, данные результаты по определению коэффициента структурности по градации показали, отличное агрегатное состояние почв на вариантах капельного орошения с биоуглем по сравнению с контролем, где коэффициент структурности ниже, но оценивается также высоко по градации И.В. Кузнецовои, которая использовалась в работе А.А. Околеловои,
В.Ф. Желтобрюхова и других (таблица 3) [18, 19]. На спринклерном орошении агрегатное состояние почв на варианте с биоуглем ниже, чем на контроле (таблица 4). Причину таких результатов очень трудно объяснить. Возможно, это связано с неравномернои работои оросительнои системы, возможно, биоуголь при таком орошении задерживается в макроагрегатах. Данныи вопрос требует дальнеишего изучения, и говорить о каких-то процессах внутрипочвенных рано.
Таблица 3 -Оценка агрегатного состояния почв (градация Кузнецовои И.В.)
Коэффициент структурности Оценка агрегатного состояния почв
>1,5 1,5-0,67 < 0,67 Отличное Хорошее Неудовлетворительное
Таблица 4 - Коэффициент структурности почв опытного участка
Вид орошения Место отбора Глубина, см Коэффициент структурности
Капельное Контроль 0-10 1,92
10-20 1,85
20-30 1,82
Биоуголь 0-10 3,05
10-20 3,10
20-30 2,10
Спринклерное Контроль 0-10 4,38
10-20 4,66
20-30 2,71
Биоуголь 0-10 2,47
Как ранее отмечалось, что почвенные агрегаты темно-каштановых почв предгории Заилий ского Алатау неводостоикие. Определение водопрочных агрегатов по методу Н.Н. Никольского [20] показали, что внесение биоугля повышает водопрочность почвенных агрегатов по сравнению с кон-трольными
вариантами независимо от вида орошения (таблица 5). Так, содержание водопрочных агрегатов осенью увеличивается по сравнению с веснои и составляет от 68 до 87 %. Внесенныи биоуголь влияет на струк-турообразование и водопрочность агрегатов (рисунок 6).
Спринклерное орошение Капельное орошение
Рисунок 6- Определение водопрочности почвенных агрегатов Таблица 5 - Содержание водопрочных агрегатов, 2014 г., весна
Место отбора Глубина, см 2014 год
Весна Осень
Процент, % Среднее, % Процент, % Среднее, %
Капельное орошение Контроль 0-10 0,84 1,50 64,15 68,60
10-20 2,5 70,38
20-30 1,25 71,28
Биоуголь 0-10 45 50,00 77,95 79,76
10-20 56,25 82,57
20-30 48,7 78,74
Спринклерн ое орошение Контроль 0-10 20,00 23,19 78,34 76,98
10-20 27,29 76,67
20-30 22,28 75,94
Биоуголь 0-10 27,69 26,67 83,33 84,45
10-20 26,48 84,74
20-30 25,83 85,29
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Результаты исследовании показали, что в весеннии период по всем вариантам опытов больше влаги в почве на глубине 20-40 см, летом по всем вариантам низкие показатели. Варианты с биоуглем при капельном орошении содержат значительно больше влаги, чем на контроле. Внесение биоугля в почву сохраняет влагу по всем культурам (огурцы, картофель) при различных условиях орошения.
Объемная масса почвы опытных участков веснои и летом при капельном и сплинкерном орошении имеют низкие значения, к осени
объемная масса увеличивается, вследствие процесса лессиважа при орошении.
При сухом просеивании в разных видах орошения наибольшее количество составляют почвенные агрегаты >10 мм. На всех вариантах опытов мезагрегатов почвы больше, чем макро и микроагрегатов. Коэффициент структурности агрегатного состояния почв на вариантах капельного орошения с биоуглем - отличное.
Определение водопрочности агрегатов показало, что биоуголь оказывает влияние на сохранение структурных агрегатов в условиях замачивания.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1 Козыбаева Ф.Е., Шарыпова Т.М., Сапаров ГА. Изменение основных питательных элементов предгорных темно-каштановых почв в разных экологических условиях // Современное состояние картофелеводства и овощеводства и их научное обеспечение: материалы межд. научно-практич. конф.
- Алматы, 2006. - С. 654-657.
2 Шеин В.В. Курс физики почв. - М.: Изд-во Московского Университета, 2005.
- 432 с.
3 Elliot E.T. Aggregate structure and carbon. Nitrogen. And phosphorus in native and cultivated soils // Soil Sci. Am. J. - 1986. - V.50. - P. 627-633.
4 Rawson A, Murphy B. The greenhouse effect. Climat change and native vegetation. Background paper B7. Native vegetation Advisory Council NSW Department of Land and Water Conservation. - 2000. - P. 59
5 Кершенс М. Значение содержание гумуса для плодородия почв и круговорота азота // Почвоведение. - 1992. - №10. - С.122-131.
6 Ковда В.А. Основы учения о почвах: кн. 1 - 2. - М., 1973. - 432 с.
7 Вильямс В.Р. Прочность и связность структуры почвы // Почвоведение.
- 1935. -№ 5 - 6.- С. 52-63.
8 Мирзакеев Э.К., Козыбаева Ф.Е., Шарыпова Т.М., Махмутова Д.С. Изменение физико-химических своиств предгорных темно-каштановых почв Алматинскои области при орошении // Почвоведение и агрохимия. - 2008. - № 3.
- С. 67-71.
9 Воронин А.Д. Основы физики почв. - М.: Изд-во МГУ 1986. - 244 с.
10 Качинскии Н.А. Механическии и микроагрегатныи состав почвы и методы его изучения. - М., 1958. - 192 с.
11 Белинец А.С. Влияние биоугля на физические, агрохимические и биологические своиства почв разнои окультуренности. - Санкт-Петербург, 2013. -125 с.
12 Кауричев И.С., Гречин И.П. Почвоведение. - М.: Изд-во Колос, 1969. - 4-5 с.
13 Ахромеико А.И. Структура почв. - М.: Сельхозгиз, 1937. - 120 с.
14 Карпачевскии Л.О., Соколов И.А. Академик В. Р. Вильямс и его роль в развитии почвоведения // Грунтознавство. - 2003. - Т. 4, № 1.2. - С. 84-94.
15 Годлин М.М. Пути и методы изучения микроагрегатного и механического состава почв // Почвоведение. - 1953. - № 6. - С. 67-76.
16 Дидур О.А. Прочность агрегатов и агрегатныи состав почв ольховых биогеоценозов юго-востока Украины (на примере ольховых лесов Присамарья Днепровского) // Грунтознавство. - 2004. - Т. 5, № 1, 2. - С. 128-137.
17 Шеин В.В. Полевые и лабораторные методы исследования физических своиств и режимов почвы. - М.: Изд-во Московского Университета, 2001. - 19-20 с..
18 Кузнецова И.В. К оценке роли различных составных частеи почвы в создании водопрочности почвеннои структуры // Почвоведение. - 1966. - № 9.
- С. 55-65.
19 Околелова А.А., Желтобрюхов В.Ф. и др. Провинциальные особенности структурнои организации почв Волгоградскои области // Фундаментальные исследования: журнал. - 2013.- № 4.- С. 379-383.
20 Яськов М.И. Почвоведение. - Горно-Алтаиск, 2009. - С. 11-12.
туШН
Абдрешева М.Б.
ТАУ ЕТЕГ1НДЕГ1 КУЦГ1РТ ^АРА КЭДЫР ТОПЫРАЦТАРДЫН, TYMlPTnEKTIK АГРЕГАТТАРЫНЫН, СУFА Т0З1МД1Л1ПНЕ МЕЛИОРАНТ РЕТ1НДЕ БИОК0М1РДЩ
ЭСЕР1
9.О. Оспанов атындагы К,азак, топырацтану жэне агрохимия гылыми-зерттеу институты, 050060 Алматы, эл-Фараби дацгылы, 75 В, К^азацстан,
e-mail: marjanjarcent@mail. ru Жыл сайынгы кекенк дакылдарын егу жэне вегетациясы кезе^нде агротехникалык ецдеу, суаратын судыц бYлiндiру эрекет топырактыц курылымдык агрегаттарыныц нашарлауына, гумус заттарыныц деградациясына, коректж элементгердщ шыгарылуына жэне куцг1рт каракоцыр топырактардыц кунарлылыгыныц темендеуiне алып келедi. Fылыми-зерттеу жумысы сорбент жэне мелиорант ретшде кYрiш кабыгын (400°С) пиролиздеу кезшде алынган бйокемiрдi паидалану жолымен топырактыц физикалык, су-физикалык, химиялык, физикалык-химиялык, биологиялык касиеп^ мен коректж режймiн жаксартуга багытталган. Зерттеулердщ керсетуi боиынша тамшылатып суаруда бйокемiр енпзшген нускдда бакылау нускасымен салыстырганда ылгал елеулi мелшерде молырак, Суарудыц эр тYрлi жагдайларында топыракка биологиялык кемiрдi енгiзу барлык дакылар боиынша ылгалды сактайды. Тамшылатып жэне спринклерлж суару кезiнде кектем жэне жаз айларында тэжiрйбе телiмдерiнiц топырактарыныц келемдiк массасыныц мэнi темен, ^ге карай суару кезiнде лессиваж Yрдid салдарынан келемдiк масса артады. Эр тYрлi суару жагдайында топыракты кургак кYИде елеуiштен етк1зген кезде >10 мм топырак агрегаттары ец кеп мелшердi курайды. Tэжiрйбенiц барлык нускаларында макро жэне микроагрегаттарга караганда топырактыц мезагрегаттары кебiрек. Биологиялык кемiр енпзшген нускада тамшылатып суаруда топырактыц агрегаттык жагдайыныц курылымдык коэффициент! ете жаксы. Гумустыц мелшерi бойынша биологиялык кемiр енгiзiлген нуска езгешеленедi. Tэжiрибе телiмiнiц топырактары азот корегiмен аз камтамасыз етглген, калиймен камтамасыз етлген.
Tyurndi свздер: топырак, гумус, топырак агрегаттары, тYИiртпектiк, бйокемiр, пиролиз, тамшылатып, атыздык жэне спринклерлж суару.
SUMMARY Abdresheva M.B.
INFLUENCE OF BIOCHAR ON WATER RESISTANCE OF STRUCTURAL AGGREGATES OF
FOOTHILL DARK CHESTNUT SOILS Kazakh Research Institute of Soil Science and Agrochemistry after U.U. Uspanov, 050060 Almaty, 75 V al-Farabi avenue, Kazakhstan, e-mail: [email protected] Annual agrotechnical treatment during the planting and growing season vegetable crops, destructive properties of irrigation water leads to a deterioration of the structural units of soil degradation of humic substances, removal of nutrients and reduced fertility of dark chestnut soils. The research work is aimed at improving the physical, water-physical, chemical, physico-chemical and biological properties and nutrient status of the soil through the use of biochar produced during pyrolysis(400° C), rice husk as sorbent and improver. The results showed that variants with biochar in drip irrigation contain much more water than the control. Adding biochar to soil retains moisture for all crops under different irrigation conditions. Volume weight of the soil sample plots in the spring and summer under drip and sprinkler irrigation have low values, the autumn bulk density increases, due process lessivage under irrigation. When dry sievingin various forms greatest amount of irrigation comprise soil aggregates >10mm.On all versions of the experiments mezagre-gates soil more than macro and microaggregates. Coefficient of structuring the state of aggregation of soil on variants of drip irrigation with biochar- excellent. Option to making biochar is characterized by increased humus content. Soils are poorly provided with nitrogen nutrition, potassium provided.
Key words: soil, humus, soil aggregates, structure, biochar, pyrolysis, drip irrigation, furrow, sprinkler.
