CC BY
45
УДК 631. 581. 5. 551
ВЛИЯНИЕ ХЛОПКОВЫХ СЕВООБОРОТОВ НА ИЗМЕНЕНИЕ АГРОФИЗИЧЕСКИХ СВОЙСТВ И СТРУКТУРНОЕ СОСТОЯНИЕ ПОЧВЫ СТАРООРОШАЕМЫХ ЗЕМЕЛЬ В КАЗАХСКОЙ ЧАСТИ ГОЛОДНОЙ СТЕПИ
М.Ж. АШИРБЕКОВ
(Казахский национальный аграрный университет, Республика Казахстан, г. Алматы)
Установлено, что в условиях Голодной степи хлопковые севообороты и внесение органических удобрений положительно влияют на агрофизические свойства почвы и способствуют повышению ее плодородия.
Ключевые слова: совхоз «Махтаарал», урожай, хлопок, хлопковый севооборот, плодородие почвы.
COTTON CROP ROTATIONS INFLUENCE ON CHANGES IN BOTH AGRO-PHYSICAL PROPERTIES AND STRUCTURAL SOIL CONDITION OF OLD-IRRIGATED LANDS IN KAZAKH PART OF A BARREN STEPPE
M.Zh. ASHYRBEKOV (Kazakh National Agrarian University, Republic of Kazakhstan)
It has been discovered that under conditions of barren steppe, cultivation of cotton in a crop rotation has a positive influence and introducing organic fertilizers improves agro-physical soil properties, thus, increasing soil fertility.
Key words: Makhtaaral, yield, cotton, cotton crop rotation, soil fertility.
Почвообразование в Голодной степи, по данным М.А. Панкова (1957) [1], протекало на фоне полупустынного климата с формированием сероземов с различной степенью гидроморфизма: светлых сероземов, сероземно-луговых, сероземносолончаковых, луговых и лугово-солончаковых почв.
Луговые и лугово-солончаковые почвы формировались по депрессиям при близком залегании уровня грунтовых вод; сероземно-луговые и сероземные почвы — по повышениям; сероземно-солончаковые, луговые и солончаковые сероземы — по низинам. В районах осадконакопления на верхних частях конусов при глубоких уровнях залегания грунтовых вод луговая и солончаковая стадия могли выпадать и сероземообразование — первичное почвообразование. Исследованиями почв Голодной степи в разные годы занимались: С.Н. Рыжов (1952) [2], Н.Ф. Беспалов (1970) [3], В .А. Ковда, Назаров А (1984) [4], АН. Розанов (1948) [5].
Большая часть территории Голодной степи занята светлыми сероземами, в различной степени солончаковатыми до орошения. К характерным особенностям светлых сероземов следует отнести невысокое содержание гумуса (не превышающее
1,5%), высокую карбонатность, относительно низкую величину емкости поглощения. Профиль светлого серозема характеризуется серовато-палевой окраской гумусового горизонта, непрочной комковатой структурой, более или менее равномерным уплотнением, небольшим содержанием влаги и легкорастворимых солей, наличием ярковыраженных карбонатных горизонтов.
Территория совхоза «Махтаарал» расположена в зоне светлых сероземов. Различные глубины залегания грунтовых вод, формы рельефа, степени естественной дренированности и условия почвообразования обусловили формирование на территории хозяйства лугово-сероземных и сероземно-луговых почв различной степени засоления, образующих основной фон почвенного покрова. Почвы совхоза «Махтаа-рал» почти полностью состоят из водопрочных микроагрегатов.
Целью исследований является влияние различных схем хлопковых севооборотов на агрофизические свойства и структурное состояние почвы и пути повышения плодородия староорошаемых почв в зоне хлопководства Казахской части Голодной степи.
Методика
Сравнительную продуктивность различных схем хлопковых севооборотов изучали в 1995-2004 гг. в многолетнем стационаром опыте на сероземно-луговых почвах староорошаемой зоны Голодной степи на территории совхоза «Махтаарал» (Казахский НИИ хлопководства МСХ РК) по следующим схемам:
1 — монокультура хлопчатника (без внесения удобрений);
2 — монокультура хлопчатника (удобряемая);
3 — 3:7 (3 года люцерна : 7 лет хлопчатник) без внесения удобрений;
4 — 3:7 (3 года люцерна : 7 лет хлопчатник) удобряемая;
5 — 2:4:1:3 (2 года люцерна : 4 года хлопчатник : 1 год промежуточные кормовые культуры : 3 года хлопчатник) удобряемая;
6 — 3:4:1:2 (3 года люцерна : 4 года хлопчатник : 1 год промежуточные кормовые культуры : 2 года хлопчатник) удобряемая;
Под хлопчатник вносили различные дозы минеральных удобрений при разных схемах хлопкового севооборота и монокультуры хлопчатника. Органические удобрения (навоз) в норме 40 т/га вносили под 4-й год возделывания хлопчатника после распашки 2- и 3-летней люцерны.
Глубина залегания среднеминерализованных (5 г/л) грунтовых вод — 2,53,5 м. Почвы опытного участка по механическому составу среднесуглинистые.
Макро- и микроагрегатный состав почвы определяли методом Г.Н. Павлова в модификации С.Н. Рыжова и Н.И. Зимной; структурный состав почвы — по методу Н.И. Саввинова; все другие исследования почвы согласно методам, принятым в СоюзНИХИ «Методы агрофизических исследований почв Средней Азии», Ташкент, 1977 [6].
Результаты и их обсуждение
Механический состав и содержание гумуса определяют структурообразование почвы. Чем больше количество илистой или коллоидной фракций, а также органического вещества в минерологической части почвы, тем больше возможностей для образования водопрочных макро- и микроагрегатов.
В таблице 1 приведены данные определений макро- и микроагрегатного состава почвы опытных участков, из которых следует, что агрофон оказывает заметное влияние на макро- и микроагрегатный состав почвы. Под влиянием люцерны
Макро- и микроагрегатный состав почвы под хлопчатником в конце ротации севооборотов (по методу Г.Н. Павлова)
№ варианта Схема севооборота Слой почвы, см Размер агрегатов (мм) и количество (%)
>1,0 1,0-0,5 0,5-0,25 0,25-0,05 0,05-0,01 <0,01
0-30 0,3 0,5 1,3 67,3 27,9 2,7
Монокультура 30-50 0,2 0,4 0,7 68,9 24,0 5,8
1 хлопчатника,
без удобрений 50-80 0,2 1,0 0,8 58,8 36,0 3,2
80-140 0,4 0,6 0,5 38,1 57,4 3,0
0-30 0,6 0,7 1,7 61,5 38,2 2,3
Монокультура 30-50 0,2 0,4 1,0 74,6 21,2 2,6
2 хлопчатника,
удобряемая (контроль) 50-80 0,7 0,7 0,8 61,6 31,9 2,1
80-140 0,4 0,5 0,9 54,5 50,5 2,6
0-30 0,8 0,9 1,9 73,4 20,4 2,6
30-50 0,3 0,6 1,4 78,6 16,2 2,9
3 3:7 без удобрений
50-80 0,6 0,5 0,9 64,3 31,0 3,3
80-140 0,3 0,4 0,4 56,1 42,1 0,7
0-30 1,7 1,9 4,2 73,1 16,5 2,6
30-50 0,6 1,0 1,4 76,4 18,2 2,4
4 3:7 удобряемая
50-80 0,2 0,8 3,0 53,6 42,5 2,7
80-140 0,1 0,5 0,3 51,3 45,1 2,7
0-30 1,8 2,6 5,3 75,0 13,0 2,3
30-50 0,9 1,8 2,9 74,6 17,4 2,4
5 2:4:1:3 удобряемая
50-80 0,3 1,2 1,8 58,3 35,3 3,1
80-140 0,3 0,6 0,7 52,6 44,9 1,7
0-30 2,5 3,4 6,1 81,4 4,6 2,0
30-50 1,4 1,8 3,6 75,0 6,4 2,0
6 3:4:1:2 удобряемая
50-80 0,8 0,9 1,3 56,7 37,3 3,0
80-140 0,4 0,7 0,6 50,0 45,4 2,7
и внесения навоза и минеральных удобрений увеличивается содержание водопрочных агрегатов и особенно макроагрегатов размером 1-0,05 мм за счет уменьшения количества микроагрегатов размером 0,05-0,01 мм.
В конце исследований в первой ротации севооборота, т.е. на десятый год после закладки опыта, лучшим вариантом опыта по содержанию водопрочных макро-и микроагрегатов является вариант 6, где хлопчатник возделывался в севообороте по схеме 3:4:1:2 с внесением навоза 40 т/га под четвертый год возделывания хлопчатника после распашки трехлетней люцерны. В этом варианте количество водопрочных макро- и микроагрегатов в пахотном слое в сумме составило 93,4% от общей массы абсолютно сухой почвы. Наименьшее количество их (69,4%) было в варианте 1, где хлопчатник возделывался бессменно без внесения удобрений. Наиболее характерной особенностью является то, что под воздействием севооборота и внесения на-
воза существенно снижается содержание фракций крупной пыли (частицы размером
0,05-0,01 мм). В пахотном слое количество их в варианте 1 составило 27,9%, а в варианте 6 — всего лишь 4,6%, т.е. почти в шесть раз меньше. Вместе с тем надо отметить, что почва во всех вариантах характеризуется небольшим содержанием водопрочных агрегатов — 0,3-2,5%.
Данные структурного состава светлого серозема в конце ротации в опыте приведены в таблице 2, которые показывают, что в структурном составе почвы опытного участка проявляется положительное действие гумуса на агрегирование почвенных частиц. Содержание агрономически ценных агрегатов больше всего на севооборотной делянке (3:7 без удобрений) и составляет: в пахотном горизонте 62,9 и в подпахотном — 66,8%.
Т а б л и ц а 2
Структурный состав почвы под хлопчатником, % к массе почвы в конце ротации севооборотов (метод определения по Н.И. Саввинову)
Номер варианта Схема севообо- ротов Гори- зонт, см Размер агрегатов (мм) и количество (%) Сумма агрегатов >10 и <0,25 Коэффициент структурности (Кс)
о X і о ю 1 1^ со 1 ю гч 1 со 7 гч о 1 0,5-025 5 о о" - 5 ,2 0, 10-0,25
Моно- 0-30 28,5 8,7 7,4 9,4 7,2 13,6 4,3 7,8 13,1 58,4 41,6 1,4
культура хлоп- 30-40 36,4 11,9 10,0 11,7 8,0 11,2 1,3 2,7 6,8 56,8 43,2 1,3
1 чатника 40-70 16,5 8,4 4,7 8,5 6,2 11,4 2,7 6,7 34,9 48,6 51,4 1,0
(без 70-80 16,3 11,3 8,3 11,1 8,1 11,0 2,7 4,9 26,4 57,3 42,7 1,3
удобре-
ний) 80-150 31,4 9,3 6,5 8,7 5,4 7,6 2,0 3,8 25,3 43,3 56,7 0,8
Моно- 0-30 38,5 7,9 6,9 8,6 6,6 11,2 2,9 5,6 11,8 49,7 50,3 1,0
культура 30-40 41,4 11,2 8,9 9,8 6,6 9,6 2,0 3,5 7,0 51,6 48,4 1,1
хлоп-
2 чатника, 40-70 21,9 41,0 8,0 9,6 6,0 8,6 2,4 4,9 27,6 50,5 49,5 1,0
(удоб- ряемая), 70-80 14,5 8,5 6,5 8,3 6,4 10,0 3,2 6,0 36,6 48,9 51,1 1,0
контроль 80-150 44,4 9,4 5,1 6,7 3,9 5,5 1,1 2,7 21,2 34,4 65,6 0,5
0-30 25,8 8,8 7,1 12,1 9,2 16,4 2,4 5,9 11,3 62,9 37,1 1,7
3:7 без 30-40 23,8 14,3 13,1 13,7 8,0 10,5 2,5 4,7 9,4 66,8 33,2 2,0
3 удоб- 40-70 16,9 12,0 10,3 14,1 11,0 17,8 4,2 9,6 4,1 79,0 21,0 3,8
рений 70-80 21,1 10,0 7,5 10,2 7,5 11,2 2,3 5,9 24,3 54,6 45,4 1,2
80-150 17,3 11,3 9,7 11,7 7,8 10,8 2,0 4,7 24,9 57,8 41,2 1,4
Количество агрегатов крупнее 10 мм соответственно 25,8 и 23,8% и мельче
0,25 мм — 11,3 и 9,4%. В этом же варианте отмечается наименьшая сумма агрегатов более 10 мм и менее 0,25 мм (37,1 и 33,2%) и наибольший коэффициент структурности (Кс) — 1,70 и 2,00.
Влияние монокультуры хлопчатника без внесения удобрений и с внесением минеральных удобрений на структурный состав не прослеживается.
Особенности почвогрунта по механическому макро- и микроагрегатному составу определяют величину в плотности сложения и аэрации.
Наибольшие изменения в плотности сложения и общей скважности на изучаемых агрофонах отмечались в .пахотном и подпахотном горизонтах почвы. Наименьшая объемная масса и соответственно наибольшая общая скважность почвы были в севооборотных вариантах по схеме 3:7; 2:4:1:3 и 3:4:1:2 с внесением навоза 40 т/га за ротацию. Весной после зяблевой вспашки объемная масса почвы имеет наименьшее значение (1,30-1,34 г/см3), а общая скважность увеличивается (50,1-50,9%). Осенью во всех изучаемых вариантах объемная масса повышается (1,42-1,50 г/см3). Наибольшее уплотнение почвы происходит при возделывании хлопчатника в монокультуре (1,49-1,50 г/см3).
Заключение
1. Сероземно-луговые почвы Голодной степи характеризуются высокой скважностью. Ее изменение зависит от содержания гумуса, механического, макро- и микроагрегатного состава почвы.
2. Положительное влияние севооборота и внесения навоза проявляется особенно отчетливо в первый и второй годы возделывания хлопчатника.
3. Наиболее благоприятные условия по плотности и пористости почвы складываются в расчлененных схемах хлопковых севооборотов по схеме 2:4:1:3 и 3:4:1:2.
Библиографический список
1. Панков М.А. Почвы Голодной степи. В кн. Голодная степь. Материалы СОПС Узбе-кистана, 1957. Вып. 6. Ташкент. С. 260.
2. Рыжов С.Н. Причины высокого естественного плодородия светлых сероземов в Го -лодной степи // Почвоведение,1952. № 12. С. 1081-1088.
3. Беспалов Н.Ф. Орошение культур хлопкового севооборота в Пахтаарале. Ташкент, 1970. 48 с.
4. Ковда В.А. Назаров А. Комментарий к статье Вернадского «Об участии живого вещества в создании почв» // Наука и жизнь, 1984. № 1. С.18-19.
5. Розанов А. Н. Об изменении сероземов под влиянием орошения // Труды Почвенного института им. В.В. Докучаева. Т. ХХУШ. М., 1948. С. 16-19.
6. Методы агрофизических исследований почв Средней Азии. Ташкент. СоюзНИХИ, 1977. 126 с.
Информация об авторе
Аширбеков Мухтар Жалдыбаевич — к. с.-х. н., Казахский национальный аграрный университет, Республика Казахстан, 050010, г. Алматы, проспект Абая, 8; e-mail: mukhtar_ [email protected].
Information about the autor
Ashyrbekov M.Zh. — candidate of agricultural sciences, Kazakh National Agrarian University, Republic of Kazakhstan, 050010, city of Almaty, Abai avenue, 8.
