Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Солонцеватые почвы сероземного пояса и пути их мелиорации

ВАК РФ 03.00.27, Почвоведение

Автореферат диссертации по теме "Солонцеватые почвы сероземного пояса и пути их мелиорации"

АКАДЕМИЯ НАУК УЗБЕКСКОЙ ССР Институт почвоведения и агрохимии

На правах рукописи ХАЗРАТ МИР ТУТАХИЛЬ

СОЛОНЦЕВАТЫЕ ПОЧВЫ СЕРОЗЕМНОГО ПОЯСА И ПУТИ ИХ МЕЛИОРАЦИИ

03.00.27 — Почвоведение

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

Ташкент—1991

Работа выполнена на кафедре тропического земледелия Ташкентского Государственного аграрного университета в 1988-1990 гг.

Научный руководитель — доктор биологических наук,

доцент С. А. Азимбаев

Официальные оппоненты: доктор сельскохозяйственных

наук А. 3. Генусов,

кандидат сельскохозяйственных наук, доцент С. А. Абдуллаев

Ведущая организация— Проектный институт «Средаз-

гипроводхлопок».

Защита состоится „" ^ШМ*^- 1991 г. в ¡О часов на заседании специализированного совета Д 015.20.01 по присуждению ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук при Институте почвоведения и агрохимии АН УзССР.

Адрес: г. Ташкент-700179, ул. Камарнисо, 3, ИПА АН УзССР.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Института почвоведения и агрохимии АН УзССР.

Автореферат разослан. "Я " МсеН. 1991 г.

Ученый секретарь специализированного совета,

кандидат биологических М. М. Ташкузиев

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. В условиях широкого развития мелиорации одна из главных задач - резкое повышение продуктивности мелиорируемых земель при рациональном использовании водных и земельных ресурсов. Особого внимания заслуживают территории перспективного развития орошаемого земледелия. В Узбекистане одним из крупных районов нового мелиоративного строительства является Джизакская степь, где площадь пригодных для орошения земель составляет около 300 тыс.га. Засоленные и солонцовые почвы в данном регионе занимают около 100 тыс. га.

Повышение производительности осваиваемых под орошение земель и расширение площадей орошения за счет новых земель связаны с решением одной из важнейших проблем орошаемого земледелия - борьбой с засолением почв.

Исследования минувших лет слабо освещают вопросы генезиса засоления, географического распространения, мелиорации, роль литолого-геоморфологических, гидрогеологических условий и орошения в перемещении солей и формировании солонцеватых почв. Вместе с тем в опубликованных работах указывается, что новые объекты орошения нередко охватывают солонцеватые почвы, особенности которых необходимо учитывать при разработке научно обоснованных мероприятий по мелиорации земель.

Цель и задачи исследования. Целью проведенного исследования являлось изучение агромелиоративного состояния солонцовых почв Обручевского понижения и разработка мер их коренного улучшения с введением в сельхозоборот.

В нащу задачу входило:

1. Установить генезис формирования солонцовых почв в Обручевском понижении.

2. Выявить причины неблагоприятных водно-физических свойств почв.

3. Разработать основные мероприятия, направленные на борьбу с существующим засолением и солонцеватостью.

4. Определить наиболее приемлемый метод обработки почвы, способствующий улучшению физико-химических и водно-физических свойств солонцов.

5. Установить оптимальные дозы фосфогипса в сочетании

с внесением удобрений, способствующих интенсивному рассолон-цевани» и повышению урожайности сельскохозяйственных культур.

6. Определить длительность положительного действия агромелиоративных мероприятий при возделывании сельскохозяйственных культур.

Научная новизна результатов исследований. С целью улучшения водно-физических свойств солонцовых почв и вовлечения их в сельскохозяйственный оборот использован комплекс агромелиоративных мероприятий. Основным условием выдвигается совместное внесение навоза и фосфогипса, что позволяет полнее использовать мелиорирующие вещества (фосфогипс) и вовлечь в мелиорацию часть внутрипочвенного аапаса кальция за счет разложения СаСОд. Кроме того, навоз используется в качестве средства, регулирующего образование хелатосоединений, которые препятствуют проникновению в растения тяжелых металлов из почвы, а также для снижения активности фтора. При этом создаются возможности для значительного увеличения запасов доступных форм фосфора, а также повторного использования отходов химической промышленности (фосфогипс), запасы которых в республике велики.

Установлены закономерности изменения водно-физических свойств почв, определен характер распределения по профилю солонцовых почв токсичных солей и поглощенного натрия.

Практическая ценность. Материалы многолетних исследований позволили разработать научно обоснованные мероприятия по улучшению водно-физических свойств орошаемых солонцовых почв, снижению содержания токсичных солей и поглощенного натрия.

Г^лменение предложенного нами наиболее рентабельного и эффективного комплекса мелиоративных мероприятий обоспечивает получение уже в 1-й год среднего урожая зеленой массы кукурузы 1215,4-1355,5 г/сосуд с прибавкой от 23,1 до 163,2 г/со-

Ф

суд.Средний урожай хлопка-сырца в Т-й год составил 112,58132 г/сосуд с прибавкой 2,37-21,54 г/сосуд, во 2-й год -115,43-136 г/сосуд с прибавкой 3,43-23,73 г/сосуд.

В настоящее время в отвалах Алмалыкского, Самаркандского и Новококандского химических заводов накоплено более 50 млн.т фосфогипса. Они занимают более 200 га земли, затраты на их содеркание составляют ежегодно более 3 млн.руб. Ежегодный выброс фосфогипса в республике достигает 5 млн.т. Доказана техническая возможность и экономическая целесообразность использования фосфогипса (ФГ) в сельском хозяйстве для химической мелиорации солонцовых почв.

Основной массив солонцовых почв расположен в Обручев-ском понижении, где благоприятные климатические условия и наличие запасов поливных вод способствуют развитию интенсивного земледелия.

Апробация работы. Результаты исследований были доложены на 40 и 41 научной конференции профессорско-преподавательского состава и аспирантов ТатСХИ (Ташкент,1989,1990 г.).

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 2 работы.

Объем и структура диссертации. Диссертация изложена на 169 страницах машинописного текста, включает 57 таблиц, I картограмму, II рисунков. Она состоит из введения, 6 глав, выводов и рекомендаций производству. Список использованной литературы включает 149 наименований, из них II иностранных авторов. Также включено 2 снимка и 6 приложений.

ОБЪЕКТЫ И МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЙ

I. Дкизакская степь занимает предгорную покатую равнину, образованную конусами выносов р.Санзар, Зааминсу и мелких саев, стекающих с северных склонов Туркестанского и Нуратин-ского хребтов. На севере ее границей является Юккый Голодно-степский канал, на юге проектируемый канал ДМ-4, на юго-западе склоны гор Кайташ и Балыклы-Тау, на востоке зеленая зона г.йнгиер.

2. На территории подгорных лессовых равнин Кураминского хребта, в пределах Букинского района Ташкентской области выделен второй объект наших исследований.

Для указанных выше задач в 1988 г. мы заложили 17 разрезов в Дкизакской степи (схема I) и 3 разреза в колхозе . "Ильич" Букинского района Ташкентской области (возможные районы распространения солонцеватых почв по данным литературы).

Исследования проводились полевыми, вегетационными и лабораторными методами.

Вегетационные опыты заложены на вегетационной площадке опытной станции ТашСХИ.

Опыт I с лугово-сероэемно-солонцеватыми почвами Дкизак-ской области (из пункта заложения разреза 13) состоит из 17 вариантов при 4-кратной повторности, опыт 2-е сероземно-луговыми почвами Букинского района состоит из 16 вариантов при ;б-кратной повторности. Просеянной почвой набивали сосуды Вагнера емкостью 22 кг, полив проводили из расчета 60% ППВ. Посев хлопчатника в вегетационном опыте проводили семенами сорта С-4880. В каждый сосуд высевали по 10 семян, после появления всходов оставляли по 2 растения на сосуд.

Внесение фосфогипса (ФГ) и навоза было одноразовым в 1988 г. перед набивкой сосудов, а минеральных удобрений каж-

УсмСныг обЬзначсния Со/юнцеа^тые почал! * " Но с* Ер я разрезов

дай год из расчета годовой кормы $5 Р3,5 К2: аммиачная селитра - 14,6 г/сосуд; суперфосфат - 25 г/сосуд; хлористый калий -3,7 г/сосуд. Удобрения вносились согласно методике СосзНИХИ. По всем периодам вегетации проводили фенологические наблюдения и агрохимические анализы также по методике СовзНИХИ.

Схема вегетационных опытов

№ вари-!1-й опыт с!£ вари!2~Й огшт с

Вариант анта !лугово-се~ !аита !сероземно-

'роземть- ! ! луговым поч

!солонцева- 1 \ ! вами

!тыми поч- (

! вами \ |

Контроль (почва) I + I +

Почва+ФГ 140 г/сосуд 2 + - -

Почва+удоб. (№0 3 + 2 +

Почва+удоб. (№Ю+навоз 140 г/сосуд (I фон)

4 + 3 +

Фон+ФГ 35 г/сосуд 5 + 4 +

Фон+ФГ 70 г/сосуд 6 + 5 +

Фон+ФГ 140 г/сосуд 7 + 6 +

Фон+ФГ 210 г/сосуд 8 + 7 +

Фон+ФГ 280 г/сосуд 9 + 8 +

Фон+ФГ 350 г/сосуд 10 + 9 +

Почва+удоб. (№К)+навоз 280 г/сосуд (П фон)

II + 10 +

Фон+ФГ 35 г/сосуд 12 + II +

Фон+ФГ 70 г/сосуд 13 + 12 +

Фон+ФГ 140 г/сосуд 14 + 13 +

Фон+ФГ 210 г/сосуд 15 + 14 4

Фон-^Г 280 г/сосуд 16 + 15 +

Фон+ФГ 350 г/сосуд 17 + 16 +

УСЛОВИЯ И ФАКТОРЫ ПОЧВООБРАЗОВАНИЯ ОБЪЕКТОВ ИССЛЕДОВАНИЯ

В геологическом строении Длсизакской территории участвуют отложения палеозойского, неогенового, четвертичного возраста.

б •

Порода палеозоя представлены сланцами и известняками, неогеновые фтложения - алевролитами и алевролитовыми глинами и являются регионализм водоупором.

По данным института Средазгипроводхлопок выделяются следующие литолого-геоморфологические комплексы, определяющие основные различия условий почвообразования:

- предгорная возвышенная делювиально-пролювиальная равнина;

- межгорная слабопокатая делювиально-пролювиальная равнина;

- предгорная наклонная аллювиально-пролювиальная равнина, радиально расходящегося конуса выноса р.Санзар;

- предгорная наклонная расчлененная делювиально-пролю-виальная равнина;

- предгорная наклонная аллювиально-пролювиальная равнина, радиально расходящегося коцуса выноса р.Зааминсу;

- плоские покатые на север равнины тальвегов главных долин временно действующих водотоков.

Голодная степь лишена поверхностной естественной водной сети, лишь в хисной части с северных склонов Туркестанского хребта стекает несколько небольших постоянных и временных саев. Наиболее многоводными постоянными водотоками является реки Санзар и Заамин. Кроме постоянно действующих рек, имеется много временных водотоков, питающихся водами интенсивно тающих снегов и ливневыми дождями.

Климат исследуемой территории характеризуется холодной зимой и сухим жарким летом. Сумма активных температур за год 4700-5000°С. Среднее количество атмосферных осадков очень низкое и колеблется от 300-425 мм с испаряемость» 14301700 мм. Наибольшее количество осадков выпадает весной и зимой, наименьшее - летом. Коэффициент увлажнения по Н.Н.Иванову '1943) составляет 0,2-0,3.

По видовоцу составу растительности исследуемая территория характеризуется как эфемерно пустынная, для которой наиболее характерен эфемерный тип растительности, в составе которой выделяются оазличные виды однолетних и многолетних трав, полукустарников и кустарников.

ХАРАКТЕРИСТИКА ОСНОВНЫХ ТИПОВ ПОЧВ ОБЪЕКТОВ ИССЛЕДОВАНИЯ

1. Почвы Букинского района Ташкентской области:

На территории подгорных лессовых равнин Курачинского хребта в пределах Букинского района А.Г.Никольским (1971) выявлено распространение солонцеватых почв. Установлено повсеместное присутствие в оросительной воде щелочности от нормальных карбонатов в величинах от 0,006 до 0,036 г/л и общей щелочности от 0,12 до 0,30 г/л. При этом рН оросительной вода колеблется в пределах 7,2-8,5, длительное использование на орошение вод подобного химического состава неизбежно приводит к осолонцеванив почвогрунтов.

2. Почвы Дисизакской степи:

Почвы Дяизакской степи многократно описывались в работах Н.А.Димо, М.А.Панкова, А.Н.Розанова, сотрудников Почвенного института им.В.В.Докучаева, НИИ почвоведения и агрохимии АН УзССР, проектных институтов?,Средазгипроводхлопок, "Узгипро-зем" и др.

В последние годы глубокие исследования проведены под руководством О.К.Камилова.

Из автоморфного ряда выделяются типичные и светлые сероземы пылевато-суглинистые, лугово-сероземные, солончаково-солонцовые, глинистые, незагипсованные или очень слабогипсо-ванные, луговые почвы разной степени засоления и солончаки пылевато-суглинистые, ниже слоистые.

Типичные сероземы занимает покатые равнины верхних частей конуса выноса, общая площадь 77,88 гас.га.

Светлые сероземы в Дянзакской степи занимают слабоволнистые равнины периферии конуса выноса р.Санзар, площадь составляет 17,24 тыс.га.

Луговые почвы занимают нижнюю часть конуса выкоса, характеризуются близким залеганием (1,5-2,5 м) минерализованных грунтовых вод (плотней остаток 2,26 г/л).

На территории Обручевского понижения, намеченной к оро-пению в ближайшие года, Е.И.Панкова и др. (1973) описали со-

лонцово-солончаковые полугидроморфные почвы, происхождение которых связано с выклиниванием слабощелочных сульфатных натркево-магниевых вод и особенностями почвообраэущих пород.

В связи с вышеизложенны» на этой территории ш заложили несколько разрезов для более ясного представления о морфологии лугово-сероземных почв приводим полную агрохимическую и агрофизическую характеристику разреза 3.

Исследуемые солонцеватые почвы разнообразны по механическому составу, по профилю в основном среднесуглинистые, и лишь на глубине 70-145 см встречаются тяжело- и легкосуглинистые отложения (табл.1).

Таблица I

Механический состав {%) лугово-сероземных почв (разрез 3)

Глубина, !_Размер фракций, мм

см 11,0- !0,25-!0,10-!0,05-10,01- !0,005-! !0.25 10.10 !0.05 !0,01 !0.005 !0.001 ! ¡<¡0,001

0-3 1,4 3,4 10,8 46,8 19,2 11,2 5,2 38,6

3-в 1,7 3,1 0,8 56,4 15,8 12,0 10,2 38,0

8-44 2,5 5,1 13,2 40,8 14,4 14,4 9,6 38,4

44-70 1,2 4,9 10,3 45,2 15,2 16,8 6,4 38,4

70-110 0,2 3,1 3,1 45,6 14,4 17,2 16,4 48,0

110-145 0,4 1,1 12,1 58,4 7,6 9,1 11,2 28,0

145-175 0,1 1,0 1,7 61,2 16,2 9,0 10,8 36,0

175-200 0,5 0,9 4,2 51,2 15,6 16,4 11,2 43,2

200-250 0,1 1,5 11,2 56,4 4,4 18,4 8,0 30,8

250-300 0,9 2,9 28,2 30,8 14,4 14,8 8,0 37,2

650-700 0,2 1,4 3,6 66,8 9,6 14,6 5,8 28,0

Для этих почв характерна сбогащенность крупнопылеватами фракн'-ями (0,05-0,01 мм), в трехметровом слое их содеркится 30-61%, средней пыли (0,01-0,005 мм) от 7 до 19%, содержание ила составляет 5-16$. Эти почвы мало обеспечены гумусом, бесструктурные, склонные к коркообразованию, что указывает на плохие их водно-физические свойства.

Данные микроагрегатного состава почв (табл.2) подтверждают наличие большого количества фракций размером 0,050,01 мм - 41-8356. Агрегаты размером 1,0-0,25 мм содержатся в ничтожно малом количестве.

В зависимости от содержания гипса изменяется рН водной суспензии и колеблется в пределах 7,4-8,5 (табл.3).

Содержание солей по плотному остатку колеблется в пределах 1,25-3,19%, содержание хлор-иона 0,018-0,331%.

Таблица 2

Микроагрегатный состав (%) лугово-сероземных почв (разрез 3)

Глубина, см Размер фракций, мм

I -0,25 !0,25-! 0,05 1 ! 0,050,01 0,01- !0,05-0,005 (0.001 1 ! <0,0011К -х !коэф. !дис-!перс-!ности

0-3 2,21 21,7 41,20 13,43 13,71 7,75 94,50

3-8 2,89 20,94 42,19 13,80 13,91 6,27 61,50

8-44 3,01 31,39 49,61 11,75 2,32 1,92 20,00

44-70 1,52 22,66 64,66 6,98 2,00 2,23 34,80

70-110 0,17 16,77 72,91 5,77 2,22 2,16 13,20

110-145 0,12 6,98 81,80 2,98 6,14 1,98 17,70

145-175 0,13 10,63 83,01 2,67 2,39 1,17 10,40

175-200 0,14 10,66 80,23 6,94 0,53 1,50 18,80

200-250 0,24 10,84 67,26 17,41 2,51 1,74 21,75

250-300 0,86 38,37 54,90 3,31 0,88 1,68 29,00

В качественном составе преобладают соли ^а^^О^, сода на глубине 70-145 см : обнаружена^ этих слоях отмечается увеличение количества токсичных солей. Сумма запасов солей в толще 0-100 см 345,5 т/га. Это сильнозасоленные хлоридно-сульфатно-магниевые почвы.

Сумма поглощенных оснований лугово-сероземных солонцеватых почв (табл.4) колеблется от 5 до 16 мг/экв на 100 г почвы в зависимости от механического состава, содержания гумуса и

Таблица 3

Легкорастворимые соли сероземно-луговых почв Дризакской степи (разрез 3)

Глубина,! ! Плотный! Содержание в % и мг/экв__

см ! рН ¡остаток! ! Г"! Г ! ! !

| | % |НС03 { С1 } ¿04| Са ] Мд |№а+К {ГипсД

0-3 8,35 3-в 8,54 8-44 8,15 44-70 7,67 70-110 7,89 110-145 8,02 145-175 7,78 175-200 7,87 200-250 7,48 250-300 7,44

степени засоления. Среди поглощенных оснований наибольший процент от емкости поглощения приходится на долю натрия и маг-кия.

Содержание гумуса в дерновом горизонте исследуемых почв 3,58% и резко уменьшается по профилю вниз и на глубине 4470 см составляет 0,27% (табл.5). С изменением гумуса колеблется по профилю и содержание валового азота. Валовой фосфор колеблется в пределах 0,110-0,178%,. подвижный фосфор сосредоточен в верхних горизонтах.

1.50 2,35 2,00 1,42 2,81 3,19 3,16 2,40

1.51 1,25

0*003 0,049 0.003 0,049 0.003 0,049 0.003 0,049 0.003 0,049 0.003 0,049 0.003 0,049 0.003 0,049 0.006 0,098 0.003 0,049

0.139 3,915 0.331 9,324 0.263 7,41 0.140 3,943 0.223 6,564 0.274 7,72 0.290 8,17 0.286 8,096 М23

4,87 0.081 2,28

0.870 18,12 1.218 25,37 1.016 21,16 0.788 16,41 1.670 34,79 1.839 38,31 1.857 38,68 1.325 27,50 0.833 17,35 0.738 15,37

0,15 0.040 7,5 3,306 0.09 0.043 5,4 3,55 0.08 0.108 3,75 8,93 0,13 0.031 6,5 2,56 0.12 0.139 6,25 11,49 0.175 0.195 8,75 16,11 0,195 0.139 9,75 11,49

0.15

7,5

О.П

5,5

0.07

3,5

0.Н2

9,26

0.071

5,87

0.053

4,38

1,9

2.3

3.6

1.7 1,7

1.4 1,4 1,0 1,3 0,8

Таблица 4 Емкость поглощения сероэемно-луговых почв Дяизакской степи (разрез 3)

Глубина, см

1 Содержание, ! Са !

мг/экв

!

МП!

! К !

тт

А

Са !

М-

I )Ш К

0-3

з-е

8-44 44-70 70-110 110-145 145-175 175-200 200-250 250-300

1,2 0,8 0,8 0,4 0,8 1,6 0,6 10,2 0,8 9,4 0,8 12,0 0,8 9,0 4,0 4,0 4,8 3,6 5,6 2,8

2,17 4,89 8,15 4,78 3,80 0,55 1,88 1,48 1,15 0,63

1,28 1,54 1,54 0,75 0,36 0,46 0,51 0,31 0,31 0,23

5,45

7,63

12,09

16,33

14,36

13,81

12,19

9,79

9,86

9,26

22,0 10,5 6,6

3.7 5»5"

5.8 6,6

40,9 48,7 60,5

14.7 5,2

13,2 62,5 65,5 86,9

73.8

40.9 36,5 30,2

39,8 23,5 64,1 20,2

67.4 12,7 29,3 4,6

26.5 2,5 3,3

Ш',42 4,2 15,1 3,2 11,7 3,1 6,8 2,5

Таблица 5

Содержание гумуса и питательных элементов в сероземно-луговых почвах (разрез 3)

Глубина, см | ГЗ^С, г | ! Валовые формы,% } № I Р205 1 К*>0 1 1 ! !Подвижный! СаСОд, !Ро0с, ! , ! * 0 ! мг/экв ! мг/экв !

0-3 3,58 0,450 0,178 1,110 64,0 7,00

3-8 1,75 0,230 0,162 1,000 16,2 7,13

8-44 1,37 0,170 0,145 0,850 12,6 7,66

44-70 0,27 0,050 0,130 0,850 12,6 7,39

70-110 - 0,060 0,110 0,500 12,6 7,79

Описываемые почвы характеризуются наименьшей удельной массой 2,62-2,66 г/см^ по всему профилю (табл.6), плотность сложения в верхних горизонтах равна 1,32-1,35 г/см^, в нижних -1,32-1,45. В соответствии с объемной и удельной массой изменяется и общая порозность почвы. Средняя величина порозности в верхнем слое составляет 5056 и постепенно уменьшается по мере углубления. Максимальная молекулярная влагоемкость (ММВ) 18-

Таблица б

Основные водно-физические свойства почв

Глубина, 'Удельная !Объемная ! % от объема !Механичес-

см !масса,о ! г/см"* ! ( ! масса,о ! г/см ( I !о0щая !пороз-!ность ! Г ! ПИВ 1 пороэ-ность аэрации -¡влажность! 'после по-! !лива ! ! I ммв 'запас !продук-!тивной ! влаги !кий состав ! % ! 0,01 »

0-25 2,64 1,32 50,0 32,7 17,3 41,0 22,8 9,9 38,0

25-44 2,66 1,32 50,4 29,4 21,0 34,4 23,2 6,2 38,4

44-70 2,66 1,35 49,2 32,4 16,8 37,5 24,6 8,8 38,4

70-90 2,64 1,42 46,2 31,5 14,7 38,9 25,3 6,2 48,0

90-110 2,64 1,42 46,2 32,5 13,7 33,5 25,3 7,2 48,0

110-130 2,62 1,32 49,6 27,7 21,9 26,3 18,6 9,1 28,0

130-143 2,62 1,32 49,6 26,1 23,5 19,0 18,6 7,5 28,0

145-175 2,66 1,37 48,5 30,3 18,2 24,2 20,8 9,5 36,0

175-200 2,66 1,45 35,8 31,8 13,7 29,6 24,1 ' 7,7 43,2

200-250 2,66 1,34 49,6 - - - - - 30,8

250-300 2,66 1,38 48,1 - - - - - 37,2

650-700 - - - - - - - - 28,0

25/6, запасы продуктивной влаги составляют от 6 до 9,9^6, скорость впитывания в первый час составляла 205,7 мм, а за 8 ч 286,2 мм.

Изучаемые почвы характеризуются высоким содержанием связанной вода. Максимальная гигроскопичность по отдельным почвенным генетическим горизонтам в значительной степени определяется перечисленными выше факторами. Данные проведенных нами исследований свидетельствуют о прямой зависимости между количеством прочно связанной влаги, механическим составом и степенью засоления почвогрунтов.

ВЛИЯНИЕ ВНЕСЕНИЯ Ф0СФ0ГИЛСА НА ПОЧВЕННЫЕ ПРОЦЕССЫ

Практика мелиорации почв солонцового комплекса в СССР и других странах мира (Италия, Румыния, Испания, Венгрия и др.) показывает, что состав мероприятий при их освоении различен и требует строгой дифференциации с учетом химических, физических, биологических, литолого-геоморфологических особенностей. Опыт мелиорации солсжцоватых почв степной зоны (Л.П.Розов, 1928; В.А.Ковда,1967; К.П.Пак,1975) показывает, что в условиях отсутствия дренажа промывные поливы могут дать положительный эффект при глубоком залегании грунтовых вод и небольшом объеме промывок. Сложность этого вопроса усугубляется тем, что приемы мелиорации солонцеватых почв, разработанные для умеренных районов СССР, не могут быть целиком применены для засушливой зоны Средней Азии.

Принимая во внимание региональную особенность почв УэССР, нами были поставлены специальные исследования с фосфогипсом для химической мелиорации почв с солонцеватыми свойствами.

В частности, в настоящее время недостаточно изучен вопрос замещения поглощенных оснований в зависимости от характера аниона в условиях постоянного удаления продуктов обмена. Не совсем ясен ход вытеснения поглощенного кальция во времени под влиянием натрия при промывном режиме с различным содержанием гипса в почве.

В связи с этим мы проводили исследования, направленные на изучение возможности использования минерализованных вод в раз-

личных гипсированных почвах. Сущность опыта следующая: образцы слабосолонцеватых сероэемно-луговых почв просеивали через сито с отверстиями диаметром I мм, затем набивали стеклянные трубки высотой 250 мм диаметром 35 мм из расчета 1,2 объемной массы. Солевы(^рас гворы с концентрацией 5 и 10 г/л №аС1 подавались в соответствии со схемой опыта.

Схема опыта

Промывная норма, !Минерали- !Содержание фосфогипса в почвах, мл (зация №аС1! г _1 г/л I _"

500 5 0 3 9 15 30

10 0 3 9 15 30

1000 5 0 3 9 15 30

10 0 3 9 15 30

Подача солевых растворов для насыщения почвенных колонок продолжалась до фильтрации 1500 мл. Данные показывают, что под влиянием легкорастворямых солей в почве происходят слож-' ные и многообразные процессы. Солевые растворы вызывают изменения свойств почв, вступая в обменные реакции с ее твердой фазой, влияют на электрокинетические свойства и гидрацию коллоидных частиц. В результате изменяются водно-физические свойства почвы, ее оструктуренность, фильтрация и пр. С внесением ФГ рН почвы становится нейтральной или слабокислой. При воздействии растворов солей натрия на карбонатные почвы,поглощающий комплекс которых насыщен преимущественно кальцием, происходит замещение его натрием. Большое значение в этом случае имеет растворимость и удаление продуктов обмена. При промывном режиме более подвижные продукты обмена будут вытесняться, а менее растворимые скапливаться в толще почв. Состав поглощенных катионов является сложной системой многообразных процессов, протекающих при передвижении растворов в почвенной толще. Изменение адсорбированных катионов после воздействия на почву растворов №аС1 показало, что существует прямая зависимость содержания поглощенного натрия в почве от концентрации воздействующих растворов. Полученные результаты четко показывают процесс поглощения и вытеснения катионов во времени и выявляют относительную активность натрия.

В относении кальция можно сказать следующее: содержание его после насыщения нормой 500 мл (5 г/л №аС1) колеблется в пределах от 0,012 до 0,304%. Натрий поглощается из раствора в большей степени. Внесение ФГ в почву приводит к снижению поглощенного натрия. При рассмотрении соотношения натрия к кальцию содержание поглощенного натрия увеличивается. Таким образом, добавление ФГ во всех случаях сникает поступление натрия в поглощающий комплекс. Защитная роль кальция снижается с повышением концентрации солей натрия. Отсюда следует, что при повышенном засолении почвы натриевыми солями угроза осо-лонцеваиия увеличивается. Она будет слабее в присутствии гипса, поэтому ФГ предпочтительнее применять для защита почвы от солонцевато стн там, где для орошения используются минерализованные воды.

Учитывая важность разработки теории водопроницаемости в тяжелосуглинистых почвах для практических целей, мы также провели серию соответствующих лабораторных исследований.

Моделирование почв для изучения их фильтрационных свойств проведено в стеклянных трубках высотой ПО см, диаметром 2,25 см. Мощность набиваемого- в трубки грунта составляла 100 см с объемной массой 1,2. Остальные 10 см оставались для полива воды. В опытах с ФГ литология изучалась в следующих вариантах: 0; 5; 10; 15; 20; 25; 30% ФГ от веса тяжелосуглинистых почв.

Опыты показали, что время, требуемое для полного насыщения почвенной колонки водой различается по вариантам, чем больше количество фосфогипса в грунтах, тем больше скорость впитывания и фильтрации гравитационных вод и тем меньше требуется времени для стекания вод после полного насыщения. Время, необходимое для полной фильтрации вод сверх полевой вла-гоемкости, также зависит от содержания фосфогипса: вариант I -чистая почва - понадобилась 18 ч, вариант 2 - 17 ч, вариант 3 - 16 ч, вариант 4 - 15 ч, вариант 5 6 - 13 ч, вариант 7 -12 ч, из этого вытекает, что добавление 5% фосфогипса увеличивает скорость фильтрации воды до I ч. Пропорционально увеличивается и количество фильтрационной воды за час времени.

Если в контрольном варианте количество его составляет 6,88 мл, то в варианте с 30% ФГ его количество возрастает до 7,8 мл. Здесь с добавлением Ъ% ФГ количество профильтровавшейся воды за час времени увеличивается на 0,1-0,3 мл.

Для выявления влияния ФГ на рН водной суспензии и состояние подвижного фосфора, проводился опыт на почвах и песках по следующей методике. Почву (200 г) просеивали через сито I мм, песок предварительно тщательно промывали водой от питательных элементов. Затем помещали субстрат в коробки, вносили в них фосфогипс в дозах: 0; 0,5; I; 2; 3; 4; 5'г, тщательно перемешивали и увлажняли до 6С% от полевой влагоемкости при температуре 20-22°С. Сроки компостирования - I, 15, 30, 60, 90 дней после каждого срока. Результаты показали, что как в почве, так и в песке в варианте без добавления ФГ (контроль) рН на протяжении всех дней компостирования не изменялось и составляло в почве 8,35 в песке 7,87.

С внесением ФГ (рН 2-4) в почву, улучшается рН водной суспензии. При исходном значении ее порядка 8,7-8,6 после внесения она становится нейтральной или слабощелочной.

При сравнении данных по вариантам различной степени фос-фогипсования следует отметить, что количество подвижного фосфора в почвах и песках во все сроки наблюдений находилось в прямой зависимости от количества внесенного ФГ. Чем выше доза ФГ, тем большее количество подвижной фосфорной кислоты обнаруживается в почве и песках.

Помимо лабораторных опытов, проводились исследования в условиях вегетационного опыта и в отобранных почвенных образцах были получены аналогично лабораторным опытам результаты. Помимо этого, в отобранных в вегетационных сосудах образцах определялся механический и микроагрегатный состав и были получены следующие результаты: в вариантах с внесением различных доз фосфогипса в гранулометрическом составе преобладают фракции крупной пыли (0,05-0,01 мм) и составляют соответственно по вариантам 39,30 до 50,00%, количество илистых частиц 0,001 мм закономерно убывает с возрастанием дозы ФГ, а также использование ФГ в количестве 210, 280, 350 г/сосуд на фоне

140 и 280 г/сосуд навоза вызывает резкое уменьшение в гранулометрическом составе илистых фракций, что вызвано их коагуляцией. Содержание мелкой пыли,также характеризующее плодородие почвы, претерпевает небольшое изменение. Следовательно, внесение ФГ на фоне навоза 280 г/сосуд оказывает положительное влияние на микроагрегатный состав почв. При интерпретации полученных данных установлено, что по содержанию и качественно^ составу дисперсной фазы варианты 1-го и 2-го опыта с разными дозами внесения ФГ существенно различаются. Фактор дисперсности тесно коррелирует с внесением разных доз ФГ.

Состав почвенно-поглощающего комплекса (ППК), определяющего основные агрономические свойства почв при внесении ФГ, претерпел также существенные изменения. Доля обменного натрия уменьшилась в промытых лугово-сероземных почвах (опыт I) с 2,45 (контроль) до 0,57$ от емкости поглощения, в серо-земно-луговых почвах (опыт 2) - с 11,44 до 6,87%. Магний вытеснялся кальцием мелиоранта слабее, чем катион натрия, что объясняется большей его устойчивостью в связи с положением з лиотропном ряду.

ВЛИЯНИЕ ВНЕСЕНИЯ ФГ НА УРОЖАЙНОСТЬ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ КУЛЬТУР В УСЛОВИЯХ ВЕГЕТАЦИОННОГО ОПЫТА

В условиях лугово-сероземных солонцеватых почв Джизак-ской степи наблюдения первого года за кукурузой показали,что с увеличением дозы ФГ рост растений достиг 230-280 см по сравнению с контролем,.зеленая масса кукурузы - 11921355 г/сосуд, масса початков 491 г до 680 г/сосуд, прибавка урожая (табл.7). На этой почве второй и третий год проводили опыт с хлопчатником, наблюдения показали, что наиболее эффективное действие ФГ на состояние растений и в конечном счете урожайность проявилось на фоне навоз 280 г/сосуд в 15 варианте (табл.7).

В условиях еероземно-луговых почв Букинского района Ташкентской области три года проводили опыт с хлопчатником. Дан-

ные фенологических наблюдений показывают, что эффективное действие ФГ проявляется с истечением времени на фоне навоза 280 г/сосуд. Первый год лучшим оказался вариант 14, на второй и третий год вариант 13 по сравнению с контролем (табл.7).

Таблица 7

Прибавка урожая (г/сосуд) сельскохозяйственных культур в условиях 1-го и 2-го опыта с внесением

различных доз ФГ в 1988-1990 гг.

1-й опыт т 2-й опыт

№ варианта !куку- 'хлоп. |^за, 11989 г. ! хлоп.!№ вари-!1990г.! анта Т ! ! хлоп. !хлоп. ! хлоп. !1988 г.!1989г.11990 г. 1 I 1

4 - - - 3 - - -

5 23,10 8,65 8,35 4 7,18 8,89 11,34

6 28,00 12,34 13,06 5 16,56 17,51 17,54

7 58,10 14,85 15,60 6 21,39 23,75 23,99

8 80,00 18,05 18,46 7 24,29 26,47 27,00

9 83,20 17,83 15,40 8 26,37 28,61 28,22

10 88,00 18,04 17,80 9 27,92 29,95 30,04

II 68,70 2,37 3,43 10 " 7,20 7,43 8,40

12 98,10 9,49 13,40 II 20,46 24,48 22,59

13 109,00 12,34 14,38 12 23,23 28,04 35,46

14 163,20 13,42 17,00 13 26,33 42,06 39,51

15 148,00 21,54 23,73 14 35,38 35,04 30,29

16 112,70 15,94 17,80 15 30,09 33,00 30,11

17 97,80 11,89 15,60 16 26,25 28,68 25,84

ВЫВОДЫ

Фактические материалы, подученные в результате полевых исследований на территории Зааминского конуса выноса Дкизак-ской степи, а также полевых опытов,позволяют сделать следующие выводы:

I. На исследуемой территории широко распространены типичные и светлые сероземы пылевато-суглинистые (в верхних частях подстилаемые в тоще 1-3 м галечниками, в средней части солон-

чаковатые и глубокосолончаковатые), лугово-сероземные солон-чаково-солонцовые, глинистые, незагипсованные или очень слабо-гипсованные почвы, луговые почвы разной степени засоления и солончаки, с поверхности пылеват-о-суглинистые, юасе слоистые.

2. Изучение особенностей засоления почв показало, что незасоленные или частично слабозасоленные почвы развиты в верхней части Зааминского конуса выноса. По мере развития конуса выноса (от верхней к нижней части) в силу изменения лито-лого-геоморфологической обстановки степень засоления почв возрастает: наиболее сильно засолены почвы Обручевского понижения.

При сопоставлении результатов налих опытов с данными литературы, относящимися к периоду до освоения средней и нижней части конуса выноса, отмечаются существенные различия по запасам и распространению солей в профиле почв, химизму засоления, гипсоносности и другим почвенно-мелиоративным свойствам, что требует различного подхода к их дальнейшему использованию.

Вместе с тем почвы Обручевского понижения и отдельные массивы обладают рядом своеобразных свойств, таких как солон-цеватость, уплотненность, трещиноватость горизонтов, генезис которых связывается с выклиниванием в верхней части межконусной депрессии слабоминерализованных, слабощелочных (натриево-магниевых) вод, а также с составом отложений, на которых они формируются, полугидроморфным режимом и появлением в почвенных растворах вторичной соды, способной вызвать увеличение щелочности и усиление солонцовых свойств почв.

3. Изучение влияния фосфогипса на свойства почв показало, что внесение ФГ на тгаелых по механическому составу почвах способствует улучшению их водно-физических свойств, увеличению содержания подвижного фосфора и кальция. Это стабилизирует кальциевый режим орошаемых почв, являющийся одним из существенных факторов сохранения их плодородия.

4. Фосфогипс имеет ряд преимуществ перед гипсом: а) в сухом состоянии он является более низкодисперсным продуктом, и поэтому обеспечивает лучший контакт с почвой; б) содержит примесь фосфорной кислоты и при внесении его в почву в дозе 20 т/га с ним одновременно в почву попадает в среднем 60-

70 кг Р2О5, что повышает эффект мелиорации; в) фосфогипс содеркит в своем составе большое количество основного вещества Са^04 (92-95%) по сравнению с более загрязненным природным гипсом (85-90%); фосфогипс обладает более высокой растворимостью, чем гипс, растворимость фосфогипса в пресной воде постоянна и равна 0,028 нормальности. В водах, содержащих *>аС1, его растворимость увеличивается от 0,04 до 0,09 нормальности, с повышением концентрации №аС1 присутствие других ионов несущественно влияет на растворимость ФГ.

5. Установлено, что фосфогипс можно использовать не только для улучшения мелиоративного состояния засоленных земель, но и для защиты почв от солонцеватости там, где применяются для орошения минерализованные вода.

6. Применение фосфогипса обеспечивает повышение урожая: уже в первый год средний урожай зеленой массы кукурузы составляет 1215-1356 г/сосуд, прибавка - от 23 до 164 г/сосуд, т.е. 3 и 14%; средний урожай хлопка-сырца 120-136 г/сосуд, прибавка от 8,35 до 23,73 г/сосуд, т.е. 7,5 и 21%.

РЕКОМЕНДАЦИИ ПРОИЗВОДСТВУ

1. Для повышения эффективности промывок и улучшения водно-физических свойств солонцовых почв, помимо дренажа, рекомендуется химическая мелиорация, т.е. использование фосфогипса на фоне навоза с глубоким рыхлением почв, внесение удобрений,выращивание ряда лет культу^ос во и те ле й. Эти мероприятия направлены на изменение состава поглощенных катионов (вытеснение натрия и магния), снижение щелочности и плотности почв.

2. Наиболее экономически выгодным и экологически безопасным способом является разовое использование фосфогипса в качестве химического мелиоранта в норме от 0,64 до 0,95% на фоне 40-50 т/га навоза от веса почвы, на почвах с тяжелым механическим составом (под осеннюю пахоту), засоленных, не-гипсированных, с признаками солонцеватости для повышения их производительной способности, а также для предотвращения вторичного засоления почв на территории, где для орошения используются минерализованные воды.

3. Утилизация $Г способствует созданию безотходных производств и сохранению окружающей среды.

Основные положения диссертации отражены в следующих опубликованных работах:

1. Влияние мелиорации засоленных почв на рост и развитие кукурузы. "Совершенствование интенсивной технологии возделывания зерновых и кормовых культур в УзССР". - Научные труды ТашСХИ, Ташкент, 1990 г. - Азимбаев С.А., Кантор А;Б.

2. Влияние фосфогипса на рост, развитие и урояайность хлопчатника в условиях сероземно-луговых почв Букинского района Ташкентской области. Узбекский биологический журнал. -1991. -94.- Азимбаев С.А., Кантор А.Б. (в печати).