Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

БИОЛОГО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРИЕМЫ УЛУЧШЕНИЯ СОЛОНЦОВЫХ ПОЧВ В НИЖНЕМ ПОВОЛЖЬЕ

ВАК РФ 06.01.01, Общее земледелие

Автореферат диссертации по теме "БИОЛОГО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРИЕМЫ УЛУЧШЕНИЯ СОЛОНЦОВЫХ ПОЧВ В НИЖНЕМ ПОВОЛЖЬЕ"

ЗЫ/3

На правах рукописи

ЛОЩИНИН Олег Владимирович

БИОЛОГО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРИЕМЫ УЛУЧШЕНИЯ СОЛОНЦОВЫХ ПОЧВ В НИЖНЕМ ПОВОЛЖЬЕ

06.01.01 - общее земледелие

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени доктора сельскохозяйственных наук

Саратов 2005

Работа выполнена в Государственном научном учреждении Научно-исследовательском институте сельского хозяйства Юго-Востока Российской сельскохозяйственной академии.

Научный консультант: член-корреспондент РАСХН, доктор сельскохозяйственных наук, Заслуженный деятель науки РФ, лауреат премии Правительства РФ, профессор Шабаев Анатолий Иванович.

Официальные оппоненты:

доктор с.-х. наук, Заслуженный агроном РФ Курдюков Юрий Федорович; доктор с.-х. наук, профессор Шацких Владимир Александрович; доктор с.-х. наук, профессор Калмыков Сергей Иванович.

Ведущее предприятие: Государственное научное учреждение «Всероссийский научно-исследовательский институт орошаемого земледелия» (ГНУ ВНИИОЗ).

Зашита диссертации состоится 9 июня 2005 года в 10 ® часов на заседании диссертационного совета Д 006.050.01 при ГНУ НИИСХ Юго-Востока Росселъхозакадемии по адресу: 410010, г, Саратов, ул. Тулайкова, 7, зал заседаний.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГНУ НИИСХ Юго-Востока Росселъхозакадемии.

Автореферат разослан «,<£9 » 2005 года.

Ученый секретарь

диссертационного совета, кандидат биологических наук

Ю.Е. Сибикеева

Общая характеристика работы

Актуальность. В Нижнем Поволжье мелиорация солонцовых почв является важной составной частью комплекса мероприятий повышения плодородия почв и может стать одним из резервов увеличения производства зерна, кормов н развития животноводства.

Площадь солонцовых почв здесь составляет более 7 млн. га, из которых в пашне находится около 4 млн. га и под сенокосами и пастбищами 3 млн. га. В степной зоне черноземных почв солонцы занимают около 650 тыс. га сельскохозяйственных угодий, в сухостеп-ной и полупустынной зонах - 6,5 млн. га. Большая часть солонцовых почв приурочена к Заволжью Саратовской и Волгоградской областей (свыше 3,5 млн, га) и Калмыкии (более 2,5 млн, га).

В естественном состоянии пастбища и сенокосы на солонцах без проведения на них мелиоративных работ дают с гектара 4-6 ц сена низкого качества. На солонцах, используемых в пашне, урожай сельскохозяйственных культур в 1,5-3 раза ниже по сравнению с зональными почвами. Только в благоприятные годы продуктивность солонцовых комплексов может достигать уровня зональных почв.

Исследованиями НИИСХ Юго-Востока, Куйбышевского и Нижневолжского НИИСХ, Саратовского СХИ, Поволжского почвенно-мелиоративного отдела Почвенного института им. В.В. Докучаева, МСХА им, К.А, Тимирязева, ВНИИОЗа, ВолжНИИГиМа, Калмыцкого ВНИИМС разработаны методы мелиорации солонцовых почв, которые могут обеспечить значительное повышение их продуктивности.

До начала 1970-х годов исследования по мелиоративному освоению солонцовых почв Нижнего Поволжья ограничивались в основном изучением эффективности различных способов мелиорации, отдельных приемов улучшения почвенного плодородия, химизма почвенных процессов, подбора культур-фитомелиорантов и т.д. Исследования агротехнических особенностей возделывания сельскохозяйственных культур на солонцах носили характер сопутствующих, были разобщены во времени, в пространстве и проводились с весьма ограниченным числом культур.

Это предопределило актуальность исследований, начатых НИИСХ Юго-Востока в 1974 г, по разработке элементов системы земледелия для солонцовых почв различных почвенно-климатических зон Нижнего Поволжья.

Цель и задачи исследований. Цель исследований — разработать для Поволжского региона научно обосноваЯньГё"К1етоаьгмелиорации—

ЦНБ МСХА фонд научной литераг/р

и использования солонцовых земель, обеспечивающие повышение их продуктивности до уровня зональных почв.

В связи с многообразным характером формирования и распространения солонцов и их комплексов в Поволжье, объектами исследования были выбраны наиболее распространенные в регионе солонцовые почвы, характерные для основных почвенно-климатических зон:

I. Солонцы лугово-степные средние глинистые малонатриевые хлоридного типа засоления в комплексе с темно-каштановыми почвами сыртового Заволжья.

II. Солонцы лугово-степные средние глинистые малонатриевые хлоридного типа засоления в комплексе со светло-каштановыми почвами Прикаспийской низменности.

Ш. Солонцы луговые средние и глубокие глинистые многонатриевые содового типа засоления в комплексе с черноземными почвами Саратовского Правобережья.

Для выполнения поставленной цели в этих зонах в разные годы было заложено девять полевых стационарных опытов, в задачу которых входило изучить и эффективность применения на солонцах и влияние на плодородие почвы:

сельскохозяйственных культур и севооборотов в условиях богары и орошения;

мелиоративных обработок почвы, применяемых при освоении целинных, залежных и старопахотных солонцовых почв; систем обработки почвы в мелиоративный период; гипса и фосфогипса в качестве химических мелиорантов; комплексных приемов мелиорации (мелиоративные обработки, химические мелиоранты, мелиоративные севообороты); орошения в зоне каштановых почв Заволжья; минеральных удобрений в условиях богары и орошения.

Для решения этих задач в опытах изучались изменения водных, водно-физических, физико-химических, химических свойств почв мелиорируемых солонцовых комплексов, а гроз коном ические показатели приемов улучшения солонцовых почв,

В основу диссертационной работы положены результаты исследований, выполненные лично автором и научными сотрудниками НИИСХ Юго-Востока под общим руководством зав. отделом Е.М. Рашковского,

Научная новизна исследований. На основании проведенных исследований усовершенствованы и научно обоснованы агротехнические приемы и технологии, рекомендуемые для освоения и использования солонцовых почв в различных почвенно-климатических зо-

нах Нижнего Поволжья, включая систему севооборотов, систему мелиоративных и обычных обработок почвы, систему удобрений, орошения, технологий возделывания полевых культур.

Выявлено влияние различных систем мелиоративного освоения в комплексе «почва - растение» на водный, пищевой, солевой режимы солонцовых почв и фитомелиоративное воздействие на почву различных групп сельскохозяйственных культур.

Показана необходимость и экономическая эффективность сочетания специальных мелиоративных приемов с зональными агротехническими технологиями при освоении и использовании комплексных солонцовых почв в богаре и при орошении. Обоснована возможность повышения плодородия солонцов до уровня зональных почв.

Впервые в Поволжье для солонцов сыртового Заволжья обоснована система повторной трехъярусной обработки, которая позволяет усилить и продлить во времени позитивные мелиоративные изменения, сформировать почву, по уровню плодородия превосходящую зонатьные каштановые почвы (A.c. СССР № 1782380).

Впервые для черноземных солонцовых почв Донской равнины предложен комплексный метод мелиорации, сочетающий элементы агробиологического метода, разработанного для сухой степной зоны и химического метода, применяемого в районах с годовой суммой осадков более 350 мм, (Патент РФ № 2084096).

На защиту выносятся следующие научные положения;

— экономически целесообразные модели технологий для мелиорации и использования солонцовых почв в Нижнем Поволжье;

— параметры подбора солонце- и солеустойчивых культур и формирования полевых мелиоративных севооборотов на фоне различных систем мелиорации и технологий возделывания;

— влияние мелиоративных и агротехнических приемов на основные показатели плодородия солонцовых почв различных почвен-но-климатических зон Нижнего Поволжья;

— приемы регулирования и оптимизации физических, водно-физических, химических и биологических свойств солонцов, обеспечивающие в условиях богары и орошения высокую продуктивность мелиорируемых почв.

Практическая значимость работы и реализация результатов исследований. Освоение в Нижнем Поволжье мелиоративного фонда распаханных солонцов может обеспечить получение около 7,5 млн. ц к.е. дополнительной растениеводческой продукции. Мелиорация и вовлечение в пашню 1-2 млн. га целинных и залежных солонцовых земель может повысить производство сельскохозяйственной про-

дукцни ещё на 5-8 млн. ц к.е.

Внедрение разрабатываемых технологий проводилось через Саратовский филиал института Южгипрозем, который использовал результаты НИР при разработке мероприятий по освоению и улучшению солонцовых земель в хозяйствах региона. Материалы исследований использовались при разработке научно обоснованных систем земледелия Саратовской области.

Непосредственно с участием автора рекомендуемые технологии были внедрены в хозяйствах Новоузенекого, Балаковского, Ершов-ского, Самойловского районов Саратовской области и Калмыцкого НИИМС на площади более 5 тыс. га.

Апробация работы. Результаты исследований докладывались на Всесоюзной научно-технической конференции «Проблемы повышения плодородия почв в условиях интенсивного земледелия» (Москва, 1988), первой научной сессии РАСХН (Оренбург, 1990), международной конференции «Почвенные ресурсы Прикаспийского региона и их рациональное использование в современных социально-экономических условиях» (Астрахань, 1994), научно-практической конференции «Социально-экономическое развитие АПК в Саратовской области: проблемы и пути решения» (Саратов, 2002), Всероссийской научно-практической конференции «Адаптивные технологии производства качественного зерна в засушливом Поволжье» (Саратов, 2004), ВДНХ СССР (1986, 1988), научно-практических конференциях в Оренбурге (1990), Саратове (1984-2005). В июле 1988 года на базе стационарных опытов НИИСХ Юго-Востока проведен Всесоюзный координационный совет по мелиорации солонцов.

Публикации в печати. По материалам исследований опубликовано 34 научные и учебно-методические работы, в том числе в журналах «Плодородие», «Вестник Саратовского ГАУ», рекомендациях с грифом Госагропрома РСФСР, Учебно-методического объединения по агроинженерному образованию. Получены авторское свидетельство и патент на изобретение. В 1990 году выпущен короткометражный научно-популярный фильм «Солонцовые почвы Поволжья».

Объем и структура диссертации. Диссертация изложена на 412 страницах компьютерного текста, состоит из введения, 6 глав, выводов и предложений производству, содержит 100 таблиц, 27 рисунков и 58 таблиц в приложении. Список литературы включает 338 источников, в том числе 27 на иностранном языке.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

1. Условия проведения опытов и методика исследования

Значительная протяженность Нижнего Поволжья и приуроченность к различным природно-климатическим зонам и геоморфологическим регионам при контрастных гидрогеологических режима* определили характер формирования и распространения солонцов и их комплексов по административным районам и по микрозонам внутри каждой области. Как правило, площади солонцовых земель увеличиваются с повышением сухости климата с севера и запада на юг и юго-восток.

Солонцовые почвы сыртового Заволжья, Прикаспийской низменности и Донской равнины Правобережья, выбранные в качестве объектов исследований, характеризуются следующими особенностями.

Центральная часть сыртовой равнины имеет сравнительно однородный почвенный покров. Здесь в основном распространены темно-каштановые почвы, на плато водоразделов встречаются южные черноземы, на юго-западе микрозоны преобладают каштановые почвы. В условиях сухого климата в долинах рек сформировался комплексный почвенный покров с высоким удельным весом солонцов степных и лугово-степных высококарбонатных с хлоридно-сульфатным и сульфатно-хлорндным типом засоления. Климат зоны засушливый, резко континентальный. За теплый период выпадает в среднем 200230 мм осадков или 65 % годового количества. Фактическая влаго-обеспеченность сельскохозяйственных культур не превышает 3040% потребности растений во влаге. Лето жаркое, сухое. Высокие температуры воздуха в летние месяцы часто сопровождаются ветра-мн-суховеями.

На Прикаспийской низменности в почвенном покрове основной фон составляют каштановые и светло-каштановые почвы тяжелого механического состава в комплексе с солонцами степными и лугово-степными, реже — луговыми. В крайних южных районах встречаются солонцы в сочетании со светло-каштановыми, лу гово-каштан о вы м и и солончаковыми почвами. Тип засоления — хлоридно-сульфатный, сульфэтно-хл аридный, реже - хлоридный и содово-сульфатно-хлоридный. Зона характеризуется очень засушливым климатом, умеренно жарким в северной части, сухим и жарким в крайне южной. Засушливая погода в период вегетации повторяется в 82 % лет. Годовая сумма осадков 255-326 мм, ГТК-0,4-0,5.

На низкой Донской (ледниковой) равнине среди обыкновенных и южных черноземов в нижних частях склонов и пониженных частях

плато, верховьях балок распространены лугово-степные и степные солонцы, в речных долинах - луговые. Засоление степных солонцов сульфатно-хлоридное, хлоридно-сул ьфатное, сульфатное, лугово-степных н луговых — смешанное и содовое. Климат слабо засушливый, умеренно теплый. Годовая сумма осадков 350-450 мм, ГТК — 0,7-0,8.

Погодные условия в годы исследований были неодинаковы - от острозасушливых до влажных, но в целом соответствовали совокупности климатических особенностей каждой зоны.

Программы исследований по 9 стационарным опытам, проводимым в течение 1974-1995 гг. утверждались методической комиссией НИИСХ Юго-Востока и Координационным Советом по мелиорации солонцов (табл. 1). Методики наблюдений, исследований, анализа и обработки экспериментальных данных соответствовали общепринятым (Б.А. Доспехов, Методика полевого опыта. М„ 1979, 1985; Агрохимические методы исследования почв, М.,1975; Методические указания по проведению почвенно-солевых съемок на мелиоративных землях. М., 1982 и др.).

Стационарные опыты закладывались в четырехкратной повтор-ности с рендом из иро ванным расположением делянок. Севообороты были развернуты во времени и в пространстве. В полевых опытах применялись специальные приемы агротехники (мелиоративные обработки почвы, химические мелиоранты, фитомелиоративные севообороты, экспериментальные режимы удобрений и орошения) и элементы зональных систем ухода за растениями.

2. Фптомелноратнвяяя оценка полевых культур и севооборотов на солонцовых почвах Ннжвего Поволжья

В исследованиях на солонцах сыртового Заволжья, Прикаспийской низменности и Донской равнины было изучено свыше 20 видов зерновых и кормовых полевых культур.

Установлено, что из них наибольшей солонце- и солеустойчиво-стью, высокой продуктивностью и рентабельностью производства обладают горчица, озимая рожь, озимая пшеница, просо, ячмень, сорго, кукуруза, суданская трава, донник, житняк, люцерна.

На основании этого были разработаны и проверены в опытах на солонцах севообороты различного хозяйственного направления.

.Для условий богары во всех изучаемых зонах наиболее эффективными оказались севообороты, насыщенные однолетними кормовыми и зерновыми солонцеустойчивыми культурами:

Таблица I

Объекты и iio.ni щ>01юс»ин исследований_

Объекты исследований

почвы | севообороты | приемы мелиорации

Сыр той ос Заволжье - Ершовекни район Саратовской области

1,1У76-19Х4. гг. Подбор культу р-фитомсзиорантов и эф|£юк"пшностъ гипсования Целинные лугово-степные солониы и зональные темно- каштановые ПОЧВЫ Юс/ос зерновыми, однолетними и 1 многолетними кормовыми культурами Трехъярусная обработка фоновая с гипсом и без гнпса

5,1980-1989 гг. Изучить влияние мелиорации к орошения 6 с/о С насыщением зерновыми, однолетними кормовыми ку льтурами и люцерной Трехъяру сная обработка фоновая. Режимы орошения и удобрения.

Я. 1'ДО-1995 гг. Изучить приемы мелиоративных обработок почвы при освоении целинных солонцов 3 с/о С насыщением зерновыми, однолетними и многолетними кормовыми культурами Обработки почвы: трехъярусная, плоскорезная, стойками СИ БИМЭ, плутом-стернсукладчиком.

2.1976-19X0 гг. Определить эффективность мелиоративных обработок почвы и химмелиорантов Старопахотные лугово-стспные солонцы Полевой с/о: пар-озимая рожь -просо - кукуруза 16 вариантов с трехъярусной, плантажной, обычной еспашка\гн с гипсом И (|(ОС||)ОГИПСОМ

4, 19S4-19S9rr. Изучить эффективность повторной трехъярусной вспашки, равных систем основных обработок почвы Мелиорируемые лугово-стспные солонцы 3 с/о с насыщением зерновыми, однолетними и многолетними кормовыми культурами Трехъярусная обработка под пар второй ротации. Системы отвальной, плоскорезной и мелкой основных обработок почвы. Удобрения.

4 a. l'WO-19% гг. Изучить эффективность минеральных удобрений.

Прикаспийская низменность - Новоузснекин район Саратовской облает«

3. 1975-1981 гг. Подбор культур-фкгомелнорантов и эффективность гипсования Целинные лугово-степные и степные со- ЛОКЩЫ Зс/ос насыщением зерновыми, однолетними и многолетними кормовыми кул игра ми Трехъярусная обработка фоновая с гипсом и без гипса

6.1980-1985 гг. Изучить влияние мелиора-Ш<н н орошения 4 с/о с насыщением зерновыми, однолетними и многолетними кормовыми культ* рами Глубокое безотвальное рыхление. Режимы орошения и удобрения.

Донская равнина - Самойловекий район Саратовской области

7.19Я4-1У39 гг. Из)-Ч1ггь сочетание химической мелиорации и различных обработок почвы Залежные луговые многона-тримые солонцы Зс/ос насыщением зерновыми, однолетними и многолетними кормовыми культурами Химические мелиоранты. Трехъярусная, плантажная, безотвальная обработки почвы.

4

• пар - сорго - суданская трава - горница - суданская трава;

• пар - озимая рожь - просо - кукуруза - ячмень.

Эти севообороты на солонцах сыртового Заволжья и Прикаспийской низменности обеспечивают средний выход продукции 14-15 ц к.е. при чистом доходе 700-800 руб. с 1 га и уровне рентабельности 22-25 %, На черноземных солонцах Донской равнины продуктивность их достигает 27-30 ц к.е. с 1 га, а чистый доход 1700-2800 руб. с 1 га.

При использовании солонцов под сенокосы в зоне каштановых почв целесообразно высевать смесь донника, житняка и люцерны под покров горчицы и возделывать травы не более 5-6 лет подряд, вводя в севооборот для окупаемости затрат однолетние солонце-устойчиэые культуры. При удельном весе многолетних трав более 60% экономические показатели севооборотов становятся убыточными. На черноземных солонцах Донской равнины в качестве многолетней кормовой культуры рекомендуется костер, высеваемый под покров горчицы.

В условиях орошения эффективны севообороты с двумя-тремя полями люцерны, высеваемой весной под покров озимой пшеницы или ячменя и с 40-50 % однолетних солонцеустойчивых культур:

• озимая пшеница + люцерна - люцерна - люцернз - суданская трава - просо - сорго - кукуруза - яровая пшеница;

• озимая пшеница + люцерна - люцерна - люцерна - яровая пшеница - просо - сорго - горох - суданская трава;

• ячмень + люцерна - люцерна на сено и семена - люцерна на сено - люцерна 1 укос + сорго - яровая пшеница;

• сорго - яровая пшеница - озимая пшеница + подсолнечник поукосно - просо + люцерна - люцерна на сено и семена.

При соблюдении агротехники орошаемая озимая пшеница на солонцах может формировать урожаи зерна до 50 ц, ячмень — 40 ц, просо и яровая пшеница - 30-40 ц, горох — 25 ц с 1 га, люцерна -100-110 ц сена, суданская трава - 80-100 ц сена, кукуруза и сорго -500 ц зеленой массы с 1 га. Рекомендуемые для условий орошения севообороты обеспечивают выход продукции стоимостью 15 - 28 тыс. руб., чистый доход 2,8 - 5,8 тыс, руб. с 1 га в год, уровень рентабельности 19 - 53 %.

Для оценки фитомелиоративной роли культур, выращиваемых на солонцах, важно знать показатели поглощения ими из почвы и выноса с урожаем хлора, кальция, магния и натрия (табл. 2,),

На солонцовых почвах сыртового Заволжья корневой системой целинной растительности ежегодно из почвы для формирования надземной массы потребляется на 1 га хлора до 4,2 кг, магния 0,8 кг

и натрия 1,0 кг, которые, попадая с опадом на поверхность, способствуют развитию иллювиального горизонта, обусловливающего процесс осолонцевания почвы.

Таблица 2

Вынос in почвы »пчичсскш веществ культурами различны* ссгтоДоротов

Севооборота Продуктивность, ц и.о. с 1 га Вынос, кг с 1 га в год

а Ca Ms Na

Богарные солонцы еыртового Заволжья

Целина (контроль) 4,0 4,2 I 1,7 0,8 1,0

С однолетними кормовыми культурами 14,8 13,2 9,6 7,1 6,0

С зерновыми куль гурлми 15,4 13,7 3,4 5,5 3,0

С многолетними травами 7,7 11,4 10,9 4,1 5,0

Орошаемые с о томны сы ггоеого Заволжья

В среднем по изучаемым севооборотам 48-71 36-47 40-44 15-19 9-10

Орошаемые еолотш Прикаспийской нтменност

В среднем по изучаемым севооборотам 50-64 48-7S 11-43 17-26 6-14

Богарные солонцы Донской равнины

С однолетними кормовыми культ/рами 29,2 18,2 14,0 4.0 13,7

С зерновыми культурами 27,4 14,6 12,7 6,2 12,5

С многолетними травами 16,3 26,6 7,5 4,3 14,5

При возделывании культурных растений, урожай которых отчуждается с поля, среднегодовой вынос химических веществ из почвы увеличивается по хлору в 3 раза (13,2 - 13,7 кг с 1 га), по магнию в 7 - 9 раз (5,5 - 7,1 кг), по натрию в 3 - 6 раз (3,0 - 6,0 кг). Однако это количество составляет лишь доли процента от содержания их в метровом слое почвы и для существенного фитом ел нормативного воздействия растительности на солонцы требуется длительное время.

При орошении фитомелиоративная роль растений заметно увеличивается. За счет более высокой продуктивности интенсивность рассоления и рассолонцевания почвы увеличивается по хлору в 3,5 раза, магнию в 2,5 -3,0 раза, натрию в 1,5-3,0 раза. За ротацию севооборотов суммарное количество вынесенного с 1 га из почвы хлора составило 320-420 кг, кальция 350-380 кг, магния 140-160 кг, натрия 75-85 кг.

Примерно такие же показатели выноса характерны и для мелиоративных севооборотов, рекомендованных для орошаемых солонцовых почв Прикаспийской низменности (табл. 2). Однако здесь преобладают солончаковые солонцы, в метровом слое которых на I га

содержится в водорастворимых формах до 45 т хлора, 30 т натрия, 10 т кальция и 4,5 т магния. Поэтому основным фактором рассоления и рассолонцевания этих почв является промывной водный режим.

На черноземных солонцах Донской равнины фитомелиоративное влияние сельскохозяйственных культур на солонцы может быть заметным для верхнего слоя 0-40 см в отношении хлора, магния и кальция. Существенного влияния растении на содержание в почве натрия ожидать не следует в силу очень больших запасов его в солонцах. Процесс рассол он цевания по натрию и рассоления по хлору, наблюдаемый у этих солонцов связан в первую очередь с воэдейст-вием химических мелиорантов и мелиоративной обработки почвы.

3, Система обработки солонцовых почв Нижнего Поволжья

3.1. Система обработки соло вдовых почв сыртоього Заволжья в Прикаспийской низменности

При освоении целинных солонцовых почв сыртового Заволжья в качестве мелиоративной обработки высокую эффективность показала трехъярусная вспашка на глубину 40 см. Варианты с обработкой солонцов на 25-27 см обычным плугом, плоскорезом-глубокорыхлителем и стойками СибИМЭ по всем показателям значительно уступили трехъярусной вспашке (табл. 3).

Таблица 3

Влиимие приемов обработки импииьи солон коп на продуктивность и

Приемы обработки целины Урожай к,е., цс I га Всего затрат, руб, на 1 га Стоимость продукции, руб. с 1 га Чистый ДОХОД, руб. с 1 га Уровень рентабельности, %

Севооборот пар - озимая рожь - просо - к\к\тл'за - ячмень

Трехъярусная на 40 см 24,5 4149.02 6373,52 2224.50 53.6

Отезльнля на 25-27 14,2 3702.0« 3700.11 И .97 -0,1

Плоскорезная нэ 25-2? см »2.2 3649,75 3256.12 -393,63 -10.8

Безотвальная СибНМЭ на 25-27 см 12.И 3651.43 3507,32 -144.10 -3,9

Севооборот пар - сорго - сгдзнская трава на сено- горчица - суданская трава на з.м.

Трехъярусная на 40 ем 23.5 3458,55 5038.15 1379,60 45,7

Опальная на 25-27 15,7 3035.66 3445.79 410.12 13,3

Плос кормная на 25-27 см 11.* 2963,16 2684.21 -278.95 -9,4

Безотвальная СибИМЭ на 25-27 см 14,4 2998.73 3161,35 162.62 5,4

Севооборот пар - горчица + травосмесь - т рзвосмееь 3 гола

Трехъярусная на 40 ем (..8 2026.27 1775,46 •250.81 -12,4

Отвальная на 25-27 5.8 1674.87 1522.06 -152,82 -9,1

Плоскорезная на 25-27 см 5,4.. . 1677,46 1312.56 -364.90 -21.8

Безотвальная СибИМЭ на 25-27 см 4.9 1674,42 1248.29 -426,14 -25,4

В мелиоративный период в качестве основной обработки почвы на солонцах целесообразно применять отвальную вспашку на 25-27 см. (табл. 4). Перспективно на солонцах использование орудий, формирующих при вспашке почвы на зябь стерневые кулисы.

Использование безотвальной системы обработки почвы в севооборотах нецелесообразно, т.к. даже на фоне трехъярусной мелиоративной вспашки она вызывает снижение урожая полевых культур.

Таблица 4

Влияние систем обработки почвы на продуктивное™. ■■ экономическую

Варианты основной обработки почвы Урожай к.е., не 1 га Всего затрат, руб. на 1 га Стоимость продукции, руб. с 1 га Чистый доход, руб. с 1 га Уровень рентабельности, %

Звено севооборота просо - к\ к\ р\'за - ячмень

Отвальная 32.5 4796.13 7763.67 2967,55 61.9

Плоскорезная 21.8 45*3,84 5035.87 452.02 9,9

Отвальная со стсрнс\кдэдкой 34.) 481931 8177,30 3357,99 69,7

Звено севооборота суданская трава на сено - горчица - суданская трава на з,м.

Отвальная 16.8 3337.17 4371.46 1034.29 31.0

Плоехорсзная 11.2 3177,53 281Я.28 -359.25 -113

Отвальная со стсрнел кладкой 17.2 3342.42 4470.44 1128.02 33,7

Применение трехъярусной обработки обеспечивает на солонцах формирование почвы, отличающейся от исходной лучшими показателями водного, солевого и пищевого режимов.

В мелиорируемых солонцах увеличивается глубина промачива-ния, улучшается сохранение почвой осадков осенне-зимнего и ран-невесеннего периодов, весенние влагозапасы в двухметровом слое по сравнению с целиной повышаются в 1,6-2,0 раза. Водный режим почвы во многом определяется возделываемыми на солонцах культурами — под однолетними растениями он не ухудшается в течение всего мелиоративного периода, а под многолетними травами уже через 3-4 года за счет уплотнения почвы вновь приобретает свойства целины (рис.1).

Под влиянием трехъярусной вспашки уменьшается глыбнстость почвы, возрастает количество агрономически ценных агрегатов во всем мелиорируемом слое. Однако, мелиорируемые солонцы по агрегатному составу все же продолжают уступать зональной почве — в слоях 0-20 и 20-40 см агрегатов крупнее 10 мм у солонцов после первой ротации севооборотов содержалось в среднем 21 и 35%, у зональной почвы - соответственно 9 и 16%.

-а-однолетние культуры -■—

-♦ —- целина

- многолетние травы

Рис. 1. Влияние трехъярусной вспашки на зал асы доступной влаги в солонцах сыртового Заволжья при возделывании разных групп полевых культ}р

После распашки целины заметно снижается плотность почвы - с 1,42 г/см5 в слое 0-40 см она уменьшилась в среднем до 1,15-1,17 г/см\ хотя и осталась более плотной, чем зональная темно-каштановая. Под однолетними культурами зональная почва, как правило, имеет плотность порядка 1,00-1,15 г/см3, а у солонцов она чаще всего составляет 1,20-1,25 г/см3.

На фоне трехъярусной обработки за 3-4 года происходит рассоление метрового профиля солонцов практически до уровня зональной тем но-каштановой почвы. Изменяется и соотношение солей в почве: в верхней части метрового профиля возрастает удельный вес бикарбонатов, а в нижней части - сульфатов (рис. 2).

Создан дошшьй

Сожнец

га -

зо -

ч; -

« -

VI -

"I—1—Г

СИЗ ШЭ СИ ЕЗ □□ ™ СИ *** Рис. 2. Солевой профиль почв солонцовых комплексов сыртового Заволжья, мг-экл на 100 г почвы

На солончаковых солонцах Прикаспийской низменности при гораздо худших условиях естественного увлажнения почвы, характерных для зоны полупустыни, трехъярусная обработка целинных богарных почв также вызвала аналогичные позитивные изменения водного и солевого режимов. За период ротации мелиоративных севооборотов содержание хлора в метровом слое почвы в среднем снизилось более чем в 4 раза - с 8,09 до 1,95 мг-экв, натрия в 3 раза — с 9,97 до 3,34 мг-экв, сульфатов почти в 2 раза — с 6,27 до 3,48 мг-экв на 100 г почвы.

Трехъярусная обработка солонцов сыртового Заволжья и Прикаспийской низменности и севообороты, насыщенные солонце и со-леустойчивыми культурами-фитомелиорантами, обеспечили положительные изменения в составе поглощенных оснований почвы. Однако интенсивность процесса рассолонцевания сдерживается неблагоприятными климатическими условиями — дефицитом влаги в почве, низкой продуктивностью возделываемых культур. Солонцы спустя 6-7 лет после начала мелиорации, по составу поглощенных оснований продолжают уступать зональным почвам (табл. 5).

Твблниа 5

Дпшчпк» поглотептл ииваяиД в ммиорщи^тш содаидц ¿ырг^вдга Знолсьи

Голы Сумма, мгна 100 В % от су ммы в слое 0-40 см

г ггачеы Сп++ МгН- N3+

зональная почва

1977 32,6 70.1 2Х.6 1.3

1978 30.0 63.1 34.5 2,4

1979 29.9 64.2 30.7 5.2

19X0 28.6 62.9 33.0 4.1

191! 1 2Х.2 62.3 34.8 2,9

19X2 30.4 74.7 23.7 1.6

№3 30.9 70.6 27.2 2,3

солонцы

1977 26.3 49.* 41.Х Х.5

197« 22.4 53.3 39.9 6.Х

1979 23.7 5Х.З 36.2 5.5

19X0 26,6 52.7 39.4 7,9

19X1 24.7 62.1 34.7 3.2

1982 30.4 61.9 36.Х -

19КЗ 26,2 54.1 42.9 3.0

В распаханной почве за счет более активно протекающих биохимических и химических процессов, увеличивается абсолютное содержание подвижных форм азота, фосфора и калия. Благодаря разрушению трехъярусной вспашкой иллювиального горизонта В) и разбавления его карбонатами подсолонцового горизонта происходит устранение дифференциации нитратов и фосфатов по профилю поч-

вы - 40-сантиметровый слой по обеспеченности подвижными формами элементов минерального питания становится однородным и приближается к зональным почвам (табл. 6),

Таблица 6

Влияние распашки целины на пищевой режим почв солон попы I

комплексов сиртового Заволжья, мг на 100 г почвы

Мелиоративные фоны Слои почвы, см Зональная темно-каштановая солонцеватая почва Солонцы

NNO, PjOJ К;0 N- N0} РА К30

Целина (контроль), 1977 г. 0-20 1,73 0,70 41,5 2.00 0,90 37,0

20-40 1,10 0.30 25,5 0.30 0,40 20,0

0-40 1,43 0,50 33,5 1.15 0.65 28J

Распаханная целина (пар, среднее по 9 вариантам). 1977 г. 0-20 4.69 0.91 43,9 3.58 1,04 35,8

20-40 _2j08_ 032 "27.8 2.04 0.77 29,6

0-40 3,38 0.61 35.8 2.SI 0,90 32.7

Уровень пищевого режима мелиорируемых солонцов определяется не только влиянием трехъярусной обработки, но и возделываемых в мелиоративный период культур. Наиболее активно нитрифи-кацнонные процессы в почве проходят под зерновыми культурами, несколько слабее под однолетними кормовыми культурами и гораздо слабее под многолетними травами,

3.2. Повторная трехъярусная обработка солонцов сыртов ого Заволжья

Влияние трехъярусной обработки на плодородие мелиорируемых солонцов со временем начинает снижаться, причем не только под многолетними травами, где почва сильно уплотняется, но и под однолетними культурами.

С целью устранения данного недостатка и усиления в почве мелиоративных процессов, нами был предложен способ повторной трехъярусной обработки солонцовых почв (A.c. № 1782380). Исследованиями, проведенными в опытах № 4 и 4а, установлено, что дополнительное мелиоративное окультуривание солонцов сыртового Заволжья повторной трехъярусной обработкой способствует дальнейшему повышению их плодородия, позволяет увеличить урожайность полевых культур, и является экономически выгодным (табл.

7).

Отзывчивость культур на повторную трехъярусную обработку солонцов неодинакова. Наиболее сильно она проявлялась у однолетних кормовых — сорго, суданской травы, кукурузы, а также горчицы. Продуктивность и чистый доход от применения повторной трехъярусной обработки солонцов в севообороте, насыщенном этими куль-

турами, увеличились в среднем на 13-14%, а дополнительные затраты окупились практически первым урожаем.

Тя&лииа 7

Эффективность повторной трехъярусной обработки солонцов _(дкднее 1а 1985-1991 гг.> _

Севообороты Солонцы с родовой трехъярусной обработкой Солонцы с повторной трехъярусной обработкой

продуктивность, и к.е. с 1 га ЧИСТЫЙ доход, руб, с I га продуктивность, ц к.е, с 1 га ЧИСТЫЙ доход, руб, с 1 га

1. Пар - озимая рожь • просо • кукуруза - ячмень 18,7 1877,53 20,0 1915,59

2. Пар - сорго - суданская трава - горчица - суданская трава 27,0 2679,53 30,8 3032,26

3. Пар • горчица + травосмесь - травосмесь 5 лет 14,5 119,10 15,8 -36,98

В севообороте с зерновыми культурами средняя прибавка урожая по фону повторной трехъярусной обработки составила лишь 1,3 ц к.е. или 7%, а чистого дохода - 38,06 руб. или 3 % с 1 га в год, При таких прибавках срок окупаемости дополнительных затрат увеличился до 4-5 лет.

Повторная трехъярусная обработка солонцов имеет длительный срок последействия. В севооборотах с однолетними кормовыми культурами и многолетними травами ее эффективность в опыте № 4а, который является продолжением во времени опыта № 4, проявлялась даже спустя 10-12 лет, В среднем за вторую ротацию севооборотов повторная трехъярусная обработка обеспечила увеличение урожаев в последействии на 5-14 %, В этот период наиболее отзывчивыми на трехъярусную обработку почвы оказались озимая рожь, кукуруза, ячмень, суданская трава, горчица.

Установлено, что многолетние травы, начиная с шестого года жизни, даже на фоне повторной трехъярусной обработки снижают продуктивность, и использование посевов в качестве сенокосов становиться экономически убыточным. Поэтому травы 5-6 летнего возраста целесообразно распахивать и возделывать на солонцах однолетние кормовые культуры - сорго, суданскую траву, кукурузу и горчицу.

Повторная трехъярусная обработка солонцов способствовала дальнейшему улучшению способности почвы накапливать влагу. Преимущество повторной трехъярусной вспашки по ее накоплению за ротацию севооборота пар — озимая рожь — просо — кукуруза — яч-

мень (рис, 3, с/о 1) составило 49,5 мм или в среднем по 9,9 мм в год.

СЧ)1

Сч>2

СоЗ

□ Солоней с повторной мелиорацией ВСолоненцс разовой мелиорацией

Рис, 3. Влияние повторной трехъярусной обработки солонцов на весенние запасы влаги

почвы (среднее за ротацию мелиоративных севооборотов)

В севообороте 2 - пар - сорго - суданская трава - горчица - суданская трава эти запасы по фону повторной трехъярусной обработки были выше соответственно на 67,0 и 13,4 мм, в севообороте 3 -пар - горчица + травосмесь донника, житняка и люцерны - на 65,9 и 13,2 мм.

Отмечено, что с течением времени (с 9-10 года освоения) солевой профиль мелиорируемых солонцов сыртового Заволжья, используемых под различными группами сельскохозяйственных культур, начинает реставрироваться в сторону возврата свойств целинных солонцов (рис, 4, фон I).

| —- нггл- ■*■■ гт -" СУ >.%" — Н

Рис. Влияние разовой (фон I) и повторной (фон II) трехъярусной обработок на состав водной вытяжки солонцов сыртового Заволжья в разных севооборотах

За период 1985*1990 гг, на фоне с разовой трехъярусной обработкой, примененной при распашке целины в 1977 г., количество водорастворимого натрия под разными культурами, в том числе и под однолетними, увеличилось в 1,5-2,1 раза, сульфатов - в 2-3 раза. Это связано с ухудшением водного режима почвы, уменьшением глубины ее промачнвания, подтягиванием в слой 60-100 см из нижележащих горизонтов водорастворимого натрия и сульфатов.

Повторная мелиоративная обработка, проведенная трехъярусным плугом, обеспечила сохранение более благоприятного водного режима солонцовой почвы, способствовала дальнейшему рассолению метрового слоя от водорастворимого натрия и сульфатов (рис, 4, фон II).

В севообороте с зерновыми культурами количество водорастворимого натрия в метровом профиле снизилось с 1,262 до 0,957» мг-экв, сульфатов - с 0,736 до 0,204 мг-экв на 100 г почвы, с однолетними кормовыми культурами — соответственно с 1,536 до 1,310 и с 0,840 до 0,715 мг-экв на 100 г почвы. Под многолетними травами заметного влияния повторной трехъярусной вспашки на солевой состав солонцов не отмечено. Здесь протекали те же процессы увеличения водорастворимого натрия и сульфатов, как и на фоне с разовой трехъярусной вспашкой.

На фоне повторной трехъярусной обработки происходило дальнейшее рассолониевание почвы (рис.5).

19 7? 197* 1979 19*0 19*1 19*; 19*3 19*3 19*6 14*7 19Ё* 19В»

1977 197* 1979 !9£0 19** 19*2 196Э 19*4 1 9ЁЗ 19В£ 19*7 19** 1989 £р*дл*еао ь&р и *ц т&и *.9.1 о

7Р ...................-

оо 4—----

\ !0 ' _1 ! 1» ■ ■ '

Рис. 5. Динамика поглощенных оснований в слое (МО см мелиорируем ых солонцов в течение первой (1977-1984 гг.) и второй (19851989 гг.) ротаций севооборотов

1971 197* 1979 1980 19*1 1981 19*3 193-* 1 983 19*0 1937 1988 1989

Хотя абсолютные изменения в составе поглощенных оснований были невелики, все же есть основания вести речь о достаточно высоком мелиоративном эффекте повторной трехъярусной обработки, которая оказывает положительное влияние на весь комплекс водно-физических и химических свойств солонцовой почвы.

Повторная трехъярусная обработка почвы, формируя мощный пахотный 40-сантиметровый слой солонцовой почвы, оказала некоторое негативное влияние на пищевой режим почвы, вызвав снижение количества нитратного азота, подвижного фосфора и обменного калия. Это объясняется выносом в верхние слои почвы остатков иллювиального и части карбонатного подсолонцового горизонтов.

З.З.Мелаоратнввая обработка старопахотных солонцовых почв сыртового Заволжья

В качестве приемов мелиоративной обработки старопахотных солонцовых почв сыртового Заволжья изучались трехъярусная и плантажная вспашки на глубину 40 см и вспашка на глубину 25-27 см (контроль).

Исследования показали, что трехъярусная и плантажная обработки почвы обеспечивают определенное повышение урожайности полевых культур и получение дополнительной сельскохозяйственной продукции (табл. 8).

Таблица 8

Экономическим эффективность мелиоративных обработок старопахотных

солонцов в звене севооборота и»)) • omitían рожь - п poco - KYKl'pyJ»

Варианты обработки почвы Стоимость продукции, руб. на 1 га Прямые затраты, руб. на I га Чистый доход, руб. на 1 га Уровень рентабельности. %

Отвальная ПН-4-35 на 25-27 си 41>65,Í>2 4260,25 705.67 16.56

Плантажная ПП-50 на 40 см 5225.12 4870.28 354.84 7,29

Трехъярусная ПТН-40 на 40 см 5Ш.32 4564,85 497.47 10.90

Вместе с этим окупаемость дополнительно вложенных затрат оказалась ниже, чем на контроле. Но, учитывая большую длительность воздействия мелиоративных обработок почвы на урожай полевых культур, на старопахотных солонцовых почвах все же целесообразно рекомендовать применение трехъярусной вспашки.

Плантажная н трехъярусная обработки оказали влияние на улучшение накопления почвой влаги, особенно на второй и третий год после пара, что уже можно оценить как важнейший фактор повышения плодородия старопахотных солонцовых почв (табл. 9),

Таблица 9

Влияние мелиоративных обработок »а весенние запасы влаги п стартпаютп _смоици сыртового Заволжья, чм_

Фоны обработок почвы Годы Слои почвы, см

0-50 50-100 100-150 0-150

Отвальная ПН-4-35 на 25-27 см 1978 61,9 33.4 24 2 119,4

1979 54,8 30.3 27,3 112,4

1980 51,3 30,6 27.3 109.3

Среднее 56.0 31,4 26,3 113.7

Плантажная ПП-50 на 40 см 1978 61,9 32.7 23,2 117.8

1979 49.2 37,4 36.0 122.6

1980 57,5 30.2 26.6 114,3

Среднее 56.2 33,4 28.6 118,2

Трехъярусная ПТН-40 на 40 см 1978 60,6 33.2 21,4 115.2

1979 55.4 37.2 33.0 125,6

1980 58,3 32,3 28.6 119.2

Среднее 58,1 34.2 27,7 120.0

Несмотря на то, что глубокие мелиоративные вспашки позволяют разрушить остатки иллювиального горизонта В], имеющегося у старопахотных солонцов, они не обеспечивают коренного изменения плотности почвенного профиля. В пахотном слое ее плотность поддерживается ежегодно проводимой основной обработкой почвы на уровне 1,13-1,25 г/см3, а в подпахотном — постепенно увеличивается и приближается к естественному сложению.

Плантажная и трехъярусная обработки старопахотных солонцов способствуют улучшению структуры почвы в мелиорируемом слое. Но за счет частичного выноса на поверхность комковатых частиц горизонта В], содержание агрономически ценных агрегатов в слое 015 см по сравнению со вспашкой уменьшилось на 5-10 %.

Глубокие мелиоративные обработки старопахотных солонцов, особенно трехъярусная вспашка, по сравнению с отвальной вспашкой на 25-27 см способствовали усилению биологической активности почвы в пахотном слое.

3.4. Меляоратнвваа обработка ч ер жнем вы х соло в новы* почв Донской равввяы

На черноземных солонцах Донской равнины так же подтверждена высокая эффективность мелиоративной трехъярусной вспашки. На ее фоне продуктивность севооборотов увеличилась в среднем на 22 -33% (табл. 10).

Наибольшие прибавки урожаев на фоне этой обработки отмечены у проса, кукурузы, сорго, горчицы. Длительность влияния трехъ-

ярусной обработки солонцов на урожай полевых культур проявлялась в течение всей ротации севооборотов, то есть как минимум в течение четырех лет после пара. Размещение в рекомендуемых севооборотах по чистому пару высокоурожайных культур озимой ржи, сорго и горчицы позволяет при благоприятных погодных условиях уже в первый год полностью окупить все затраты на трехъярусную вспашку.

Таблица 10

Влииннс приемап обработки почвы на продуктивность и экономическую _эффективность севооборотов (среднее за 1935-1989 гг.)_

Приемы обработки почвы Пар - сорго -суданская трава -просо - суданская трава на семсна Пар — озимая режь - просо -кукуруза — ячмень Пар - горчица + донник - ДОННИК + костер - костер -костер

¡-рожай к, е. ас 1 га чистый ДОХОД, руб. е 1 га урожай к е. цс 1га чистый руб. с 1 га урожай к.е. ц с 1 га чистый доход, руб с 1 га

Отвальная вспашка на 20-22 см (контроль) 21,1 2076,4 18,1 2373,1 11,4 279,9

Трехъярусная вспашка на 40 см 27,0 2914,N 22,1 2910,3 15,2 895,2

Лемешное лушение 18,« 1940.8 17,3 1798,2 11,7 308,7

Безотвальная стойками СибИМЭ на 35 см (на фоне 35 т/га фос-фогигтеа) 25,9 - 20,2 - 12,8 -

Испытание стоек СибИМЭ, рекомендуемых в некоторых регионах страны для мелиоративной обработки солонцовых почв, показало, что в условиях Донской равнины, даже в сочетании с химической мелиорацией они уступают трехъярусной вспашке. Не проявил себя и вариант с минимальной обработкой залежи лемешным лущением на глубину 12-14 см.

Как и у солонцов засушливого Заволжья, водный режим черноземных солонцовых почв Правобережья, вовлеченных в сельскохозяйственное использование, претерпевает существенные изменения и значительно отличается от водного режима залежи. После обработки почвы залежи трехъярусным плугом, стойками СибИМЭ и обычным отвальным плугом весенние влагозапасы возросли в среднем в 1,5-1,6 раза со 154,8 до 232,0-246,8 мм.

Под влиянием всех видов обработки происходит существенное опреснение верхнего 40-сантиметрового слоя почвы, Обшее количе-

ство водорастворимых солей по сравнению с залежью снижается с 0,43-0,47 % до 0,14-0,20 %, в том числе хлора - с 1,16-1,40 до 0,400,75 мг-экв, водорастворимого натрия - с 3,90-4,75 до 1,90-2,60 мг-экв на 100 г почвы. В результате солонцы из сильнозасаленных солончаковых становятся практически сла&озасолеинымн солончако-ватыми. На всех фонах отмечено заметное снижение содержания в водной вытяжке сода.

Однако в слоях глубже 40 см существенного уменьшения количества водорастворимых солей не происходит и часто наблюдается их увеличение за счет переноса из глубоких горизонтов минерализованными грунтовыми водами.

Наряду с изменением солевого состава почвы в распаханных черноземных солонцах Донской равнины происходят положительные изменения и в 'составе поглощенных оснований. Однако показатели по видам обработок неоднозначны. Это свидетельствует о том, что влияние изучаемых видов обработок почвы на улучшение состава поглощенных оснований сказывается в первую очередь через более благоприятный водный режим. К более заметному изменению состава поглощенных оснований солонцов приводит совместное воздействие обработок почвы и химических мелиорантов.

4. Эффективность химической в комплексной мелиорация солонцов Нижнего Поволжья

Одним из наиболее распространенных приемов коренного улучшения солонцовых почв является химическая мелиорация. Основным условием ее высокой эффективности является хорошая влаго-обеспеченностъ почвы, поэтому ее в основном используют для солонцов лесостепной и степной зон с годовой суммой осадков не менее 350 мм. Химическую мелиорацию рекомендуют применять на землях с комплексностью солонцов свыше 25 %, внося на всей площади кальцнйсодержащие вещества для устранения высокой щелочности и вытеснения из поглощающего комплекса почвы натрия.

Некоторыми исследователями (М.М. Кононова, 1940; Б.В. Андреев, 1958; В.Н. Тюрина-Зейналашвили, 1964; A.C. Радов, Г.И. Ека-теринина, 1971; М.Т. Процько, 1971, 1973) положительный эффект от применения химических мелиорантов был установлен и для богарных условий каштановых почв.

Наши исследования, проведенные в опыте № 1, показали, что в условиях сухого климата сыртового Заволжья применение при освоении целинных солонцов гипса дозой 5 т/га практически не оказало влияния на урожай полевых культур.

В опыте № 2 на старопахотных солонцах этой зоны химическая мелиорация гипсом в дозе 10 т/га без применения мелиоративных обработок почвы так же оказалась малоэффективной (табл. 11).

Таблица 11

Эффективность комплексной мелиорации стяропяютных солонцов сыртового Заволжья в jneiie севооборота нар - озимая рожь - просо - кукуруза

Варианты обработки ПОЧВЫ Дозы гипса, т/га Стоимость валовой продукции, руб. /га Прямые затраты, руб./га Чистый ДОХОД, руб./го Уровень рентабельности, %

Отвальная ПН-4-35 на 25-27 см (контроль) - 4965.92 4260.25 705.67 16.6

10 5058.64 4674.29 38435 8,2

6+4 5170.96 46JSSJ 7 482.79 103

Шантажная ПП-50 на 4Û см - 5225.12 4870.28 354.84 7.3

10 5541.12 5295.01 246.11 4.6

6+4 5392.08 5310.30 81.78 13

Трсхьярусная ПТН-40 на 40 см - 506232 4564,85 497.47 10.9

10 5427.04 4988.07 438.97 8.8

6+4 5661.60 5016,54 645.06 12.9

10 ф\г 548Ï.64 4991.27 497.37 10.0

Влияние химической мелиорации на урожайность полевых культур значительно усиливается при сочетании с мелиоративными обработками почвы. На фоне трехъярусной вспашки и дробного (2/3 под вспашку и 1/3 под культивацию пара) внесения 10 т/га гипса прибавки урожая озимой ржи, проса и кукурузы по сравнению с контролем составили соответственно 12,3; 33,7 и 27,0 %. В результате чистый доход почти сравнялся с вариантом без мелиорации. Дополнительные затраты на комплексную мелиорацию практически окупились прибавками урожая первых трех культур севооборота.

В зоне черноземных почв западной микрозоны Саратовской области, где сумма осадков за год составляет в среднем 400-450 мм, основным методом мелиорации солонцовых почв считается химическая мелиорация. Но в силу высокого содержания в солонцовых почвах поглощенного натрия, для мелиорации таких почв требуется вносить очень большое количество химических мелиорантов — до 50-70 т/га. В наших исследованиях мы ограничились внесением половинной от расчетной дозы мелиорантов (соответственно 25 т/га сыромолотого гипса и 35 т/га фосфогиггса), рассчитывая на усиление их эффективности при сочетании с мелиоративными обработками почвы.

Приводимые данные (табл. 12) свидетельствуют, что химическая мелиорация черноземных солонцовых почв даже в половинных от

расчета дозах способствует существенному повышению урожайности полевых культур. Однако она является дорогостоящим приемом, который требует длительного периода окупаемости.

Таблица 12

Эффективность комплексной мелиорации черноземных солон ионы I почв

Донской равнины в разных севообщиггах (среднее м 19Я5-Ю89 гг.)

Варианты опыта Пар-сорго -суданская трава - просо - суданская трава на семена Пар - озимая рожь - просо -кук}руза - ячмень Пар - горчица + ДОННИК - донник + костер - костер -костер

урожай к.е. ц с 1 га чистый доход, руб. с 1 га урожай К.С. ЦС 1 га чистый доход, руб. с 1 га ;рожай к.е. и с 1 га ЧИСТЫЙ дочод, руб. с 1 га

Вспашка на 20-22 см (контроль) •*

Без мелиорантов 21,1 2076,4 18.1 2373,1 11.4 279.9

Фйс(||0п1пс 35 т/га 26,1 1127.2 22.8 1966,2 14.6 -513.8

Гипс 25 т/га 24,0 17Я7,9 24.4 2883,3 13,3 -9283

Трехъярусная вспашка на 40 см

Без мелиорантов 27,0 2914,* 23.8 2910.3 15.2 895.2

Фосфогнпс 35 т/га 30.5 171 ».4 27.1 25(21.9 15.7 -144.11

Гипс 25 т/га 27.3 1175,7 26.7 3261.9 15.6 -<л>а.з

Нашими исследованиями установлено, что на черноземных солонцах Донской равнины эффективность химических мелиорантов значительно увеличивается при совместном воздействии на почву с трехъярусной вспашкой. Технология, сочетающая внесение 35 т/га фосфогнпса под мелиоративную вспашку, позволила увеличить среднюю продуктивность всех севооборотов в 1,4*1,5 раза. Такую же высокую эффективность за исключением севооборота с однолетними кормовыми культурами показал и вариант с применением под трехъярусную вспашку 25 т/га гипса,

В севообороте, насыщенном зерновыми культурами прибавки урожаев позволили за четыре года полностью окупить все дополнительные затраты. В севообороте с однолетними кормовыми культурами, а тем более в севообороте с многолетними травами применение комплексной технологии мелиорации экономически не оправдало себя. Здесь более рентабельным было использование трехъярусной вспашки без химических мелиорантов.

5. Влияние орошения и* плодородие солонцовых почв сыртового Заволжья в Прнкаспийской низменности

Вовлечение в орошаемое использование малопродуктивных целинных и залежных солонцовых угодий позволяет увеличить стой-

мость производимой продукции в 20-40 раз, получать чистый доход от 3,0 до 5,8 тыс, руб. с I га и достичь уровня рентабельности 19-43 %(табл. 13).

Таблица 13

Экономические показатели севооборотов на wwmai при прошении_

Севообороты Затраты, руб. на 1 га Стоимость продукции, руб, с 1 га Чистый ДОХОД, руб. с 1 га Уровень рентабельности, %

Сыртовое Заволжье, среднее sa 1980-1989 гг.

Озимая пшеница + люцерна - люцерна - люцерна - суданская трзва -просо - сорго - кукуруза - яровая пшеница 24099,99 28668,18 4568,19 19,0

Озимая пшеница + люцерна - люцерна - люцерна - яровая пшеница -просо - сорго - горох - суданская трава 12034,20 15060,67 3026,47 23,1

Прикаспийская низменность, среднее за 1980-1985 гт

Сорго - яровая пшеница - озимая тиснииа + подсолнечник поукосно - просо + люцерна - люиерна на сено и семена 13470,22 19295,83 5825,61 43,2

Ячмень + люцерна -люцерна на сено и семена - люцерна 4 укоса на ссно - люцерна 1 укос + сорго -яровая пшеница 13388,71 17384,46 3995,75 29,8

На солонцовых почвах при орошении наиболее продуктивными и рентабельными культурами являются озимая пшеница и люцерна. Поэтому при освоении солонцовых почв и вовлечении их в орошение для быстрой окупаемости затрат целесообразно возделывать первыми именно эти культуры.

Для солонцовых почв нами рекомендована технология, предусматривающая подсев люцерны весной под покров озимой пшеницы или ячменя, что позволяет не только получить высокий урожай зерна (до 40-50 ц с 1га), но и формировать хороший травостой люцерны. В последующие два года можно ежегодно получать по три-четыре укоса люцерны на сено, собирая его свыше 100 ц с 1 га. При необходимости получения семян рекомендуется использовать люцерну второго года жизни. Разработана технология, обеспечивающая получение на солонцах 1,6-2,5 ц чистых семян люцерны с 1 га.

Высокорентабельными культурами иа солонцах при орошении являются также сорго на зеленую массу (урожай до 430-480 ц зеленой массы с 1 га), суданская трава на сено и зеленую массу (дает за три укоса урожай сена до 100 ц с 1 га). Яровые зерновые культуры

по продуктивности и экономическим показателям в среднем уступают кормовым культурам. Однако при соблюдении оптимальных условий влагообеспеченности урожайность проса при орошении на солонцах достигала 30 ц зерна с 1 га и более, яровой пшеницы -33,3-45,2 ц с 1 га, гороха - 20-25 ц с 1 га.

Орошение солонцовых почв является мощным средством, которое вызывает не только коренные изменения условий формирования урожаев, но и существенные изменения плодородия почвы.

Анализ ежегодной динамики состава водной вытяжки почвы до глубины 1 м показал, что при орошении процесс рассоления мелиорируемых солонцов, как и на богаре, в первую очередь сказывается на существенном уменьшении в почве водорастворимых сульфатов, натрия и хлора. На солонцах сыртового Заволжья за мелиоративный период содержание водорастворимых солей в метровом профиле почвы снизилось в 3,6 раза - с 9,82 до 2,76 мг-экв на 100 г почвы, в том числе хлора в 13 раз - с 2,35 до 0,18 мг-экв, сульфатов в 3,6 раза - с 6,89 до 1,96 мг-экв, натрия в 2,8 раза - с 5,12 до 1,83 мг-экв на 100 г почвы. Параллельно шло и вымывание магния и кальция — нх количество в слое 0-100 см уменьшилось в 5 раз - соответственно с 2,04 и 2,64 мг-экв до 0,41 и 0,53 мг-экв на 100 г почвы.

При орошении процесс рассоления почвы имел некоторые особенности, не характерные для богарных условий (рис. 6).

1 | №+кг у^т чг I I от ЕЕЗ I I

Рис. 6. Солевой профиль мелиорируемых солонцов сыртового Заволжья в богаре и при орошении, мг-экв на 100 г почвы

Прежде всего, обращает на себя внимание меньшая опреснен-ность профиля орошаемых солонцов, что связано с миграцией вверх по профилю из глубоких слоев почвы водорастворимых солей, в первую очередь сульфатов, натрия и кальция.

Существенно изменился и качественный состав солей - уменьшилось с 24 до 6 % от суммы анионов содержание хлора, с 27 до 19% кальция, с 21 до 15 % магния, но возросло с 52 до 66 % содержание водорастворимого натрия и с 6 до 24 % карбонатов.

Применение поливных норм, контролируемых показателями фактической влажности почвы до глубины 1 м, позволяло избежать явлений вторичного засоления почвы.

Аналогично протекало рассоление орошаемых солонцовых почв Прикаспийской низменности. За пятилетний период в их метровом профиле количество водорастворимых солей снизилось в 3,2 раза с 10,60 до 3,33 мг-экв на 100 г почвы, в том числе магния в 7,4 раза с 1,59 до 0,21 мг-экв, хлора в 6,4 раза с 6,46 до 0,70 мг-экв, кальция в 4,6 раза с 1,45 до 0,32 ммкв, натрия в 2,8 раза с 7,65 до 2,80 мг-экв, сульфатов в 2,6 раза с 3,34 до 1,49 мг-экв, (рис. 7).

1981

1982

1983

1984

1985

Рис. 7. Изменение солевого профили солонцов Прикаспийской Низменности при орошении, мг-экв на 100 г почвы

•НСОЗ-■Са++

-в-СI-

- 504-

Изменилось по сравнению с исходным состоянием и соотношение солей в водной вытяжке - с 60 до 20 % снизилось относительное содержание хлора, с 15 до 6 % магния, но возросло с 72 до 84 % натрия, с 32 до 44 % сульфатов и с 7 до 32 % бикарбонатов, В отличие от орошаемых солонцов сыртового Заволжья на Прикаспийской низменности интенсивность рассоления почвы была выше. Оно практически завершилось за первые два года, а затем стабилизировалось.

Орошение солонцовых почв приводит к существенным изменениям в составе поглощенных оснований: в метровом слое количество кальция и магния снизилось в 2,2 и 1,5 раза, но более чем в 4 раза повысилось содержание поглощенного натрия (табл. 14).

Наиболее сильные количественные изменения в составе поглощенных оснований у орошаемых солонцов сыртового Заволжья происходят в нижней части метрового слоя почвы, хотя общий ход этого процесса проявляется и в верхних слоях.

Таблица 14

Состав поглощенные оснований в 3oiiuimh.ii темно-каштзповмх почва! и солонцах сыртооо« о Заволжья

Почвенно-мелноратовные фоны Слой почвы, см В мг на 100 г почвы В % от суммы

Са" Ыа* сумма Са" Ыа*

Целинная темно-каштановая почва 0-20 21,0 8.6 0,5 30,1 69,9 28,5 1,6

20-40 18,9 ЮЛ 0,7 29,3 63,4 34,2 2,4

Целинные солонцы 0-20 12,9 11,5 1,1 25,5 50,6 45,2 4,2

20-40 12,3 И,4 О 25,2 48,8 45,1 6,1

Орошаемые солонцы 0-20 9,1 7,9 1,1 18,1 50,1 43,6 6,3

20-Ю 8,9 9,4 1,7 20,0 44,2 47,3 8,5

На солонцах Прикаспийской низменности при орошении изменения в составе поглощенных оснований наиболее сильно выражены в верхних слоях почвы, а с глубины 40-60 см их интенсивность постепенно снижается. Но общие закономерности сохраняются — за пять лет наблюдений количество поглощенного кальция уменьшилось в 1,6 раза (с 15,6 до 9,5 мг на 100 г почвы), магния - в 1,5 раза (с 9,8 до 6,50 мг), а натрия, наоборот, увеличилось в 1,9 раза (с 1,9 до 3,6 мг на 100 г почвы). Относительное содержание кальция снизилось с 61-63 % до 50 %, магния с 38-42 до 32-34 %, натрия возросло с 7,6 до 19,2 %.

Значительно улучшается пищевой режим орошаемых солонцовых почв — содержание подвижных форм азота и фосфора в слое 0-20 см по сравнению с целиной в среднем увеличилось в 2,72,5 раза и достигло 3,55-3,34 мг на 100 г почвы, в слое 20-40 см соответственно в 9,6-5,4 раза и 2,12-1,96 мг. В мелиорируемых почвах устраняется дифференциации этих элементов по профилю почвы. Абсолютное количество обменного калия в целом не изменилось, но произошло более равномерное его распределение по мелиорируемому слою. Аналогично изменился пищевой режим орошаемых солонцов и на Прикаспийской низменности.

Учет массы корней показал, что ежегодно в почву в условиях орошения поступало большое количество свежего органического вещества: после гороха, яровой пшеницы, озимой пшеницы и ячменя

3,7 - 6,6 ц на 1 га сухой биомассы, после проса и суданской травы -13,6-13,9 ц, сорго - около 20 ц, кукурузы - 30 ц, люцерны — 40 ц. В целом по севооборотам за 9 лет суммарное поступление органики составило от 140 до 200 ц сухого вещества на 1 га.

Однако количественное определение гумуса, проведенное в орошаемых солонцах сыртового Заволжья и Прикаспийской низменности, не показало существенных изменений. Это может быть объяснено увеличением содержания подвижных гуминовых кислот и вымыванием их из мелиорируемого слоя, что отмечали у почв каштанового солонцового комплекса Р.Н, Тюрина-Зейналашвили (1964), А.Г. Гущин, H.H. Панов (1974), Н.Е. Синицына (1999).

Эффективность минеральных удобрений ва солонцовых почвах

Изучение минеральных удобрений на солонцах сыртового Заволжья в дозах N45P40K30, рекомендуемых для зональных богарных почв показало низкую их эффективность и убыточность. Применение удобрений требовало дополнительных затрат 1286 руб. на 1 га (в ценах 2004 года) и не окупилось прибавками урожаев ни в одном из трех севооборотов (табл. 15),

Таблица 15

Эффективность минеральных удобрении на богарных солонцах

Bei удобрений С удобрениями

Севообороты урожай к.е.,цс 1 га стоимость продук кии, руб. С ] га чистый доход, руб. с I га урожай к.е., цс 1га стоимость продук иии, руб. с 1 га чистый доход, руб. с 1 га НСРцл, Ц.К.С,

Пар - озимая рожь - просо -кукуруза - ячмень 17,4 4819,2 1389,5 16,4 4522,8 350,4 1,5

Пар - сорго - суданская трава - горчииа - суданская трава 13,2 2966,1 382,2 15,0 3287,3 -97,2 1,5

Пар - горчииа + травосмесь - травосмесь 3 года 3,7 961,5 -664,3 4,0 1006,5 -1501,4 0,5

Озимая рожь, просо, ячмень, яровая пшеница, горчица практически не повышали урожай от удобрений, а у многолетних трав прибавки были небольшими и в среднем составили лишь 0,3 ц к.е. с1 га. У однолетних кормовых культур отзывчивость на удобрения была выше - прибавки урожая сорго достигали 10-15 %, суданской травы 10-53 %, кукурузы 20-22 %. Но в севообороте и с этими культурами увеличение продуктивности в среднем на 1,8 ц

к,е. с 1 га обеспечило окупаемость только 25 % затрат на удобрения.

Значение минеральных удобрении существенно возрастает при орошении. Исследованиями, проведенными на орошаемых солонцах сыртового Заволжья и Прикаспийской низменности установлено, что их применение под культуры фитомелиоративных севооборотов в дозах, рекомендуемых для зональных орошаемых почв, оправдало себя. Затраты на удобрения, составляющие 2-2,5 тыс. руб. на 1 га, полностью окупались урожаями, что позволяло получать высокие показатели чистого дохода и уровня рентабельности (табл. 16).

С целью уточнения доз минеральных удобрений для солонцовых почв сыртового Заволжья и Прикаспийской низменности при орошении были проведены опыты с разными вариантами удобрений.

Таблица 16

Продукт! юность и экономическая эффективность возделывания ссльскокозя!!-ствепных культур на солонцах при орошении и применении удобрений

Культуры Дозы удобрений, кгд.в. на I га Урожай основной продукции, цс 1 га Чистый доход, руб. с 1 га Уровень рентабельности^

Сыртовое Заволжье (среднее за 1УВЫ989 гг.)

Озимая пшеница + люиерна N«,PWK»,+NW 35.5 9198 50

Люцерна 2 и 3 года жизни по 3-4 укоса на ссно N» 105,3 3340 27

Люиерна 2 года жизни (1 у кос на ссно* 2 укос на семена) N*> 1,6-2,5 8424 99

Горох NscuP^Kfio 16,1 2376 16

Яровая пшеница NfeoPmiiK«} 23,9 1609 10

Просо N,«P».K* 21,2 873 8

Сорго на з м, Без удобрений 303,4 1791 16

Слгданская трава на сено Без удобрений 90-109 1291 13

Кукуруза на з.м. NnP-Kv, 273,0 -5308 -35

Прикаспийская низменность (среднее за 1981-1985 гг.)

Озимая пшеница + подсолнечник ПОУКОСНО "ну 47,6 19812 91

Ячмень + люиерна 23.0 34У4 19

Люиерна 2 и 3 года жизни по 3-4 укоса на сено N® 142,2 Ш0 71

Люцерна 2 года жизни (1 укос на ссно. 2 укос на семена) N» 2,3 7356 60

Нут 10.9 -4859 -36

Яровая пшеница N к..!1^ Kij 26.2 444 2

Просо N > v 1Kj;, 34.4 6296 51

Сорго на з.м. Без удобрении 449.5 4900 31

Они позволили установить, что под яровую пшеницу наиболее эффективна доза удобрений ЫцюРз^К^з, рассчитанная по выносу питательных веществ для уровня урожайности зерна 30 ц с 1 га. Эта доза по сравнению с вариантом без удобрений повысила урожайность почти на 30 % и обеспечила прибавку чистого дохода 1000 - 1600 руб. на 1 га. Применение более высоких доз удобрений ^зоРздКад (рекомендованных для зональных почв) и М^Р^Кад (рассчитанных по выносу на урожай зерна 60 ц с I га) не способствовало дальнейшему повышению урожаев пшеницы и экономически было менее рентабельным.

Высокой отзывчивостью на удобрения при орошении на солонцах отличается кукуруза. Под нее целесообразно внесение удобрений в дозах Г^иоРэоКзд (рекомендованная для зональных почв) или М2[оР75Кш (рассчитанная по выносу урожаем 500 ц з.м,), что позволяет повысить урожайность в 1,6-1,8 раза.

Горох при разных дозах удобрений давал прибавки урожая зерна от 11 до 19 % (1,6-2,7 ц с 1 га). Экономически целесообразной оказалась доза минеральных удобрений ИзоРздКбо, которая рекомендуется под эту культуру на зональных почвах.

ВЫВОДЫ

1. В Нижнем Поволжье мелиорация солонцовых почв может быть важной составной частью комплекса мероприятий повышения плодородия почв, одним из резервов увеличения производства зерна, кормов и развития животноводства. На основании проведенных исследований усовершенствованы методы мелиоративного освоения и использования целинных и старопахотных каштановых солонцовых почв Заволжья и черноземных солонцовых почв Донской равнины, разработаны элементы зональных систем агротехники полевых культур для богарных и орошаемых условий - фитомелиоративные севообороты, системы обработки почвы, системы удобрений.

2. В богарных условиях в качестве культур-фитомелиорантов, сочетающих высокую продуктивностью со способностью переносить солонцовость и засоление почвы рекомендуются горчица, озимая рожь, ячмень, просо, кукуруза, сорго, суданская трава, донник, В зоне сыртового Заволжья и Прикаспийской низменности севообороты, насыщенные этими культурами, обеспечивают средний выход продукции 14-15 ц к.е., чистый доход 700-800 руб. с 1 га, уровень рентабельности 22-25 %, На черноземных солонцах Донской равнины продуктивность таких севооборотов достигает 27-30 ц к.е. с 1 га,

чистый доход 1700-2800 руб. с 1 га. Севообороты с многолетними травами уступают им по продуктивности в 2,0-2,5 раза.

3. В условиях орошения на солонцах каштановой зоны Заволжья эффективны севообороты с двумя-тремя полями люцерны, высеваемой под покров озимой пшеницы или ячменя и с 40-50 % однолетних солонцеустойчивых культур. Орошение позволяет существенно улучшить условия роста растений, при которых они могут более эффективно использовать свой биологический потенциал, формируя урожаи в 10-15 раз более высокие, чем на богаре. При соблюдении агротехники урожайность зерна озимой пшеницы на орошаемых солонцах достигает 50 ц, ячменя 40 ц, проса и яровой пшеницы 30-40 ц, гороха 25 ц с 1 га, сена люцерны 100-110 ц, сена суданской травы 80-100 ц, зеленой массы кукурузы и сорго 500 ц с I га, У рекомендуемых для орошения севооборотов стоимость производимой продукции в среднем составила 15 - 28 тыс. руб., чистый доход 2,8 — 5,8 тыс. руб. с 1 га, уровень рентабельности 19 — 53%.

4. Полевые культуры, возделываемые на солонцах, оказывают фитомелиоративное воздействие на почву, обуславливая ее рассоление и рассол о нцевание, В условиях богары сухой зоны Заволжья в среднем за ротацию мелиоративных севооборотов растениями выносится из почвы от 4 до 20 % водорастворимого хлора, содержащегося в пахотном (0-40 см) слое. При орошении количество вынесенного хлора составляет 320-420 кг, кальция 350-380 кг, магния 140-160 кг, натрия 75-85 кг. На солонцах Донской равнины заметного влияния растений на содержание в почве хлора и особенно натрия ожидать не следует в силу больших их запасов в почве,

5. При освоении богарных целинных и залежных каштановых почв Заволжья с преобладанием солонцов лугово-степных средних и глубоких наиболее эффективна технология, основанная на двукратной мелиоративной трехъярусной вспашке, применяемой при распашке целины и повторно под пар второй ротации мелиоративных севооборотов и использовании в севооборотах ежегодной отвальной системы обработки почвы. Перспективно на солонцах в мелиоративный период использование орудий, формирующих при вспашке почвы на зябь, стерневые кулисы.

Предлагаемая система обработки обеспечивает увеличение продуктивности мелиорируемых почв в 4,4-5,6 раза - с 4,0 до 17,7-22,4 ц к.е. с 1 га, окупаемость затрат на мелиорацию 1-2 года, среднегодовой чистый доход 1400-1800 руб. с 1 га, рентабельность 35-50 %, Повторная трехъярусная обработка солонцов имеет срок последействия на урожай растений 10-12 лет, обеспечивая в среднем за третью ротацию севооборотов прибавки урожаев 5-14 %.

6. Разовая, а особенно повторная трехъярусная обработка, примененная как прием мелиоративного освоения целинных и залежных солонцовых почв, разрушает плотный иллювиальный горизонт Вь формирует мощный пахотный 40-сантиметровый слой, снижает его плотность, обеспечивает коренное изменение водного режима почвы, увеличивая степень использования осадков осенне-зимнего и ранневесеннего периодов в 1,6-2,0 раза и глубину прома-чивания почвы до 1,5 - 2 метров.

Существенно опресняется метровый слой солонцов, происходят положительные изменения в составе поглощенных оснований. За счет активно протекающих биохимических и химических процессов возрастает содержание подвижных форм азота, фосфора и калия, устраняется дифференциация нитратов и фосфатов между разными слоями почвы. По пищевому режиму солонцы приближаются к зональным почвам.

7. Химическая мелиорация, как прием повышения плодородия солонцов сухой каштановой зоны не оправдала себя. Применение «стартовой» дозы гипса 5 т/га, примененной при освоении целинных солонцовых почв сыртового Заволжья не оказало влияния на урожай полевых культур. Гипс и фосфогипс в количестве 10 т/га при мелиорации старопахотных солонцов этой зоны дали эффект только в условиях очень влажного года при сумме осадков 440 мм. Установлено, что гипсование ухудшает условия жизнедеятельности микрофлоры, снижает интенсивность нитрификацнонных процессов.

8. Для повышения плодородия старопахотных солонцовых почв сыртового Заволжья эффективна комплексная технология мелиорации, включающая трехъярусную вспашку на глубину 40 см, гипсование дозой 10 т/га (2/3 под вспашку и 1/3 под культивацию пара) и отвальную систему обработки почвы в севообороте, В звене пар - озимая рожь - просо - кукуруза эта технология обеспечила увеличение урожаев культур соответственно на 12, 25 и 27 % и чистый доход 645 руб. на 1 га при рентабельности 13 %. В связи с высокой стоимостью гипсования срок окупаемости дополнительных затрат на мелиорацию старопахотных солонцов не менее 5-6 лет.

Под совместным влиянием трехъярусной обработай и гипсования плотность старопахотных солонцов в слое 0-40 см снижается до 1,04-1,08 г/см3, водопроницаемость возрастает в 2,5-5 раз, улучшается структура почвы, хотя из-за частичного выноса на поверхность горизонта В[ удельный вес агрономически ценных агрегатов в верхнем 15-сантиметровом слое уменьшается на 5-15 %.

9. При орошении процесс рассоления солонцов сыртового Заволжья идет несколько медленней, чем на богаре и их солевой про-

филь остается менее опресненным. В отдельные годы отмечены явления миграции солен снизу вверх по профилю. За 9 лет орошения в солонцах с 24 до 6 % уменьшилось относительное содержание хлора, с 27 до 19 % кальция, с 21 до 15 % магния, но возросло с 52 до 66 % содержание водорастворимого натрия, В составе поглощенных оснований в результате промывок в метровом слое почвы отмечено обес-кальцивание почвы (снижение в 2,2 раза) и более чем в 4 раза увеличение поглощенного натрия. Однако эти негативные изменения отмечены в основном в нижней части метрового слоя почвы и мало влияли на урожайность растений.

10. У орошаемых солонцов Прикаспийской низменности опреснение почвы протекает более интенсивно и практически завершается в первые два года мелиоративного периода, что связано с поверхностным расположением соленосных горизонтов. В составе поглощенных оснований при орошении, как и у солонцов сыртового Заволжья, отмечены негативные изменения - в 1,5-1,6 раза уменьшилось количество кальция и в 1,9 раза увеличилось содержание натрия, причем наиболее сильно эти процессы выражены в верхнем 40-сантиметровом слое почвы, а с глубиной их интенсивность постепенно снижается.

11. Количественное определение гумуса, проведенное на солонцах сыртового Заволжья в начале и конце ротации орошаемых севооборотов, показало, что оно осталось на исходном уровне, в том числе в слое 0-20 см 2,00 - 2,22 %, в слое 20-40 см 1,51 - 1,84 %, в слое 40-60 см 0,77 - 0,98 %. При большом поступлении в почву органического вещества, остающегося после высокопродуктивных культур (140-200 ц сухой массы за счет корней и 100-110 ц за счет стерни) отсутствие накопления гумуса в солонцах может быть связано с миграцией его подвижных форм, так как при высоком содержании натрия возможно увеличение количества подвижных гу ми новых кислот,

В орошаемых солонцах существенно улучшился пищевой режим почвы: содержание подвижных форм азота и фосфора в слое 0-20 см увеличилось в 2,7-2,5 раза, в слое 20-40 см в 9,6-5,4 раза (в среднем до 2,12-1,96 мг и 3,55-3,34 мг на 100 г почвы), произошло устранение дифференциации по этим элементам питания между слоями 0-20 и 20-40 см,

12. Наиболее трудно мелиорируемыми солонцами Нижнего Поволжья являются черноземные солонцовые почвы Донской равнины, отличающиеся высоким содержанием поглощенного натрия, мощным солонцовым горизонтом, токсичным для растений засолением хлоридами. Для освоения этих почв разработана комплексная ме-

лиорация, сочетающая внесение сниженных на 50 % доз мелиорантов с трехъярусной обработкой почвы. При использовании фитоме-лиоративных севооборотов, насыщенных однолетними кормовыми и зерновыми солонцеустойчивыми культурами это позволяет достичь среднегодовой продуктивное™ 30,5-27,1 ц к.е. с 1 га, что в 4,6-4,1 раза больше, чем на залежных угодьях и в 1,4-1,5 раза, чем при обычной, не мелиоративной технологии. Комплексная мелиорация обладает длительным сроком последействия — ее влияние на урожай сельскохозяйственных культур сохраняется, как правило, в течение всей ротации севооборотов, что позволяет окупить дополннтельные затраты за 4-5 лет.

При использовании черноземных солонцовых почв для производства кормов (севооборот пар — горчица + донник - донник — костер - костер) можно ограничиться только применением под паровое поле трехъярусной вспашки на 40 см, что позволит увеличить продуктивность севооборота в 1,3-1,4 раза и обеспечить чистый доход около 900 руб. с 1 га.

13. При мелиоративном освоении черноземных солонцов происходит существенное улучшение их водно-физических и химических свойств. Степень поглощения атмосферных осадков увеличивается с 16 до 62 %, весенние влагозапасы возрастайте 154,8 до 232,0246,8 мм. В слое 0-40 см общее количество водорастворимых солей снижается с 0,43-0,47 % до 0,14-0,20 %, в том числе по хлору с 1,161,40 до 0,40-0,75 мг-экв, по водорастворимому натрию с 3,90-4,75 до 1,90-2,60 мг-экв на 100 г почвы, солонцы из сильнозасоленных солончаковых становятся слабозасоленными солончаковатыми. Заметно снижается содержание в водной вытяжке соды, улучшается состав поглощенных оснований.

Однако глубже 40 см существенного снижения количества водорастворимых солей не происходит и часто наблюдается их увеличение за счет переноса из глубоких горизонтов минерализованными грунтовыми водами.

14. Применение на орошаемых солонцовых каштановых почвах минеральных удобрений под озимую и яровую пшеницу, ячмень, просо, кукурузу, горох, люцерну в дозах, рекомендуемых для зональных почв экономически целесообразно.

Для яровой пшеницы более эффективна доза минеральных удобрений NiooPíjKís, рассчитанная по выносу питательных веществ на урожай зерна 30 ц с 1 га, позволяющая увеличить урожай почти на 30 %. Под кукурузу целесообразно внесение удобрений в дозах ^шРуоК», рекомендованных для зональных почв или NjjoPfsKuo, рассчитанных по выносу урожаем 500 ц з.м. Они обеспечивают по-

вышение продуктивности и стоимость произведенной продукции в 1,6-1,8 раза. Для гороха, повышающего урожайность от удобрений на 11-19 % экономически целесообразна доза минеральных удобрений ИмРтоКло, рекомендуемая для зональных почв.

6 условиях богары применение на солонцовых почвах минеральных удобрений неэффективно и экономически убыточно.

15. На черноземных солонцах Донской равнины среднегодовой вынос элементов минерального питания в севообороте с однолетними кормовыми культурами равняется М^Р^Кло, с зерновыми культурами N7^16^75, с многолетними травами Ы70РиК55, Эти данные могут быть использованы как ориентировочные при применении минеральных удобрений для бездефицитного баланса питательных веществ в почве.

ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВУ

1. В связи с большим разнообразием солонцовых почв Поволжья, обусловленным генетическими особенностями, морфологическим строением, химизмом засоления, характером гидроморфности почвообразующих пород и т.д. для достижения максимального мелиоративного эффекта при их освоении необходимо обязательное почвенное обследование мелиорируемых участков, составление плана мелиорации и последующего землепользования, применение специальных мелиоративных орудий и технологий.

2. При освоении средних и глубоких целинных и залежных солонцов сыртового Заволжья и Прикаспийской низменности, а также старопахотных солонцовых почв, у которых осталась не разрушенной часть иллювиального горизонта, целесообразно применение трехъярусных плугов ПТН-3-40, регулируемых в соответствии с особенностями солонцов на конкретном участке.

3. После парования на солонцах целесообразно по отвальной технологии возделывать солонце- и солеусто й ч и вые высокоурожайные культуры: горчицу, озимую рожь, просо, сорго, кукурузу, донник, суданскую траву. При необходимости возделывания многолетних трав надо использовать травосмеси донника, житняка и люцерны и высевать их под покров высокорентабельной культуры горчицы.

4. На осваиваемых целинных (залежных) солонцах сыртового Заволжья после первой ротации мелиоративных севооборотов почву под пар рекомендуется повторно вспахать трехъярусным плугом на глубину 40 см. При этом будут устранены все недостатки первой трехъярусной обработки (неполное разрушение иллювиального го-

ризонта и перемешивание его с подсолонцовым карбонатным горизонтом),

5. Степные солонцовые почвы, вовлекаемые в орошение, целесообразно обработать трехъярусным плугом и перед первым поливом (желательно влагозарядковым) внести поверхностно гипс из расчета 5 т/га. На орошаемых солонцах экономически выгоднее возделывать озимую пшеницу, ячмень, просо, суданскую траву на корм, сорго, кукурузу, люцерну.

6. При возделывании при орошении люцерны можно рекомендовать весенний подсев ее в озимую пшеницу дисковыми сеялками. Для получения 2-2,5 ц с 1 га и более семян люцерны необходимо первый укос люцерны второго-третьего года жизни убрать на сено, затем провести 2-3 полива нормой по 250-300 м3/га, а после фазы бутонизации при жаркой погоде проводить только освежающие поливы.

7. На черноземных солонцовых почвах Правобережья эффективно сочетание химической мелиорации гипсом или фосфогипсом дозами в 50 % от расчетной нормы с мелиоративной трехъярусной обработкой почвы на глубину 40 см. На фоне последующей зональной агротехники более эффективны севообороты, включающие донник, озимую рожь, суданскую траву, горчицу, просо, кукурузу.

Список основных работ, опубликованных по теме диссертации

1, Потребление воды и питательных веществ озимой рожью, озимой пшеницей, яровой пшеницей, ячменем. Сб. научи, тр., вып. 67, Изд. Саратовского СХИ, 1976, (в соавторстве).

2. Динамика прироста растений и накопления питательных веществ у гороха на разных почвах. Научно-тематический сб, СХИ, ч.2. Изд. Саратовского СХИ, 1976 (в соавторстве).

3, Некоторые особенности расхода воды горохом на различных почвах. Научно-тематический сб. СХИ, ч.2, Изд. Саратовского СХИ, 1976, (в соавторстве).

4. Потребление воды и питательных веществ горохом, просом, кукурузой, подсолнечником. Сб. научи, раб. СХИ. Изд. Саратовского СХИ, вып, 90,1977, (в соавторстве).

5. Картограммы выноса азота, фосфора и калия полевыми культурами. Тез. докл. конф, молодых ученых и специалистов сельского хозяйства. Изд. Саратовского СХИ, 1980, (в соавторстве),

6, О взаимосвязи урожая и выноса питательных веществ с обеспеченностью растений влагой. Сб. научи, раб, СХИ, Изд. Саратовского СХИ, 1981. (в соавторстве).

7. Особенности формирования урожая гороха в зависимости от расхода воды и потребления питательных веществ на черноземах и каштановых почвах Саратовской области. Сб. научи, раб. СХИ, Изд. Саратовского СХ И, 1981. (в соавторстве).

8. Динамика расхода влаги и потребления питательных веществ горохом на черноземах и каштановых почвах Саратовской области. Диссертация на соискание уч. степени канд. с.-х. наук, Воронеж, 1982.

9. Освоение солонцовых почв. Рекомендации по проведению полевых работ в Саратовской области, Саратов, изд.-во НИИСХ Юго-Востока, 1984. (в соавторстве),

10. Технологии мелиорации и возделывания сельскохозяйственных культур на солонцовых землях Саратовской области (Методические указания к научно обоснованным системам земледелия и ПСД по мелиорации солонцов в хозяйствах Саратовской области). Изд. НИИСХ Юго-Востока, Саратов, 1986. (в соавторстве).

11. Изменение продуктивности и плодородия солонцовых земель Заволжья в процессе их освоения. Сб, научных работ «Эффективность удобрений и повышение плодородия почв в засушливом Поволжье», Изд-во НИИСХ Юго-Востока, 1986, (в соавторстве),

12. Особенности водного режима почв солонцовых комплексов долин рек сыртового Заволжья в процессе их мелиорации. Сб. «Рациональное использование почв Саратовской области», Саратов, Изд. НИИСХ Юго-Востока, 1987, (в соавторстве).

13. Участие однолетних и многолетних полевых культур в биологическом регулировании водно-солевого режима почв комплексов. Сб, «Рациональное использование почв Саратовской области», Саратов, Изд-во НИИСХ Юго-Востока, 1987. (в соавторстве).

14. Система мер по мелиорации и освоению солонцовых земель (рекомендации). В кн.: Научно обоснованные системы земледелия Саратовской области на 1986-1990 гг., Саратов, Приволжское кн. изд-во, 1988, (в соавторстве).

15. Действие мелиоративных приемов на продуктивность солонцов луговых черноземной степи в звене севооборота пар - сорго -суданская трава. Тез. докл. Всесоюзной научно-технич. конф. "Проблемы повышения плодородия почв в условиях интенсивного земледелия, М.,1988. (в соавторстве).

16. Технологии мелиорации и возделывания сельскохозяйственных культур на солонцовых землях Поволжья (рекомендации). Рос-агропромидат, М., 1989. (в соавторстве).

17. Мелиоративное освоение целинных и старопахотных солонцов сыртового Заволжья, Сб. научн. тр. «Интенсификация земледе-

лия в Поволжье», Изд-во НИИСХ Юго-Востока, 1989, (в соавторстве).

18. Влияние характера использования на продуктивность солонцовых комплексов Северного Прикаспия. Тез. докл. меисцу народа, конф. «Почвенные ресурсы Прикаспийского региона и их рациональное использование в современных социально- экономических условиях», Астрахань, 1994, (в соавторстве).

19. Процессы рассоления солонцовых почв сыртового Заволжья при мелиорации. Научно-тематич, сб. Саратовского агроинженерно-го университета, 1997.

20. Влияние многолетних трав на водный режим мелиорируемых солонцовых почв каштановой зоны Заволжья. В кн.: «Плодородие почвы в севооборотах и бессменных посевах», Науч. тр. Волгогр. СХИ, 2001.

21. Динамика солевого режима степных солонцов под влиянием мелиорации. В кн.: «Вопросы экологии в Нижнем Поволжье», научи. Тр. Саратовского ГУ, 2001.

22. Методическое пособие «Технология производства продукции растениеводства» (с грифом УМО по агроинженерному образованию). — Изд-во ФГОУ ВПО «Саратовский ГАУ им. Н.И. Вавилова», 2001 (в соавторстве).

23. Мелиорация солонцовых каштановых почв в Поволжье. Ж. Вестник С ГАУ, № 2, 2002.

24. Мелиорация солонцовых почв степного Заволжья, В кн.: Социально-экономическое развитие АПК в Саратовской области: проблемы и пути решения, Материалы научно-практической конференции. М, Изд-во «Агро-Вестник», 2002.

25. Мелиорация черноземных солонцовых почв. В кн.: Сборник РИППК (сентябрь 2003).

26. Мелиорация почв солонцовых комплексов и качество сельскохозяйственной продукции. В кн.: Адаптивные технологии производства качественного зерна в засушливом Поволжье. Сб. научных трудов/ НИИСХ Юго-Востока, Ассоциация «Аграрное образование и наука». Саратов, ООО «Три А», 2004. (в соавторстве).

27. Фитомелиоративное воздействие растений на почвенный поглощающий комплекс и солевой состав старопахотных солонцовых почв сыртового Заволжья, В кн.: Адаптивные технологии производства качественного зерна в засушливом Поволжье. Сб. научных трудов/ НИИСХ Юго-Востока, Ассоциация «Аграрное образование и наука». Саратов, ООО «Три А», 2004.

28. Использование черноземных солонцовых почв Саратовской области. Ж. «Вестник СГАУ», № 2, Саратов, 2004.

29. Водный режим солонцовых почв сыртового Заволжья. Ж. «Плодородие», № 5 (20), М,, 2004, (в соавторстве).

30. Процессы рассоления мелиорируемых солонцовых почв сыртового Заволжья. Журнал «Вестник СГАУ», № 3, Саратов, 2004,

31. Мелиорация солонцовых каштановых почв в Поволжье. Ж. «Плодородие», № 6 (21), М„ 2004, (в соавторстве).

32. Водный режим солонцовых почв сыртового Заволжья. В кн.; Материалы Всероссийской научно-практической конференции, посвященной 117 годовщине со дня рождения академика Н.И. Вавилова. Саратов, 24-26 ноября 2004 г.

33. Способ мелиоративной обработки и использования солонцовых почв. А.с. Хй 1782380 СССР, 22.10.90. (в соавторстве).

34. Способ химической мелиорации черноземных солонцовых почв. Патент РФ № 2084096 от 25,08.95. (в соавторстве).

Подписанов печать28,03.05, Формат 60*84Vis. Бумага офсетная. Гарнитура Times. Печ. л, 2,0, Тираж 100. Заказ 436/395,

Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Саратовский государственный аграрный университет им. Н И Вавилова». 410600, Саратов, Театральная пл., 1.

Р -8 5 02