Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

ДИНАМИКА И МИГРАЦИЯ ПИТАТЕЛЬНЫХ ВЕЩЕСТВ В ПОИМЕННОЙ ОСУШЕННОЙ ПЕРЕГНОЙНО-ТОРФЯНО-ГЛЕЕВОЙ ПОЧВЕ ПРИ ОРОШЕНИИ ДОЖДЕВАНИЕМ

ВАК РФ 06.01.02, Мелиорация, рекультивация и охрана земель

Автореферат диссертации по теме "ДИНАМИКА И МИГРАЦИЯ ПИТАТЕЛЬНЫХ ВЕЩЕСТВ В ПОИМЕННОЙ ОСУШЕННОЙ ПЕРЕГНОЙНО-ТОРФЯНО-ГЛЕЕВОЙ ПОЧВЕ ПРИ ОРОШЕНИИ ДОЖДЕВАНИЕМ"

МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА СССР

МОСКОВСКАЯ ОРДЕНА ЛЕНИНА И ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ мменн К. А. ТИМИРЯЗЕВА

На правах рукописи ЗАУРЕМБЕКОВ Акнм Азимович

УДК 631.445.1 : 631,811 ;в31А7

ДИНАМИКА И МИГРАЦИЯ ПИТАТЕЛЬНЫХ ВЕЩЕСТВ В ПОЙМЕННОЙ ОСУШЕННОЙ ПЕРЕГНОЙНО-ТОРФЯНО-ГЛЕЕВОИ ПОЧВЕ ПРИ ОРОШЕНИИ ДОЖДЕВАНИЕМ

Специальность — 06,01.03 (почвоведение) 06.01.02 ((^глнорация и орошаемое земледелие)

Автореферат диссертации на соискание учеиой степени кандидата сельскохозяйственных наук

МОСКВА — 1984

(с. с

Диссертация выполнена на кафедре мелиорации и геодезии Московской сельскохозяйственной академии имени К. А. Тимирязева.

Научный руководитель — кандидат технических наук, заслуженный мелиоратор РСФСР, лауреат премии Совета Министров СССР, профессор П. А. Волковскнй.

Официальные оппоненты: доктор сельскохозяйственных наук, старший научный сотрудник К. И. Балтян, кандидат сельскохозяйственных наук, доцент В. £. Ермакова.

Ведущее предприятие — Почвенный институт им. В. В. Докучаева.

Зашита диссертации состоится «/ » . 1985 г.

в часов на заседании Специализированного совета

К.120.35.01 в Московской сельскохозяйствен мой академии имени К. А. Тимирязева. Адрес: 127550, г. Москва, ул. Тимирязевская, 49. Ученый совет ТСХА.

С диссертацией можно ознакомиться в ЦНБ ТСХА.

Автореферат разослан «М > ... 1985 г.

Ученый секретарь Специализированного совета — доцент

Н. А. Гончарова

Актуальность. Аграрная политика КПСС и Советского правительства, определенная решениями XXVI съезда КПСС и последующих Пленумов ЦК КПСС, направлена на повышение производительности и эффективности сельского хозяйства, надежное обеспечение страны продовольствием, животноводства кормами и промышленности сырьем. Перед работниками сельского хозяйства поставлена задача всемерно и непрерывно повышать плодородие почв, рационально и эффективно использовать минеральные удобрения, разработать и внедрить научно обоснованные системы земледелия. Предусмотрено произвести минеральных удобрений в 1985 г. 26,5, а в 1990 г. — 30—32 млн. тонн (в пересчете на 100% со-. держание питательных веществ).

Решениями октябрьского (1984 г.) Пленума ЦК КПСС перед работниками агропромышленного комплекса поставлена задача высокоэффективного использования всех орошаемых и осушаемых земель с достижением каждым хозяйством в установленные сроки проектной урожайности, а также повышения продуктивности н устойчивости земледелия в условиях орошения и осушения в различных природно-климатических зонах страны. Дальнейшее увеличение производства овощей и картофеля в пригородных зонах Нечерноземья будет определяться целым комплексом мероприятий, обеспечивающих создание оптимального питательного и водного режимов.

Однако в настоящее время вопросы трансформации пойменных перегнойно-торфяно-глеевых почв при осушении и орошении изучены недостаточно. Неполно охарактеризованы вопросы миграции и динамик» элементов питания в таких почвах при различных режимах орошения. ■

При существующей технологии производства овощных к кормовых культур нормы полива дождеванием принимают с учетом развития корневой системы растений. За вегетацию онн изменяются от 15 до 35 мм. Если после полива выпадают осадки, то образуется внутрипочвенный сток н часть элементов питания перемещается вниз по почвенному профилю и даже выносится дренажным стоком, тем самым онн исключаются из биологического круговорота веществ. В этом случае хозяйства не всегда получают планируемый урожай.

НА4'1 Мео.

Этим определена актуальность постановки вопросов об изучении и выявлении закономерности миграции, а также сезонной динамики некоторых бнофильных элементов на пойменных осушенных перелюйно-торфяно-глеевых почвах при разных режимах орошения.

Цель и задачи исследований. В работе поставлена задача определить величину миграции азота, фосфора и калия по профилю почвы при существующей технологии возделывания сельскохозяйственных культур на осушаемых пойменных перегнойно-торфяно-глеевых почвах и принятых режимах орошения дождеванием; разработать мероприятия, позволяющие создавать оптимальный питательный режим данного типа почв с учетом формирования влажности в осушаемом слое и агротехники. Для этого были поставлены и решены следующие основные задачи;

— изучить влияние различных режимов орошения на некоторые свойства, ОВ-состоянне и динамику элементов питания в изучаемых почвах;

— определить интенсивность миграции азота, фосфора и калия по почвенному профилю при различных нормах полива и предлолнвной влажности почвы;

— установить количественные величины потерь азота, фосфора и калия из активного слоя почвы, а также вынос н\ дренажным стоком;

— выяснить влияние питательного и водного режимов почвы на урожайность и качество овощных культур;

— разработать комплекс мероприятий, позволяющих повысить эффективность использования минеральных удобрений на пойменных осушенных перегнойно-торфяно-глеевых почвах при орошении дождеванием.

Научная новизна работы заключается в следующем: изучена миграция, сезонная динамика и некоторые вопросы трансформации азота, фосфора и калия в пойменных осушенных перегнойно-торфяно-глеевых почвах при их орошенни; разработана технология поливов дождеванием осушаемых пойменных почв Нечерноземной зоны РСФСР, позволяющая создавать оптимальный питательный режим сельскохозяйственных культур; установлена интенсивность миграции азота, фосфора и калия в зависимости от предполивной влажности почвы и норм полива дождеванием; определены количественные величины потерь азота, фосфора и калия из корнеоби-таемого слоя пойменной осушенной перегнойно-торфяно-гле-евой почвы при существующих режимах орошения; установлены величины миграции бнофильных элементов с дренажным стоком; определена экономическая эффективность приемов управления питательным и водным режимами почвы.

Практическая ценность работы и ее реализация. На осно-

о

ве выполненных исследований разработаны способы регулирования питательного н водного режимов на осушаемых и орошаемых пойменных перегнойно-торфяно-глеевых почвах. Применение предложенной технологии позволяет повысить эффективность использования минеральных удобрений и урожайность овощных и кормовых культур. "Основные результаты исследований применены в совхозе «Рамснское» Московской области. Онн могут быть использованы п других хозяйствах Нечерноземной зоны РСФСР, имеющих аналогичные условия.

Апробация и публикации. Основные положения диссертации доложены и одобрены на научных конференциях: посвященной 60-летню гидромелиоративного факультета 1>СХА (1979 г.), ТСХЛ (1979 и 1981 гг.), посвященной 100-летию со дня рождения академика Л. Д. Дубаха (БСХЛ, 1982 г.). По теме диссертации опубликовано три статьи.

Объем работы. Диссертация изложена на 192 страницах машинописного текста, содержит 33 таблицы, 14 рисунков, состоит из введения, семи глав, выводов, предложений производству, списка литературы 238 наименований, из них 8 иностранных авторов; 38 приложений.

Глава 1. Сезонная динамика »миграция биофильных элементов в активном слое осушенных и орошаемых пойменных перегнойно-торфяно-глеевых почв.

Изучению генезиса, географии, водного и питательного режимов, сельскохозяйственному использованию пойменных почв Нечерноземной зоны РСФСР много внимания было уделено В. Р. Вильямсом, В, И. Шрагом, Г. В. Добровольским, 3. А. Прохоровой, Л. Д. Сарыкалиной, Л. И. Кораблевой, Ф. Р. 3($дельманом. Онн установили основные закономерности распространения, генезиса к свойств пойменных почв, пути их сельскохозяйственного использования.

Вопросам создания оптимального питательного режима посвящены работы П. М. Смирнова, Л. В. Петербургского, Д. А. Коренькова, М. А. Бобрицкой, 3, Л, Прохоровой, Г. И. Лашкевича, Л. И. Инишевой и других. Ими было установлено, что в Нечерноземной зоне РСФСР, где складывается промывной водный режим, до 40—60% вносимых удобрений не участвуют в формировании урожая, что связано с их вымыванием и закреплением почвой.

В то же время в литературе имеются разноречивые данные, в которых указывается количество вымываемого азота, фосфора и калия в грунтовые воды и миграции их с дренажным стоком в разные периоды вегетации растений н нет сведений о характере миграции некоторых биофнлышх элементов в пойменных осушенных перегнойно-торфяно-глеевых почвах н влияния на ее поливных норм.

Глава 2. Характеристика и методика проведения исследований.

Исследования были проведены в 1978—1982 гг. в пойме р. Москвы на полях совхоза «Раменское» Московской области. Почва опытного участка пойменная осушенная перегной но-торфяно-глееаая па современном аллювии. Данный район относится к южно-таежной подзоне, средне-русской провинции. Характеристика пахотного горизонта: потеря при лрокалиаании 32% ог массы сухой почвы, рНКа 6,0, содержание общего азота 1,06% от массы сухой почвы, легкогнд-ролизуемого азота 25,97 мг, подвижных форм фосфора 4,8 и калия 7,3 мг на 100 г почвы, гидролитическая кислотность 9,4 ммоль на 100 г почвы, степень насыщенности основаниями 92,7%, полная влагоемкость 77%, наименьшая 59,6%, от объема почвы, или 77,4% от полной влагоемкостк, ОВ-бу-ферность в восстановительном интервале 16,5 мВ/сут, в окислительном — 37,9 мВ/сут.

Полевой опыт состоял из 5 вариантов: контроль — без орошения, полив нормой 5 мм в дни без осадков из расчета суточного расхода воды полем, поливы нормами 20, 30 и 45 мм с межполивным периодом 10 сут. На опыте 1 раз в декаду велись наблюдения за влажностью почвы, глубиной залегания УГВ, О&П, содержанием общего, легкогидролнзуе-мого и нитратного азота, подвижных форм фосфора и калия, ростом и развитием растений, проводили учет урожая по общепринятым методикам (Агрохимические методы исследования почвы, 1975, Каурнчев И. С„ 1980, Доспехов Б. А., 1979 г.). Определение и расчет ОВ-буферностн почвы проводили по методике кафедры почвоведения ТСХА (Каури-чев И. С., Латффулина Г. Г., Савич В. И., 1974 г.).

Для изучения миграции азота, фосфора и калия, определения их потерь был заложен опыт из 6 вариантов: полив, нормой 5, 10, 20, 30, 45 и 50 мм. Плошадкн были обвалованы и спланированы, что исключало поверхностный сток воды. На глубине 30 и 54 см были заложены лизиметры Е. И. Шиловой (1955), Площадь лизиметра 0,25 м2. Повтор-ность 2-кратная. Для этих же целей использовали почвенные испарители ГР-25 и ГР-26 высотой 50 и 100 см. Образцы почвы на лизиметрической площадке отбирали до и после полива до УГВ через 10 см. Для определения потерь азота, фосфора п калия измеряли объем и брали пробы лизиметрических вод после полива. Концентрацию питательных веществ в грунтовой воде определяли в пробах из скважин, а дренажной — из устья коллектора 1 раз в декаду.. Результаты исследований были обработаны методами математической статистики. Ошибки не превышали 7—10%.

На основании обработки метеорологических данных за

44 года было установлено, что за период исследований были следующие величины обеспеченности по разности между осадками и испарением: 1980 и 1978 г. — 1,57 и 6,08% (влажные), 198а г. — 28,6% (средневлажный), 1979 г. — 55,6% (средний) и 1981 г. — 64у6% (среднесухой).

Глава 3. Влияние погодных условий и орошения на водный режим осушенной пойменной перегнойно-торфяно-глее-вой почвы.

Во все годы исследований во второй декаде мая грунтовые воды находились на глубине равной или больше нормы осушения* В средневлажные — среднесухне годы в течение вегетации глубина их равнялась норме осушения, а во влажные, особенно после обильных осадков, глубина залегания УГВ резко уменьшалась и достигала критической величины.

На влажность корнеобитаемого слоя почвы существенно влияли погода и глубина УГВ, В течение вегетационного периода влажность в активном слое почвы во влажные годы была больше 65% ПВ, а после обильных дождей (70 мм в сут) она достигала 70—80% ПВ, в средние — изменялась от 40 до 80% ПВ, в среднесухне —40—60% ПВ.

После поливов нормами от 5 до 45 мм почва промачивалась на разную глубину, а влажность корнеобитаемого слоя повышалась на 5—30%. Па варианте опыта с поливными нормами 5 мм и средний год происходило выравнивание влажности почвы в течение вегетационного периода, что позволяло снабжать растения водой равномерно в период их развития. В среднесухой год — влажность корнеобитаемого слоя почвы была на 10—20% выше, чем на контроле.

Во влажные годы после поливов нормами 20—45 мм через 10 сут влажность почвы достигала 95% ПВ, при этом значительная часть воды стекала в грунтовые воды, В средние годы поливы увеличивали влажность почвы на 15—30%. В среднесухой год на вариантах опыта с поливными 'нормами 20—15 мм наблюдалось колебание влажности почвы от 40 до 90% ПВ в межполнвнне периоды. Глубина промачн-вания почвы увеличивалась с увеличением нормы полива с 30 до 60—90 см. После полива нормами 20—45 мм во все годы наблюдался внутрипочвенный сток до 9% от поливной нормы за пределы корнеобитаемого слоя. Количество стека-емой воды увеличивалось как при увеличении предполивной влажности почвы свыше 70% ПВ, так и снижении ее меньше 50% ПВ, увеличении поливной нормы.

Орошение практически не изменяло ОВ — состояние пе-регнойно-торфяно-глеевой почвы вследствие ее большой бу-ферностн и ОВП не опускался ниже 300 мВ.

Глава 4, Сезонная динамика соединений азота, фосфора

и калия в пойменной осушенной перегнойно-торфяно-глеевой почве при поливах дождеванием.

Характер изменения содержания общего азота был одинаков на всех вариантах опыта. Количество его изменялось в пределах 0,89—1,06% от массы сухой почвы. Для легкогидролизуемого азота характерно высокое его содержание (более 15—20 мг на 100 г почвы), количество его увеличивалось от песни к середине лета л уменьшалось к моменту уборки урожая. В горизонтах Атг и Атз по сравнению с пахотным его было на 5—20 мг больше.

Оптимальные условия для образования легкогидролизуе-мого азота складывались при влажности почвы 50—70% ПВ, глубине грунтовых вод больше 70 см ог поверхности почвы и температуре воздуха свыше 20°С. Торможение процесса накопления легкогидролизуемого азота наблюдали при влажности почвы больше 70% ПВ или глубине грунтовых вод меньше 70 см, а также влажности почвы меньше 50% ПВ. Потребление растениями снижает содержание легкогидролизуемого азота на 5—7 мг к концу вегетационного периода. Осадки слоем более 20 мм вымывали до 10—12 мг легкогидролизуемого азота из пахотного горизонта почвы.

В средний и среднесухой годы и дни без осадков поливы нормами 5 мм увеличивали содержание легкогидролизуемого азота на 2—7 мг в пахотном горизонте по сравнению с контролем, но практически не влияют на его количество в горизонтах Ат2 и Атз. Во влажные годы поливы нормами 5 мм не изменяли содержание легкогидролизуемого азота по сравнению с контролем.

Па вариантах опыта с поливными нормами 20—45 мм, после полива при влажности почвы 60—70% ПВ количество его увеличивалось на 10—15 мг, а к концу межполивного периода — снижалось на 10—12 мг вследствие снижения влажности почвы до 40—50% ПВ. Кроме того, после поливов нормами 20—15 мм наблюдали вымывание его из пахотного горизонта, особенно интенсивно во влажные годы.

Дли динамики содержания нитратного азота характерно: увеличение его количества в течение мая — июия, высокое содержание (до 15 мг на 100 г почвы) в июле—начале августа и снижение к моменту уборки, а после уборки — незначительное увеличение.

Оптимальные условия для накопления нитратного азота складывались при влажности почвы 50—70% ПВ, глубине грунтовых вод 70—100 см и температуре воздуха 20—25° С. Так, при влажности почвы 60—70% ПВ и температуре воздуха 20° С весной 1980 г. содержание нитратного азота увеличилось с 1,33 до 10,1 мг на 100 г почвы.

Увеличение потребления нитратного азота растениями,

и зд » #

М игмм>, ; ^млжмслшы %Ш

^асиредмевм витрашого азот« и мйжкости оочы после под*-м и тесен*» N до. V*:: ''

1-содер1ание*/*ьдо полк»,2(;),*( 5,6,7- после оодим аоркыш 5,10, 20,Э0,%5 и 50 ии.соотмтстмнио; 1*-ма«восп вочм до оолим, ... 21,Эд,**,Я,6д,7ж -. после полмм пор шли 5.10,20, ЭО,*5 « 50 ми.

особенно во второй половине лета, приводило к снижению его содержания в почве на 5—7 мг. После осадков слоем меньше 10 мм усиливались процессы нитрификации, что приводило к увеличению количества нитратного азота на 2— 4 мг. После дождей слоем 20 мм и более содержание нитратного азота уменьшалось на 4—б мг в пахотном слое и увеличивалось на такую же величину в горизонтах Лт2 и Лтз. вследствие его миграции с дождевой водой.

Для динамики содержания подвижного фосфора характерно высокое содержание в начале вегетационного периода. В течение лета количество его снижалось вследствие потребления растениями. В средневлажный — среднесухой годы содержание подвижного фосфора на 5—20 мг было больше в пахотном горизонте, а во влажные — наоборот, в горизонтах ЛТ2 и Лтз. При увеличении влажности почвы больше 60% ПВ содержание его увеличивается в пахотном горизонте до 30 мг, а при снижении — меньше 60% ПВ — содержание подвижного фосфора было не более 5,5 мг на 100 г почвы. При высокой влажности почвы наблюдалась миграция фосфора по профилю почвы после осадков слоем больше 20 м'м. Снижение содержания подвижного фосфора в пахотном горизонте с 25—30 мг до 5—7 мг и увеличение его содержания в горизонтах Лтг и Лтз на 5—10 мг во влажном году обусловлено в основном миграцией фосфора с дождевой водой.

Внесение калийных удобрений весной увеличивало содержание подвижного калия только в пахотном горизонте в любой по влажности год. К концу вегетационного периода количество его уменьшалось и в августе достигало минимума (5—10 мг на 100 г почвы), что обусловлено потреблением растениями и закреплением в почве. Влажность почвы практически не влияет на подвижность калия. Но при высокой влажности почвы (60% ГШ и более) после осадков слоем более 20 мм наблюдалась его миграция. Так, мри влажности почвы 70% ПВ и после дождя слоем 32 мм количество калия в пахотном горизонте уменьшилось на 10,3 мг и в горизонте Лтг на 4,3 мг на 100 г почвы.

Влияние режимов орошения иа сезонную динамику соединений азота, фосфора и калия в пойменной осушенной перегном но-горфяио-г л еевой почве.

Во влажные годы на варианте полива нормой 5 мм содержание нитратного азота на 1—3 мг было выше в горизонтах Лтг н Лтз по сравнению с пахотным горизонтом. В остальные годы на этом варианте опыта создавались более благоприятные условия для нитрификации, но интенсивное потребление растениями приводило к снижению содержания до величин, полученных на контроле.

На вариантах с поливными нормами 20—45 мм с межпо-лнвным периодом 10 еут было замечено как усиление нитрификации, так и вымывание нитратного азота вниз по профилю почвы с оросительной водой, Вследствие вымывания на вариантах полив а нормами 30 и 45 мм содержание нитратного азота было выше на 0,7—2,8 мг в горизонтах Ат2 и Ars но сравнению с пахотным. В межполнвные периоды происходило накопление нитратного азота в количестве 3—5 мг на 100 г почвы.

При одних и тех же нормах полива величина миграции нитратного азота была тем больше, чем выше предполивная влажность почвы. Так, после полива нормой 30 мм при влажности почвы Г>0—70% ПВ из пахотного горизонта было вымыто 3,2 мг, а при влажности 70—80% ПВ — 3,3 мг из 0— 40 см слоя почвы. Потерн нитратного азота зависели также ог количества его в почве. После полива нормой 45 мм при содержании нитратного азота 12,2 мг из Апах было вымыто 3,4 мг, а при содержании 4,7 мг — 2,7 мг (табл. 1).

Таблица 1

Влияние поливов на содержание нитратного азота в почве (мг на 100 г лочвы)

Норма полнва, ми

Горизонт почвы £0 30 45

до по- после до по- после до по- после

лива полива лива полива лива полива

Влажность пахотного горизонта 50—70% ПВ

Л„„ (0^10) 1,2 -1,3 11.2 8,1 12,2

Л,а (30-40) 1.7 2.4 5.0 5„0 а.4 М

Ati (40-51) 2,8 2,8 3,5 з.в 4.6 6,3

Влажность пахотного горизона 70—80% ПВ

(о-за) 3.0 6J& 2.9 U 4,7 2,0

Л, j (ЗЭ—KJ) м 1,2 2,4 0.9 5,9 3,3

Лт) (40-39 1.7 ад 3,3 3,7 5,9 1.5

На варианте полива нормой о мм фосфатный режим почвы практически не отличался от контроля. А на вариантах полива нормами 20—15 мм содержание фосфора увеличивается тем больше, чем больше норма полива. Так, после полива нормой 30 мм содержание фосфора в пахотном горн-зонте увеличилось на 2 мг, а 45 мм — на 5 мг. Кроме того, на указанных вариантах наблюдалась миграция подвижных форм фосфора, но она не превышала глубины активного слоя. Глубина миграции и количество мнгрируемого фосфора уве-

личивается при увеличении предполнвной влажности почвы и нормы полива (табл. 2).

Таблица 2

Влияние поливов на содержание подвижного фосфора в почве (мг на .1СО г почвы)

Горизонт почвы, Норма полива, мм

¡50 ЗС 45

до полипа после полива до полива после полива до полива после полива

Влажность пахотного горизонта 50—70% ПВ

Ап„ (0—30) 4,Д 4,3 4.9 46 5.0 3,9

Дта (00— 1,8. и и >1,8 и •1,6

Ат3 (40-5() ■1,-3 0.6 2.0 и 1.4 3,4

Влажность пахотного горизонта 80—90% ПВ

'V* (о^зо) 55 4,0 9,0 5.0 6,0 2,8

АТ4 (30—») 150 14,0 >19.0 16.0 11,0

АтЭ (40—51) 240 11,0 1С.0 12,0 •12.7 ■НО

На варианте полива нормой 5 мм содержание подвижного калия в пахотном горизонте было больше по сравнению с контролем на 5—10 мг на 100 г почвы, но практически было одинаково в горизонтах Атг и Атз. На вариантах опыта с поливными нормами 20, 30 и 45 мм наблюдались резкие колебания его содержания в пахотном горизонте, особенно на варианте полива нормой 45 мм, что обусловлено его вымыванием,

_Глава 5. Миграция йнофнльных элементов по. профилю пойменной осушенной иерегнойно-торфяио-глеевой почвы при поливах дождеванием.

Глубина миграции и потери из активного слоя почвы лег-когидролнзуемого азота увеличивались с увеличением пред-поливной влажности почвы и нормы полива. Так, после поливов нормами 20 и 30 мм он мигрировал из пахотного горизонта в слой почвы 30—54 см, и нормами 45—50 мм в слой 30—70 см.

Миграция нитратного азота наблюдалась в тех случаях, когда происходило движение воды вниз по профилю, и не зависела от иредполивной влажности иочиы. На париаитах полива нормами 5 и 10 мм глубина миграции его составила 5—15 см, а на вариантах полива нормами 45 и 50 мм — 80—90 см, что равнялось глубине промачивания почвы (рис. 1).

Количество перемещенного нитратного азота из пахотно-

го горизонта в низлежащне зависело как от нормы полива, так и предполивной влажности почвы. В варианте опыта с предполивной влажностью почвы больше 70% ПВ после полива нормой 30 мм снижение содержания нитратного азота в пахотном горизонте составило 20%, а нормой 50 мм — 50% от исходного количества. При внесении N«oo после полива нормами 5, 10, 20 и 45 мм практически весь азот удобрений остался в активном слое, но максимальное его содержание по слоям "зависело от норм полива: 5 мм — в слое 0—10 см( а 45 мм — 30—40 см. Аналогичное явление наблюдалось при влажности почвы 50—60% ПВ (рис. 1). Результаты исследований позволяют все нормы полива разделить на три группы: 1—поливы нормами 5 и 10 мм — не вызывают миграции нитратного азота; II — 20 и 30 мм — не вымывают нитратный*азот за пределы активного слоя почвы; и III — 45 и 50 мм — нитратный азот вымывают на глубину до 80—90 см.

На величину потерь нитратного азота из активного слоя почвы существенно* влияли предполивная влажность почвы, норма полива и его содержание в почве. Количество мигрировавшего нитратного азота за пределы Ana* достигало на варианте полива нормой 30 мм 10,8 кг/га, 45 мм — 15,23 и 50 мм — 14,0 кг/га, а из. активного слоя почвы соответственно 2,23, 1,93 и 5,4 кг/га после одного полива. После полива нормой 45 мм из Апа1 было вымыто 15,23 кг/га прн содержании нитратного азота до полива 33,85 мг на 100 г почвы, а прн содержании 3,09 мг — 8,24 кг/га при одинаковой предполивной влажности почвы. Математическая обработка полученных результатов позволила вывести зависимость потерь нитратного азота из ЛП)* и активного слоя почвы от влажности' почвы, норм полива и содержания его в почве {табл. 3). Полученные зависимости позволяют прогнозировать размер миграции ннтратного азота.

■Уменьшение глубины грунтовых вод с 90 до 45 см увеличивало с 1,15 до 6,29 кг/га потерн ннтратного азота после полива нормой 50 мм. Потери нитратного азота из метрового слоя при глубоком рыхлении почвы {до 50 см) и глубине грунтовых вод больше 70 см уменьшались на 20—40% по сравнению со вспашкой на глубину 30 см.

На миграцию фосфора влияли .предполивная влажность почвы и норма полива. При влажности почвы больше 70% ПВ после полива нормами 45 и 50 мм миграция фосфора происходила до глубины 50 см, а основная его часть перемещалась на глубину 30—40 см. После полива нормой 20— 30 мм фосфор передвигался в пределах пахотного горизонта. Аналогичное происходило и прн влажности почвы 50— -60% ПВ, После поливов нормами 5 и 10 мм миграции фос-J0

фора не наблюдалось. Потери подвижного фосфора не превышали 2,5 кг/га из Ап„ и 0,5 кг/га из кориеобитаемого слоя почвы.

Таблица 3

Зависимость потерь нитратного азота от содержания его в почве, норм полива при разной предполивной влажности почвы

Показатель

Уравнение регрессии

Доверительный интервал, 2S. кг/га

Коэффициент корреляции

Уровень вероятное™, Р%

Из пахотного горизонта (0—30 см) Влажность почвы, % ПВ

50—60 СО-ТО больше 70

50—60 60—70 больше 70

Y=O.COH — asa Y=0,Ö1m —1,43 Y=0.02м — t\5l

ЗЛ6

lyTlJ

ЭЙ4

fta-i

0»S7 0,76

Из кориеобитаемого слоя почвы (0—54 см)

у=адтм — Q.43 Y=О.ОШм — 0,411 Y«4,10M —1.С4

0,92 ÍIA-S .1,63

0,66

a,6G 0,73

Норма полива,. м3/га

Из пахотного горизонта (0—30 см)

03 95 95

СО S0 93

500 Y=Üj3SX + 0,23 7,17 0.73 ОС

4Ö0 Y 0,40.x + 0,20 4,62 0,5 60

200 Y >=0<22lX —1,66 а,« Q.73 95

Примечание У — количество потерь нитратного азота-, кг/га; М —норма полива, м'/га; при М от 5t) до ТОО м-Vra; X— содержание нитратного аз о га в почве, мг па 100 г почвы, при X от 9,5 до 79,0 мг на

1С0 г почпы.

Миграция калия на вариантах с поливными нормами 5 н 10 мм не наблюдалась. Ii то же время на варианте полива нормой 50 мм глубина миграции достигала 70 см, а нормами 20 и 30 мм — 40—60 см. При этом влажность почвы перед поливом не играла существенной роли. Кадий оставался в A„aJ[ после поливов нормами 5—20 мм, и в корнеобитаемом после полива нормой 30 мм.

Концентрация азота, фосфора и калия в воде внутрипоч-венного стока на глубине 54 см достигала соответственно: 220; 0,7 и 5 мг/л. Количество нитратного азота в грунтовых водах зависело ог глубины грунтовых вод и содержания его в почве. Чем ближе УГВ к поверхности почвы, тем выше концентрация нитратного азота в них, так как в этом случае coli

• кращалось расстояние движения почвенного раствора из пахотного горизонта.в грунтовые воды. Так, при глубине УГВ 40 см нитратного азота в них было 70 мг/л, а при глубине 95—100 см — всего 10 мг/л. Нами установлена обратная корреляционная зависимость концентрации нитратного азота в грунтовых водах от их глубины. При глубине залегания УГВ больше нормы осушения она представлена уравнением: У = 30,5—0,24Х при коэффициенте корреляции 0,73, а при глубине залегания УГВ меньше нормы осушения — уравнением: У —65,3 — 0,87Х,_лри коэффициенте корреляции 0,51, где У — концентрация нитратного азота, мг/л, X — глубина грунтовых вод от поверхности почвы, см.

Концентрация фосфора и калия в грунтовой воде не зависела от их глубины • и равнялась соответственно 0,1 и 10,0 мг/л.

Для определения количества мигрировавших азота, фосфора н калия за пределы почвенного профиля мы определяли объем дренажного стока и содержание их в воде. Концентрация калия в дренажной воде не зависит от концентрации его в грунтовой воде и достигает 3 мг/л. Потери калия за расчетный период не превышают 1,0 кг/га. Вынос фосфора дренажной водой не наблюдался. В период исследований концентрации - нитратного азота изменялись от 15 до 207,5 мг/л. Весной в дренажной воде концентрация нитратного азота была значительно больше, чем в грунтовой. Это обусловлено накоплением его в нижней части профиля почвы после осенних дождей. Концентрация нитратного азота увеличивалась при увеличении интенсивности дренажного стока. Так, при модуле дренажного стока 0,296 л. с./га концентрация N—ЫОз равнялась 40 мг/л, а при 0,118 л. с,/га — 15 мг/л.

Количество нитратного азота, мигрировавшего за пределы почвенного профиля'в летний период влажных лет исследований составляло 20—25%, в расчетный период — 25%

• от дозы удобрений. Эти потери необходимо учитывать при расчете доз удобрений на планируемый урожай.

Глава 6. Влияние водного и питательного режимов пойменном осушенной перегнойно-торфяно-гдеевой почвы на урожайность сельскохозяйственных культур.

На варианте опыта с нормой полива 5 мм создавался оптимальный водный и питательный режим почвы по сравнению с другими вариантами опыта н были получены самые высокие урожаи моркови (табл. 4).

На вариантах полива нормами 30 и 45 мм снижение урожайности было вызвано потерями питательных веществ после ■поливов и осадков слоем 20 мм и .больше. Так, разница в прибавке урожая между вариантами с нормой полива о и .12

30 мм в 1981 г. составила 59 ц/га, а а более влажном 1982 г. уже 97 ц/га.

Низкая урожайность моркови в среднесухом 1981 г, на варианте поливной нормой 20 мм обусловлена недостатком влаги, а в средневлажном 1982 г. — потерями питательных веществ.

Таблица +

Урожайность моркови при различных режимах орошения

Вариант опыта по поливной норме, мм

Урожайность, ц/га

Процент товарной части урожая. %

Прибавка урожая по отношению к контр о-1 лю, ц/га

1981 г.

Контроль 5 20 30 45

Контроль 5 20 30 45

578 650 4 До 533 607

83,7 94,0

Э249

273 107 217 22Э

НСРо.я = 70,08 ц/га

1982 г.

Ц95 «1 356 344 389

85,6 Щ2 92.9 92,0 9ЦЭ

НСР0М = 60Д6 ц/га

■145 70 48 93

Биохимический анализ корпепиодов моркови показал, что на варианте с поливной нормой 5 мм содержание сухого вещества было больше на 0,1—0,3%, каротина до 4 мг%, Сахаров — 0,3—1,0% и снижается содержание нитратов на 7— 20 мг%, по сравнению с вариантами поливов нормами 20, 30 и 45 мм.

Глава 7. Экономическая эффективность различных режимов орошения.

Экономически самым выгодным был вариант опыта с поливной нормой 5 мм. Себестоимость корнеплодов равнялась 3,01—3,96 руб/ц, а на варианте с поливной нормой 30 мм — 3,38—4,67 руб/ц. Уровень рентабельности был равен 152,6— 266,7% на варианте полива нормой 5 мм. Самый высокий чистый доход был получен на варианте опыта с поливной нормой 5 мм и равнялся 4727,7 руб/га. Он был на 516,2 руб. больше, чем на варианте с нормой полива 30 мм.

Выводы

1. Водный режим, ОВ— состояние, состояние соединений азота, фосфора и:калия, их миграция в пойменной осушенной перегнойно-торфяио-глеевой почве существенно менялись в течение вегетационного периода и зависели от режима орошения.

2. Влажность почвы при частых поливах нормой 5 мм в средневл-ажном и среднем по-влажности годы изменялась незначительно. Она была в пределах 70—80% ПВ. На вариантах опыта с поливными нормами 20, 30 и 45 мм с межполивным периодом 10 сут колебания ее достигали 30—40%. В последних вариантах после поливов образовывался внут-рипочвенный сток. Он достигал 9% от,нормы полива.

3. В пойменной осушенной ' псрёгнойно-торфяно-глеевой почве содержалось общего азота 0,89—1,06% от массы почвы, легкогидролизуемого азота — 14—59 мг, нитратного азог та до 15 мг, подвижных форм фосфора 20—30 мг и калия до 50 мг на 100 г почвы. Оптимальные условия накопления легкогидролизуемого и нитратного азота складывались при влажности почвы 50—70% ПВ, глубине грунтовых вод 70— 100 см и температуре :воздуха 20—25йС. Подвижных форм фосфора — при влажности почвы 60—80% ПВ и температуре воздуха 20—25° С.

4. На варианте опыта с частыми поливами нормой 5 мм в пахотном горизонте легкогидролизуемого азота было 21— 39 мг, нитратного азота 4—11 мг, подвижных форм фосфора 7—15 мг и калия 15—25 мг на 100 г почвы. На вариантах полива нормами 20, 30'и 45 мм с межполивным периодом 10 сут отмечались* резкие колебания (3—10 мг) в содержании легкогидролизуемого и нитратного азота, подвижных форм фосфора и калия. На вариантах опыта с поливными нормами 5 и 10 мм -биофильние элементы не мигрировали' по профилю пойменной осушенной перегпойно-тор-фяно-глеепой почвы. "На вариантах полипа нормами 20, 30, 45 и 50 мм глубина миграции нитратного азота равнялась глубине промачнвання почвы . и распространялась на глубину до 90 см,- а* подвижных форм фосфора и калия миграция была на 20—30 см меньше глубины промачнвання. После полива за пределы пахотного горизонта мигрировало: нитратного азота до 30 кг/га, фосфора — 2,32 н калия 2,24 кг/га, а за пределы кориеобитаемого слоя нитратного азота до 8,0 кг/га, а фосфора и калия не более I кг/га. Интенсивность миграции увеличивается при увеличении нормы полива, содержания их в почве перед поливом, а также п'рн предполнвной влажности почвы больше 70 и меньше 50% ПВ.

5. 'Потери нитратного азота за вегетационный период достигали 30—50% от дозы удобрений. Их можно рассчитать по предложенным зависимостям (табл. 3).

6. Концентрация нитратного азота в грунтовой воде зависит от концентрации его в воде внутрипочвенного стока и содержания в почве. В зависимости от глубины грунтовых вод ее можно рассчитать по уравнениям 1 и 2. Концентрация фосфора и калия в грунтовой воле не превышала 3— 10 мг/л. В дренажной воде концентрация нитратного азота достигала 207,5 мг/л весной, а летом — 70 мг/л и зависела от концентрации его в грунтовой воде н модуля дренажного стока. Содержание калия не превышало 3 мг/л, а фосфора обнаруживали только следы.

7. Урожайность овощных корнеплодов зависела от влажности года и равнялась 35,3—65,0 т/га на варианте с поливной нормой 5 мм, или на 16,2—72,0% больше, чем па контроле. Корнеплоды моркови содержали: каротина до 13,33 мы%, Сахаров — 6,1% и нитратов 20—21 мг%. На вариантах полива нормами 20, 30 и 45 мм с межполивным периодом 10 сут урожайность была на 1,0—25,4% меньше, чем на варианте опыта с частыми поливами нормой 5 мм.

8. Чистый доход из варианте полива нормой 5 мм составил 1101,8—4727,7 руб/га, а на вариантах полива нормами 20, 30 и 45 мм с межполивным периодом 10 сут — 684,4— 4310,9 руб/га.

Рекомендации производству

1. Для создания оптимального водного и питательного режимов пойменных осушенных перегнойно-торфяно-глее-вых почв поливы овощных культур следует проводить нормами 5—10 мм в дни без осадков. Нормы и сроки полива принимать из условия расхода воды полем за 1 —2 дня.

2. При существующих режимах орошения и нормах полива 20 мм и более дозы внесения минеральных удобрений на планируемый урожай следует рассчитывать с учетом их миграции за пределы корнеобнтаемого слоя и выноса дренажным стоком.

По теме диссертации опубликованы следующие работы:

1. Дорофеева Н. Л., Заурембеков Л. Л. «Содержание и миграция нитратного азота на мелиорируемых торфяных пойменных почвах Московской области». Доклады ТСХЛ вып. 258. 1980 г., с. 55—60.

2. Волковский П. Л., Тельцов А. П., Мансуров И. М.; Крутнлин К, С., Заурембеков А. А. «Регулирование влаж-

•ностн почвы на осушенных, пойменных землях». Сб. научных трудов «Генезис и плодородие почв». Изд. ТСХА, 1981 г., с. 61—67.

3. Заурембеков А. А. • «Перераспределение нитратного азота по профилю перегнойно-торфяно-глеевой почвы при регулировании- водного режима». Ж-л «Известия ТСХА», 1983 г., вып. I, с. 78—85. ■

Л 113512 18/ХН—&4 г.

Заказ 3320. Тираж 100

Объем 1 п. л.

Типография Московской с.-х. академии им. К. А. Тимирязева 127550, Москва И-550, Тимирязевская- ул., 44

Бесплатно