Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

ХИМИЧЕСКАЯ МЕЛИОРАЦИЯ СОЛОНЦОВЫХ И СОЛОНЦЕВАТО-СЛИТЫХ ПОЧВ ЮЖНОЙ ЧАСТИ СТАВРОПОЛЬСКОЙ ВОЗВЫШЕННОСТИ

ВАК РФ 06.01.03, Агропочвоведение и агрофизика

Автореферат диссертации по теме "ХИМИЧЕСКАЯ МЕЛИОРАЦИЯ СОЛОНЦОВЫХ И СОЛОНЦЕВАТО-СЛИТЫХ ПОЧВ ЮЖНОЙ ЧАСТИ СТАВРОПОЛЬСКОЙ ВОЗВЫШЕННОСТИ"

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРОПРОМЫШЛЕННЫЙ; КОМИТЕТ СССР

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

На 'правах рукописи ХАДЖИ НОВ Николай Игнатьевич

1 УДК 631.415.3

ХИМИЧЕСКАЯ МЕЛИОРАЦИЯ СОЛОНЦОВЫХ И СОЛОНЦЕВАТО-СЛИТЫХ ПОЧВ ЮЖНОЙ ЧАСТИ СТАВРОПОЛЬСКОЙ ВОЗВЫШЕННОСТИ-

(Специальность 06.01.03 — почвоведение)

Автореферат >

диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

МОСКВА— 1987

\£&Ы* * £іїврі£іґ.$>с':&С. " **с/!г.

Работа выполнена на кафедре почвоведения Ставропольского ордена Трудового Красного Знамени сельскохозяйственного института. „ " - ' Л

Научный руководитель — доктор сельскохозяйственных - наук, академик ВЛСХНИЛ, прбфессор Н. П. Панов.

Научный консультант — кандидат биологических наук, доцент О. Д. Сидоренко.

" Официальные оппоненты: доктор с.-х. наук Б. П. Градусов; кандидат химических наук, доцент А. И. Курбатов.

I Ведущее учреждение — НПО «Нива Ставрополья».

Защита диссертации состоится«л2_» л937 г.

в «• /"г * час. на заседании Специализированного совета К 120.35.01 в Московской сельскохозяйственной академии им. К. А. Тимирязева.

Адрес: 127550, г. Москва, И-550, ул. Тимирязевская, д. 47, сектор защиты диссертации ТСХА.

С диссертацией можно ознакомиться в'ЦНБ ТСХА.

Автореферат разослан «. Я • » СМ1&.&/ 1987 г. .

Ученый секретарь ҐЛ ^ 9

Специализированного совета ОЩС. С. М. Саблина

3-?69Т

ЦЕНТРАЛЬНАЯ НЛУиНАП Р.'ІЕМОТЕКД •

'<'-'' «•• " ' .Лзсла. И н и. №.................

1. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

'.і1.

Диссертационная работа посвящена химической мелиорации почв солонцового.ряда известняком-ракушечником в сочетании с азотной'и фосфорной 'кислотами. У 'и А;'.;.:. \.т;.', Ч; '•-• •;". "

Актуальность.темы. Выполнение величественной програм-: . мы, выдвинутойХХУП съездомКПСС, изадач, поставленных . майским (1982 г.)"и июньским (1983 г,) Пленумами ЦК КПСС; в области сельскохозяйственного производства.обязывает ученых к дальнейшему; повышению ;роли научных исследований; как одного нз решающих факторов ускорения .дальнейшего«'-"., прогресса сельского хозяйства..!! реализации.Продовольствен-' . ной программы-в'намеченные сроки. ;:":л л;;.:;; :" д -;':—'•,

В Ставропольском крае засоленные почвы занимают 22%; всей площади"(8,05 млн. га), в том чнсле.'Л560;тыс. га почв с.'.;;"-. различной-степенью ; солонцеватости.. Вт пашне' черноземной', зоны насчитывается 133 тыс. га солонцовых и 270,3 тыс! га со-. лонцевато-слитых черноземов. Большие площади солонцовых. . почв до сих пор остаются малоиспользуемым резервом в сель- :;' ском хозяйстве.;" : . •-. . ;:;;,;;/: ;;;.'::1;;;л'-; ;Т:;

- В комплексе мероприятий, направленных на- увеличение-сельскохозяйственной продукции и повышение ее качества.вид-; ное место отводится повышению плодородия засоленных почв на базе мелиорации и химизации! - - •

-- К. К. Гедройц и последователи его учения — И. Н. Анти-пов-Каратаев, В. А. Ковда, К. П. Пак, В. И. Кирюшин и другие почвоведы в своих трудах обобщили огромный опыт советских и зарубежных ученых, создали современное представ-ленне о сущности солонцового процесса'-почвообразования/; наметили пути и средства коренного-улучшения :солонцовых; ; земель.- ' "•'•-•"- -:*;.-„•;-„;. >_._.. •• . „• ,..Л;.г.-.~Л';Л;_-;>:-.:.. • %"•; '■ -'- Более глубокое изучение почвенного поглощающего комп-' лекса показало.'что солонцеобразоваиие является, многофак-. торным, полигенетическим процессом. Поэтому!устранение от-. -рицательных свойств, солонцовых почв должно,, быть многосторонним, комплексным'процессом, включающим химическое, физико-химическое,Лбиологическое и механическое воздейст-_. *, вие на мелиорируемую почву. Это было_ положено в основу' .; наших !1зысканий. ':. ;.:,-. -...; \_.-1 _.-'.'"'.:,:;V- .;. -;_.";3

*

л ."'.:-'

Разработка и внедрение новых более эффективных и быстродействующих приемов и методов улучшения (окультуривания) солонцовых и солонцевато-слитых почв представляет большой научный и практический интерес.

Цель и задачи исследования. Целью исследований была разработка, пройерка в условиях производства нового эффективного и экономически выгодного способа повышения плодородия почв солонцового ряда с использованием местных ресурсов.

В процессе проведения лабораторных и полевых исследований были поставлены и решены следующие задачи:

— теоретическое обоснование рабочей гипотезы нового метода повышения эффективного плодородия почв солонцового ряда;

-— выявить оптимальные дозы и способ внесения химических мелиорантов в почву;

— разработать технологию известкования солонцовых почв в сочетании с азотной и фосфорной кислотами;

— изучить изменение состава и свойств почв после внесения химических мелиорантов;

— дать экономическую оценку и разработать рекомендации производству.

На основании исследований создан документальный короткометражный кинофильм «Химическая мелиорация солонцовых почв», который используется в целях пропаганды комплексного метода повышения плодородия солонцовых почв,

Научная новизна исследований заключается в том, что впервые был разработан, проверен в условиях производства и рекомендован новый быстродействующий метод химической мелиорации солонцовых почв с применением известняка-ракушечника в сочетании с азотной и фосфорной кислотами. Этот метод эффективен там, где гипсование солонцовых почв оказывается неэффективным и в ряде случаев показывает отрицательные результаты.

Практическая ценность разработанного метода состоит в том, что он позволяет в относительно короткий срок повысить урожайность зерновых культур на 45—50% и кормовых культур на зеленый корм на 100 и более процентов на солонцовых и солонцевато-слитых почвах, на которых применение гипсования является мало — или совсем неэффективным. Комплексный метод может быть внедрен в других районах края и страны на почвах, имеющих идентичный почвенный покров.

Внедрение. Результаты исследований и вытекающие из них рекомендации внедрены в рисосовхозе «Восход» и совхозе «Закубанский» Кочубеевского района, в учхозе Ставропольского СХИ Шпаковского района на площади 1000 га, в совхозе «Первомайский» Минераловодского района и рисосовхозе

«Восхода запланировано в 1987.1 г.: -.внедрение*', на . площади 800 га.- fl ... • ,;;.::'„"_П ,,. ,.,:' 1Л , л;-.-«-:.

-. Апробация работы. Результаты исследований докладыва-'. лись на: ежегодных (1972—1987. гг.). научных конференциях,;." Ставропольского СХИ; научных „семинарах специалистов сельского.хозяйства Кочубеевского района .Ставропольского. края.(1978, ,1980, -1982, Л984 гг.); Всесоюзных научно-технических., совещаниях .(1980, 1984, 1986, 1987,гг.) методической комиссии, «агрономического, факультета и факультета защиты растений Ставропольского СХИ (1981);, научно-техническом Совете производственного управления, сельского хозяйства, Ставропольского крайисполкома (1981).-. „, ,.'_ ,, -

Публикация результатов исследований. По теме диссертации опубликовано 20 научных работ и две работы находятся.. в печати. •;._...._. . . — _-г-л..: -l,f„'-r,';.--.. .'...-.:_ ,С-."/.У:'-: Структура и объем диссертации..-Диссертация состоит из введения, пяти глав, выводов и рекомендаций производству, списка использованной литературы и,приложения. .

Диссертация изложена на 261 странице машинописного текста; включает 55 таблиц и 47 рисунков. Список использованной литературы состоит из 298 наименований, в том числе 36 иностранных авторов. . -, -..:..,.... ........i.. -

2. ОБЪЕКТЫ И МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИИ"

2.1. Объект и природные условий

Объектом" исследований послужили почвы южной части Ставропольской возвышенности, имеющие генетическую связь с распространенными соленосными третичными глинами и однотипным хлоридо-гидрокарбонатно-сульфатным-магниево-натриевым засолением почвенно-грунтовых вод.'Они сформн-«"' ровались на эллювиально-делювиальныхл аллювиальных отложениях н представлены лугово-черноз'емными солонцевато-слн-~ тыми, солонцевато-солончаковыми черноземами. Эти почвы приурочены к поймам рек Калаус, Суркуль, Кубань, Барсуки, а также различного рода понижениям, котловинам и впадинам.- '--".:—;•;'••: ;•' - - .---.'.....--.,:.:-*:........•,;_- ,-.

Подпахотный слой не имеет визуальной выраженности и-представлен мощным, уплотненным и монолитным горизонтом «В», имеющим низкую порозность аэрации-и влагоемкость,-тяжелый пылевато-иловатый механический состав (или до 70% и физической глины около 90%), отрицательные агрофизические, физико-химические и биологические, свойства, характерные для солонцевато-слитых черноземов. ._. - -'•!-

В составе поглощенных оснований прослеживается дефицит кальция, на.фоне доминирующего положения магния.. Содержание обменного натрия менее 10% емкости обмена. ' -'

Глубокое залегание кальцийсодержащих солей исключает* возможность «самомелиорации».

Климатические условия для возделывания сельскохозяйственных культур на территории южной .части Ставрополь- -' ской возвышенности и прилегающих к ней районов считаются -хорошими. Тепловые ресурсы позволяют возделывать пожнив-. ные и поукосные посевы, .получать по два урожая в течение одного года. Сумма температур за период активной вегетации растений составляет 3000—3200°С. По обеспеченности влагой территориялэбъекта исследования умеренно влажная, гидро- ,-термический коэффициент (ГТК) равен 1,1—1,3, но из 10 лет три года ГТК равен 0,9—1,1, то есть неустойчиво влажный и бывает засушливым. Количество выпадающих осадков за год составляет 500—600 мм, из них большая часть (до 400 мм) выпадает в период вегетации растений. Летние дожди часто имеют ливневый характер.

2.2. Методика проведения исследований

Исследования проводили в лабораторных и полевых условиях в период с 1958 по 1986 гг. в Ставропольском СХИ, рисо' совхозе «Восход», в учхозе СХИ и совхозе «Водораздельный» Ставропольского края. -•-,_-- :

Лабораторные и полевые исследования выполнены по общепринятым методикам. Минералогический состав солонцевато-слитых черноземов и их илистой фракции, при химической мелиорации, изучен с помощью термогравиметрической установки АТВУ-2. Определение минералогического состава илистых фракций (меньше 0,001 мм) проводили с помощью рентгендифрактометрической системы ДРОН-2,0. Фракции меньше 0,001 мм выделяли по методу Н. И. Горбунова, 1963.

Микроморфологическое изучение почвенных шлифов (ненарушенного сложения) проводили в лаборатории минералогии и микроморфологии почв Почвенного института им. ~ В. В. Докучаева по методике Е. И. Парфеновой и Е. А. Яры-ловой, модифицированной Т. В.-Туренной.

Изменение дзета-потенциала под влиянием химических мелиорантов определяли по методу протекания его на ячейке Самарцева-Остроумова, модифицированной Окорковым и Курбатовым, 1975.

Схема опытов

1 — контроль; 2 — фосфогипс — 15 т/га; 3 — известняк — 13 т/га; 4 — азотная.4-фосфорная кислоты — 2,5+1,0 т/гаг 5 — известняк+ азотная + фосфорная кислоты: 13 + 2,5 + + 1,0 т/га соответственно; 6 —, сухие удобрения (нитроаммо-фос+ аммиачная селитра) в эквивалентных количествах по

азоту и фосфору кислотами. Повторность вегетационных опытов четырехкратная, полевых — трехкратная.

Схема стационарного опыта в совхозе «Водораздельный» Андроповского района

•• 1 —контроль (без мелиорантов и удобрений); 2 — фосфо-♦ типе — 6, 12,18 т/га; 3— известняк— 6 т/га; 4 — фосфогипс > 6 т +известняк —:6 т/га; 5 — известняк-!-азотная + фосфорная ' кислоты: 0+2,5 т+1,0 т/га соответственно; 6 — известняк+.« азотная +фосфорная кислоты: 12 т+ 5 т-Ы т/га соответственно * \ — Л ' • " "*' *'*' — • • • •' • ;

Площадь стационарного опыта 36 га," площадь опытных ;делянок 900 м2 (22,5X40 м). Учетная площадь—800 м2, рас-..;«' "положение опытных делянок последовательное двухрядное,

повторность ' — трехкратная. ' Л-.;: *:; . "... ': ;: т .чО Уборку урожая колосовых и риса проводили комбайнами : "(СКД-6Р, «Нива»), зеленую массу кормовых культур — КС-1,8

«Вихрь». ч,?;;,:Л.Т",Л" •"-" ' •''..- - -'-ч' V '••"*• '•-. ч • • '• '"У'.-.....

; Учет урожая — сплошным методом по обмолоту зерна в "каждом варианте/опыта или по укосу зеленой массы кормовых культур, а" .также' по"пробному снопу. Данные урожайности по вариантам опытов подвергали математической обработке методом: вариационной статистики по Б. Доспехову с применением ЭВМ «Наири-2». „ „\ ..__,,: ;.': .'. _. •• _.'ч"

3. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ :

лРаздел 1., Новый метод химической мелиорации солонцовых и солонцевато-слитых черноземов известняком-ракушечником *"'."'' в сочетании с азотной и фосфорной кислотами. -,,. ч"

- 'Обоснованием к применению кислот,"на фоне внесения известняка, послужили исследования почвогрунтов, свидетельствующие 6 лом, что коренные породы "и грунтовые воды, насыщены сульфатами натрия и магния. (сильными электроли-'.. тами). Гипсование этих почв оказалось мало или совсем неэффективным: На;таких почвах'.более;приемлемым и целесообразным является известняк-ракушечник в соче:тании с азот- . ч , ной и фосфорной кислотами. 7 ';"." . > ч: "V

1 Сущность разработанного нами метода'химической,мелио-рации солонцовых и солонцевато-слитых черноземов состоит в следующем: известняк в виде крошки (лучше в.виде муки),. в сочетании с азотной и фосфорнойкислотамн, вносили в почву послойно в два-три.этапа .в течение двух-трех лет соответственно (ежегодно по одному этапу);на глубину 25—30 - см. Мелиоративные работы ироводилив период после уборки урожая колосовых и риса по стерне, пропашных культур в период парования и зяби. г ' - " - : . Г : —

Вначале по поверхности почвы разбрасывали известняк* (РМГ-4 или РУМ-8) и вносили азотную кислоту (антикоррозийной емкостью со штангой для разбрызгивания кислот). Вслед за этим без промедления почву дисковали и пахали с оборотом пласта. Затем разбрызгивали фосфорную кислоту и заканчивали обработку мелиорируемого участка культивацией. Вспашку производили из расчета наилучшего перемешивания химических мелиорантов с почвой: в первый год на глубину 15—Л8 см, второй год — 23—25 смГтрётий 25—30 см с оборотом пласта.. _Г

Такой" метод "внесенТш химических мелиорантов удлиняет срок процесса мелиорации почвы соответственно на два-три года, "однако он обеспечивает одновременно лучшее ежегод-ное.минеральное питание возделываемых культур и улучшает агрофизические и биологические свойства" мелиорируемой почвы.

"Количество мелиорантов," необходимых для проведения химической мелиорации солонцевато-слитых почв рассчитывали по порогу коагуляции и по донасыщению ППК ионами кальция, во втором случае количество известняка рассчитывали по формуле

~ 2БИёо -.........II

где Т — доза известняка, т/га;" 2 — коэффициент, суммарно отображающий эквивалент кальция и размерные величины; Б — доза кальция, необходимая для донасыщения ППК до заданного отношения к сумме' магния и натрия, мг — экв.; И — глубина пахотного слоя, см; ёс — плотность почвы, г/см3; П — процентное содержание кальция в известняке. .. Количество вносимых в почву кислот устанавливали в зависимости от обеспеченности ее легкогидролизуемыми азотом и фосфором согласно данным табл. 1.

Г .•'-". . . . . . . Таблица -I

.-• - • - Количество вносимых в почву азотной и фосфорной кислот - в зависимости от обеспеченности ее легкогидролизуемыми , азотом и фосфором ' \

Содержание нитратов в мг на 1.кг почвы

Очень низкое 1—3 '. Низкое 4—10 •'.,"-. . Среднее 10—20. . . Повышенное 20—30 Высокое >30 "... . Очень высокое > 40

Количество Содержание

азотной'кисло- РЮв/мг на ;

-- ты,"т/га " - 1 кг почвы/

"2,5-3.0 «- . - до 10 --'••-.

, 2,0-2,5 •40 — 15 -,,

1,5—2,0 . 15—20

1,0—1,5 20—25

0,8—1,0 25—30

—0,5 >30

Количество * фосфорной кислоты, т/га

0,8-1,0 0,7-0,8 0,6-0.7 0,5-0,6

Раздел 2. Влияние химической мелиорации на продуктивность солонцовых и солонцевато-слитых черноземов

~ : 3.2.1. Морфологическая характеристика

.... По своим морфологическим признакам генетические горн-зонты солонцевато-слитых черноземов не имеют четкой визуальной выраженности, характерной для типичных/солонцов, но имеют явно выраженную физическую солонцеватость.

Пахотный горизонт (Ли) 0—25 см практически не засолен. Переход в нижележащий горизонт ЛВ обозначен по структуре, но по окраске четко не заметен. , ; ••-'•• -ч

По нашим наблюдениям, химические мелиоранты оказывают положительное действие на агрофизические, физико-химические и биологические свойства мелиорируемой почвы в пахотном горизонте. На стыке горизонтов Ап и В наблюдается некоторое проявление мелиоративного воздействия, но глубже в горизонте «В» .мелиоративный эффект не наблюдается, так как с глубины 30—35 см горизонт «В» является естественным водоупором. .. " -- V

На полях,.где применяли известняк в сочетании с кислотами, разделка почвенных глыб не представляет никаких затруднений, они рыхлятся легкими боронами и корпусными лущильниками. Кроме того, почва приобрела оструктурен-ность, темный цвет с бархатистым оттенком, в пределах пахотного слоя появились дождевые черви, чего не наблюдалась на контроле. ... ■Ь"'- .л • -•- - :

3.2.2. Микроморфологическйе изменения "

Микроморфологическое изучение почвенных шлифов показало значительные изменения микростроения" солонцевато-слитых черноземов, иод влиянием трехлетнего последействия химических; мелиорантов. При рассмотрении почвенных шлифов генетических горизонтов контрольных вариантов ряда ; опытов четко прослеживаются: низкая оструктуренность и пористость, слитое "сложение, пептизированное состояние глинистой массы и высокая оптическая ориентация ее плазмы.

После применения известняка' с кислотами просматривается повышение ~оструктуренности, межагрегатной пористости, переорганизация плазмы, значительное содержание органических остатков, исчезают зоны, струи,.длинные волокна.

Значительно слабее проявился: мелиоративный эффект от; применения фосфогипса, чистого известняка и их смесей.

Однако и при внесении 10—13 т/га известняка с кислотами, как и 15 т/га фосфогипса, полного о: структуриваиня и перестройки плазмы не достигается из-за: малых доз мелиорантов.

3.2.3.Минералогический состав

Образцы почв "всех вариантов опытов, в том числе контрольные, характеризуются близким фазовым состоянием.!! близки по-минералогическому составу.* Как"" следует'из рент-гендифрактометрическнх данных во фракциях меньше 0,001 мм почв -всех-опытных вариантов присутствуют: гидрослюда (35—45%)' смешаннослоиное. неупорядоченное образование слюда-сметитового-типа с -преобладанием смектиновых пакё;. тов, (50—60%); немного каолинита,и~хлорита (5— 15%)..;Из'. неглнш!стых,минералов во.фракциях.установлены: кварц, нолевой шпат и кальцит (следы); ;.: • 7/_ • : " £' ] На основании полученных данных термогравиметрических н, рентгендифрактометрическихисследований солонцовых и солонцевато-слитых почв, используемые в'наших опытах хи-, мические мелиоранты не разрушают минеральную часть поч-вы.л......' . • _ . ........'"'-, " -'.-V'

3.2.4. Изменение физико-химических свойств

Характерной особенностью солонцовых, и солонцевато-, слитых черноземов сформировавшихся на продуктах выветривания, третичных глин, является повышенное содержание об-. менного магния (35—15%) при относительно невысокой иасы-" щенности коллоидной фракции поглощенным натрием (до" 10%). Отношение кальция к сумме магния и натрия составляет менее единицы. Такие почвы в физиологическом отноше- : шш считаются неблагоприятными."- . •-;./• . /*.,

В результате внесения известняка с кислотами в ППК уве-' дичилось содержание обменного, кальция на 5,6—5,8 мг-экв (на 13%). Соответственно уменьшилось содержание обменных натрия и магния, а также понизилось значение рН почвенного раствора в пахотном горизонте.-При внесении извест-:4 няка с кислотами в почвенном растворе образуется карбонат-4 ная буферная смесь, которая увеличивает буферную емкость мелиорируемой-почвы. " ; --- '

Одним из факторов, стабилизирующих коллоидные системы, является электрокинетнческии, или дзета-потенциал. В исходном состоянии (на контроле) на неорошаемом поле дзета-потенциал" находился в пределах критического его значения (18—20 мВ). Под влиянием химических мелиорантов произош- . ло значительное-снижение дзета>потенциала: на варианте внесения известняка с кислотами в пахотном горизонте до-. 12,8 мВ и с применением фосфогипса,до:15,4:мВ. ; V

,.....3-2.5. Изменение физических свойств ", *

Используемые нами химические мелиоранты оказывают положительное действие на ряд отрицательных физических\.

свойств исследуемых почв. Так, на .третий год последействия химических мелиорантов (1983—1986 гг.) плотность почвы понизилась на варианте известняка с кислотами, с 1,28 до 1,03 г/см3, с применением фосфогипса до 1,20 г/см3.

'"..'". Общая порозность при этом увеличилась на варианте из-вестняка-с кислотами с 50,4% на контроле до 60,1% и до ч53,5% с применением фосфогипса. На опыте, где известняк с кислота'ми были внесены в два этапа (1976—1979 гг.), плотность почвы понизилась с 1,26 до 0,97 г/см3 (десятый год последействия), а общая порозность возросла с 50,8 до 62,1'%.

Эти изменения сказались на водопроницаемости, которая возросла с применением фосфогинса почти в два раза, а на варианте известняка с кислотами более чем в три раза по отношению к контролю. '

'--. В-процессе исследований было установлено, что под влиянием фосфогипса фактор дисперсности (по Н. А. Качннскому) понизился на 6,7%, известняка;с кислотами на 19,8%.

1* В: процессе изучения набухания мелиорируемой почвы было выявлено, что вцахотном горизонте оно уменьшилось с 23,8%,на контроле, до 14,1% на варианте известняка с кислотами и до 17,5% с применением фосфогипса, то есть, на 40,8 и 26,5% "соответственно. Под влиянием химических мелиорантов уменьшилось содержание микроагрегатов >0,001 мм.

♦ Сопоставляя изменения структурного состояния под влия-ниемгхимических мелиорантов, следует отметить, что при сухом просеивании почв пахотного горизонта :в„контрольных образцах содержание макроагрегатов, с размером частиц от 0,25 до 10 мм было от 80,4 до 88,4%, с применением фосфогипса — от 83,5 до.92,2% и на варианте известняка с кислотами — от 93,8.до 97,3%. При мокром просеивании количество водопрочных агрегатов увеличилось с 53,3—65,6% (на контроле) до 57,1—67,6% при применении фосфогипса и 66,2—75,3% на варианте с применением известняка в сочетании с кислотами." •

.Если структурное состояние исследуемой почвы в исходном состояний* (по СИ. Долгову . и П.. М. Бахтину) было удовлетворительным, то на третий год последействия фосфо-гипса оно стало хорошим и на варианте известняка с кислотами ,—. отличным. -Л У.-.-7. А*?''-. "

- Таким образом, среди.используемых хймическихмелиоран-.

л г <_><_>

тов лучшие грезультаты в - созданнн агрономической ценной комковато-зернистой структуры солонцовых и солонцевато-слитых черноземов оказался известняк-ракушечник в сочетаниях азотной и фосфорной кислотами. .,

3.2.6. Изменение химических свойств

♦ По данным химических анализов пахотный горизонт исследуемых почв практически не засолен! ~ " - -

Изменяя дозировку компонентов комплекса (известняка-ракушечника и кис лот),-можно дифференцированно и целенаправленно влиять на различные по своему составу и свойствам солонцовые почвы с-учетом обеспеченности- их легкоусвояемыми азотом п фосфором, донасыщать ППК обменным кальцием, а также изменять среду почвенной суспензии в желаемом направлении.

. - При. взаимодействии известняка с кислотами образуется ряд ионов: (Са2+\ М§2*, К+, Бе3+-, Си2Л 7п*+\ Сг3+, Мп2+, 1-, N03", Н2Р041 ИР 042- и др.), которые создают в почве более полный комплекс минерального питания растений и обеспечивают. химическую мелиорацию солонцовых почв.. Среди них нет 'токсичных компонентов, загрязняющих и усугубляющих засоление почвы," которое имеет место при гипсовании. ,

Среди катионов'очень важное значение отводится катиону кальция, который необходим не только как химический мелиорант солонцовых почв, но и для повышения плодородия солонцовых, выщелоченных, старопахотных почв, из которых кальций вымывается и отчуждается в более глубокие горизонты, а также выносится с урожаем."

Часть; кислот1 расходуется на нейтрализацию щелочной среды почвенного раствора, взаимодействует со средними, кислыми и основными карбонатами, макро- и микроэлементов, содержащихся в самой почве, органическими остатками с образованиемУнитроклетчатки (СбНюОз+ЗНМСлСбНуОг (0N02)3 + 3H20), в которой азот кислоты закрепляется в пахотном горизонте, тем самым увеличивает трофический потен-. циал почвенной: микрофлоры, превращающей органические формы" азота в минеральные. -

3.2.7. Влияние химической мелиорации на биологическую . активность солонцовых и солонцевато-слитых почв -

"В процессе, изучения биологической активности исследуемых почв было выявлено, что химические мелиоранты создают благоприятные условия для развития почвенных мнкроорга- . низмов. ; ; ;-••-• '

.♦Увеличение обменного кальция в Ш1К резко изменяет соотношение отдельных групп микроорганизмов.и активизирует их деятельность. „ ;.....- :.

- Помимо повышения общей биогенности резко увеличивает1 ся число бактерий,.бацилл, актиномнцетов и грибов. Интенсивно начинают размножаться-нитрифицирующие, азотфик-

сирующие (Azotobacter, Clostridium, 'Rhizobium) и аммонифицирующие (Pseudornonos, Bacillus) микроорганизмы.

Известняк, в сочетании с кислотами способствует значительному увеличению численности анаэробных свободноживу-щих, азотфиксирующих бактерии рода Clostridium (Cl. paste-urianum, Cl. acetobutyricum).

Численность аэробных бактерий увеличилась примерно в три раза, бацилл — почти в пять раз, актиномицетов — примерно в два раза. Значительно повышается нитрифицирующая способность мелиорируемой почвы. В период вегетации растений в середине лета увеличивается численность микроорганизмов, участвующих в процессах гумификации.

Практически во всех вариантах опытов на солонцовых и солонцевато-слитых почвах наблюдалась прямая зависимость между численностью грибов, актиномицетов и количеством гумуса в почве. Что касается численности сульфатредуцирую-щих бактерий, которые определялись нами в почве и ризосфере риса, можно отметить их резкое увеличение после затопления рисового поля. Это связано, прежде всего, с падением окислительно-восстановительного потенциала. Особенно это отмечается в фазу начала кущения риса.

. Ризосфера риса отличалась меньшим содержанием суль-фатредуцирующих бактерий, чем почва. Причем, в контрольном варианте, без внесения каких-либо химических мелиорантов, количество их было в 2—3 раза больше, чем при внесении фосфогипса или известняка с добавлением кислот.

3.3.8. Урожайность сельскохозяйственных культур

Опытами установлено, что высокая солончаковость почвы подпахотного горизонта, обусловленная сульфатом натрия и ..магния, не позволяет применять традиционный прием улучшения солонцовых почв гипсованием. Если первые два года после внесения фосфогипса наблюдалось некоторое повышение урожайности возделываемых культур, то в последующие годы урожайность риса на гипсованных чеках не имела существенного различия по сравнению с контролем, а на неорошаемых полях урожайность ряда культур была ниже, чем на контроле (табл. 2). .

Подпахотный горизонт .практически не .'промывается от воднорастворимых солей даже при многолетнем.рисосеянии, но при иссушении почвенной толщи наблюдается выпотеванне солей из-под пахотного горизонта в пахотный.

Растения риса, озимой пшеницы, ячменя, кукурузы, суданской травы, картофеля и др. культур на вариантах известняка, в сочетании с азотной и фосфорной кислотами отличались крупными темно-зелеными листьями, более прочными стебля-

•-• • ' ' "" " - - " Таблица 2

Последействие различных мелиорантов на урожайность зеленой массы кормовых культур (рисосовхоз «Восход»)-

Варианты

Урожайность

Прибавка урожая

т/га"

Овес+горох на зеленый корм, 1984 г. , (чствертиП год последействия) *

Контроль......\ , 16,0

Фосфогипс — 15 т/га .... 12,1 Известняк — 13 т/га + азотная кислота — 2,5 т/га + фосфор.. пая кислота — 1,0 т/га .... ,24,0

-3,9

+ 0,8

Озимая пшеница + вика на зеленый корм, 1985 г. (пятый год последействия)

Контроль' \ ,......, /, 11,2

Фосфогипс — 15 т/га . , . 8,2

Известняк — 13 т/га + азотная : кислота'— 2,5 т/га + фосфорная кислота — 1,0 т/га .... 21,4

-3,0 + 10,3.

—24

+ 50

—27

.90

ми и четко выделялись на общем фоне посева, по сравнению с таковыми на контроле и другихвариантов опытов. • - -Результаты полевых опытов . показали _ преимущество рекомендуемого нами нового метода повышения эффективного плодородия солонцовых и солонцевато-слитых-черноземов но урожайности ряда сельскохозяйственных культур.

Таблица 3

Влияние различных мелиорантов на урожайность зерновых культур (рисосовхоз «Восход», средняя за 1981—1983 гг.)

- " 'Урожайность, т/га . , Прибавка, %і

Варианты озимая пше- , ница о о* сорго к 9 Ь « и 3 а о с я •рис / сорго

Контроль.....%. , . , Фосфогипс — 15 т/га -...'. Известняк — 13 т/га ...*."'. . Сухие удобрения N — 250, Р — 200 Известняк —. 13 т/га + азотная к-та — 2,5 т/га +_ ф°сф°Р""я 2,47 2,60 2,80 3,70 4,15 3,80 3,86 4.01 5,03 5.02 .2,33 2,71 2,87 3,01 4,83 1 - 5 13 50 62. 1 329. 52 16 23 68 108

- Кислоты вносили из расчета N — 250, Р 200 =8,6 Р=0,99 -•_- - --'- -----. ....

Таблица 4

Влияние различных мелиорантов на урожайность опытных культур

(совхоз «Водораздельный» Андроповского района, средняя за 1931—1983 гг.)'

Урожайность, т/га / ! Прибавка

Варианты озимая люцерна /зеленая масса/ суданская озимая пшеница июцерна суданская трава

пшеница /зерно/ /зеленая масса/ т/га т/га - % т/га ' %

Контроль . . . .,'....., 2,65 17.14 : 23,87, — : — —

Фосфогнпс — 6 т/га ..... 3,34 21,76 " 27,02 0,69 26 4,62 \ 27,; ' 3

Известняк — 6 т/га..... 3,09 21,75 29,18 0,44 17 4,61. 27 5

Фосфогнпс + известняк 6 т/га . 6 т/га .......... 3,10 22,0 30,40 0,75 28 ' 5,55 32 г

Фосфогнпс— 12 т/га .... 3,55 23,61 32,77 0,90 34 6,47 38 9

Известняк — 6 т/га+азотная кис. лота — 2,5 т/га + фосфорная . кислота — 1,0 т/га ., . . . 4,00 25,47 34,87, .1,35 51. в.ЗЗ' 49 11

Известняк '— 13 т/га + Азотная кислота — 5 т/га + Фосфорная кислота — 1 т/га..... 3,82 28,35 ' 37,93 1,18 44 11,21 65 14

. Из данных- таблицы 3 четко прослеживается нреимуще-' ство варианта, где вносили известняк в сочетании с кислотами. - ... . . ,, .

В отличие от почвенного покрова рисосовхоза «Восход» почвы совхозы «Водораздельный», имеют четко выраженный ♦ иллювиальный горизонт. Карбонаты по профилю залегают на глубине от 55 до 70 см, а следовательно, не могут быть вовле-- чены в пахотный слой агротехнической обработкой. На долю обменного натрия приходится от 10 до 25%, почвенный раствор имеет щелочную среду (рН = 8,2—8,5). ^ . Трехлетние (и последующие 1985—1986 гг.) показатели по урожайности озимой "пшеницы, люцерны и суданской травы (табл. 4) свидетельствуют о том, что в целях мелиоративного улучшения солонцовых черноземов совхоза «Водораздельный» Лндроповского района можно использовать в качестве химических мелиорантов: фосфогипс, известняк-ракушечник в чистом виде, в сочетании с фосфогнпсом.н наиболее эффективным и рентабельным методом, зарекомендовал себя известняк-ракушечник в сочетании с азотной и фосфорной кис-' лотами. .

4. ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ

-'При экономической оценке химической мелиорации солон--цовых и солонцевато-слитых черноземов стоимость урожая

г' •• Таблица 5

Экономическая эффективность химической мелиорации за 1980—1984 гг.

Извест-

Показатели" Контроль Фосфогипс

няк + кислоты -

При возделывании риса

Урожайность, т/га.....3,49 , 3,65

Стоимость продукции с 1 га, руб. 1228—48 1284—80 Производственные затраты на 1 га,

руб............600—00 613-00

Себестоимость 1 т зерна, .руб. . . 171—90 167—00 Чистый доход на 1 га, руб. . . . 628—48 671—80 Уровень рентабельности, % '. . . 105 ПО Окупаемость дополнительных затрат, руб.......•. . . — 4—38

При возделывании озимой пш еницы

Урожайность, т/га ....'.. Стоимость продукции с 1 га; руб. Производственные затраты на 1 га,

.' РУб. . •'•......• • •

Себестоимость 1 т зерна, руб. . . 1 Чистый доход на 1 га, руб. . : . 1 Уровень рентабельности, % . . . Окупаемость дополнительных затрат, руб......,-.,..

2,67

2 8 0—3 5

2 2 0—0 0 82—40 6 0—3 5 28

2,63 276-15

233—00 83—60 43—15 19

5,61 ' 1974—72

6 6 9—2 0 119—3 0 1305—52 195

." 10—78

4,42 '464—10

284—80 6 4—4 3 179—30 63

2—84

(озимой пшеницы и риса) -определяли по государственным сопоставимым ценам. При определении затрат на химическую мелиорацию: использовали технологические карты, данные учета и отчетности планово-экономического отдела хозяйства,. где были проведены исследования. Общие затраты на возделывание одного гектара озимой пшеницы (средние за 1980— 1984 гг.) составили — 220 руб., риса — 600 руб.

Высокая экономическая эффективность комплексного метода химической мелиорации очевидна (табл. 5).

Чистый доход с одного гектара, при возделывании риса на варианте с применением фосфогнпса превысил контроль на 43 руб., при возделывании озимой пшеницы получен отрицательный результат, на варианте известняка с кислотами чистый доход на один гектар риса составил: 677 руб. и озимой пшеницы 119 руб. Наименьшая себестоимость риса и озимой пшеницы получена на варианте известняка в сочетании с кислотами. Наибольший чистый доход, высокий уровень рентабельности также были получены на варианте известняка с кислотами.

5. ВЫВОДЫ

1. Солонцы, солонцевато-слитые черноземы объекта исследования характеризуются тяжелым иылепато-иловатым (глинистым) механическим составом (70—90% частиц 0,01 мм), высокой емкостью поглощения и обмена, слабощелочной и щелочной реакцией почвенного раствора (рН = 8,3—8,8 и на отдельных участках более 9). Среди обменных оснований на долю кальция приходится 40—15%, магния 35—45%, натрия 5—10%. Слитость исследуемых почв в основном унаследована от минералогического состава глинистой фракции материнской породы, в которой на долю минералов монтморил-лонитовой группы приходится от 50 до 60%.

2. Значительная часть солонцевато-слитых почв относится ксолончаковатым и солончаковым видам. В солевом горизонте этих почв содержится от 2,0 до 3,5% водорастворимых солей, среди которых на долю сульфатов натрия и магния приходится 75—90%.

3. Исследованиями установлено, что при сульфатном тине засоления химическая мелиорация фосфогипсом солончакова-тых видов солонцевато-слитых черноземов, в неорошаемых условиях, неэффективна. На этих почвах целесообразно применять в качестве химического мелиоранта известняк в сочетании, с азотной и фосфорной кислотами.

4. Известняк с кислотами способствует улучшению физических, химических и биологических свойств мелиорируемы2х почв: так, плотность почвы снизилась с 1,28 до 1,03 г/см2;

соответственно возросла,общая морозность с 50,4 до 60,1%; фактор дисперсности (по Н. Л. Качинс'кому) понизился на • 19,8% но отношению к контролю, набухаемость почвы понизилась на 40,8%, возросло количество,водопрочных агрегатов на 19,0% по отношению.к контролю; возросла биологическая' активность почвы.

5. Применение известняка-ракушечника в дозе 13—15 т/га совместно с .азотной кислотой в дозе 5,0 т/га и фосфорной в дозе 1,5.т/га обеспечивает прибавку урожая риса в среднем за пять лет-1,5—2,0 т/га, озимой пшеницы 1,35—1,70 т/га. ~Д1/Н6.; Экономический расчет химической мелиорации извест-някомв сочетании с кислотами "свидетельствует о высокой ее .-эффективности. Уровень рентабельности при., возделывании, \риса.в среднем за пять лет составил 195% против 105 на контроле, окупаемость дополнительных затрат.составила 10 руб. ; 78-коп.' При возделывании озимой Пшеницы окупаемость до-. полнительных затрат на варианте известняка с кислотами. составила 2 руб. 84 коп. . ... - -

Рекомендации производству

Химической мелиорации известняком в сочетании с азотной .и фосфорной кислотами подлежат солонцовые, солончаковатые • н солончаковые виды солонцеватоеслитых::черноземов. Дозу известняка,для мелиорации, рекомендуется, рассчитывать как по порогу коагуляции пептизируемых:коллоидных.частиц,-так , и по Методудонасыщения ППКионами кальция.' . _ -.. -ЛКоличество вносимых в:почву кислот.определяют в зависимости от обеспеченности 1ееЗподвижными::формами азота и /фосфора, в среднем оно составляетоколо:2,5т азотной и 1,0— 1' 0,75 т/га фосфорной кислоты.;-;; :.л.?- :у„1.:Л:у -: - • ;Все -расчеты, технология комплексного метода изложены в методических рекомендациях 19851г.; изданных МСХ СССР /и отделением, земледелиями'химизации ВАСХНИЛ, а также в рекомендациях 1982 г. производственнымуправленисм" сель-. ; ского хозяйства Ставропольского крайисполкома. -

г -" Н а 1987 г. Ставропольским агропромышленным комитетом-выдана проектно-сметная.документация на внедрение коми--лексного метода химической мелиорации на площади 800 га.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:

к 1. Хаджинов Н. И. Применение известняка в сочетании с азотной и фосфорной кислотами в качестве мелиорантов и удобрений на солонцовых почвах: //Науч. тр. Ставроп. СХИ.—Ставрополь, 1975, — Вып. 38, — Т. 3—С. 50—55.

•2. Хаджинов Н. И. Химическая мелиорация солонцовых и солонце-ватоелнтых почв. — Информационный листок. Ставропольский межотраслевой центр научно-технической информации и пропаганды, \« 561-80, -1980. — 4 с - - * -

,3. Сидоренко О. Д., Хаджинов Н. И. Влияние химической мелиорации : на • кикрофлору солонцеватого чернозема- Ставропольского края //Тезисы докладов на Всесоюзном научно-техническом совещании /24—28 июня 1980 г./ п. Шортанды.— Целиноград, 1980. — С. 109—110. •*,'У"4: Хаджинов Н. И. Химическая мелиорация солонцовых и солонце-вато-слитых-почв известняком в сочетании с азотной и фосфорной кислоЛ. тами: Рекомендации. Ставрополь, 1982. — 37 с. ■"".''' '

-5. Чен Н. Г., Хаджинов Н.И.'Котти В; К. Применение известь- . содержащих материалов в сочетании с кислотами для мелиорации солонцовых: почв//Химия в сельском'хозяйстве. — 1981.— № 8. — С. 28—30.

6. Чен Н.Г., Хаджинов Н. И. Кислые ЖКУ //Сельские зори. — ; 1983. — №12.— С.28. -;•"..••"" • < •->'•": ••'•••>' у';."".: 7. Чен Н.\Г., Хаджинов Н. И. Быстрее и эффективнее //Сельские ,, зори.— 1984. — № 1. — С.:36—37, : • : . , ' < : :

: > 8..Х а д ж и нов,Н. И.'. Химическая мелиорация 'солонцовых почв известняком в сочетании >' с- азотной и фосфорной кислотами //Материалы . юбилейной научно-технической конференции, посвященной 50-летию Став- > ропольского НИИСХ. — Ставрополь, 1982, — С;. 272—275.

' ;9."Х а д ж и н о в Н. • И., Сидоренко О.' Д. Методические указания по химическойЛ мелиорации солонцовых и солонцевато-слитых почв нзвест- ; няком в сочетании с азотнойи фосфорной кислотами.. !Л., 1985. — 21 с. '.'.'*.-10:-Па нов Н. П.ГХ а д ж а н о в Н. И.; Си Доренко" О. Д., П о ленов а* И,-Г. Химическая мелиорация солонцовых и солонцевато-слитых,, почв известняком в сочетании с азотной и фосфорной кислотами//Пути по-. вышения продуктивности солонцовых земель." Тезисы докладов Всесоюзного .'• г.ч'чно-техт'прско'-о ; совещания /З.нюня — 4 июля 1986/ —Новосибирск, • 1986:— С' 124—125. г •• V..-.:;.---'- •.'-:•.;• „' ' ...- ',

_:,' 11..Х адж и но в Н. И.' Новый метод химической мелиорации солон- < цовых-почв //Пути повышения'продуктивности солонцовых земель. Тезисы докладов Всесоюзного научно-технического совещания. /30 июня — 4 июля 19<Л)/.— Новосибирск, 1986. — С. 117—119.

Л-58044 20/У—87 г.

Заказ 1405. Тираж 100

Объем 1 п. VI

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

- Бесплатно