Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

ИЗМЕНЕНИЕ СВОЙСТВ ЧЕРНОЗЕМОВ ПОД ВЛИЯНИЕМ КУЛЬТУРЫ РИСА

ВАК РФ 06.01.03, Агропочвоведение и агрофизика

Автореферат диссертации по теме "ИЗМЕНЕНИЕ СВОЙСТВ ЧЕРНОЗЕМОВ ПОД ВЛИЯНИЕМ КУЛЬТУРЫ РИСА"

43Ш1ШЕ СВОЙСТВШШХ ЧЕРНОЗЕМОВ ПОД "ШИЯ1ІИШ

культуры риса .

Специальность C6.GI.03..-почвове. ние ;. (па русском языке)

Автореферат: '/---':.'

диссертация на соискание ученой степени . кандидата биологических наук.

ИЗДАТЕЛЬСТВО МОСКОВСКОГО УНИВЕРСИТЕТА* 1975

Работа виновен» на кафадро почвоведения факультете Опмимш м*окованого Государственного Уняве ренета ш.н.и«1шонооова ' '

Нвута» руховчдеап :'*

■ г. . ' ■ ■ ' 1

доктор ояояотеспх наук, профессор Б, Г. РОЗАНОВ, Кцщи бжологвчеокжх вауж,маршщ1вчгояД оотртднаж С.А.ШВШАЕВА.

Офюаашше ошояевтв:

Дожму оиьевшжОотвавввх наук, профессор И.С.КШЧЯЖВ» Кшипдеэдоломчвожжх ваук, стерев! иаучнн! сотрудяяк

В. А. ОБУХОВА. ■';.■' '

ВеДОе« учрежден««- украсгшровцдхиэ.

Автореферат разослан " Zl " 1975года

Зачата дясмрт&ша состоятся * 21 " ЯпрСАЗ*. 1975года на мощш *ч»вого .Совета фввудьтетя Почвоведенжя ШТ.

- С дяссертяцкв* мохво ознакомиться в оиоиы отеке факультета Почвоведения МГУ. Отзывы ааяравхять по адреоу: ' Москва, 1Г7234, МГУ, <£а*ультвт Почьоведенжя Учеяоцу секретаре.

у Сеяретарь Ученого Совета -

В. А. Зверева

Успевнов решение аадач», доставленной перед рисоводами нашей отраде Ш7вмвдаи КПСС - доведение валового odopájmca в 1975 году до 2 мжн.тонн - связано xas с расширением поливного земледелия, tax ж 4 шявиениеы урожайноо тн риса ва поливных землях, что неэозиожво <5ва изучения и прогнозирования эва-лщии почвенного покрова к изменений свойств почв в условиях рисосеяния.

До последнего времени дольше изучались почвы дугового типа, на хоторкх в основном сооружались инженерные рисовые системы (Неувылов,1956, 1961; Кириченко, 1958,1969j Каадзуров, 1969; Кауричев к др. 1971; ЫЬцуж, I960; Роппалрвгид», 1959,1966t lenas» «pd S»to,igGi, X968 и др.). В настоящее время раощирение площадей под рисом идет и за счет почв автоморфного ряд». Смена аэробных условий на анаэробные при периодическом затоплении существенно меняет характер в направленность. бяодогичес -

ких, химических; биохАическнх и физЕКозямичбмапс процессов

Ч . .V

в почвах, вызывая глубокие изменения состава и свойств почв.

Следует отметить, что основное внимание при изучении орошаемых почв обвчво уделяется их солевому я водному ренту; а другие шчвениве процессы остаются мало изученными! в то время как окислительно-восстановительные условия, прэцессы гумусоойразования, питательный режим я другие процессы ■ipu№>1-существенную роль в формировании плодородия затапливаемых почв; .'

Настоящая работа посвящена изучению изменений свойств -вжннхчернозешвподвлиявием культуры рвса оря затоплении '.*"-■-"

Целы) исследования бшю выявление изменений» хоторвё ' i претерпевают лжкне черноземы при рисосеянии, выяснение напрев:- леяхя почвенной зволюции в новых условиях почвообразования и АлМУ ' " '

разработка рекомендаций производству по поддержанию длительное -. время благоприятной почвеяяо-медиоратнвной ойстановнива рисовых полях я недопущению падения плодородия почв в условиях -риоосеяния.

Район.объекта и методи исследования

Исследования про водились на долях оросительной системы -. колхоза "Дружба" Килийскогорайона, Одессвойобласти. Данная территория отличается равнинным характером рельефа я расподо-женна аа второй надпойменной террасе.р.Дунай, покрытой тсшцей -лесса моашосты) 5-15 м (1Ъщин,1962К

До начала инженерно-строительных работ грунтовые вода залегали глубоко и не оказывали непосредственного влияния на -цроцессн почвообразования. Оросительная система вступила в . отрой в 1969. году. К 1972 году научастках, занятых рисом и находящихся в сезон рисосеяния в затопленной состояния, грун-товне води поднялись о 5-6 и до 2-2,5 м (в межполивной период).. С ішдя по август вабдвдаетоя смыкание ґрунтовні вод о ороситель- ' ВНО. ;

Минерализация почвенно-грунтовых вод невысокая (1-2 г/л). По химичесвоыу ооставу воды преиыущеотвенно оульфатно- и хло-рвдно-гатриевне. Затопление не изменяет существенно отёпень минерализации грунтовых вод, но химический состав их меняется: вода затопленных участков гидрокарбоватво- и гидрокарбонатно-хлоридно-калъциевые вследствие мощного воздействия оросительной дунайской вода. , *

Описываемая территория лежит в области сухих степей Западного Причерноморья. Благодаря продолжительному безморозному периоду, теплому лету и сухой осенив возделывание ряса

здесь не лимитируется климатическими условиями..

Почвенный покров однороден и представлен ияыми черно- ; зеками, формирующимися ■ на лёссах. По механическому составу исходные почвы данного района относятся н тяжелосуглинистьм иловато-пылеватым (по классификация Н.А.Качянского) и характеризуются очень равномерным распределением тонких фракций до профилю, в частности,равномерным распределением илистых частиц.

Для детальных исследований были выбраны три участкаюж-ных черноземов (т.537, т.599, т.536), используемых с I9S9 года под рис и под сопутствующие рису культуры, а также неорошаемый участок шзшх - черноземов (т.538), находящийся,в непосредственной близостиот рисовой системы.

Полевые наблвдешя проводились влечение 1972 е 1973 гг. за динамикой важности, окислительно-восстановительного потен-пиала, рН, подвижных соединений азота ( N0^ и. вн^. ), калия, фосфора, железа Рв3+). Все 9пределения до динамике про-

цессов проводились в полевых условиях в свежих образцах при естественной влажности в Зх-5и - кратной повторностя.

Кроме того, почвы опытных участков была подвергнуты детальнім лабораторным исследованиям для выявления изменений, происшедших после введения рисосеяния на черноземах. Все определения проводились по.стандартным методикам, описанным в руководствах по лабораторным исследованиям почв. Исследован также состав почвенных, грунтовых, оросительных и дренажных

вод. , ■

При рисосеянии происходит'существенное изменение всех

свойств почв, связанное как с особенностями применяемой агротехники, так и с созданием специфического водного и теплового

режима на рисовых,полях. Создается своеобразный гетерогенный.

1-/ZS/ ,

пахотный горизонт, в котором периодически чередуются анаэробные и аэробные условия.

У*е.через несколько лет рисосеяния начинается дифференциация механического состава почвы подрофили: намечается тенденция в обеднению верхнего горизонта илистыми частицами в некоторому обогащении ими подпахотных слоев (та<5л.2). .

Исследуемые неорошаемые пхнне черноземы характ еризугтся высокой емкостью поглощения <40-54 мг/экв.). Состав поглощен- ■ ных освованкй характерен для южных черноземов данной почвенной провинции» Использование лхных черноземов под бессменные четырехлетние посевы риса привело к увеличению поглощенного натрия в верхних горизонтах о 2% до 4,5Î. Затопление исследуемых участков производится гндрокарбонатно-кальциевой слабомиаералиэо-ванной дунайской водой, во в.отдельные периоды в оросительных водах появляется сода, что и приводит к внедрению натрия в ПШГ в результате обменных реакций между оросительной водой и почвой.

Наши наблвдендя дат основания считать, что структура почвы, на которой в течение 3-4 лет бессменно проводились посевы риса, ухудшилась. Коэффициент структурности понизился с 1,6 - 1,7 до 0,2 - 0,6. Агрономически-ценных агрегатов стало

всего 1,7$, Количество структурных отдельностей больших 10 мм

* ■

возросло ДО 80%.

Разрушение почвенных агрегатов может происходить под влиянием усиленных обработок переувлажненной почвы перед посевами риса, затопления ноля слоем вода, за счет разрушения органического вещества в специфических условиях рисового поля,• которое является основным цементом структурі исследуемых почв, а также в какой-то мере обусловлено восстановлением окисного железа. .

Смена 5 культуры- ряса, на другую, не требующую постоянного * затопления, в частности иа люцерну, способствует восстановле- - -нею структура почвы, что в свою очередь влечет за собой увели-, чение шрозноста,- уменьшение плотности почв.

Изменения в дсгиамике ОВПг тЯ. подвижных фуру железа я сероводорода в южных черноземам дш таюосеянии

Большинство работ по изучению ОШ почв, используемых поя культуру риса, относятся к почвам лугового ряда, в различной степени засоленный (. репааарвги**» 1955; Неунылов, 194В,1Э56, 1961; Ларешии,- Кауричев, 1969 и др.}»

Можно полагать, что к настоящему времени динамика ОШ на таких почвах полностью выяснена, хотя механизмы процессов остаются не всегда полностью понятными. Что же касается изменений в динамики ОШ при рисосеянии на почвах афтоморфиого ряда, в том числе на черноземах, то до сих пор здесь имеется иного неясного.

Для неорошаемых южных, черноземов характерен постоянный окислительный ревам с величиной ОШ 400-535 мв для верхнего горизонта и 340-490 мв для долее глубоких горизонтов (рио.1).

Затопление почв при рисосеянии вносит существенные изменения в окясяятельно-восс таноштельный режим черноземных почв. Полевые наблюдения за динамикой ОШ показали, что до посева как в 1972г., так я в 1973г., в почвах рисовых полей господствовали окислительные условия (величина ОШ колебалась в пределах 450-540 мв)'и изменения ОШ по профилю были незначительными (разница между величиной ОВП верхних и нижних гори -зонтов не превышала 60 мв).

s

T. 536

. . УеО «г/іООг • почвы

'заЮЕлекие . ( _300

т. 537

't.536

еоо_

500. 400. 300

»'і 1 Л1 Ж' '■pr'v^vir'gtr'mtfiy^T' Я

1972г, 1973г..

Рно. J." Динамика ОВД s псишшюго ГеО, :*ЕЬ, «?р. 0-10; О Etr, гор. 40-60; дРеО, гор. 0-10.

На третий день .после напуска вода ва поля ОВП в слое 0-20 см снизился на 60-90 мв, а ва десятке сутки начинают про-, являться интенсивные восстановительные процессы а продолжают развиваться до оброса.воды (рис.1). Наиболее сильно подвергается восстановлению верхние горизонты* относительно обогащенные органическим веществом- Разница между величиной ОВД на' глубине 10-20 си перед затоплением и после развития восстановительных процессов достигала 630-680 мв. Следует отметить, что ва всех затапливаемых участках ОВД в отдельные периоды снижается, до отрицательных величии. Через 1,5 - 2,5 месяца после сброса воды в почве вновь господствуют окислительные условия. В после* * •

дунцеы, в весенний период наблццается дальнейшее нарастание окислительных процессов а в конце апреля-на чале мая ОБО почв достигает исходных величин (480-500 мв).

В затапливаемое почве обособляются два слоя, резко отли-чапцихся по значена» ОВП: самий верхний на границе вода-почва-окисленный и весь остальной - восстановленный. Единого мнения по поводу мощности окисленного слоя нет. Одни считают, что ■ его мощность колеблется в пределах нескольких ни (Неуншюв,' І9ЄІ; Кондауров, 1967 и др.), в то время как другие указывают, что этот слой может достигать нескольких см (Шщуи, 1960; Нагорный, 1971). Нашими исследованиями выявлено варьирование во времени мощности окисленной пленка в затапливаемых южных черно- • - - земах; если в 'начальный период затопления мощность поверхностного окисленного слоя достигает нескольких сн, то уже к периоду массового кущения величана ее не превышает нескольких їм.

' В подпахотных горизонтах в течение всего вегетационного периода сохраняются окислительные условия, и ОШ мало изменяется во времена, что связано в основном о лимитированием ыннро-

баад ¡г веской долеельжостж, более низким содержанием.органического гь^-гстш (рпс.1).

'Иг литературы известно, что зато пленяв рисовых полей может изменить рН почвы на 1,0 - 2,5 единицы, подщелачивая кислые или одабокзслне шчвн и подкисляя щелочные (Неунылов, 1961; Шарапов, 1963; Ропидтрегожа . 1966 и др.). ,

Реакция среды неорошаемого шного чернозема - слабощелочная и незначительно изменяется во времени ( рЫ 7,3-7,5 в слое 0-10 см в 7,6-7,8 в слое 40-50 ш). Колебания рйвврхнихгори-зовтов не превышает 0,3 единицы (рис.2). Реакция среды зата-пливаеынх рочв становится более динамичное. Затопление почв способствуем стажедню щелочности почв. На третий день после пуска:воды на поля рИ верхних горизонтов уменьшается на 0,4-0,8 едннщ. В дальнейшем происходит стабилизация рН на уровне 6,9-7,2. Б подпахотных горизонтах эти изменения менее существенны (рис.2).

- Снижение щелочности затапливаемых участков обусловлено -в основной увеличением парциального давления углекислого газа » в специфических условиях рисового поля. Кроме того, снихение рН мояет быть вызвано продуцированием микроорганизмами, в част-ности^сахоролитичесшвди органических кислот.

Б осенний период после сброса воды рН почвы почти не изменяется, а в некоторых случаях наблвдается даже подкиоленяе. Почва подкисляется в результате окисления кислородом воздуха восстановленных соединений. Весной рй почвы достигает первоначальных значений. В это время карбонаты, подтягиваются в по- ' верхности, нейтрализуя кислые продукты; к тому же парциальное давление углекислого газа весной незначительное.

т. 536

ззтїгиііїгго

т.537

затопление

WflWfl^^rfTWWSTH1

1972 г. 1973 г.

Рив. 2. Динамика pH. « pH, гор. 0-І0:см; о pH,-гор. 4C-50 см .

На неорошаемой участке, где господствуют окислитель--вне уоловиЯ) подвижные фор«ы железа практически отсутствуют (рис.1). При затоплении;южных черноземов иобилиэугяся больше количества подвижного железа. С развитием восстановительных процессов количество закисного железа в пахотном слое резко возрастает и достигает к фазе трубкования 300 мг/100г почвы, а количество окисвого железа в это время не превышает 40 кг/ ХООг почвы. После сброса вода и проскшния почвы содержание закисного железа вследствие,его окисления начинает уменьшаться, Динамика записных фогм железа в основном совпадает с динамикой ОШ. Имеется высокая обратная коррелятивная зависимость между величиной потенциала, и содержанием закисного железа ' {Г -0,85 ").

: Ори бессменных четырехлетних посевах риса накапливаются недоокисленные соединения, показателем чего является наличие закисного железа, которте вызывают угнетение суходольных растений. В связи с втем необходимо особое внимание уделить проветривадяю почв. Для этого необходимо тщательное проведение, осенней зяблевой вспашки и весенней перепашки почв.

Наблюдения за динамикой сероводорода с помощью электрода

на основе природного кристалле галенита показали, что в резко' ^ * *

выраженных восстановительных условиях рисового ноля сероводород появляется на двадцатые сутки затопление и.присутствует в почве в течение всего-периода вегетации риса;'Так как. участие сероводорода в плодородия почв сводится в основном к отрицательной роли, практические мера приятия должны быть направлены на предотвращение появления сероводорода в почве.

Изменение динамики питательных элементов жкых черноземов под влиянием куль ту рн риса

Периодическое затопление почв, используемых под культуру риса, обуславливает своеобразие питательного режима этих почв. Особенно глубокие изменения претерпевают усвояемые формм азота. Наблюдения за динамикой питательных элементов в исоледуемых почвах показали, что в неорошаемом черноземе легко доступный азот содержатся, главным образом, в-нитратной форле. В затопленной почве при истощении запасов кислорода нитраты в нерву© очередь подвергаются восстановлению, исчезая на двадцатые сутки затопления,,и отсутствуют в пахотном слое в течение всего периода вегетации. Между ОШ н содержанием нитратного азота о тмечена"весьма тесная прямая корреляционная связь ( Г = 0,928). " ' *■ ;

В условиях затопления главным источником азотного питания риса становится ашоникяый азот, К периоду массовых всю-дов в почве содержится до 16,5 кг я на ЮОг почвы (рис.З). Накопление аммонийного азота происходит вследствие минерализации органических соединений в условиях анаэтобиозиса и за счет внесенных минеральных удобрений. Максимальное содержание аммонийного азота отмечено в конце вегетации, что связано как с меньшим его поглощением растениями в этот период, так и со значительной потерей окислительной способности корневой системы раса. После сброса- вода количество аммонийного азота уменьшатся, а в почве появляется нитратный азот. Таким образом, превращения азота в специфических условиях рисового шля связаны с чередованием режимов, окисления и восстановления.

Шг

H-UH4

мр/іООг

, - , Р205, к20. .

'•536- мг/l00г.почвы

затопление да

ЗЛ "ОТ Ж X 21

1972 Г. Рис.' 3. ДіЛнакика

Ж" ''ге'^ті'у^'уііі'ге 'X 'Ж"

1973 г. t

питательных элементов. Горизонт О-Юск. oj.T-vrOj ; л *::-1гл4; о j^o; • рг°5* "

В результате атого интенсивно.протекают процессы денатрифи—' кацки к аммонификации:с образованием промежуточного газообразного азота, чтовлечет за собой истощение легкоусвояемых форд азотной .пищи растений. Поэтому бессменные посевы риса -приводят к снижению содержания подвижного азота впочве. По-севылюцерны обогащают почву азотом.

Затопление обусловливает увеличение содержания подвижного фосфора в почве. Количество подвижных фосфатов, переходящих в уксуснокислую вытяжку, в почвах, используемых под рис, в 1,5-2 раза больше, чем на "неорошаемых почвах (рис.3). Наши данные подтверждают результаты других исследований затапливаемых почв различных биоклшатических провинций (Неунылов,Т961; Роиаатрвпша. , 1965; Обухова с соавт.1959 и.др.), но механизм перевода фосфатов оказывается другим. В кислых.почвах увеличение подвижных фосфатов в основном связывается с переводом сла-борасгаоримых фосфатов окисного железа и алшиния в более'

■ 1 1 ,

растворимые фосфаты закисного железа. В южных черноземах увеличение подвижности фосфатов обусловлено рядом причин. Во-пер-*вых, б условиях' затопления в почве в результате снижения дв£-Фузии газов происходит накопление углекислоты, в присутствии которой увеличивается растворимость основных фосфатов, и сла-•борастворимый тракальций-фосфат переходит в значительно более растворимые да- и монокальций-фосфат. Во-вторых, органические кислоты, образующиеся в анаэробных условиях, также принимают участие в увеличении подвижности фосфатов. Наконец,'в какой-то мере, увеличение подвижности фосфатов связано с переводом слаборастворимых фосфатов окиснош железа в более растворимо . закясные.

Динамика фосфатов тесно связана с фазами вегетации риса. В фазу массового кущения отмечается снижение количества легкодоступных фосфатов в почве, что обусловлено интенсивным поглощением в этот период фосфора рисом. В фазы грубювания и созревания поглощение фосфора почти полностью прекращается и происходит только его перераспределение (Ерыгин, Наталъин,1968), о чем и связана аккумуляция фосфора в почве.

Посевы люцерны за счет извлечения фосфора из глубоких, слоев почвы способствуют накоплению в почве доступного фосфора. '

Рио потребляет значительное количество калия из почвы, но несмотря на это рисовые поля на протяжении всего период вегетации содержат его в пахотном слое на 10-20" мг/100г больше, чем почвы неорошаемые (рис.3). В восстановительных'условиях рисового поля создаются условия для более интенсивной мобилизации калия из калийсодержащих минералов, в частности; гидрослюд.

Если азот и фосфор в максимальных .количествах потребляются в начальный период развития риса,'то потребность риса в ■ ■ калии особенно велика в фазу труоковашя растений (Кириченко с соавт.,1965; Алешин, Сметаннн, 1965). По нашим наблюдения»! в этот период отмечается снижение содержания калия в почве. Однако, запаси'его в этот период достаточно велики, и в данном районе рис в подиормке калийными удобрениями не нуждается при. существующих дозах внесения азота и фосфора.

Следует отметить, что при использовании рисовых полей под суходольную сопутствующую культуру, содержание калия, аммиачного азота, фосфатов в почве снижается, приближаясь к

содержанию их в неорошаемом черноземе.

Изменение органического вещества южных черноземов иод влиянием куль туш moa

Накопление гумуса и его состав определяется в основном характером поступления растительных остатков, процессом их разложения и гумификации.

Гумуса в верхних горизонтах неорошаемого южного черно-земан емкого (3,06-3,60^). Лри использовании черноземов под рис происходит уменьшение содержания гумуса в этих горизонтах до 2,69-2,92^. Потеря гумуса в слое 0-50 см при бессменном четырехлетнем использовании почвы под рис составляет (различия математически достоверны). Уменьшение гумуса в почвах, используемых под культуру риса, обусловлено рядом причин. Б первые годы в почвах, используемых под рис, происходит резкое возрастание численности многих групп почвенных микроорганизмов , что приводит к активизации минерализационных процессов, обусловливающих падение запасов гумуса. Уменьшение гумуса в почве связано также с выносом подвижных органических соединений, образующихся в^условиях восстановительного режима а также с сокращением поступления в почву растительных остатков и, в "какой-то мере,- с планировочными работами. Введение в рисовый севооборот травяного звена частично восполняет эти потеря. . " ■

Изучение группового состава позволило вскрыть основные пути трансформации гумусовых веществ■автоморфных почв, попавших в резко выраженные восстановительные условия.

Наиболее существенные изменения наблюдаются в группе-гуыжновых кислот {та(ЗлЛ).'-Так, для этой:1^ппы кислот в шч-вах под расой отмечается: почмг полное, отсутствие связанных .¿'подвижными фордами ^Од хтншюак кислот;:уменьшение (примерно в 1,5 раза) содержания-гтэужш гуминовнх кислот, предположительно связанных.с Са.-Аналогичная карташа для другого . ряда почв, используемых в рисовых севооборотах, была отмечена .' А.^.Болдыревым, Б.И.Матшенко (1968) И.Горшковой (1971), которые связывают данное явление,;с одной стороны, о яреобра- : зованиеы части гуминовых кислот в восстановительных"услов«ях в фульвокислоты. С другой сторона, гидролиз.и восстановление могут обусловить трансформацию 11-фракции: гуминовых кислот в III (прочно связанные с минеральной частью)» в негидролизуе-мый остаток^ Баланс углерода,расчитанный по группам гумусовых 'веществ, подтверждает этот вывод. Кроме того, можно предположить, что в анаэробных условиях, вызванных длительным затоплением, когда в почвах присутствуют в достаточно больших количествах ионы аммония, калия, натрия,. имеют место обменные реак-: пии, в результате которых кальций в гуматах замечается на щелочные катионы с образованием гуматов аммония, калия, натрия. Последние отличаются высокой миграционной способностью и могут выносится поливными водами за пределы почвенного щЗофиля, уменьшая тем самым количество.углерода данной фракции гуминовых кислот. • •

В затапливаемых черноземах увеличилось количество углерода негидролизуемого остатка. Повышение содержания угле- / рода в этой группе может происходить как Ьа счет дополнитесь- .<" ; ного количества углерода гуминовых кислот, вступивших во

Групповой состав ryuyca илних червоэевов

Таблица № X

It . разреза

Хозяйственное использование

Горизонт, глубина,

см

Вое-ко

СМО-

ЭШ '

% от общего углерода

Гумиковие кислота

Суша

-Фтппдояясяога

П

Сукна

С , остатка

537 Воно— Цріь-їура риса 4 года

А0

- 20

Aj25 - ЗО ІЗ 32-37 Вг 50- 60

в2 100-110

1.53 1,50 0,99 0,65 0,36

7,84 6,00 4,04 3,0В 2,73

1,12

неї

яеі

кет

нет

24,8<h 24,07 24,24 27,6? 27,78

9,15 8,€7 Е2,І2 6,15 5,56

35,29 33,53 36,36 33,35 33,33

неї нет нет неї нет

9,15 10.00 12,12 20,00 19,44

2,61 3,33 3,03 3,08 2,78

11,76 13,33 15,15 23,08 22,22

47,71 47,33 47,47. 40,00 41,66

538 Неорошаемый участок

An 0-20 At 25-30 АВ 85-40 Bj 50-60 % 75-85

1,79 1,74 1,42 ItG2

2,79 2,29 2, IX 2,94 I »96

5,03

1,72

1,41

неї

нет

39,66 39,08 35,21 33,33

Шк

5,03 4,60 6,33 3,88 5.56

49,72 45,40 42,95 39,21 34.72

2,23 1,72 1,41 неї

8,38 9,75 11,97 22,34 22.22

2,79 2,30 2,32 2,94

іЛ

18,40 13,79 16,20 25,48 23.63

36,87 37,35' 35,92 35,29 37.50

Примечание: Фракции гушшовых кислот: Х- евнаавные с SgOa и свободные, II- связанные с Са, D - связанные с глинными минералами и устойчивыми BgOa . Фракции фульвокислот: ' I - связанные с подвихвьш В^Оз, ' П-. связанные с Са, И - Связанные о глинвдши минералами к устойчивыми К^Оз.

взаимодействие о минеральной частью почш, так и в результате накопления негищролизуемнх соединений неспецифической природа.

Нами не отмечено накопление углерода фульвокислот, что, вероятно, обусловлено оттоюм их с орошаемыми водами.

Периодическое затопление черноземов обусловливает увеличение в 2-3 раза группы веществ неспеци&ической природа и накопление в верхних горизонтах группы веществ порфириновой природа.

В условиях анаэробного режима меняется не только групповой состав гумуса, но и отмечаются изменения в строении гумусовых кислот. Проявляется это в снижении оптической плотности • гуминовых кислот, что могло быть вызвано их гидролизом, а такие изменением характера хромофорных групп в результате восстановления. ~

Таким образом,' на основании наших данных, подтверждающих литературные данные , можно заключить, что сезонное затопление черноземов вызывает существенное изменение качествен-

I

ного состава гумуса почв. Развитие восстановительных процессов обусловливает накопление.в почвах малоактивных гумусових кислот, связанных с глшшши минералами и устойчивыми полу-тораокисями, а также негидролизуемого остатка и группы.воско-сыод. Эти же процессы способствуют образованию более подвижных гумусовых веществ.

На рисовых полях существует достоянный отток растворов -в дренажно-сбросвую сеть. Поэтому подвижные продукты іумусо-образования частично выносятся за пределы почвенного профиля, обедняя тем самым почвы рисовых полей.углеродом. Принтом накопление малоактивных гумусовых веществ не покрывает потери

гумуса с - подвьдншв формами. --

-.. Временное выведение почвы 23 под затопления способ отвеет, Vкакой-то степени, закреплении гумусовых веществ,: а.вве-. дение в севооборот травяного клина обусловливает обогащение . почв органическими остатками, восполняя частично потери органического вещества.почвы.

' Изменения минеральной части дтоых черноземов при рисосеяния

Господстворежимавосотановления в черноземных почвах .в период ах затопления обусловливает не только биохимическое восстановление ряда соединений., в связи с чем питательный режим этих почвг»условия миграции' некоторых веществ, гумусо-образование приобретают особенности, не характерные для черно-земншмючв, как это было' показано выше, во изменяется наиболее устойчивая минеральнаячаоть почвы.' ~ ' 1

Как извеотно. о распаде.алшосиликатного кошдеса как.. первичных, так и вторичных минералов, может свидетельствовать обогащение почвенного растворами грунтовых вод крешезеиш,. алшячием и железом. ; ■....-*

' Наблвденне^ва содержанием; атнх компонентов-в'водах сие- ■ темы оросительный- 1шнал-й^внВ::чек-;- почвённый раствор —* грун-товые.веда -;древажявЙ .каналшозволя1эт отметить увеличение. . - содерлащн рас творимых форм кремнезема /алшиния я железа сос-: ле взаимодействия вод о почвами рисового, чека. Так если в водах оросительного-каиам/соддриавпе"зк^ равно 7 гхс/л, ,то; в водах дренажных каналов ее'Я}лжчество ;увеличивается до 21.мг/л, а *в грунтовых водах доходит до 26-27: мг/л."

Увеличивается. и количество алшшкя в грунтовых водах после ' взаимодействия оросительной воды с почвами рисовых чеков <■ {с 0,002 иг/л в вода рисового чекадо 0,026 мг/д в дренажных водах). '

В восстановительных условиях разрушение алпло-ферриси-ликатов может происходить под влиянием накопившихся активных органических соединений о кислыми свойствами. Кроме того можно предполагать, что иод влиянием образующихся при анаэробном брожении таких активных акцепторов кислорода, как метан, сероводород, водород и некоторых восстаналиващих экзоферментных систем микроорганизмов возможно отщепление внешних ионов кислорода от кристаллической решетки аяюмо- и феррисиликатов, что вызовет нарушение электростатических связей в кристаллической решетке и последующее ее разрушение с переходом в раствор железа, алюминия, кремния и других алементов (Можейко, 1960; НеуЯЕЛОВ, .1961).

0 разрушении минеральной части почвы свидетельствуют и данные валового анализа почв (табл.2), которые указывают на вынос марганца и железа из верхних горизонтов и на накопление их в нижележащем горизонте. Это связано с образованием в верхних горизонтах, где господствуют восстановительные условия подвижных соединений о последующи окислением и выпадением в осадок в подпахотных окисленных горизонтах.

Проведенный рентгеедифрактометрический анализ илистой фракции показал* что содержание основных компонентов глинистого материала п&ых черноземов колеблется в пределах: гидро-слццы 45-65^, смешанноелойные образования 20-40^, хлорит в каолинит 8-12& Характер распределения основных компонентов

сч

I

ы

я)

К

14

и

«а о 1

к о

(в

я я

1 1

и> дц а

3 I

а а о

№ о.

О

я

К и

гя

«

я

о

о

«в

1

о Р о • ж я к за аз «ь* сот^ом^' » » V № » |> к ■ » » • » » к Л ("-Г-1Л <ч> го

нн 8 9 о V 9 9 9 9 9 9 ¿дсчсосчкмсм м 1-1 со <М т Ч) «О!-? О N 9 9 9 9 9 9 а> согЗ<м $ 18

с А № г* оасхлшш * » ^ . * * ОООООО О- СО (П фф С4- <ТЛ » 9 я О ООО о о

-ДОЭОЧМММ 1ГМЛ СО 9 9 * V 9 * 1—к—II—а |-Ч1-||-) 1Л Л1С-<Ч <М 1—1 КС & ^ 9 * ^ * 9 V М 1—II—«)—« 1-1 М

с - * 9 9 * 9 9 оооооо ад 1—) ^ ^ 1 ■ 1 • 1 * 9 9 9 9 О ООО о о

о ж « » # р * м и>—<лл-косо № 00<Л С- И Зч <5о5со <п 1-1 * * 9 * 9 9 И 1-й 1-1 <41 <41 со

о (в ьчалгчвочо О ООН 1Л м 1Л оимл ю со * 9 9 9 9 9 О (ЧИЧ) 1Л Щ

о й (ЛОЧме-ООО-ОО1-1 ООО 9 9 № 9 9 оооооо 1-1 ннт да ср. |-< нио О О 9 9 9 9 9 9 О ООО о о

8 л> £ ООСЧПООСЧОО о -з-о>-н н СО <411—оч со 9 9 9 9 9 9 1П имп^ ** -еГ

о" ' <м а г-йдаоол 9 9 * 9 * А со го сг> со со см 1—< ИНИН ¥ ЙЙЯ Я £ 9 9 9 9 9 9 00 СОСОЛ1 со СМ Ы |-(|—11—» 1—1 |—| '

-н ьэ 1—1 оо^ оочхл 9 9 9 * 9 к ШСООСОООСО ЦГ1 С01ЛЛ) м Сг\ ёгэ со1—11-4 оо м 9 9 9 9 9 9 -Л (МСОО\ 00 1» ~ С*- С4-О-10 ш ад

И 1 ЯК1 1 СО ^^-эГЗ сб я « п сгя О.Н или О яни! РчНПХП оо С-01-11-4 оаэчомл» ЯТХ.АА 1 [плооо ОС\Г 1ЛИ4Л1 ш К1-< 1-1 ьа ОО 1Л н ооГ? X 3 ТВВА е 8 с и^ н К

я- го, а^З-я & 1 1 1Л О 1 •> а.а>ви гам о* о я) я & я >>» м

глинистого материала по:профилю исследуемых почв довольно типичен для почв черноземного типа (Чшгакова, 1968). Процесс степного почвообразования наложил отпечаток в основном на распределение минералов типа 2;1о десткими и 'лабильными мех-слоевыми промежутками. Иеупорядочевое слвда-монтыориллонитовое образование претерпевает следующие изменения в пределах профиля: I) общее содержание этого компонента увеличивается вниз по профилю с 18-22 до 44*; 2) увеличивается содержание монт-мориллоештовых промежутков в смешатюслойном образовании с одновременным увеличением упорядоченности структуры за счет s увеличения количества монтмориллонитов^ блоков вниз по провалю В гумусовых горизонтах заметно относительное увеличение содержания слвдястого компонента, что подтверадается характером содержания KjO и минералогическим составом исследуемых почв.

Закономерности распределения глинистого материала юкного

9

чернозема» используемого под бессменные четырехлетние посевы риса, аналогичны таковым неорошаемого чернозема. Однако здесь наблюдается более резкое обеднение верхней толщи контморил-лонитовой фазой, чем в неорошаемом черноземе. Кроме того намечается тенденция к деградационяым изменениям смешанноелойких слюда—смектитовах образований.■",

Таким образом; в южном черноземе, используемом под бес-, сменные посевы риса происходит ряд изменений глинистого материала: уменьшение его.общего содержания вследствие распада и вымывании смектитового компонента, а также возможно новообразование минералов с каолиаитовой структурой пшыозитоподоб-ного типа из продуктов распада;

'У 23 ■

№крэыорфологнчеокиеисоледоваяаяпозвояилитак*в выявить-ряд изменений южного чернозема при,использовании его под культуиг риса. ПЬд влиянием орошения характер микросложения нзменяетоя в сторону.значительного уплотнения (для Ад характерно компактно е сложение). В условиях орошения идет разрушение микроагрегатов, ош плохо выражены и почвенная масса приобретает более распыленное, бесструктурное состояние. Уменьшается.количество гумуса за счет гумуса ыулевоготипа._ В переходных горизонтах затапливаемых черноземов обнаружена конкреции железа..При орошении идет сильная миграция и выпадение в осадок карбонатов в виде кальцита^

, Р М ОДЫ '

1. Использование черноземных почв под культуру риса

связано о длительный затоплением этих почв, приводит к чере-

*

довашш окислительных условий с резко выраженными восстановительными -и существенно изменяет характер почвообразования.,

2. В период затопления отмечается усиление деятельности анаэробных микроорганизмов и, как результат последнего, падение окислительно-восстановительного потенциала, перевод окис- ■ них соединений железа, марганца в более, подвижные закзсные формы, появление в почве сероводорода и органических кислот,

3. Пахотный горизонт затапливаемой почвы представляет гетерогенну» систему, іде выделяются резко выраженные окисленные и восстановленные зоны, Моїцность окисленной зоны на границе вода-почва варьирует во времени от нескольких см £3-5) в * начальный период затопления до нескольких к моменту сброса воды. , * _ ■

4. В горизонтах, налболеа обогащенных органическим веществом, при затоцденжн наблвдается падение окислительно-восстановительного потенциала до -100 ив и ниже, С"глубины 30-35 си устанавливается окислительный режим. 1

,5. Имеет место изменение реакции среда в период затопления со слабощелочной а щелочной до нейтральной.

6. Питательный режим южных черноземов, используемых под рас, значительно отличается от питательного режима неорошаемых почв. В период затопления возрастает содержание подвижных фосфатов и калия. При затоплении увеличивается количество аммоний-, но го азота, кото{ый в этих условиях является основным источником питания риса. При дальнейшем использовании рисовых шлей под сопутствушую культуру содержание калия, фосфатов в аммонийного азота снижается, приближаясь к содержания их в неорошаемом черноземе. • .

7* Бессменные четырехлетние посевы риса вызывают обеднение почв гумусом. Промежуточные культуры*{такие, как люцерна) способствуют сохранению гумуса, но полностью зти потер» не восполняют. Для предотвращения дальнейших потерь необходимо дополнительное внесение органических удобрений.

6. Смена аэробных условий на анаэробные способствует изменению качественного состава'гумуса, приводит к образована» более подвижных гумусовых веществ.'Эти же процессы обусловливают накопление в затапливаемых черноземах-малоактивных гумусовых кислот, связанных с глинными минералами и устойчивыми полутораокисями, а также негидролвзуемого остатка и группы воско-смол. Под влиянием длительного затопления содержание .

гуминовых кислот падает яри одновременном снижении их оптической плотности.

9. Чередование резко выраженных восстановительных процессов о окислительными и специфические условлл гидротермичес-

*

кого режима рисового поля способствуют разрушению алюмосиликатов.

10. 5 верхних горизонтах затапливаемых южных черноземов изменяется характер микрослоХения в сторону значительного уплотнения, идет разрушение микроагрегатов и уменьшение общего содержания глинистого материала вследствие распада и вымыва-

/V

ния смектитового компонента.

11. В условиях бессменных.четырехлетних посевов риса

^ намечается тенденция к деграцационнш изменениям южных черноземов, что проявляется в деградациокных изменениях органического вещества, почвенной структуры и минеральной части почвы.

12. Для предотвращения нежелательных изменений, таких как ухудшение биологического режима, падение содержания гумуса, появление в почве сероводорода, органических кислот и недо-окисленных продуктов, необходимо тщательное выполнение всех агромелиоративных рекомендаций. Особое внимание следует уделить проветриванию почв, для чего необходимо тщательное проведение осенней зяблевой всцажки и весенней перепашки почв.

На исследуемой рисовой системе необходимо обеспечить проточный водный режим путей хорошей работы дренажных каналов, не допуская работы системы в режиме подтопления.

По теме диссертации опубликованы следующие раооты:

1. изменение свойств шных черноземов под влиянием культуры риса. Тезисы докладов:научной конференции , "Проблемы взаимодействия общества и природы", "изд-воЩУ, 1974.

2.'Изменение глинистого материала в черноземах под культурой риса (в соавторстве с С.А.НшгадаевоЙ и Н,п.Чичиковой). Вестник МП, би одетая, почвоведение, - й б, 1974.

3. Некоторые особенности 1тмусообразованая черноземных почв, используемых под культуру ряса (в соавторстве о С.А.Ни-., кодаевой;. "Биологические науки",& 4, 1975.

исаовные полонена я диссертации доложены:

1. Па конференции ислодкх ученых вузов, научно-исследовательских и проектных институтов г. Москвы "Основные проблемы охраны почв", 1974, в г. москве. '

2. На конференции. "Проблемы: взаимодействия общества и природы", ЮТ4, в-г. Москве. .-

Поди, к печати б/*?- У$г Ф, 60ХЭ0/„

Фнэ. р. л. ^ /5" Уч.-изд. л. £ Заказ

ТнражРДОна,

Изд-во Московского укнцршеп, Москва, К-9,

ул. Героев», 5/7. . ,

Типография Нм-ва МГУ. Москал, Ленгори