Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

МЕЛИОРАЦИЯ ТЕМНО-КАШТАНОВЫХ СОЛЕНЦЕВАТЫХ ПОЧВ И СОЛОНЦОВ СТЕПНОЙ ЗОНЫ СЕВЕРНОГО ПРИКАСПИЯ

ВАК РФ 06.01.02, Мелиорация, рекультивация и охрана земель

Автореферат диссертации по теме "МЕЛИОРАЦИЯ ТЕМНО-КАШТАНОВЫХ СОЛЕНЦЕВАТЫХ ПОЧВ И СОЛОНЦОВ СТЕПНОЙ ЗОНЫ СЕВЕРНОГО ПРИКАСПИЯ"

На правах рукописи

Марс Алматек Марсович

МЕЛИОРАЦИЯ ТЕМНО-КАШТАНОВЫХ СОЛЕНЦЕВАТЫХ ПОЧВ И СОЛОНЦОВ СТЕПНОЙ ЗОНЫ СЕВЕРНОГО ПРИКАСПИЯ

Специальность 06.01.02 - Мелиорация, рекультивация и охрана земель

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

Пенза 2005

Диссертационная работа выполнена в Западно-Казахстанском аграрно-техническом университете

Научный руководитель: доктор сельскохозяйственных наук Фетисов М.И.

Официальные оппоненты: доктор сельскохозяйственных наук, профессор Ломов С.П., кандидат сельскохозяйственных наук, доцент Фомин II.А.

Ведущая организация: Волжский научно-исследовательский институт гидротехники и мелиорации (ВолжНИИГиМ)

Защита диссертации состоится «_» сентября 2005 г. в 10 часов на

заседании диссертационного совета Д 220.053.01 Пензенской государственной сельскохозяйственной академии по адресу: 440014, г. Пенза, ул. Ботаническая, 30, ауд. 1246.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Пензенской ГСХА.

Автореферат разослан « 30 » августа 2005 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета, доктор с.-х. наук

В.А. Гущина

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Северные районы Прикаспия Западно-Казахстанской области расположены в зоне сухих степей н полупустынь с сильнооолон-цеватыми почвами каштанового типа и солончаками степных и полупустынных. В данном регионе получило широкое развитие животноводство.

Производство продукции животноводства зависит от обеспеченности кормами. Наличие дешевых кормов позволит получать в регионе необходимое количество рентабельной продукции животноводства. Завоз кормов из других регионов нежелателен, в виду огромной стоимости энергетических ресурсов, затрачиваемых на их перевозку из других регионов в северный Прикаспий.

Снижение затрат на производство кормов в северной части Прикаспия можно достигнуть при возделывании засухоустойчивых кормовых сельскохозяйственных культур на мелиорированных землях. Для научного и экономически обоснованного проведения мелиоративных мероприятий проводятся экспериментальные работы по использованию фитомелиорантов и х иммел иорантов в увеличении продуктивности солонцов.

Цель и задача исследований. Цель работы состояла в разработке оптимальной технологии мелиорации сильносолонцеватых почв и солонцов степных для возделывания на них естественного травостоя, житняка и суданки на сено. Для выполнения поставленной цели необходимо было решить следующие задачи:

• установить продолжительность мелиоративного периода при внесении полной и половинной нормы гипса, рассчитанный на замещение в ППК соответствующего количества поглощенного натрия на кальций. Полная норма гипса рассчитывалась на замену в ППК 90 и 95% натрий на кальций, половинная норма на замену в ППК 40% и 45% натрий на кальций;

* улучшить водный, пищевой, воздушный режимы почв, повысить урожайность кормовых сельскохозяйственных культур;

« улучшить кормовую ценность культур оевоителей сильносолонцеватых почв и солонцов степных при проведении и окончании мелиорации.

■ оценить сельскохозяйственные культуры, пригодные в качестве освоителей солонцовых почв;

■ дать экономическую, биоэнергетическую и экологическую оценку эффективности производства кормов на мелиорированных сип ьносолонцеватых почвах каштанового типа и солонцах степных.

Научная новизна. Впервые в условиях засушливой зоны Северного Прикаспия проведены исследования производства кормов на мелиорированных землях после мелиорации сильносолонцеватых почв каштанового типа и солонцов степных.

Дана экономическая и экологическая целесообразность мелиорации темно-каштановых сильносолонцеватых почв и гпппппгг г '1 'Т*111111 ""*

имени К.А. Тимирязев« ЦНБ имени Н И. Железнова Фонд

нии на них в после мелиоративных период естественного травостоя, житняка и суданки.

Впервые в регионе доказана нецелесообразность проведения мелиорации на солонцах мелких и средних, в условиях современного развития АПК.

Проведена оценка целесообразности проведения мелиорации солонцов и сильносолонцеватых почв внесением половинной нормы гипса.

Практическая ценность работы. Материалы диссертации могут быть использованы при разработке мероприятий по увеличению плодородия почв, выхода кормов с единицы площади кормовых угодий. Установлена эффективность возделывания разных культур при мелиорации сильносолонцеватых почв и солонцов степных, даны рекомендации по отбору земельных угодий для проведения мелиорации солонцов.

Внедрение рекомендаций позволит, увеличить плодородие солонцеватых почв, повысить урожайность сельскохозяйственных культур, увеличить производство продуктов животноводства с низкой себестоимостью.

Диссертационная работа выполнена в соответствии с планом НИР Западно-Казахстанского аграрно-технического университета.

Ллробйция работы. Результаты научных исследований докладывались на ежегодных научно-теоретических конференциях профессорско-преподавательского состава Западно-Казахстанского аграрно-технического университета, Западно-Казахстанского государствен но го университета в 2000 - 2004 гг.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 8 работ.

Структура и объем диссертации. Диссертация изложена на 140 страницах с применением печатающих и графических устройств вывода ЭВМ.

Состоит из введения, 5 глав, выводов и рекомендаций производству, списка использованной литературы.

Объект и методика исследований. Полевые исследования проводились в Северной части Прикаспийской низменности на темно-каштановых сильносолонцеватых почвах, солонцах мелких, средних, глубоких.

Для характеристики климата зоны полупустынь, где проводились полевые опыты, использовались материалы наблюдений метеопостов метеостанции Уральск. Среднегодовое количество осадков составляло 200 - 210 мм, среднегодовая температура воздуха +5)90С, Среднегодовая относительная влажность воздуха составляет—50%. Средняя высота снежного покрова - 20-22 см, запасы воды в снеге к началу снеготаяния оценивались в среда ем - 84-85 мм. Средняя глубина промерзания почвогрунтов - 125 см.

Все исследуемые почвы сформировались в близких геоморфологических условиях, на одинаковой почсообразующей породе при залегании грунтовых вод в пределах 7 - 10 м. По механическому составу почвы тяжелосуглинистые. Реакция среды в гумусовых горизонтах почв - слабощелочная и средне щелочная.

Минерализация грунтовых вод от пресных до среди езасоленных. Естественный травостой опытных участков представлен ксерофитами и в незначительном количестве мезофитами. Урожайность сено на вариантах опытов определялась в четырехкратной повтори ости. Учетная площадь делянки 25-30 м1. Урожайность сена приводилась к влажности 17%. Качества сена принималось по ГОСТ 4808-87.

При постановке полевых опытов и математической обработке величин урожайности использовали методические разработки Б.А. Доспехов а (1985), Е.Л. Дмитриева (1995).

При проведении исследований гумус определялся по методу Тюрина в модификации Циняо, валовый азот по Кьельлалю, подвижный фосфор по Ма-чигииу, обменный Калий по Протасову, поглощенный натрий по методу Гед-ройца, поглощенный кальций и магний по Антипову-Каратаеву. Водная вытяжка по Гедройцу.

Почвеино-мелиоратовное состояние почв опытных участков устанавливалось по показателям засоления и осолонцевания почв, величин поглощенных оснований и химических свойств почв.

При проведении мелиорации почв использовались методические указания по мелиорации солонцов и сильносолонцеватых почв («Инструкция по учепу засоленных почв»).

Таблица 1 - Схема опыта по мелиорации почв

Варианты Приемы мелиорации солонцов и сильносолонцеватых почв

1 Внесение полной нормы химмелиорантов при возделывании житняка и суданки на секо на темно-каштановых почвах

2 Тоже, что и вариант 1, но с внесением половинной нормы хим мел иоранто в

3 Внесение полной нормы гипса на солонцах мелких степных при возделывании естественного травостоя, житняка и суданки

4 То же, что и на солонцах мелких степных полной кормы на солонцах средних, на солонцах глубоких степных

5 То же, что и на солонцах средних степных полной нормой

б То же, что и вариант 3, но с внесением половинной нормы химикатов на солонцах мелких

7 То же, что и вариант 3, но с внесением половинной нормы иа солонцах средних

8 То же, что и вариант 3, но с внесением половинной нормы на солонцах глубоких

Для оценки энергетической эффективности возделывания естественного травостоя, житняка и суданки на сено на мелиоративных землях применяли «Методические пособия по агроэнергетической оценке технологии и системе кормопроизводства» (1995). Методы отбора образцов сена и взятие навесок принимали по ГОСТ 17262 - 87, содержание азота и сырой протеин определяли по ГОСТ 134964 - 93, сырую клетчатку по ГОСТ 124962 - 91, сырой жир по усовершенствованному ЦИНАО методу Рушковского.

Результаты исследований

В основной части диссертации представлены результаты изучения влияния приемов мелиорации на урожайность сена естественного травостоя, житняка, суданки на сильносолонцеватых почвах, на солонцах мелких, средних, глубоких степных. Урожайность сельскохозяйственных культур при мелиорации почв в проводимых исследованиях зависела от вида и суммы, поглощенных оснований в солонцовом слое.

В проводимых исследованиях устанавливалась величина урожайности в зависимости от суммы и вида поглощенных оснований.

Изучались нормы высева и способы посева житняка на сено на темно-каштановых почвах 8 северной части Прикаспийской низменности (таблица 2).

Таблица 2 - Урожайность сена житняка в зависимости от норм и способов посева на темно-каштановых сильносолонцеватых почвах северной часто Прикаспийской низменности

Способы посева и годы Норма высева мли всхожих семян на га

4 б 8 10 12

1. Сплошной с междурядьями 15см 2000-2003 11,25 12,2 16,3 14,7 13,6

2. Рядовой с междурядьями 30 см 2000-2003 10,1 10,9 14,6 13,4 12,1

3. Широкорядный с междурядьями 45 см 2000-2003 9,0 9,87 13,7 12,7 11,3

На урожайность сена житняка решающее влияние оказывает принятые нормы и способы сева. Сев житняка в осенний период 20 — 30 сентября. Основная обработка зябь на глубину 20 - 23 см. Предпосевная культивация проводилась на глубину 4 - 5 см. После сева проводилось прикатывание кольчатыми катками. Семена заделывались на глубину 2 — 3 см.

Оптимальная корма высева житняка на почвах каштанового типа в северной части Прикаспийской низменности Западно-Казахстанской области 8 млн всхожих семян на гектар.

На почвах каштанового типа северной части Прикаспийской низменности лучшим способом посева житняка на сено является сплошной рядовой с междурядьями 15 см. Рядовой сев житняка с междурядьями 30 см и широкорядный с междурядьями 45 см характеризуется более низкой урожайностью сена в сравнении со сплошным рядовым способом сева житняка.

Влияние степени солонцеватости почв на урожайность сена житняка характеризуется материалами таблицы 3.

Таблица 3 - Влияние солонцевзтости почв на урожайность сено житняка

Почвы годы, ц/га годы, %

2001-2003 2001-2003

I емно-каштано вые несолонцеватые 18,43 100

Темно-каштановые слабосолонцеватые 16,6 90,4

Темно-каштановые среднесолон цеватые 15,3 83.0

Темно-каштановые сштьносолонцеватыс 13,7 74,4

Солонцы средние степные 12,9 69,6

Из материалов таблицы 3 следует, что увеличение солонцеватости почв приводит к снижению урожайности сена житняка. Наблюдается обратная корреляция между величинами урожайности сена житняка и степени солонцеватости почв.

Одним из мероприятий повышения урожайности сена житняка в северной части Прикаспийской низменности является снижение солонцеватости почв.

Водопроницаемость несолонцеватых почв равняется ОД] —0,24 мм/мин, пороз ности - 51-57,3%, водопроницаемость сильносолонцеватых почв -0,14-0,22. Увеличение солонцеватости приводит к ухудшению показателей вводно-физичес-ких свойств почв, что отрицательно сказывается на урожайности с/х культур.

При определении коэффициентов использования осадков теплового периода года оценивались облажные и ливневые дожди. Количество пошедших на сток осадков определялось как разность выпавших осадков и поступивших в промачиваемый слой во время дождя. Коэффициенты использования осадков определялись как отношение поступившей в почву дождевой влаги к величине выпавших осадков.

Водопотребленне посевов житняка за вегетационный период на сильносолонцеватых почвах характеризуется материалами таблицы 4.

Таблица 4 - Водопотребленне посевов житняка за вегетации, м3/га на тем но-каштановых_ сильносолонцеватых тяжелосуглинистых почвах

Почвы и годыиссле-дований Использование влаги слоя 0-150 см, м3/га Суммарное водопотребленне, иг/га Коэффициент водопотреб-ления м /га Коэффициент транс-пи рации

из запасов почвы осадков

2000 год

несолон цеватые 1223,9 70 1293,9 1405,4 16,95

силы юсолонцевагые 1032,0 245 1077,6 2072 2500

2001 год

несолонцеватые 1354,3 233 1587,3 881,8 1062,4

си льносолонше ватые 1008,7 131 1189,7 874,7 . 1054,6

2002 год

1 ¡есолоние ватые 1246,8 241,2 1488,0 813,1 980,0

сильносолонцеватые 1078,4 198,8 1277,2 939 132,3

2003 год

несолонце ватые 1250 220,7 1470,7 774 928,8

силыюсолонце ватые 1063,2 189,8 1253 793 951,6

Использованная влага из запасов почвы равнялась разности в запасах влаги слоя 0 - 150 см в начале и конце вегетации. С увеличением солонцеватости

почв уменьшается и величина использования влаги из запасов почвы. Наибольшее суммарное водопотребление посевов житняка определено на солонцеватых почвах. С увеличением солонцеватости почв снижается величина суммарного водопотребления поля житняка. Соответственно со снижением суммарного водопотребления поля житняка, снижается и величина урожайности сена житняка.

Суммарное водопотребление поля житняка на темно-каштановых несолонцеватых почвах в 2003 году составило 1470,7 м'/га, сильносолонцеватых — 1353 м'/га. О рациональности использования влаги для формирования урожая сельскохозяйственных культур судят по величинам коэффициентов водопотребления и транспирации, полученных на несолонцеватых почвах. На этих почвах наиболее рационально используется влага, на единицу массы продукции затрачивается наименьшее количество влаги.

Для повышения продуктивности посевов житняка и рационального использования почв и водных ресурсов проводились мелиорации по ликвидации солонцеватости почв.

В засушливых условиях полупустыни величина урожайности сельскохозяйственных культур зависит от запасов влаги в почве. Одним из мероприятий увеличения запасов влаги в почвах на посевах сельскохозяйственных культур является снижение величины стока.

Определено, что в холодный период года на несолонцеватых почвах на посевах житняка 32% выпавших осадков идет на сток. В теплый период года 64%.

При этом сток на высокопродуктивных посевах житняка значительно меньше, чем на целинных землях с естественным травостоем. На несолонцеватых почвах с посевом житняка в среднем за холодный и теплый период в сток на 12% меньше, чем на целинных землях с естественным травостоем.

Наличие питательных веществ в почвах характеризуется материалами таблицы 5.

Таблица 5 - Наличие питательных веществ в темно-каштановых почвах н солонцах глубоких до и после проведения химических мелиораций

До мелиорации После мелиоративного периода

Темно-каштановые сильносолонцеватые тяжелосуглинистые

годы Мгна 100 г почвы Валовый годы Мг на 100 г почвы Валовый

Р205 К20 азот, % Р205 К20 азот, %

1995 2,2 34 0,12 2001 3,9 38 0,14

1996 2,5 32 0,15 2002 4,2 42 0,17

2997 2,6 30 0,18 2003 4,4 46 0,20

Солонцы глубокие степные

1995 0,8 28 0,066 2001 2,5 32 0,1

1996 0,92 31 0,008 2002 2,6 35 0,08

2997 0,6 26 0,005 2003 2,2 34 0,13

Темно-каштановые сильносолонцеватые почвы н солонцы глубокие степные в период возделывания житняка на сено до мелиорации характеризуются низкой обеспеченностью азотом, фосфором. Низкая обеспеченность почв азотом и фосфором в сочетании с небольшим количеством естественных осадков в

вегетацию сельскохозяйственных культур является причиной низкой продуктивности возделываемых культур.

Химическая мелиорация оказывает положительное влияние на содержанке PjOj, KjO, азота в тем но-каштановых почвах и солонцах глубоких. Внесение гипса, обеспечивающего снижение содержания натрия в почвах, представлено в таблице 6.

Проведение мелиоративных мероприятий увеличило показатели использования влаги из запасов почвы посевами житняка и суданки на сено. На солонцах средних степных, без применения мелиорации, используется влага из запасов почвы на посевах житняка и суданки на сено, примерно в 2 раза меньше чем на мелиорируемых почвах.

Таблица б - Влажность почвы в вегетацию сельскохозяйственных культур в северной части Прикаспийской низменности % от НВ

Почвы и с/х культуры, годы До мелно рации, см После мелиоративного периода, см

В начале вегетации В конце вегетации В начале вегетации В конце вегетации

0-40 0-100 0-40 0-100 0-40 0-100 0-40 0-100

Темно-каштановые сильносолонцеватые Житняк на сено 2000-2002 90,0 84,7 50,5 51,4 94,6 92,2 50,1 53,6

Суданка на сено 2000-2002 82,6 83,9 48,5 54,3 84,7 85,2 49,5 51.4

Солонцы глубокие Житняк на сено 2000-2002 69,4 72,8 51,0 46,0 83,4 85,7 52,8 54,2

Суданка на сено 2000-2002 61,2 65 46,2 46,6 85,6 86,6 53 52,3

Влага, используемая из запасов темно-каштановой почвы, равнялась разности в запасах влаги метрового слоя перед севом и в конце вегетации. На не-мелиорируемых темно-каштановых почвах из запасов почвы за вегетацию житняка использовано влаги в зависимости от влагообеспеченносги года от 805 до J180 м3/га, суданки от 855 до 1140 м3/га.

Данные свидетельствуют О постоянном дефиците запасов влаги на посевах житняка и суданки в последние 2-3 недели вегетационного периода в слое 0 - 100 см. В конце вегетации житняка и суданки запасы не немелнорирован-ных и мелиорируемых почвах в метровом слое лежат на уровне, или близко к этому, влажности завядания.

При такой влажности почв процессы мелиорации затухают и возобновляются после поступления в почву поздних осенних, зимних и ранневесенних осадков. После наступления плюсовых температур и до августа месяца в мелиорируемых почвах имеется доступная для растений и реакции обмена в ППК натрия на кальций почвенная влага. Повышенная влажность почвы в ранневе-

сенний период позволяла вытеснить из ППК и вымыть из почвы в нижележащие слои натрий (таблица 7).

Таблица 7 • Изменение содержания поглощенных оснований в мелиоративный период в почвах северной части Прикаспийской низменности при внесении полной нормы гипса

Содержание поглощенных оснований

Почвы, слои и годы мг/экв на 100 г почвы

натрий кальций

Темно-каштановые сильносолонцеватые

1997

0-10 1,40 7,28

11-20 1,02 7,31

21-30 0,65 5,69

31-40 0,53 5,88

1998

0- 10 0,72 8,14

11-20 0,54 8,34

21-30 0,49 5,95

31-40 0,42 6,44

1999

0-10 0,51 9,24

11 - 20 0,5 3,38

21 -30 0,4 5,96

31 -40 0.37 6,49

2002

0-10 0,39 8,67

11-20 0,44 8,14

21-30 0,42 5,92

31 -40 0,27 6,56

На темно-каштановых сильносолонцеватых почвах гумусовый горизонт равнялся 23 — 26 см. Содержание гумуса 2,3 - 2,5%. Содержание гумуса небольшое и связано с засушливостью климата, первоначальным засолением в прошлой стадии развития почв, появление интенсивной солонцеватости почв. На данных почвах в годы с большим количеством естественных осадков представляется возможным получать экономически обоснованные величины урожаев кормовых сельскохозяйственных культур.

Солонцы средние степные имеют гумусовый горизонт «Л» 14 - 15 см. Расположенный ниже солонцовый горизонт равнялся 18 — 20 см. Солонцы средние степные имеют в гумусовом горизонте «Л» низкое содержание гумуса 0,9 - 1,2%, а в солонцовом горизонте содержится 25 - 40% натрия от емкости обмена. Названные агромелиоративные свойства солонцов средних не позволяют получать на них экономически целесообразные урожаи.

Солонцы глубокие степные имеют гумусовый горизонт «А» 22 - 24 см, солонцовый горизонт равняется 17 — 22 см, содержание поглощенного натрия в солонцовом горизонте 30-35% от ем кости обмена.

Солонцы глубокие степные содержат в горизонте «А» 1,2 - 1,5% гумуса. При большом количестве естественных осадков на этих почвах получают удовлетворительные урожаи кормовых сельскохозяйственных культур.

Увеличения глубины пахоты с 20 до 28 см практически не окупает увеличение затрат на энергоресурсы при проведении пахоты на 28 см в сравнении с' пахотой на 20 см.

При вспашке плугом ПТН-40 наблюдались огромные энергетические затраты на проведение вспашки, которые не окупаются полученным урожаем при данном виде вспашки. Содержание поглощенных оснований в почвах северной части Прикаспийской низменности перед началом проведения химических мелиорации в 1995 году представлено в таблице 8.

Таблица 8 - Содержание поглощенных оснований в почвах северной части Прикаспийской низменности

Почвы и слои, см Содержание поглощенных оснований в мг на 100 г почвы

Ыа Са

Темно-каштановые силь-

носолонцеватые 0-10 1,56 6.92

11-20 21 -30 1Д7 0,77 6,56 5,27

31-40 0,66 5,16

Солонцы средние степные 0-10 0,49 7,6

11-20 1,9 5,62

21-30 3,04 4,4

31 —40 0,4 4,5

Солонцы глубокие степ-

ные

0- 10 11-20 0,6 0,56 9Л 6,32

21-30 3,6 8,28

31 -40 3,5 6,4

Зябь вспахана в августе 1996 года, сев проведен в середине мая 1997, уборка — в середине августа 1997 года.

Установлено относительно близкое влияние разных видов пахоты на накопление запасов влаги в солонцеватых почвах в слое 0-40 см. Такое положение объясняется засушливостью климата, наличием высоких среднесуточных температур и суховеев.

В рассматриваемых условиях на выбор пахоты будет оказывать большое влияние затраты энергоресурсов при каждом виде пахоты и полученная урожайность сельскохозяйственных культур в мелиоративный период и после мелиорации почв. Прибавка урожайности сельскохозяйственных культур.

Качественные показатели сена житняка представлены в таблице 9.

Таблица 9 - Качественные показатели сена житняка на темно-каштановых сильносолонцеватых почвах северной части Прикаспийской низменности

Кз Наименование показателей НДи методы испытаний Фактическое значение

1, Влага ГОСТ 25548-97 16%

2. Азот- ГОСТ 13496.4-93 1,2%

3. Сырой протеин 6,25%

4, Сырая клетчатка ' ГОСТ 134962-91 28,5%

5. Сырой жир ГОСТ 13496,15-97 2,47%

6. Сырая зона ГОСТ 26226-95 5,43%

7. фосфор ГОСТ 26657-97 1,3 г/кг

8. Натрий ГОСТ 30503-97 5,8 г/кг

9. Калий ГОСТ 30504-97 17,0 г/кг

10. Кальций ГОСТ 26570-95 3,9 г/кг

П. Магний ГОСТ 30502-97 1,2 г/кг

12. Каротин ГОСТ 13496,20-87 15 мг/кг

13. Нитриты ГОСТ 13496,19-93 347,0м г/кг

От качества сена зависит успех производства продукции животноводства. Сильная солонцеватостъ почв не приводит к существенному снижению качества сена кормовых культур. На солонцеватых почвах при соблюдении правил агротехники возделывания кормовых культур представляются возможным получать продукцию животноводства высокого качества с содержанием в ней необходимого количества микроэлементов и макроэлементов (таблица 10).

Таблица 10 - Изменение поглощенных оснований при половинной норме внесения гипса в северной части Прикаспийской низменности в мелиоративный период

Почвы, слои и годы Содержание поглощенных оснований мг/экв на 100 г почвы

натрий кальций

Темно-каштановые сильносолонцеватые 1997 0-40 1,58 6,9

1998 0-40 1.45 6,2

1999 0-40 0,78 6,6

2002 0-40 0,44 6,9

Солонцы глубокие стенные 1997 0-40 1,47 7,0

1999 0-40 0,82 8,2

2001 0-40 0,34 8,26

2002 0-40 0.64 8,46

2003 0-40 0,49 8,57

В настоящее время одной из главных проблем является снижение затрат на проведение химических мелиорации при производстве кормов. Внесение гипса требует огромных затрат на энергоресурсы, на транспортировку химикатов от железной дороги на поле и машинами на поле.

Проведенные исследования свидетельствуют о целесообразности внесения половинной нормы гипса на сильносолонцеватых почвах и солонцах степных.

Установлено, что при половинной норме внесения гипса, происходит вытеснение из ППК натрия и замена его на кальций. За 8-9 годов происходит замена в ППК натрия на кальций при половинной норме внесения гипса. Об эффективности мелиорации судят по величине урожайности сельскохозяйственных культур в до мелиоративный, в течение мелиоративного и после мелиоративного периодов. Урожайность сельскохозяйственных культур в проводимых исследованиях характеризуется материалами таблицы 11.

Таблица 11 - Урожайность сельскохозяйственных культур на вариантах опыта по мелиорации почв в северной части Прикаспийской низменности (а-полная норма гипса, б-половннная норма гипса)

Почвы 1997 1998 1999 2000 2001 2002

Темно-каштановые сильносолонцеватые Жнтняк на сено А Б 4.9 4,6 4,0 3,0 6,8 6,3 6,5 6,0 6,4 6.0 6,8 6.2

Суданка на сено А В 52 50 за 3.0 6,2 6,0 5,8 5,0

Солонцы мелкие житняк на сено А Б 0,9 0,88 0,46 0,20 0,82 0,77 0,82 0,7 0,88 0.8 0,9 0,85

Суданка на сено А Б 0,62 0,5 0,6 0,46 0,78 0,58 0,8 0,66

Солонцы средние житняк на ссно А Б 1,8 1,2 2,9 1,27 2.9 2,6 2,52 2,2 1,7 1,4 2 Л 2,0

Суданка на сено А Б 0,62 0,5 0,6 0,46 0,78 0,58 0,8 0,66

Солонцы глубокие жнтняк на сено А Б 4,6 4,0 4,0 3,5 6 5.8 5.8 5,5 5,5 5,0 4,5 4,1

Суданка на сено А Б 5,0 4,5 4,5 2,0 5,8 5,0 4,9 4,5

Экономическая эффективность возделывания сельскохозяйственных культур при мелиорации солонцеватых почв в северной части Прикаспийской низменности характеризуется материалами таблицы 12.

Таблица 12 - Экономическая эффективность проведения мелиорации солонцов в северной части Прикаспийской низменности

Сельскохозяйстве иная культура и показатели В среднем за 3 года до мелиорации В среднем за 6 лет мелиоративного периода В среднем за 3 года мелиоративного периода

1. Житняк

а) урожайность, ц/га 1,22 3,11 5,0

б) стоимость 1 ц сена ЗД9 917,4 1600

в) производственные затраты, тг/га 400 680 880

г) себестоимость, тг/ц 327,8 218 176

д) прибыль, тг/и -71 237,4 720

е) рентабельность, % -21,6 108 409

2. Суданка а) урожайность, ц/га б) стоимость 1 ц сена в) производственные затраты, тг/га г) себестоимость, тг/ц д) прибыль, тг/ц е) рентабельность, % 1,61 380,7 400 348 -19,3 -7,7 3,15 929,2 680 215,8 249 115 4,7 1504 880 187 624 333

Мелиорация сильносолонцеватых почв и глубоких солонцов в северной части Прикаспийской низменности является рентабельным мероприятием, позволяющим получать корма без убытка и с наименьшими затратами в сравнении с немелиорируемыми угодьями при возделывании на мелиорируемых землях житняка и суданки на сено.

Мелиорация мелких и средних солонцов в северной части Прикаспийской низменности является убыточным мероприятием.

Энергетическая эффективность возделывания сельскохозяйственных культур на мелиорируемых солонцеватых землях характеризуется материалами таблицы 13.

Таблица 13 - Энергетическая эффективность возделывания сельскохозяйственных культур на мелиорируемых солонцеватых землях

Показатели В среднем за 3 года

До мелиорации После мелиорации

Урожайность с/х культур, ц/га на солонцах глубоких 1,4 6,8

Затраты совокупной энергии на 1 га МДж 90 320,6

На 1 ц сена, МДж 64,3 32,4

На 1 га МДж ОЭ, МДж 13,91 12,9

Сбор с 1 га: Обменной энергии, МДж 7.7 40,1

Валовой энергии, МДж 107,1 520,2

Прирашение ВЭ 17,1 299,6

Мелиоративные мероприятия позволяли увеличить урожайность ссна с 1,4 до 6,8 ц/га и соответственно увеличить выход обменной энергии с га площади возделываемой кормовой сельскохозяйственной культуры. Проведение мелиорации солонцов глубоких увеличивает выход обменной И валовой энергии и является энергетически эффективным мероприятием.

ВЫВОДЫ

1. Внесение гипса на почвах каштанового типа и солонцах мелких средних и глубоких степных снижает солонцеватость данных почв Северной части Прикаспийской низменности, улучшает их физические и химические свойства, водный, воздушный и тепловой режимы почв.

2. Использование гипса при мелиорации сильносолонцеватых почв и солонцов степных обеспечивает положительный эффект при применении норм внесения гипса, рассчитанных на обеспечение полной и половинной замены поглощенного натрия на кальций. Сокращение нормы внесения гипса на половину позволяет решить проблему экономического использования энергоресурсов, затрачиваемых на перевозку и внесение гипса в почву.

3. Снижение солонцеватости химическими мелиорациями с внесением гипса увеличивает водопроницаемость почв на мелиоративных солонцах и сильносолонцеватых почвах, примерно в б раз, уменьшается плотность почв на 3 ~ 5%, увеличивается порозносгь на 2 — 4%. Проводимая мелиорация позволяет сблизить солонцеватые почвы с несолонцеватыми по физическим свойствам. Изменение при мелиорации физических свойств почв позволяет поддерживать в них водный, воздушный и тепловой режимы, аналогичные с несолонцеватыми почвами.

4. Внесение гипса на тем но-каштановых сильносолонцеватых почвах и солонцах глубоких снижает их солон цеватость, улучшает агрохимические показатели. Данные почвы до мелиорации слабо обеспечены азотом и фосфором, хорошо калием. После 6-летнего мелиоративного периода из-за улучшения водного, воздушного и теплового режима на данных почвах наблюдалось увеличение содержания легко доступных для растения азота, фосфора и калия.

5. Эффект мелиорации сильно солонцеватых темно-каштановых почв и солонцов степных в северной части Прикаспийской низменности зависит от объемов накопления влаги в почве. К обязательным мероприятиям по накоплению влаги в почве следует отнести парование поля, посадку кулис, снегозадержание, глубокую вспашку.

6. При проведении мелиорации сильносолонцевагых почв и солонцов степных практически ежегодно наблюдается достаточное количество доступной влаги для житняка и суданки в первую половину вегетации, и только во вторую половину вегетации ощущается недостаток доступной для растений и мелиорации влаги. Одной из причин снижения эффективности процессов мелиорации являются отсутствие влаги в почве во вторую половину вегетации.

7. Мелиоративный период при норме внесения гипса, рассчитанной на полную замену натрия на кальций, с оставлением 3-10% натрия от емкости обмена равняется шести годам, рассчитанного на замену 50% натрия - 7-8 годам.

8. Качество сена житняка и суданки, выращенных на не солонцеватых почвах и после проведения мелиорации солонцов, характеризуется близкими величинами, в пределах точности определения,

9. Экономически наиболее эффективно сводить мелиорацию на темно-каштановых сильносолонцеватых почвах и солонцах глубоких степных.

10. Основной сельскохозяйственной культурой для освоения мелиоративных солонцов и солонцеватых почв является житняк. Житняк в Северной части Прикаспийской низменности высевается нормой кг/га, с глубиной заделки семяк 1-5 см, шириной междурядий 10-15 см.

П. В Северной части Прикаспийской низменности коэффициент водопо-требления житняка равняется 792,5, коэффициент транспирации 950,6.

12. Коэффициент стока на посевах житняка равняется в холодный период 0,32, в теплый период - 0,45, на целине с естественным травостоем - 0,21 и

0.32. Необходимо применять мероприятия на задержание местного стока.

13. При мелиорации солонцов мелких и средних установлены низкие урожайности сельскохозяйственных культур. На темно-каштановых сильносолонцеватых почвах и солонцах глубоких степных проведение химических мелиораций экономически целесообразно за исключением острозасушливых годов.

14. В Северной части Прикаспня экономически целесообразно при основной обработке солонцеватых почв и солонцов степных проводит отвальную вспашку на глубину 28 - 30 см. Вспашка плугом ПТН - 40 энергоемко и получение прибавки урожая не окупается.

15. Эффективность мелиорации сильносолонцеватых почв и солонцов степных зависит от наличия в почве доступной для растений влаги. Наличие острозасушливых периодов снижает эффективность проведения мелиорации, приводит к удлинению сроков окупаемости капиталовложений на мелиорацию почв.

Рекомендации к производству

1. В Северной части Прикаспийской низменности возделывать яровую пшеницу для решения кормовых проблем нецелесообразно на темно-каштановых сильносолонцеватых почвах солонцах мелких средних и глубоких из-за низкой урожайности яровой пшеницы на данных почвах при отсутствии и применении химических мелиораций.

2. Применение химических мелиораций не решает проблему увеличения урожайности зерна и соломы яровой пшеницы до экономически целесообразных величин. При применении химических мелиораций урожайность яровой пшеницы невысока из-за низкого влияния гипса на плодородие солонцеватых почв и солонцов при возделывании пшеницы.

3. Солонцы мелкие и средние степные целесообразно использовать под пастбища КРС и овец, не применяя на них химических мелиораций. Урожайность сельскохозяйственных культур на данных почвах при отсутствии и применении мелиораций крайне незначительна, что делает нерациональным использованием мелких и средних солонцов для возделыва-. ния сеяных сельскохозяйственных культур.

4. На темно-каштановых сильносолонцеватых почвах и солонцах глубоких экономически целесообразно возделывать при проведении химических мелиораций житняк и суданку на сено, или использовать данные почвы для возделывания естественного травостоя на пастбищах.

5. При мелиорации темно-каштановых сильносолонцеватых почв и солонцов глубоких степных необходимо вносить норму гипса, рассчитанную на обеспечение замены половины натрия в почвенном поглощенном комплексе на кальций.

6. Водопотребление житняка и суданки на сено на солонцеватых почвах и солонцах степных зависит от количества выпавших осадков и проведенных мелиораций. После проведения мелиораций с внесением гипса водо-лотребление житняка и суданки на сено увеличивается при наличии влаги в почве до 2500 - 2600 м /га.

7. Разные виды пахоты при мелиорации солонцеватых почв и солонцов не ликвидируют дефицит влаги при мелиорации сильносолонцеватых почв солонцов степных вспашку необходимо производить на глубину 20-22 см и 28-30 см отвальными плугами ПН-4-35. Вспашка плугом ПТН-40 характеризуется большими энергозатратами и требует длительных сроков окупаемости капиталовложений.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:

1. Марс A.M., Фетисов И.М. Мелиорация солонцов и сильно солонцеватых почв в северной части Прикаспийской низменности //Жаршы - Издательство «Бастау», г. Алматы, 2004, - №5. — С.62-63;

2. Фетисов И.М., Марс A.M. Водный режим темно-каштановых солонцеватых тяжелосу глинистых почв при возделывании житняка на сено на не дренируемых почвогрунтах северной части Прикаспийской низменности //Жаршы -Издательство «Бастау», г. Алматы, 2004. — №4,- С.б 1-62;

3. Марс A.M., Фетисов И.М. Нормы высева и способы посева житняка на сено на темно-каштановых почвах Западно-Казахстанской области //Жаршы -Издательство «Бастау», г. Алматы, 2004. - Ка7. — С.47-48;

4. Марс A.M. Изменение содержания поглощенных оснований при мелиорации сильно солонцеватых почв и степных солонцов в Северной части Прикаспийской низменности //Сборник научных трудов РГКП «Уральская сельхозопытная станция». - г. Уральск, 2005. - С.268-270;

5. ФетисовИ.М., Марс A.M. Мелиорация темно-каштановых сильно солонцеватых почв, солонцов полупустынных в Северной части Прикаспийской низменности Западно-Казахстанской области //Вестник сельскохозяйственных наук Казахстана. — Издательство «Бастау», г. Алматы, 2005. - №1. - С.31-33;

6. Марс A.M. Влияние химических и агробиологических мелиораций сон-цов степных и сильно солонцеватых темно-каштановых почв на урожайность суданской травы в Северной части Прикаспийской низменности //Издание ДРГП Западно-Казахстанского центра информации — г.Уральск, 2005. — №8 -С.2-4;

7. Марс A.M. Влияние мелиорации солонцов и сильно солонцеватых почв на вводи о-физические свойства //Издание ДРГП Западно-Казахстанского центра информации - г.Уральск, 2005. - Xal 1 - С. 1-3;

8. Марс A.M. Влияние мелиорации солонцов на засоленность и кислотность почв //Издание ДРГП Западно-Казахстанского центра информации — г.Уральск, 2005. - №10 - С.2-3.

IS

Отпечатано с готового оригинал-макета в типографии «Копн-Иао» ИП Попова МГ. г, Пенза, ул. Московская, 74 29.0S.2005 г., тираж 100 экз., 1,25 усл. печ, л., заказ 1026

»15596