Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Оптимизация агрофизических свойств предгорной орошаемой светло-каштановой почвы Заилийского Алатау

ВАК РФ 06.01.03, Агропочвоведение и агрофизика

Автореферат диссертации по теме "Оптимизация агрофизических свойств предгорной орошаемой светло-каштановой почвы Заилийского Алатау"

АКАДЕМИЯ НАУК РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН Институт почвоведения

На правах рукописи

ЕАЯРСТАШЕА Мирца Епьтаевна

ОПТИМИЗАЦИЯ АГРОФИЗИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ПРЭДГОИЮР1 ОРОШАЕМОЙ СВЕТЛО-КАШТАНОВОЛ ПОЧВЫ ЗАЯЛИИСКОГО АЛАТАУ

Специальность 06.01.03 - агропочвоведение

и агрофизика

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

Алма-Ата 1992

Работа выполнена в Казахском НИИ земледелия им. В. Р. Ветьямса Академии сельскохозяйственных наук Республики Казахстан.

Научный руководитель - кандидат сельскохозяйственных

наук А И. ИОРГАНСКИИ

Официальные оппоненты: - доктор биологических наук

К А. ОРЛОВА

кандидат сельскохозяйственных наук С. И. ОРДАЕАЕВ

Ведущая организация - Казахский сельскохозяйственный

институт.

Зап^гса диссертации состоится " " Л-аМ-й/иУ 1993 г. в "¿0*4асов на заседании специализированного Совета К 008.07.01 в институте почвоведения Академии наук Республики Казахстан по адресу: 480032, Алма-Ата, Академгородок, Институт почвоведения АН РК.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Института почвоведения АН РК.

Автореферат разослан " " 1992 г.

Ученый секретарь специализированного Совета, кандидат с. -х. наук

!/Г > /-

/

Н. Л.ЯЦУНИН

1»4 'V 'Л. « / ," * "Ъ

ОЬЩАН ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Значение физических свойств почв, пробле- • 1 их регулирования и оптимизации б настоящее время приобретают обув актуальность. Современные технологии возделывания сельско-|эяйственных культур сопровождается многократным проходом по по-| тракторов, сеялок, комбайнов, автомашин и другой техники. Ьысо-й уровень интенсификации сопровождается многоими негативными следствиями, одно из которых - деградация агрофизических свойств, обенно сильно проявляется деградация на орошаемых почвах, Воз-йствие ходовых систем сельскохозяйственной техники и орооение дут к значительному снижении их плодородия и урожайности сельско-зяйственных культур.

Йесмотря на сирокое развитие ороиения в южной части Республк-Казахстан, агрофизические свойства почв, их изменение при дли-льном оросении и приёмы оптимизации в целях повывения плодородия опвемых земель остаются недостаточно изученными.

Цель и задачи исследований. Цель исследований - изучить изменив водно-физических свойств предгорной светло-каштановой почвы и орошении и'разработать эффективные пути их оптимизации.

Основные задачи исследований:

I. Установить влияние факторов интенсификации земледелия эрошение, движители сельскохозяйственной техники, севообороты, :сменные культуры и удобрения) на водно-физические свойства зтло-каштановой почвы.

с. Оценить физические показатели плодородия почвы, наиболее :но связанные с урожайность» культур и обосновать оптимальные :аметри агрофизических свойств.

3. Разработать оптимальную модель коркеобитаемого слоя оро-¡кой светло-каштановой почвы по агрофизическим показателям под 1у«ие культуры зоны.

Научная новизна работы. Установлены закономерности изменения 1Н0-$изических свойств предгорной светло-каштановой почвы в за-¡нкости от длительного орошения, воздействия движителей сельско-¡яйственной техники, севооборотов, бессменных культур и удобре-!. Изучено влияние ьлажности почвы на изменение плотности, еыяв-1а критическая точка полевой влажности почвы, ьысе кото]ой сель-1Хозяйственкые машины оказывают наибольшее влияние на уплотнение в. 1'ассмотрена корреляционная зависимость между урожайностью

сахарной свеклы, озимой птаницы, сои и содержанием в почве водопрочной структуры и величиной объёмной кассы почвы. Впервые для орошаемой светло-каетеновой почвы определены оптимальные параметр плотности и структурного состава почвы и разработана модель кор-необитаемого слоя почвы с оптимальными агрофизическими параметрами. Даны практические рекомендации по регулированию агрофизически сеойств почвы.

Практическая ценность работы. На основании выполненных иссле довакяй разработаны рекомендации для улучкения физических свойст! орошаемых почв, включающие приёмы снижения отрицательного влияния высокой плотности почв.

Реализация результатов исследований. Результаты исследований по разуплотнению почв внедряются в хозяйствах орошаемой зоны Алмг Атинской области.

Апробация. Основные положения диссертационной работы долоз^ на Всесоюзной научно-практической конференции "Бклад молодых учёных и специалистов в интенсификацию сельскохозяйственного производства" (Алма-Ата, 1989), на Республиканской конференции "Нолом учёные Казахстана - сельскому хозяйству" (Алма-Атинская область, п. Алмалыбак, 1590), на заседаниях научно-методического и учёноп совета Казахского НИИ земледелия им.Б.Р.Бильямса (1967-1990 гг.) на отчётных сессиях аспирантов (1567-1990 гг.).

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 6 статей и Тезисов докладов.

Структура и объём работы, диссертационная {абота изложена на 108 страницах машинописного текста. Она состоит из введения, четырёх глав, выводов и рекомендаций производству, списка литера туры, включающего 156 наименований, из них иностранных. Работ иллюстрирована АО таблицами, 5 рисунками.

ОБЪЕКТЫ И МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЙ

Изучение агрофизических свойств орошаемой светло-каитановоР проводилось на стационарном опыте отдела орошаемого земледелия КаэНИИЗа по изучению полевых севооборотов. .Почва сформирована ш лёссовидных суглинках и имеет полноразвитый профиль-.Ео механичес кому составу почва относится к крупнопылеватым суглинкам» Содержание физической глины в метровом слое - 39-Ь'с%.

Мощность гумусового горизонта составляет 40 см. Содержание

гумуса - 1.43-2.02;?. Обеспеченность почвы легкогидролизуемым азотом - Средняя, подвижным фосфором - низкая, обменным калием -средняя.

Водно-физические свойства сгетло-каштановой почвы характеризуются следуювими показателями: величина удельной массы колеблется в .диапазоне 2.62-2.72 г/см3, объёмной кассы - I.'¿3-1.45 г/см3. Наиболее плотное сложение отмечается в слое 190-200 см. Зтот горизонт имеет также наименьшую пористость - 47$.

динамика агрофизических свойств почвы изучалась в зерновых (I. Озимая пшеница+люцерна, люцерна, люцерна, озимая пшеница, соя, озимая птеница+сидераты, озимая пшеница. 2. Озимая пвеница+.тацер-на, люцерна, люцерна, озимая пшеница, соя, соя, соя) и свеклович- . них (I. Озимая пшеница+люцерна, люцерна, люцерна, сахарная свекла, сахарная свекла, озимая пшеница+сидераты, сахарная свекла, кукуруза. 2. Озимая пшеница+люцерна, люцерна, люцерна, сахарная свекла, озимая пшеница, озимая пшеница+сидераты, сахарная свекла, соя) севооборотах, а также в бессменных посевах сахарной свеклы (без удобрений, навоз СО т/гя^юоРбоХцзд) и озимой пшеницы (без удобрений, навоз 40 т/га,Ы180Р60К40^'

Оценку влияния уплотнения трактором МТЗ-52 на изменение агрофизических свойств почвы проводили в однофакторном полевом опыте Ъо схеме: I. Без уплотнения (контроль). 2. Один проход трактора МТЗ-52. 3. Три прохода трактора МТЗ-52. 4. Шесть проходов трактора МТЗ-52. 5. Восемь проходов трактора МТЗ-52.

Определение оптимальных параметров плотности сложения и структурного состава почвы для различных сельскохозяйственных культур устанавливали в лабораторных и полевых опытах.

Изучались следующие уровни плотности: 1.1; 1.2; 1.3; 1.4; 1.5 г/см3.

Задача изучения влияния структурного состава почвы на урожай была сведена к изучению четырёхкоыпонентных смесей: 20-5 мм; 5-2 мм; с-0.2 кн и менее 0.25 мм.

диапазон задаваемых в опытах значений плотности и структуры выбран с учётом их уровня в реальных условиях.

В севооборотах и на бессменных посевах определяли следующие водно-физические свойства почва: объёмную массу по слоям 0-15, 15-30 см в севооборотных полях и по слоям 0-15, 15-30, 30-45 и 45-60 см по следам прохода техники; полевую влажность почвы, во-. 5опрочность структуры по Н.И.Саввинову в модификации Вершинина и

Ревута; водопроницаемость почвы прибором Нестерова.

йз почвенных образцов определяли общепринятыми методами: гумус, азот, валовый фосфор, нитраты, подвижный фосфор, обменный калий до глубины 50 см. Стбор образцов проводили по диагонали делянки (один смешанный образец из пяти индивидуальных точек).

Общий гумус определяли по И.Б.Тюрину со спектрофотометричес-ким окончанием, нитраты по Грандваль-Ляжу. подвижный фосфор по Мачигину в модификации ЦИНАО, обменный калий по Протасову на пламенном фотометре.

Математическую обработку экспериментальных данных проводили по Доспехову (1565).

АГРОФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ПРЕлГОРНОй"ОРОШАЕМОЙ СВЕТЛО-КАШТАНОВОЙ ПОЧВЫ .

Плотность почвы, исследованиями установлено, что светло-кав-тановые почек при ороиении и обработке современной сельскохозяйственной техникой значительно уплотняются. Так, с 15Ь9 по 19й)год плотность увеличилась на 0.1 г/см3.

Б уплотнении орошаемых почв первостепенная роль деформирующего воздействия принадлежит движителям сельскохозяйственной техники

Наблюдения показали, что в зависимости от числа проходов по одному следу трактора МТЗ-51 её деформация может распространяться на глубину до 45 см (табл.1).

Таблица I

Влияние числа проходов трактора МТЗ-52 на плотность почвы ( г/см3)

Глу- !Без уп- 1 I проход ! 3 прохода I 6 проходов ! Ь проходов бинв 1лотнения' ^ 1 * 11 1

м 1 1Г «Т |'в ко-(между (в кочмежду ¡в ко-(между (в ко-( между 1 роль) !Лее |колеёй;.лее ¡колеёй|лее ;колеой;лее '¡колое!

0-15 1.19 I .26 1.20 1.40 1.35 1.53 I .зь 1.53 1.36

15-30 I .21 1 .35 1.23 1.35 1.30 1.4Ь I .40 1.52 1.40

30-45 1.20 1 .19 1.19 1.19 1.5:0 1.2Ь I .5:5 1.35 1.31

45-60 1.16 I .15 1.20 1.19 1-го г. го 1 .16 х.го 1.19

0-30 1.5:0 т .30 1.21 1.37 1.5:8 1.46 I .37 1.52 1.39

НСР0.95 " °-07.г/см3 (в колее), Р - 1.5? НСР0;95 » 0.09'г/см3 (между колеёй). Р » 1.9%

Уплотнение почвы отмечается не только в вертикальном, но и в горизонтальном направлениях. Так, объёмная масса почвы между колеёй трактора при 3-кратном проходе возрастает в слое 0-30 см на 3.08 г/см3, при б-кратном - на 0.17 г/см3. Дальнейшее увеличение количества проходов трактора существенно не изменяет плотность почвы.

Наблюдения показали, что при повышении влажности почвы выше 1к%, уплотняющее воздействие техники на неё резко возрастает. Ьсли при влажности 14£ почва под давлением уплотнилась на 0.05 г/см3, го при 20% - на 0.17 г/см3.

Наблюдения за динамикой плотности почеы в полях севооборотов гвидетельствувт о её ясно выраженной динамике за период вегетации . растений.

Б наиболее рыхлом состоянии почва находится в течение сравнительно короткого периода после весенней обработки. Б дальнейшем яачинается процесс её уплотнения, достигающий максимума к концу еегетационного пер>5ода. В целом, в полях севооборотов, плотность пахотного слоя варьирует в широких пределах - 1.10-1.45 г/см3.

Анализ данных по динамике плотности почвы'в полях севооборотов юказывает, что нарастание плотности идёт от лсцерны первого года возделывания к люцерне третьего года, затем резкое снижение г.лот-■юсти после подъёма пласта. 3 заключительных зьеньях севооборотов показатель плотности имеет тзндвнцйю к увеличению.

Величина плотности почвы на полях с бессменным возделыванием захарноЯ свеклы и озимой пшеницы в среднем, соответственно, 1.41 л 1.35 г/см3. Внесение навоза (40-60 т/га) под монокультуры сникает плотность почвы на 0.06-0.06 .г/см3 в год внесения. В последующие годы отмечена устойчивая тенденция к уплотнению под бессонными посевами сахарной свеклы. Под бессменными посевами озимой икекицы во все годы исследований плотность почви находится при-<ерно на одном уровне.

Минеральные удобрения.существенно не изменяют показатели 1гро$изических свойств.

Уплотнение почвы ведёт к снижению её порозности. которая достигает под люцерной третьего года жизни 4б-4Ь;£.

В свекловичных севооборотах удовлетворительной порозностью :арактеризуются поля, идущие по пласту люцерны. По обороту пласта, I также на 3-ий и 4-ый год поело подъёма пласта удовлетворитель-юй порозностью характеризуются поля в свекловичном севообороте

с 2.5% насыщением сахарной свеклой.

Б зерновых севооборотах на протяжении всей ротации, за исключением полей с трёхлетней люцерной, общая порозность почвы находится в диапазоне удовлетворительных значений.

Б бессменных посевах сахарной свеоы и озимой пшеницы порозность почвы, близкая к удовлетворительной, отмечена лишь на вариантах с внесением 40-60 т/га навоза.

Структура почвы. Поля севооборотов имеют сравнительно высокое содержание структурных агрегатов Iü-0.25 мм при сухом рассеве. В свекловичных севооборотах 55-72$, в зерновых - 65-75&. Необходимо отметить, что в свекловичных севооборотах содержится больше глыбистых фракций (более 10 мм), в зерновых севооборотах больше пылеватых фракций (менее 0.25 мм).

К первому поливу (июнь) наблюдается нарастание глыбистости почвы по всем полям и увеличение количества пылеватых фракций. К осени количество глыбистых и пылеватых фракций достигает максимума - 25-44^ и соответственно, в свекловичных; 16-23 и 11-IL.5% в зерновых. Соответственно этому увеличению, по всем полям уменьшается содержание агрегатов 10-Э.25 мм.

. Коэффициент, структурности, определённый но отношению суммы агрономически ценных агрегатов (10-0.25 мм) к сумме агрегатов менее 0.25 мм и комков более 10 мм, наибольший, в почве под люцерной 3-его года, по пласту и обороту пласта. В среднем за вегетацию коэффициент структурности в свекловичных севооборотах изменяется от 1.22 до 2.21, в зерновых от 2.06 до 2.79. По мере использования пласта люцерны коэффициент структурности снижается.

В свекловичных севооборотах наибольшую структурность почвы обеспечивает севооборот с меньшим удельным весом пропашных культур, В среднем за вегетацию коэффициент структурности почвы в севообороте с 37.Ъ% насыщением сахарной свеклой находится в пределах I.I4-1.66, а в севообороте с 25$ насыщением сахарной свеклой - 1.93-2.2!

В зерновых севооборотах значительных различий в этом отношени: не обнаружено.

Наименьшим коэффициентом структурности характеризуются поля под бессменными посевами сахарной свеклы.внесение навоза повышает структурность почвы на 20^ по сравнению с вариантом без удобрений, но не достигает уровня структурности в севооборотных полях*. Внесение навоза под бессменный посев озимой пшеницы обеспечивает достаточно высокую оструктуренность почвы, в среднем за вегетацию С4#.

Минимальное количество водопрочных агрегатов содержится в бессменных посевах сахарной свеклы и озимой пшеницы (II.5-13. Внесение навоза(40-60 т/га) под монокультуры повышает содержание водопрочных агрегатов на 4-5#. Минеральные удобрения не оказывают существенного влияния на содержание водопрочных агрегатов.

Наибольшее количество водопрочных агрегатов содержится под люцерной трёх лет жизни и по обороту пласта. По мере использования • пласта люцерны количество водопрочных макроагрегатов постепенно снижается. Если в 1967г. оструктуренносгь пахотного слоя пласта люцерны .принять за 100$, то по обороту пласта она составляет в свекловичных севооборотах Ы-£5%, в зерновых S3;?, во втором звене севооборотов, соответственно, 61-84 и а в заключительных полях 75-ЬЭ кЫ-853.

Снижение удельного Ееса пропашной культуры в свекловичных севооборотах с 37.5 до 25$ положительно сказалось на структурности почвы и содержании количества водопрочных агрегатов.

Водопроницаемость почвы. Лучшей водопроницаемостью обладает почва под люцерной первого года жизни с подсевом озимой пшеницы и по пласту люцерны. Чем больше срок использования пласта, тем хуке водопроницаемость. Так, если водопроницаемость почвы под люцерной первого года жизни принять за 100#, то под люцерной третьего года она снижается до 50J?. В результате обработки пласта трёхлетней люцерны и возделывания сахарной свеклы водопроницаемость становится практически такой же, как под люцерной первого года жизни. На второй год распашки пласта водопроницаемость снижается до 69$. По мере нарастания длительности бессменного возделывания сахарной СЕе-клы водопропускная способность почвы снижается до 46.7/.

Водопроницаемость почв в зерновых севооборотах значительно выше, чем в свекловичных. Изменение удельного веса культур в зерновых севооборотах не окаеало существенного влияния на характер изменения водопроницаемости, в целом, по севооборотам.

В свекловичных севооборотах снижение доли пропашной культуры положительно сказывается на впитывающей способности почвы. Если водопроницаемость почвы в севообороте с 37.5^ насыщением сахарной згеклой под люцерной 1-ого года жизни составляет в среднем за :оды исследований 169 м3/га, под люцерной 3-его года - 94 м3/га, ю пласту - 160,6 м3/га, по обороту пласта - 130,6 и в заключительном поле 116 м3/га, то в севообороте с 25$ насыщением сахар-

ной свеклой эти значения составляют, соответственно, 215, III, 215, 167 и 147 м3/га. Б этом ае севообороте почва наиболее ост-руктурена.

. ОПТШЛЫШЕ ПАРАМЕТРЫ АГРОФИЗИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ОРОШАЕМОЙ СЗЕТЛО-КАПТАШЗОй ПОЧВЫ

Оптимальные параметры плотности почвы. Яровой ячмень (сорт Черниговская). Исследования показали, что при вырадивании ярового ячменя на вариантах с различной плотностью почвы отшчается значительная разюща в его росте и развитии. Друлшые всходы были на вариантах с плотностью 1.2; 1.3; 1.4 г/см3. Полные всхода на данных вариантах получены на 7-8-ой день после посадки. На варианте с рыхлым сложением (I.I г/см3) число первых всходов было значительно меньше, а полные всходы получаны на 9-ый день после посадки. Еа самом плотном варианте (1.5 г/см3) полных всходов получить не удалось.

Заданная в начале опыта плотность почвы не остается постоянной к в дальнейшем изменяется. Произошло уплотнение почвы в сосудах с плотностью I.I; 1.2 а 1.3 г/см3. Ыа сашх уплотненных вариантах - 1.4 и 1.5 г/см3, происходит разуплотнение.

Наибольшая урожайность золеной массы ячменя получена на вариантах со средней за период наблвдеяий плотностью 1.32 и 1.39 г/си? ооставившая, соответственно, 9,5 и 8,8 г/сосуд,при НС? - 0,8 г/сосуд. На рыхлой почве происходит существенное спихоние урожая. Самоо низкое значение урожайности зеленой кассы ячмеггя - 3,0 r/сосуд получено па самом уплотненном варианте - 1,47 г/см3. Различия в массе корней менее выражены, однако и здесь отмечается наибольшее их содержание на вариантах с плотностью сложения почвы 1,32 и 1,39 г/см3.

Озимая пшеница (сорт Прогресс).' Озимая пшеница была посеяна осенью в сосуды из-под ячменя. Плотность почвы перед посевом составляла по вариантам: I - 1,23; П - 1,27; Ы - 1,32; 1У - 1,38; У - 1,44 г/см3. '

Закономерности роста и развития пшеницы, а также изменение плотности почвы за период наблюдений были в общем' аналогичны результатам опыта с ячменем.

Оценивая реакцию озимой пшеницы на условия ое роста но развитию и урожайности биомассы, можно сделать заключение, что онти-

малънне уровни уплотнения орошаемой почвы находятся в диапазоне значений 1,34-1,39 г/см3.

Соя (сорт Букурия). Кабдвдешш за ростом к развитием сои » течошю опыта показали, что период от начала всходов до их полного появления на вариантах с уплотнением от 1,2 до 1,4 г/с;л3 составил 12-13 дней, а на варианте с рыхлым сложенном -1,1 г/си3 -19 дней. На самом плотном варианте - 1,5 г/сгл3, полных всходов получить не удалось..

Наблюдения за энергией всходов сои показан!, что на 13-ьй день посла посадки на вариантах с плотностью 1,2; 1,3 и 1,4 г/см3 количество гнезд с растениями составляло 100», в то вреда как на варианте с рыхлой почвой оно составляло только 61$, а на самом уплотненном варианте - 22%.

В течение опыта плотность почвы но остается постоянной. На вариантах с плотностью 1,1; 1,2 и 1,3 г/си3 она повысилась в среднем за период наблюдений, соответственно, на 0,1; 0,07 и 0,02 г/см3. Вариант с заданной плотностью - 1,4 г/сы3 остался без изменений. На самом уплотненном варианте произошло разуплотнение на 0,06 г/см3.

Результаты опыта показали, что самый высокий урокай получен на вариантах с плотностью 1,27 и 1,32 г/см3, равный, соответственно, 13,0 и 16,3 г/сосуд, при НСР - 4,0 г/сосуд. При рыхлом сложении (1,20 г/см3) он меньшо в 2,5 раза, а при соком плотном (более 1,4 г/см3) - в 10-12,5 раза.

Выявленная в вегетационных опытах оптимальная плотность почвы для сои в пределах 1,27-1,32 г/см3 практически совпадает с данными по изучении этого вопроса в полевых опытах. Анализ урожайности сои в условиях севооборотов показал, что пояогштельное влияние на формирование зерна сои (30 ц/га и более) наряду с другими факторами, оказала плотность почвы, равная 1,30^0,2 г/см3.

Кукуруза (сопт КкннЗЬ Опыты показали, что заданные уровни плотности поддерживались в точение всего времени наблюдений без значительных изменений. Только на варианте с рыхлым сложением к концу опыта произошло уплотнение почвы до 1,18 г/см3.

Наилучшие условия для прорастания к дальнейшего развития кукурузы создаются при плотности сложения почвы з продолах 1,2 и 1,3 г/см3. Уплотнение почвы свыше 1,3 г/см3 резко снияает энергии всходов кукурузы. На сильно уплотненных вариантах всходы появились на 3-4 дня позднее, чем на сродна уплотненных, растения были в течение всего опыта слабые, отставали в росте и развитии.

Наибольший урожай зеленой массы кукурузы получен при среднем уплотнении почвы - 1,23-1,32 г/см3, при рыхлом меньше в 1,5-2 раза, а при повышенном меньше в 3-4 раза.

Оптимальные параметры структурного состава почвы. Ячмень яровой (сорт Черниговская). На вариантах со значительным содержанием крупных фракций появление всходов задерживалось. На вариантах с преобладанием фракций от,5 до 0,25 ш и менее 0,25 мм - ускорялось. Спустя две недели произошла нивелировка в росте ячменя и растения на всэх вариантах были хорошо развиты. К концу опыта наблвдалась тенденция к увеличению веса растений на варианте с преобладанием фракций от 2 до 0,25 мм.

Анализ урожайности показал, что продуктивность ярового ячменя в. условиях регулируемого водного режима повышается на вариантах с преобладанием структурных агрегатов от 5 до 0,25 ш.

Если взять за 100* зеленую массу ячменя на варианте с преобладанием крупных и глыбистых фракций (65$), то цри меэо- и микроструктурном слое биологическая продуктивность возрастает на 60-70% (табл.2). Наибольшее количество корней также формируется на этих вариантах.

Таблица 2

Влияние структурного состава почвы на формирование биомассы культур (I989-I99I гг.)

¡ ! Зеленая масса ¡Корневая

Варианты i ¡ Культура ! г/сосуд ! с !М£ [ " !г/ icca, 'сосуд

I. 20-5 мм - 55% Яровой ячмень 9,0 100,0 1,93

5-2 № - 15% Озимая пшеница 9,5 100,0 2,2

2-0,25'ш - 15% Сахарная свекла 20,4 100,0 3,5

менее 0,25 ш - Кукуруза 21,4 100,0 4,5

Соя 10,5 100,0 3,9

П. 20-5 ш - 15$ Яровой ячмень 14,4 160,0 2,6

5-2 мм - 40£ Озимая пшеница 15,2 160,0 3,1

2-0,25 мм - 3555 Сахарная свекла 26,8 131,3 5,1

менее 0,25 мм - 107, Кукуруза 32,5 151,8 7,3

Соя 19,2 142,4 6,2

Ш. 20-5 ш - 10% Яровой ячмень 15,3 ' 170,0 2,7

5-2 км - 20% . Озимая пшеница 16,0 160,0 . 3,5

2-0,25 ш - 452 Сахарная свекла 31,5 157,4 9,2

менее 0,25 ш - 25% Кукуруза .23,0 107,4 5,1

Соя П,4 i.04,4 4,3.

При проведении данного ошта ванно было установить, сох-1ШШГСЯ ли заданные согласно схема соотношения структурных агре-1тов к концу опыта.

Если принять исходное содержание воздушно-сухих фракций опрэ-5Л9НН0Г0 размера в сосуде за 100$, то коночное содержите этой закцйи для вариантов, в которых преобладали агрегаты размером 3-5 мм в среднем составило 82,4.%, 5-2 мм - 65,4;'», 2-0,25 мм и шее 0,25 мм - 80,0$. Эти данные свидетельствуют о достаточно вы-жой устойчивости заданных параметров исследуемой почвы.

Озимая пшеница (сорт Прогресс)« После уборки ячмопя в эти же юуды, с ужа несколько изменившимся структурным составом осенью 1ли высеяны семена озимой пшеницы. Одновременно были высеяны се-ша в сосуды с исходным структурным составил (как в опыте с ячмени).

Наблюдения показали, что рост и развитие озимой пшеницы не юли резкого отличия от вышеописанного ошта.

В условиях регулируемого водного режима наилучшие условия 1Я продуктивности озимой пшеницы создаются при следующей соотно-эшт структурных агрегатов в смеси: 20-5 юл - 10-25$; 5-2 мм -3-40$; 2-0,25 мм - 35-45%, менее 0,25 ш - 10-25,3.

Кукуруза (сорт Шишй-З). соя (сорт Букурия). При выращивании псурузы и сои на вариантах с различным структурным составом, они ■ эдут себя неодинаково. Самый лучший структурный состав, способст-паций значительно^ повышению урожайности биомассы кукурузы и сои, сазался на варианте с преобладающим количеством в смеси агрегатов г 5 до 2 мм (70$)• Более микроструктурная часть почвы является отлей в этом отношении.

Если принять за 100# урожайность зеленой массы кукурузы и сои 1 варианте с преобладанием фракций более 5 мм, то на вариантах с зеобладанием мезо- (5-2 юл) и микроструктурных агрегатов (менее мм) урожай составляет соответственно для кукурузы 151,8 и 107,4/5, ш сои - 142,4 и 104,4% (табл.3), т.е. очевидно преимущество поло-иельного влияния на продуктивность кукурузы и сои агрегатного со-гава почвы с преобладающим количеством мезоотруктурных фракций -2 мм.

Сахарная свекла (сорт Ялгушковская). Наиболее другныа всходи шI на варианте с преобладанием агрегатов менее 2 мм. Изрэяешше зходы отмечены на варианте с преобладанием макроагрегатов (более мм).

- р. -

Полные всходи появились на варианте с преобладанием агрегатов: i.'.shûq 2 ш - на 5-й день, 5-0,23 мм - на 7-й день и более 5 № - на 10-й день после появления первых всходов.

Лдльнешио наблюдения показали, что наилучшие условия для роста и развития сахарной свеклы складываются при следущом структурном составе: агрегаты размером ¿0-5 ш - Щ», 5-2 мм - 20^, 2-0,25 да - 45% и пыль, менее 0,25 мм - 25%.

Анализ уроиайиойти биомассы сахарной свеклы показал устойчивую тенденцию по увеличению массы растений от макроструктуры (.205 дм) к мезо— (2-0,25 мы) и микроструктурам размерностям менее 0,25 ш (табл.3).

МОДЕЛЬ 11Л0ДОРОДу1Я ПАХОТНОГО СЛОЯ ОКУШО!* СНЕШ-КАШАНОЗОП ПОЧВУ И ПУТИ РЕГ/ЖРОВАШ'Л АГРОФИЗИЧЕСКИХ СЗОПСТЗ

Результирущие (¡акторы урожайности и модель пахотного слоя почвы с оптимальными агрофизическими параметрами.

Исследования показали, что урожайность озимой пшеницы, сои и сахарной свеклы имеют высокую стопонь связи с обцшл гумусом. Коэффициент парной корреляции (% ) равен, соответственно, 0,71; 0,83 и 0,73.

Среди подвижных элементов питания наибольшое влияние на урожайность культур оказывает содержание в почве азота. Коэффициенты корреляции урожайности культур с подвижными формами азота в почве составляют 0,62; 0,76 и 0,93, соответственно, для сахарной свеклы, озимой пшеницы и сои.

Слабая корреляция отмечена мозду урожая?,ш и содержанием в почве подвижных форы фосфора и калил, коэффициент парной корреляции не превышает 0,45,

' Тесная зависимость установлена между уроиаом изучаемых культур к водопрочной структурой почвы. Коэффициент корреляции находится в пределах 0,82-0,87.

Уро;£айность культур шеет отрицательную корреляцию с объемной массой почвы., Наиболее высокая отрицательная корреляция отмечена матду объемной массой почвы и урожайностью сои (1 =-0,У1). Несколько слабее связь объемной массы с урожаем сахарной свеклы -( % - -0,63). Коэффициент корреляции между объем!ой массой и урожайностью озимой пшеницы равен - 0,79.

Количественная оценка зависимости мезду урожайностью и факторами, ее определяющий, получена с помощью регрессионного анализа. В качества результиругадего фактора уроглйности принята функция ¡МХ}^. • •

формирующие ^акторы-аргументы : обцлй гумус (Х|), поднешый гумус (х2), N03(7.3), Р^СХд), к20 (х5), объемная касса (Х-), водопрочная структура (Х?). Полученные уравнения множественной рог-рессии имеют окончательный вид

для сахарной свезти У=-232Х-[+423,ЗХ5-10,ЗХу-395,5 £ =0,90 дм озимой пшеницы У=74,5-9,7Х_р2У, 5X^+1,84Ху К =0,Ь0 для сои 7=44,2+5,6^-20,6л6+0,5Хг, К =0,91

Полученные коэффициенты множественной корреляции (Й. ) показывают, что плотность сложения и структурный состав обрабатываемого слоя в значительной стапони влияют на уролсаЯ. Получен;: . по ним оптимальные параметры сведены в табл.3. 3 ней продставлон уровень оптимизации пахотного слоя (0-30 см) исследуемой почвы по основным агрофизическим свойствам з разрезе определенных культур.

Таблица 3

Оптимальная модель пахотного слоя (0-30 с:л) езетло-каштановой орошаемой почвы

Свойства почвы!

Культура

¿¡атзакетры

Плотность по Зерновые колосовые (яч-величшю объем- ыеиь яровой,озимая

ной массы, г/см3

пшеница)

Пропашные: кукуруза соя

сахарная свекла Зерновые колосовые

Структурны! состав

а) по соотношению агрогатов Пропашные¡кукуруза,соя различных размеров.

Сахарная свекла

б) по преобладающему размеру агрогатов

Зерновые колосовые Пропашке: ку ку ру за, с оя сахарная свекла

1,о2-1,39

I,22-1,32

1,29-1,32

1,26-1,35

20-5 мл - Щ-5

5-0,25 мм - до 7С&

менее 0,25 мл - 15%

20-5 ш - 15/о; 5-2 ш -

не менее 40$; 2-0,25 мл-

35/»'; менее 0,25 игл - 1055

20-5 ш - 11$; 5-2 ми -215»;

2-0,25 мм - не монее

менее 0,25 ым - 25/5

5-0,25 ыл

5-2 ш

2-0,25 ш

- J.U —

Ваясное значение имеет установленная относительно высокая устойчивость заданного перед посевом диапазона значений структурного состава и плотности почвы. Благоприятный структурный состав и плотность на среднем или повышенном уровне (1,2-1,4 г/см3) поддерживаются с незначительными изменениями в течение периода вегетации культур и сохраняют положительное влияние на урожай и на следующий год. Это дает возможность создавать названные параметры с помощью различных агротехнических приемов перед посевом первой " культуры и в дальнейшем в течение некоторого времени минимализиро-вать обработку.

.' Пути регулирования агрофизических свойств почвы. К груипо культур, оказывающих положительное влияние на плодородие почвы, относятся многолетние бобовые травы, травосмеси в пожнивных посевах на зеленое удобрение.

В наших исследованиях через год после запашки сидаратов (горох) 7-8 т/га количество водопрочных агрегатов повысилось на 4-5$, снизилась объемная масса почвы на 0,06 г/см3, соответственно возросла общая порозность почвы (табл.4). •

Таблица 4

Изменение агрофизических свойств почвы при запашке сидэратов (слой 0-30 см)

nnrant пттпяттлотшп •' Объемная ' Порозность ¡Водопрочная Сроки определения !масоа< r/cVi общая. % ¡структура. %

До запашки сидератов 1,36 48,7 17,2

(I987-1988)

После западней сидера- 1,30 50,9 21,7

tob (1988-1989) :

НСР0>95 = 0,05 г/см3 HCP0j95 = 4,С#

Среди культур-структурообразоватолей на первом месте стоит лщерна. Влияние лщерны на улучшение агрофизических свойств почвы наиболее сильно по пласту и обороту пласта. По мере использования пласта лщорны ее положительная роль уменьшается.

Увеличение кругооборота люцерны в •севообороте за счет сокращения полей возволяет поддерживать плотность почвы и содержание водопрочных агрегатов на одном уровне в течение ротации.

В севооборотах с меньшим количеством полей, уплотнение почвы

з течение ротации не происходит и даже обнаруживается тенденция к 39 снижению, содержание водопрочных агрегатов несколько повышается (табл.5).

Таблица 5.

Влияние различных схем свекловичных севооборотов на водно-физические свойства почвы (слой 0-30 см)

(у ль тура и ее удельный ¡Объемная масса, г/см3 ! Водопрочная структура |

вес, % !

5 начало ; ротации

т—"—-г

окончание начало ) окончание ротации , ротации ; ротации

8-польный севооборот (1984-1991 гг.) Кхцерна 25,0 1,32 1,38 17,7 17,6

Сахарная свекла 37,5 Эзимая пшеница 25,0 кукуруза 12,5

6-польный севооборот (1986-1991 гг.) Пюцерна 33,3 1,38 1,36 16,5 19,0

Сахарная свекла 33,3 Озимая пшеница

5-польный севооборот (1966-1990 гг.) Люцерна 40,0 1,38 . 1,34 16,8 ' 19,9

Озимая пшеница 20,0 Сахарная свекла 40,0

В качестве важного средства оптимизации агрофизических свойств почвы необходимо рассматривать навоз. Установлено, что внесение один раз в три года 60 т/га навоза под бессменный посев сахарной -свеклы и 40 т/га навоза под бессменный посев озимой пшеницы сникает плотность почвы в первый год внесения на 0,06 и 0,07 г/см3, соответственно. Количество водопрочных структур при этом повышается, соответственно, на 5,5 и 8,8,»', увеличиваетсяпорозяоеть почвы на ,2,3-3$ по сравнению с вариантами без внесения удобрений.

Учитывая, что применение навоза в хозяйствах ограничено, в последнее время важное значение приобретает использование соломы зерновых культур. Результаты исследований свидетельствуют о положительном действии соломы на агрофизические свойства почеы и урожайность культур (табл.6).

Значительное снижение объемной массы почвы привело к'закономерному возрастанию ее общей порозности. Одновременно увеличилось

- ю.

Таблица б

Влияние соломы на агрофизические свойства почвы в слое 0-30 см и урожайность сои (1588-1989 гг.)

¡Объемная!Общая по-Шодопроч- '.Урокай-! Прибавка Вариант '.масса, '.розность, !ная струк-'.ность, !ц/га, % _! г/см ! % ¡тура. % ! ц/га !_

Контроль (без ,

запашки соломы) 1,40 47,2 19,1 38,6. - 100,0

8 т/га соломы 1,34 49,4 24,4 42,3 3,7 109,6

16 т/га соломы 1,29 51,3 27,2 48,7 10,1 126,1

количество водопрочных агрегатов.

Наибольший урожай зерна сои получен на варианте *с запашкой 16 т/га соломы, • где прибавка по сравнению с контролем составила 26,1£.

С позиций поиска новых, высокоэффективных путей управления агрофизическими свойствами почвы и в целом их плодородием, следует признать весьма перспективным применение оструктуриващих препаратов, созданных из отходов различных отраслей промышленности Б в последнее время все более широко применяемых в сельском хозяйстве. ■ ' .

Один из таких препаратов, созданный в институте углехимии и синтеза (г.Караганда) из отходов угольной промышленности, изучался на светло-каштановой почва. Это сополимер гуминовых кислот с акриламвдом. Растворим в воде. Содержание азота - 1,2%, золы - 6%. Нетоксичен.

Внесение данного препарата в норма 2% к весу почвы повышает количество водопрочных агрегатов в слое 0-20 см до 35,5-44,при содержании на контроле 16,4-18,4$, то есть более чем в два раза.«** Плотность почвы при этом снижается на 0,11 г/см3, соответственно ее порозность возрастает на 1,5-4,2^ (табл.7).

Водопроницаемость почвы в варианте с внесением препарата повышается более чем в три раза по отношению к контролю.

Анализ продуктивности показал, что урожайность сои возросла на 51,0$ по сравнению с контрольным вариантом.

Таблица 7

изменения агрофизических свойств почвы при внесении оструктуривавщего препарата Н09- (1965-1590 гг.)

Варианты 'Глубина,¡Объёмная¡Порозность¡Водопрочная¡Водопрони-

! см ¡масса, ¡общая, ¡структура, ¡Щвднвм'за ! ! г/см3 ! % ! % ¡4 часа; ! !_ ! ! _! мм/мин

Контроль 0-5 1.17 55,9 22,6 0,32

0-Ю 1.24 53,0 19,3

0-20 1.29 . 52,9 17,4

Препарат 2% 0-5 1,10 61,7 4Ь,6 1,2

к весу почвы 0-10 1.13 57,1 45,5

0-20 1,16 55,4 40,0

"СР0,95 0,05 - 8,3

ЕиЗОдЫ

1. Орошение и обработка предгорных светло-каа/гановых почв способствует уплотнению пахотного слоя почв, особенно по следам сельскохозяйственной техники.

2. Снижение уплотняющего воздействия техники на почву связано с обработкой при влажности не более 14;*.

3. В полях свекловичных и зерновых севооборотов отмечается нарастание плотности почвы под люцерной от первого года к третьему. По пере использования пласта люцерны увеличивается плотность, снижаются общая порозность и содержание водопрочных макроагрегатов, ухудшается водопроницаемость.

4. Снижение удельного веса сахарной свеклы в структуре свекловичного севооборота с 37,5 до с5% положительно сказывается на структурности и водопроницаемости почвы.

5. Бессмэнное возделывание сахарной свеклы приводит к значительному уплотнению почвы. Внесение навоза снижает плотность, а минеральные удобрения не оказывают влияния на агрофизические свойства почвы.

6. Урожайность культур севооборота находится в зависимости от содержания гумуса, водопрочной структуры и величины' объёмной массы почвы. Коэффициенты множественной корреляции между урожайностью культур и названными факторами находятся в интервале 0.91-0.95.

7. Оптимальные параметры плотности орошаемой светло-каштановой почвы для ярового ячменя и озимой пшеницы находятся в пределах 1,32-1,39 г/см3; сои - 1,29-1,32; кукурузы - 1,22-1,32 и сахарной свеклы - 1,26-1,36 г/см3. Оптимальный структурный состав почвы для зерновых культур содержит до 70% агрегатов размером 5-0,25 мм, кукурузы и сои - не менее 40$ агрегатов размером 5-2 мм, сахарной свеклы - не менее 45$ агрегатов размером 2-0,25 мм.

На основании полученных оптимальных параметров плотности сложения и структурного состава почвы для ярового ячменя, озимой пшеницы, сои,кукурузы и сахарной свеклы разработана модель пахотного слоя орошаемой светло-каштановой почвы с оптимальными агрофизическими параметрами.

6. Запашка сидератов С?-6 т/га) и соломы (6-16 т/га) снижает плотность пахотного слоя почвы на 0,06-0,11 г/см3, увеличивает по-розность на 2-4$, содержание водопрочных агрегатов - на 4,5-6$. ¿тому способствует также увеличение удельного веса люцерны в севооборотах.

9. Внесение навоза в дозо 40-60 т/га снижает плотность орошаемой почвы на 0,06-0,07 г/см3, повышает содержание водопрочных агрегатов на 5,5-6,6$ и обиую пороэносгьпочвы на 2-6;».

10. Оструктуривание почв полимерными препаратами увеличивает содержание водопрочных агрегатов более чем в 2раза, повышает водопроницаемость и снижает плотность почвы.

РЕКОМЕНДАЦИИ ПРОИЗВОДСТВУ

1. Оптимальную влажность - 14$ для агротехнических работ, обеспечивающую минимальное уплотнение почвы.

2. Оптимальные параметры плотности и структурного состава оро^" шаемой светло-каштановой почвы для сахарной свеклы, озимой пшеницы, ярового вчненя, сои и кукурузы.

3. Регулирование агрофизических свойств орошаемой светло-каштановой -почвы в 6-польных свекловичных севооборотах путём запашки сидератов и соломы зерновых культур в дозе 6-16 т/га, внесения навоза 40-60 т/"га не менее одного раза в три года.

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

I. Водно-физические свойства орошаемых светло-каштановых почв

- с! -

и приёмы их регулирования // Тезисы докладов Всесоюзной научно-практической конференции "Вклад молодых учёных в интенсификацию сельскохозяйственного производства",- Алма-Ата, КазСХЯ, 1969.-С.56-59 (в соавторстве).

с. Влияние факторов интенсификации на изменение агрофизических свойств орошаемых светло-каштановых почв предгорий Заилийского Алатау // Тезисы докладов первого съезда почвоведов Казахстана.-Алма-Ата. 1590.- С.20.

3. Некоторые данные по применению синтетических препаратов на орошаемой светло-каштановой почве // Тезисы докладов первого съезда почвоведов Казахстана.- Алма-Ата, 1950.- С.6 (в соавторстве).

4. Изменение агрофизических свойств сьетло-каштановой почвы предгорий при земледельческом использовании // В кн.: Интенсивное использование орошаемых земель в Юго-Восточном регионе Казахстана. Алма-Ата, 1990.- С.121-130 (в соавторстве).

5.Агрофизические свойства богарных и орошаемых почв юга Казахстана и приёмы их регулирования // Еестник сельскохозяйственной науки Казахстана.-1991.-!Ш. -С.21-24 (в соавторстве).'

6. Факторы уплотнения светло-каштановой орошаемой почвы // Информационный листок Казинформагропрома.-199к:.- Кб (в соавторстве).