Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Орошаемые почвы юга Средней Сибири: свойства, режимы и продуктивность

ВАК РФ 03.00.27, Почвоведение

Автореферат диссертации по теме "Орошаемые почвы юга Средней Сибири: свойства, режимы и продуктивность"

Бадмаева Софья Эрдыниевна

ОРОШАЕМЫЕ ПОЧВЫ ЮГА СРЕДНЕЙ СИБИРИ; СВОЙСТВА, РЕЖИМЫ И ПРОДУКТИВНОСТЬ

03.00.27- Почвоведение

Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора биологических наук

□□316B3Ü(

003168927

Бадмаева Софья Эрдыниевна

ОРОШАЕМЫЕ ПОЧВЫ ЮГА СРЕДНЕЙ СИБИРИ: СВОЙСТВА, РЕЖИМЫ И ПРОДУКТИВНОСТЬ

03.00.27- Почвоведение

Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора биологических наук

Работа выполнена в ФГОУ ВПО «Красноярский государственный аграрный университет» на кафедре мелиорации и гидрометеорологии и в ГУП «Сибирский научно-исследовательский институт гидротехники и мелиорации»

Официальные оппоненты доктор биологических наук,

Убугунова Вера Ивановна

доктор сельскохозяйственных наук, Мукина Любовь Романовна

доктор биологических наук, Онучин Александр Александрович

Ведущая организация Институт почвоведения и агрохимии СО РАН

Защита состоится « 10 » июня 2008 г в 10 часов на заседании диссертационного совета Д 003 028 01 в Институте общей и экспериментальной биологии СО РАН по адресу 670047, г Улан-Удэ, ул Сахьяновой, 6, Е-та11 юсЬ@Ьзс Ьигуа^а ги Факс(3012) 433034

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Бурятского научного центра СО РАН

Автореферат разослан « 28 » апреля 2008 г

Ученый секретарь ¡у

диссертационного совета, ^доктор биологическгогнаук—^/¡С^-?

Меркушева М Г-

Введение

Актуальность проблемы. Экологически безопасное функционирование системы вода - почва - растение обеспечивается сбалансированным воздействием природных и антропогенных факторов, что в практике орошения повсеместно нарушается избыточно высокими arpo- и гидромелиоративными нагрузками на почвы Нарушения равновесия в системе проявляются в изменении и ухудшении основных свойств почв, декарбонизации, потери гумуса, осолонцевании, засолении, заболачивании и других деградационных процессах (Зимовец и др , 1998) Степень проявления экологических последствий орошения определяется исходным состоянием почв, качеством оросительной воды, режимами орошения, уровнем агротехнологий Поэтому весь комплекс мероприятий по предотвращению негативных последствий орошения нужно строить с учетом этих факторов Кроме того, несоблюдение экологически безопасных режимов орошения приводит к непроизводительным затратам поливной воды, возникновению процессов вторичного засоления почв, поднятию уровня грунтовых вод Не всегда учитывается качество оросительной воды, ее химический состав и загрязненность Необходимость решения этих проблем на орошаемых почвах юга Средней Сибири дало направление исследованиям по обоснованию требований к качеству оросительной воды, влиянию орошения на свойства, режимы и продуктивность, разработке экологически безопасных режимов орошения культур в комплексе с агроэколо-гическими мероприятиями

Цель исследований. Изучить влияние орошения на свойства, режимы и продуктивность почв юга Средней Сибири

Задачи исследований:

- оценить качество ирригационной воды по экологическим показателям,

- изучить влияние орошения на свойства, режимы и продуктивность чернозема обыкновенного;

- выявить влияние орошения на свойства, режимы и продуктивность аллювиальных торфянисто-глеевых почв,

- разработать экологически сбалансированные агроирригационные приемы для повышения продуктивности и качественного состава сеяных многолетних травосмесей

Научная новизна исследований. Обоснование сохранения, восстановления и повышения продуктивности орошаемых почв юга Средней Сибири

- впервые в условиях юга Средней Сибири разработан дифференцированный подход к орошению агроландшафтов,

- изучено влияние орошения на химические и водно-физические свойства, на водный и солевой режим чернозема обыкновенного,

- на основе биоклиматического метода экспериментальным путем рассчитаны биологически оптимальные и текущие нормы водопотребности культур на годы расчетной обеспеченности осадками,

- исследовано влияние орошения на химические и водно-физические свойства, на температурный и пищевой режим аллювиальных торфянисго-гаеевых почв,

- выявлены агроирригационые приемы повышения плодородия орошаемых почв

На защиту выносится концепция устойчивого функционирования аг-роэкосистем при оптимальном регулировании водного режима, представленная следующими положениями

- экологически безопасное функционирование орошаемых черноземов и их устойчивость к деградационным процессам возможно при оптимальном водном режиме в комплексе с агроирригационными приемами,

- регулирование водного режима оптимизирует температурный и пищевой режим аллювиальных торфянисто-глеевых длительно-сезоннопромерзающих почв,

- адаптивно-дифференцированные и экологически нормированные аг-роирригационные приемы повышают продуктивность сеяных многолетних травосмесей с высокими энергетическими показателями

Практическая значимость Материалы могут быть использованы при оценке экологических последствий орошаемых почв и их эволюции при изменении свойств, режимов и плодородия, а также почвенного мониторинга, при проектировании, строительстве и эксплуатации оросительных систем на юге Средней Сибири Применение умеренных доз органо-минеральных и минеральных удобрений под культурные растения, стимулирующих продукционный процесс и не нарушающих при этом экологического равновесия в системе почва-растение, может быть рекомендовано для орошаемого кормопроизводства На основе полученных результатов разработан комплекс агроэкологических мероприятий с использованием информационно-ресурсного потенциала системы, экологических ограничений и многокритериальной оценки

Апробация работы. Результаты исследований опубликованы в 51 научных и методических работах, в том числе 2 монографиях Основные положения диссертации были представлены и обсуждены на следующих совещаниях и конференциях международных, всесоюзных и российских «Повышение эффективности использования водных ресурсов в сельском хозяйстве» (Новочеркасск, 1990), «Экологические аспекты мелиорации Северного Кавказа» (Новочеркасск, 1990), « Рациональное природопользование в криолитозоне» (Якутск, 1990), «Повышение качества и технического уровня проектов в условиях новых методов хозяйствования» (Абакан, 1990), «Водохозяйственное строительство и экологические проблемы» (Тбилиси, 1991), «Вопросы водохозяйственного строительства, мелиорации, использования и охраны водных ресурсов» (Ереван, 1991) «Проблемы мелиорации земель Сибири» (Красноярск, 1991), «Наука -сельскому хозяйству» (Красноярск, 1993), «Проблемы освоения Барабин-ской низменности» (Москва-Новосибирск, 1995), «Технологии неистощи-тсльного землспользования» (Красноярск, 1997), «Научное и кадровое обеспечение земельных преобразований в России» (Москва, 2002), «При-родообустройство и рациональное природопользование - необходимые условия социально-экономического развития России» (Москва, 2005), «Аграрная наука на рубеже веков» (Красноярск, 2005, 2006), « Вклад ака-

демика Л И Прасолова в изучение и сельскохозяйственное освоение почв Сибири» (Абакан, 2007)

Личный вклад автора. Постановка задач, выполнение лабораторных и полевых исследований, обработка и анализ полученного материала выполнены лично автором Доля автора в совместных публикациях-70%.

Объем и структура диссертации. Диссертационная работа изложена на 334 страницах компьютерного текста и состоит из введения, 7 глав, общих выводов, списка литературы, 14 приложений Работа содержит 101 таблицу, 47 рисунков, список литературы включает 436 источников, в т ч 45 иностранных

Благодарности. Автор выражает глубокую благодарность доктору технических наук, профессору Цугленку Н В, доктору географических наук, профессору Буракову Д А , директору НИИ аграрных проблем Хакасии Савостьянову В К , кандидату технических наук Глушковой Н.И., кандидату сельскохозяйственных наук Струкову Н.Т , сотрудникам кафедры мелиорации и гидрометеорологии Чернышевой Н.С, Малышевой Е И., Сафонову АЛ

Глава 1. Орошаемые почвы: функционирование, экология, продуктивность

На основе анализа литературных источников дано современное представление о проблемах связанных с развитием ирригации и ее последствиями Оросительная система как инородное включение в естественный ландшафт может оказать как положительное, так и негативное влияние на почвы, их свойства и режимы Функциональные связи влияния ирригации на почвообразовательный процесс зависят от множества факторов размеров оросительной системы, почвенных, климатических, литологических условий, качества оросительной воды, режимов орошения культур, уровня и минерализации грунтовых вод, техники поливов и технологии выращивания культур

Многочисленными исследованиями, проведенными И П Айдаровым (1994), С Я Бездниной (2005), В Ф Бойко (1995), А И Бойновым(1980), В И Булгаковым (2004), ГАГарюгиным( 1979), А И Головановым(2004), Ф Р Зайдельманом (1994), БАЗимовцом (1996), АСКружилиным (1977), И А Крупенниковым (1995), Н Г Минашиной(1978), В П Панфиловым(1981), ВЕ Приходько( 1996), В К Савостьяновым(1985), А Ф Соколовым (1981), Я Т Суюндуковым(1998), Л М Татаринцевым(2004), Н П Чижиковой(1995), и др установлены определенные закономерности воздействия орошения на свойства и режимы почв степных и лесостепных агроландшафтов Несмотря на то, что имеются различные мнения о влиянии поливов на функционирование почв, большинство ученых констатируют, что оптимизация водного режима почв путем искусственного увлажнения позволяет наиболее полно использовать почвенные ресурсы зоны, потенциал биологической продуктивности культурных растений

Глава 2. Краткая характеристика функционирования почв юга Средней Сибири

Кратко приведены условия почвообразования в степной и лесостепной зонах юга Средней Сибири, том числе в пойменных ландшафтах и показано, что большое разнообразие геоморфологических, литологических, климатических факторов обуславливает формирование сложного почвенного профиля (Градобоев, 1954,Горшенин, 1955, Савостьянов, 1978, Бугаков, Чупрова, 1981, Крупкин, 2002)

Глава 3. Объекты и методы исследований

Объект исследований - черноземные почвы Новоселовской оросительной системы и аллювиальные торфянисто-глеевые почвы Озерновской оросительной системы

Преобладающими типами почв на Новоселовской ОС являются черноземы обыкновенные средне- и тяжелосуглинистые Мощность гумусового горизонта 25-50 см, содержание гумуса в гор А - от 4,6 до 7,7 %, емкость поглощения 34-65 мг-экв на 100 г почвы, рН водной вытяжки в верхних горизонтах 7,1 -7,7, в почвообразующей породе до 8,6 Токсичные воднораство-римые соли отсутствуют

Водопроницаемость низкая и средняя, коэффициент фильтрации при естественной влажности - 0,48-1,31 мм/мин, а при влажности 0,7НВ - 0,080,11 мм/мин Плотность сложения в верхнем полуметровом слое колеблется от 1,09 до 1,27 г/см3, наименьшая влагоемкость 24,9 -28,1%, диапазон активной влаги 9,1 - 15,4% от объема почвы

Почвы Озерновской оросительной системы- аллювиальные торфянисто-глеевые почвы неразвитого и укороченного профиля Содержание органического вещества в верхних горизонтах высокое и составляет от 17,9 до 20,5% Емкость поглощения в верхних горизонтах от 35 до 49 мг-экв на 100 г почвы, рН водной вытяжки 7,2 - 7,5

Плотность сложения в торфянистом слое 0,39 - 0,56 г/см3, капиллярная влагоемкость 46 -73 %, диапазон актвной влаги 35 - 52% от объема почвы

Изучение физических, водно-физических и химических свойств почв, содержание гумуса и макроэлементов проводили общепринятыми методами Влажность почвы определяли термостатно-весовым методом Наблюдения и исследования проводились согласно «Методическим указаниям 1996) Расчет обменной энергии (ОЭ) определялся в соответствии с Методическими указаниями по оценке качества и питательности кормов (М, 1993) Статистическая обработка экспериментальных данных проведена по пакетам программ Microsoft Word Excel 2003

По влагообеспеченности вегетационные периоды в годы исследований _были_от остросухих (95% обеспеченности осадками) до влажных (25% обеспеченности) (рис 1, 2) В целом можно отметить, как в годы наших исследований, так и по среднемноголетним данным, большая часть осадков выпадает во второй половине вегетационного периода.

t 2 3 4 I t 7 » 9 10 II 13 1J 14 Ii I* 17 II I» 2Л 21 22 21 24 25 » 11 II Я |

Рис 1 - Кривые обеспеченности осадками (по метеостанции Светаолобово)

Рис 2 - Кривые обеспеченности осадками (по метеостанции Шира)

Глава 4. Оценка качества ирригационной воды Оценка водоисточников для ирригации по экологическим показателям. Почвенно-мелиоративные аспекты оценки качества ирригационных вод и его влияние на свойства и плодородие почв изучены в трудах АЛКосгакова (1951), Г-Минашиюй (1978), ФРЗавдельмана (1996), БАЗимовца и ШхХтрова (1997), АИКуликова и ЦДМщгааева (1997), СЛБездниной (2005), Faton FJVI (1950), Szabolcs, Darab (1982), Ayers RS, Westeott D V (1985)

Определение ирригационных коэффициентов оценки качества оросительных вод юга Средней Сибири, позволили установить, что качество воды характеризуется как хорошее Ирригационные коэффициенты по Стеблеру находятся в пределах от 10,31 до 25,86 мг-экв/л, по SAR - от 0,6 до 2,66

Экологические ограничения и оценка функционирования агроэко-систем при оросительных мелиорациях Нами введены экологические ограничения для оптимального функционирования агроэкосистем Они разработаны для трех основных блоков воды, почвы и растений (рис 3) Водопо-требление и водный режим почв подразделяется на подсистемы В подсистеме «техника и технология полива» экологические ограничения должны быть направлены на способы полива не нарушающие структуру почвенного покрова и режимы орошения культур не вызывающие негативные последствия Подсистема «температурный режим почв» направлена на оптимизацию температурного режима корнеобитаемого слоя почв Орошение, проведенное ранней весной, способствует быстрому оттаиванию верхних слоев почвы и в то же время летний полив сглаживает чрезмерный перегрев этого слоя почвы Подсистема «солевой режим почв» направлена на недопущение поднятия уровня грунтовых вод, снижение степени засоления и комплекс мероприятий, влияющих на динамику и химизм засоления Подсистема «пищевой режим почв» предусматривает простое или расширенное воспроизводство плодородия почв для устойчивого функционирования агроэкосистемы Задача решается применением удобрений на оптимальном режиме орошения для увеличения продуктивности культур

Режимы водопользования. Количество загрязняющих веществ, попадающих на поля орошения с поливной водой, зависит от оросительных и поливных норм Были установлены величины суммарного испарения различных сельскохозяйственных культур, рассчитаны коэффициенты водопотреб-ления и оросительные нормы для лет различной обеспеченности осадками (табл 1)

Таблица 1 - Среднегодовые величины суммарного водопотребления (Е), коэффициента водопотребления (К) и оросительных норм (М) сельскохозяйственных культур на территории юга Средней Сибири__

Наименование культур Лесостепная зона Степная зона

Продуктивность, т/га Е, м3/га К М, м3/га Продуктивность, т/га Е, м3/га К М, м3/га

Многолетние травы 6,2 4000 64 1900 6,5 4300 66 2400

Кукуруза на силос 41 3000 73 1000 60 3500 59 1400

Рапс яровой 1-й посев 2-й посев 42 33 1800 1400 44 42 900 400 - - - -

Капуста ранняя 46 3600 80 2100 - - - -

Капуста среднепоздняя 73 4500 60 2100 50 4700 95 2400

Огурец 20 3200 160 1500 20 3400 169 1750

Томат 24 2700 116 1400 25 2500 100 1500

Морковь 41 2300 57 900 - - - -

Пшеница - - - - 3 3000 98 1700

Картофель - —-— —-— —-— -24- -3100- -13- —1700-

Овес, ячмень - - - - 3 2100 70 1700

Рис 3 - Блок-схема агроэкологических ограничений для устойчивого функционирования агроэкосистем при оросительных мелиорациях

Сравнительный анализ проектных поливных и оросительных норм показал, что они не всегда совпадают с биологически необходимыми или эро-зионно-допустимыми нормами, поскольку последние учитывают, кроме климатических и почвенных, еще и биологические особенности возделываемых на орошаемых почвах культур

Экологические оценки пригодности поливной воды. Реки юга Средней Сибири относятся к типу водотоков смешанного питания с весенним половодьем и летними паводками, которые характеризуются минимальными величинами минерализации воды в период весеннего половодья и летне-осенних паводков с превышением максимума над минимумом в 2-4 раза

После прекращения весеннего таяния снегов русловая сеть питается грунтовыми водами сначала - верхних слоев, а затем - более глубоких По мере понижения горизонта речных вод содержание растворимых солей в них постепенно увеличивается и достигает своего максимума к концу зимы Минерализация русловых вод в оросительный период на водосборах Канской и Красноярской лесостепей изменяется от 135,8 до 512,4 мг/л, что позволяет относить их к водам малой и средней минерализации Воды рек Оя, Туба, Сыда с бассейнами, лесистость которых превышает 70%, характеризуются очень малой минерализацией - от 71,4 до 92,8 мг/л Химический состав вод -гидрокарбонатно-кальциевый В анионном составе в большинстве случаев преобладают ионы НС03~, относительное содержание которых составляет от 196,5 до 425,3 мг/л, за исключением Красноярского водохранилища и реки Енисей, где этот показатель равен 72,1-89,2 мг/л

Количество ионов БО/- в водотоках Красноярской лесостепи колеблется от 10,05 до 45,89 мг/л Концентрация ионов С1~ изменяется от 3,04 до 17,20 мг/л Среди катионов преобладают ионы Са2+ с концентрацией от 20,47 до 68,13 мг/л, исключение составляет р Есауловка - 3,69 мг/л Содержание ионов магния колеблется от 4,00 до 33,64 мг/л Суммарное количество ионов

и К+ колеблется от 4,48 до 25,84 мг/л В реках Оя, Сыда и Туба сумма и К+ составляет, соответственно, от 1,85 до 3,32 мг/л

По почвенно-мелиоративной классификации оросительные воды юга Средней Сибири по степени развития процессов засоления и осолонцевания относится к первому классу, кроме воды р Оя (табл 2) По градации С Я Бездниной (2005), качество воды данного водотока относится к третьему классу опасности и характеризуется как умеренно опасный

Источником орошения черноземных почв Новоселовской оросительной системы является Красноярское водохранилище Воды по содержанию ионов К+, Са2+, М§2+ относятся к первому классу и не оказывают влияния на свойства почв и качество продукции

Вместе с тем, отмечается устойчивая загрязненность высокого уровня нефтепродуктами, характерная загрязнешюсть среднего уровня мсташтми меди и цинка

Таблица 2 - Почвенно-мелиоративная классификация качества оросительных вод юга Средней Сибири, мг-экв/л_

Место отбора пробы Группа воды по степени опасности развития процессов

хлоридного засоления натриевого осолонцева-ния магниевого осолонцева-ния класс воды

СГ М^/Са'*

Красноярское водохранилище 0,1 - 0,4 1

Енисей 0,08 0,2 0,3 1

Абакан 0,6 1,0 0,5 1

Есауловка 0,5 - -

Кача 0,4 0,5 0,5 1

Бузим 0,2 - 0,6 1

Оя 0,03 0,1 2,0

Сыда 0,05 0,2 0,5 1

Туба 0,03 0,08 0,2 1

С 1996-1997 гг на водохранилище уровень загрязнения нефтепродуктами возрос в 1,2-3,6 раза, меди - от 8 до 19 ПДК (Мальцев, 1997) Содержание железа превышает ПДК в 1,8 раза, в оз Толстый Мыс - соответственно в 8 раз Количество фенолов в воде также превышает ПДК в 3-5 раз Нефтепродукты в воде, забираемой на орошение, не обнаружены Биологический показатель качества воды ниже ПДК в 4 раза, что свидетельствует об отсутствии значимых сбросов вод в акваторию оз Толстый Мыс Отбираемая на орошение вода из залива Красноярского водохранилища может быть отнесена к «загрязненной» и использована для орошения без ограничений

Нами проведен расчет и установлено количество вредных веществ, попадающих в почву с поливной водой, исходя из условий водопользования, сложившихся в период 1987-2004 годов (табл 3) При внесении в почву с поливной водой компонентов в количествах, приведенных в табл 3, потребуется длительный период времени, сопоставимый с циклами существования оросительных систем, чтобы достигнуть уровня опасных концентраций Даже высокое содержание фенолов в водах Новоселовской ОС станет опасным через 60 лет, при условии, что вынос этого вещества за пределы системы не будет, что маловероятно

Таблица 3 — Количество загрязняющих веществ привносимых в почву с поливной водой, г/га (среднемцоголетние данные)_

Наименование объекта Загрязняющие вещества

Фенолы Нефтепродукты Бе Си Ъи А1 Мп

Твороговская ОС, р Кача 5,0 600,0 1200,0 27,8 24,0 422,0 404,0

Есаульская ОС, р Енисей 6,0 1800,0 480,0 14,2 66,0 222,0 42,0

Сухобузимская ОС, р Бузим 3,0 600,0 840,0 13,1 72,0 390,0 322,0

Новоселовская ОС, Красноярское водохранилище 2400,0 820,0 240,0 11,8 55,6 212,0 364,0

Ермаковская ОС, р Оя 9,2 740,0 650,0 9,8 56,0 - 52,0

Сыдинская ОС, р Сыда 6,0 1800,0 1120,0 12,6 200,0 - 32,2

Тубинская ОС, р Туба 6,0 519,0 1200,0 88,5 112,5 265,5 40,5

Сопряженный химический состав почвы и растений показал, что овощи, выращиваемые на поливных почвах, содержат элементы-загрязнители в пределах допустимых концентраций, например, количество фтора в овощных культурах ниже ПДК в 5-25 раз, даже при выращивании их на почвах с высоким содержанием этого элемента (Танделов, 2004) Содержание цинка находится в пределах 1,3-3,9 мг/кг при ПДК - 10 мг/кг, медь обнаружена в кукурузе в количестве 0,5-10,2 мг/кг (ПДК - 30 мг/кг), в овощах и картофеле - в пределах 0,1-2,5 мг/кг Концентрация свинца превышает санитарные нормы в столовых корнеплодах моркови и свекле, выращиваемых на почвах Творо-говской и Емельяновской оросительных систем

Глава 5. Влияние орошения на свойства, режимы и продуктивность черноземов обыкновенных Влияние орошения на химические и водно-физические свойства.

Изучение содержания гумуса и элементов питания (азота, фосфора и калия) в целинных черноземах и пахотных почвах показало, что многолетнее пахотное использование чернозема обыкновенного среднесуглинистого резко снизило содержание гумуса (табл 4)

Таблица 4 - Содержание гумуса и элементов питания в целинных и пахотных черноземах и их изменеиие в пахотных почвах

Глубина, см Гумус, % N общ, % КОз" мг/100 г Фосфор | Калий

валовый, %

Целина

0-10 7,17 0,41 1,7 0,22 0,92

10-20 7,52 0,30 2,0 0,18 0,97

Пашня

0-10 5,41 0,28 5,5 0,18 0,97

10-20 5,64 0,24 6,0 0,20 0,94

Запас гумуса в 0-20 см слое целинных черноземных почв равен 165 т/га, азота - 7,92 т/га, на пашне соответственно 124 и 5,93 т/га В целинной почве максимальное содержание общего азота приурочено к верхнему 10 см слою, где под влиянием мульчи из растительного опада создаются благоприятные водно-воздушный и тепловой режимы С глубиной содержание азота падает и снижение его на пашне в сравнении с целиной составляет в слое 010 см - 32%, в слое 10-20 см -20% На старопахотных почвах содержание нитратного азота почти в три раза выше по сравнению с целиной, что обусловлено высокой интенсивностью процессов нитрификации в условиях систематических обработок почвы По валовому количеству фосфора и калия верхние горизонты почв пашни и целины практически не различаются

Многолетнее орошение черноземов нормой 20-30 мм не изменило содержание гумуса, фосфора и калия, но привело к существенному уменьшению количества нитратного^азота^Такгна богаре накоплениеТСйтратов было в 2,5-2,9 раза выше, чем на орошаемых почвах Изменения содержания его в зависимости от норм полива не прослеживается (табл 5)

Исследование зависимости накопления нитратного и аммиачного азота от норм полива и их изменение по слоям почвы проведено методом линейного регрессионного анализа

Таблица 5 — Содержание ннтратного и аммиачного азота в зависимости от норм полива, мг/100 г почвы

--1-1-х-

Глубина, см N-N03" N-NH/

Богара

0-20 5,45 7,34

20-40 8,50 10,20

Норма 20 мм

0-20 2,12 5,14

20-40 3,01 7,32

Норма 30 мм

0-20 2,75 6,55

20-40 3,13 8,42

Норма 40 мм

0-20 2,41 7,14

20-40 2,35 8,09

Норма 50 мм

0-20 2,55 7,38

20-40 2,92 8,45

Полученная зависимость содержания аммиачного азота для слоя 0-20 см имеет вид К = 3 997 + 0 073 * Р (1)

Я2 = 0 88 И = 1024,

где К - содержание аммиачного азота мг/100 г почвы, Р - норма полива в мм, R2 - коэффициент корреляции, F - критерий Фишера

Аналогичная зависимость для слоя 20-40 см имеет вид

К = 6,99 + 0031 *Р (2)

R2 = 0 56 F = 175 Высокие значения коэффициента множественной корреляции R, равные 0,94 и 0,75 для уравнений 1 и 2 соответственно, показывают наличие тесной зависимости исследуемых характеристик, свидетельствующие о том, что орошение существенно снизило содержание азота по сравнению с богарой, но зависимость уменьшения его от поливной нормы не прослеживается Статистический анализ с использованием t-статистики показал, что на 95% уровне доверительной вероятности отсутствует различие в значениях содержания нитратного азота от норм полива В то же время для аммиачного азота на 95% уровне значимости такие различия достоверны

Наибольшие отчуждения основных элементов питания с укосами многолетних трав отмечены при поливной норме 30 мм- азота- 133,3 кг/га, фосфора -44,7 кг/га и калия -118,7 кг/га Продуктивность культуры составила 6,98 т/га, это почти в два раза выше, чем на богаре

Для изученных почв характерно преобладание Са2+ в составе поглощенных оснований и особенностью этих черноземов является то, что в его составе велик удельный вес Mg2+, в полуметровом слое почвы доля магния составляла от 23 до 37% суммы обменных оснований Отношение

составляла от 23 до 37% суммы обменных оснований Отношение Са271У^2+ в пахотном слое чернозема обыкновенного составило 3,3-2,7 и с глубиной оно сужалось и в слое 60-100 см было равным 1,1-0,8 Начиная с глубины 6080 см, отмечено присутствие №4 (таблица 6)

Таблица 6 - Влияние орошения на содержание обменных оснований в черноземе обыкновенном

Вариант Глубина, см Обменные основания, мг/экв на 100 г почвы Ca Mg

Ca2' Na+ сумма

Богара 0-10 18,0 5,4 не обн 23,4 3,3

10-20 16,7 6,2 - 22,9 2,7

20-40 15,0 6,2 - 21,2 2,4

40-60 10,9 7,7 - 18,6 1,4

60-80 8,7 8,2 0,4 17,3 1,1

80-100 7,2 8,6 0,4 16,2 0,8

Орошение, норма 30 мм 0-10 17,2 4,9 не обн 22,1 3,5

10-20 17,0 7,3 - 24,3 3,3

20-40 14,6 6,5 - 21,1 2,2

40-60 10,0 7,5 - 17,1 1,4

60-80 8,1 8,0 - 16,1 0,8

80-100 7,3 8,9 0,4 16,6 0,8

Орошение, норма 50 мм 0-10 14,1 5,9 не обн 20,0 2,4

10-20 13,9 6,8 - 20,7 2,0

20-40 12,8 7,1 - 19,9 1,8

40-60 10,7 7,9 - 18,6 1,3

60-80 8,4 8,1 0,3 16,8 1,0

80-100 8,0 0,4 14,9 0,8

Результаты исследований по влиянию различных норм полива на количество и состав обменных оснований (Са2+, Г^2+) выявили следующее 1) орошение ограниченными поливными нормами в 30 мм не повлияло на содержания Са2+, тогда как полив нормами в 50 мм снизил этот показатель в пахотном горизонте на 5,6 мг/экв на 100 г почвы, 2) в содержании существенных изменений под влиянием орошения не отмечено, 3) под влиянием орошения нормой в 50 мм заметно сужается соотношение Са2+/М§2+ в верхних слоях почвы

Проведенный статистический анализ данных с использованием методов регрессионного анализа позволил получить зависимости содержания обменных оснований с глубиной для разных норм Указанные зависимости имеют следующий вид___

РСа = 19 277-0 126* h R2 = 0 976 F = 5125 (контроль)

РСа= 18,854-0 125* h R2 = 0 952 F = 2485 (полив 30 мм)

РСа = 15,471 - 0.0823 * h R—=-0 95— F = 1976 — (полив 50 мм)-

где Pea - содержание в почве Ca h - глубина в см Аналогичные зависимости для в мг/экв на 100 г почвы, Mg2+ имеют вид

Р№ = 5,238 - 0 0354 R2 = 0 919 F= 1415 (контроль)

РМв = 5,366 -0 0338 Я2 =0 734 Е = 343 (полив 30 мм)

РМв= 6,201 -0 0217 Я2 =0,727 Р = 330 (полив 50 мм)

где РМг - содержание в почве М§ в мг/экв на 100 г почвы Статистический анализ полученных зависимостей для М§2т с использованием Ьстатистики показал, что на 95% уровне достоверности все они неразличимы

Орошение различными поливными нормами вызвало некоторые изменения водно-физических свойств изучаемых почв Поливы дождеванием с ограниченной поливной нормой в 30 мм (пять поливов за вегетацию) лишь незначительно уплотнили почву по сравнению с вариантами без орошения, не привели к уменьшению содержания агрономически ценных агрегатов, коэффициент структурности близок к неорошаемым вариантам При мокром просеивании на вариантах с поливной нормой 30 мм количество агрегатов размером более 0,25 мм в пахотном горизонте возросло на 5-10%

В случае орошения поливной нормой 50 мм (три полива за вегетацию) его влияние на плотность сложения корнеобитаемого слоя существенно, коэффициент структурности снизился почти в два раза При мокром просеивании количество агрегатов размером более 0,25 мм поливе нормой 50 мм уменьшилось

Изменения водно-физических свойств почвы под влиянием обработок Глубокое мелиоративное рыхление способствовало увеличению водопроницаемости орошаемых черноземов в 2- 3 5 раза и уменьшению объема стока в два раза Величина стока поливной воды зависела от уклона поверхности и способа обработки отвальная вспашка и глубокое рыхление При уклонах более 0,1 наблюдался сток как при отвальной вспашке, так и при глубоком рыхлении от 40,7 до 49,4% от поливной нормы При уклонах 0,05 -0,1 в опытах с отвальной вспашкой сток поливной воды составлял 38,9%, тогда как при глубоком рыхлении вся поливная норма впиталась Проведение глубокого рыхления не нарушало структурного состояния чернозема обыкновенного, коэффициент структурности близок к естественным показателям структурности д анного типа почв, что подтверждается сгашсгаческими данными

Влияние комплексных органо-минеральных удобрений (КОМУ) па свойства почв и продуктивность культур Внесение различных доз органо-минеральных удобрений увеличило запасы гумуса Различие по содержанию общего азота, валового фосфора и калия находилось в пределах ошибки опыта Не отмечалось также существенных различий по накоплению подвижных форм фосфора и обменного калия, однако возросло количество нитратного азота в вариантах с повышенными дозами комплекса органо-минеральных удобрений в 1,7-1,85 раза выше контроля В последействии применения органо-минеральных удобрений в пищевом режиме чернозема обыкновенного отмечено увеличение содержания подвижных форм фосфора и обменного калия, по сравнению с годом после внесения (табл 7)

Таблица 7 - Влияние комплексных органоминеральных удобрений (КОМУ) на пищевой режим чернозема обыкновенного

Вариант Шз" 1 Р2 05 | К20 N | Р2 05 | К20

мг/100 г почвы валовые, %

Первый год внесения

контроль 1,5 8,8 11,7 0,33 0,27 1,05

КОМУ 2,8, т/га 1,8 7,7 11,9 0,30 0,29 1,10

КОМУ 11,8 т/га 1,8 7,9 14,9 0,32 0,30 1,08

Последействие

контроль 1,0 13,0 18,6 0,30 0,24 1,11

КОМУ 2,8, т/га 1,0 11,6 20,0 0,33 0,23 1,19

КОМУ 11,8 т/га 1,2 14,2 18,9 0,34 0,25 1,12

Максимальная продуктивность зеленой массы кукурузы получена при внесении 8,3 т/га удобрения в расчете на сухую массу (табл 8) Качественный анализ зеленой массы кукурузы показал, что наименьшее содержание шпратов в силосе отмечено при дозе удобрений в 5,5 т/ш сухой массы-447 мг/кг

Таблица 8 — Продуктивность зеленой массы кукурузы в зависимости от дозы комплексных органоминеральных удобрений__

КОМУ, т/га сухой массы Продуктивность зеленой массы кукурузы, т/га Средняя за три года

первый год второй год третий год

Контроль 40,8 32,9 20,8 31,5

2,8 49,5 36,9 21,2 35,9

5,5 58,3 41,1 27,4 42,2

8,3 70,6 51,3 28,8 50,2

11,8 - 45,9 27,9 -

НСРоз, т/га при 1= 0,95 4,9 3,8 1,6 -

Водный режим орошаемых черноземов. Подходы расчета биологически оптимальных и текущих норм водопотребности культур Расчет норм водопотребности культур велся по упрощенному уравнению водного баланса для минеральных почв при глубоком залегании уровня грунтовых вод В основу методики определения суммарного испарения с орошаемого поля положен биоклиматический метод А М Алпатьева (1965) и С М Алпатьева (1967), основанный на использовании корреляционной зависимости между водопо-треблением в условиях оптимального увлажнения и изменением метеорологических условий с поправками, предложенными М Г Голченко (1978) с учетом особенностей конкретного года

Динамика запасов влаги в почве при различных режимах орошения на годы расчетной обеспеченности осадками Режимы орошения многолетних трав складывались в зависимости от влажности почвы и погодных условий В условиях 1990 и 1992 годов, которые по влагообеспеченности вегетационного периода~вт1еломтарактеризовались~как влажные7количествоГполивов~для~ поддержания оптимальной влажности почвы резко отличалось Если в 1990 году было достаточно одного осеннего влагозарядкового полива нормой 80 мм или одного вегетационного полива нормой 30 мм, проведенного в конце первой декады мая для поддержания влажности почвы в пределах 70-100%

НВ, то в вегетационный период 1992 года на варианте осенняя влагозаряд-ка+вегетационные поливы оросительная норма составила 140 мм, а на варианте вегетационные поливы - 60 мм Это объясняется неравномерностью выпадения осадков - в 1992 году в августе выпало 207 мм, тогда как за весь период вегетации многолетних трав выпало всего 299 мм В полузасушливые годы, в зависимости от распределения осадков норма водопотребности составила от 30 до 140 мм 1993 год характеризовался как очень засушливый год, осадков за период вегетации выпало всего 182 мм Для поддержания оптимального увлажнения почв на фоне с осенним влагозарядковым поливом потребовалось два вегетационных полива нормами по 30 мм, а на варианте «вегетационные поливы» - три полива нормами по 30 мм В остросухие годы оросительные нормы составили 120 и 200 мм Во все годы исследований на неорошаемых вариантах, кроме влажных лет, влажность почвы была ниже оптимальных значений Установлено, что исходные запасы влаги в корне-обитаемом слое почвы, где не были проведены осенние влагозарядковые поливы, ниже оптимальных значений Осенние влагозарядковые поливы, проведенные в конце сентября, позволяют отодвинуть сроки начала вегетационных поливов на две-три декады

Суммарное водопотребление и коэффициенты водопотребления многолетних трав Суммарное водопотребление многолетних трав зависело от режима орошения и погодных условий, в том числе от количества осадков, выпадающих в период вегетации культур В расчетном слое почвы во влажные годы самое низкое водопотребление наблюдалось на фоне без орошения - от 218 до 318 мм, а самое высокое на варианте с осенним влагозарядковым поливом в сочетании с вегетационным и - 380-403 мм В остросухие годы самые высокие значения водопотребления были на вариантах с осенней влагозарядкой - от 365 до 371 мм Коэффициент водопотребления можно рассматривать как критерий эффективного использования воды В наших исследованиях расход воды на единицу продукции резко отличался по годам Во влажные годы расходы воды на неорошаемых вариантах были высокими от 80 до 99 мм/т Наименьшие значения коэффициента водопотребления были определены в остросухие годы по всем вариантам опыта (табл 9)

По данным фактического водопотребления при оптимальных условиях увлажнения и сумме дефицитов влажности воздуха рассчитаны биологические коэффициенты испарения многолетних трав по декадам вегетационного периода Биологические коэффициенты суммарного испарения изменяются по периодам роста и развития культур В первой половине вегетации идет постепенное увеличение абсолютных значений коэффициентов и достигает максимума в третьей декаде июня - 0,56 Первая декада июля характеризуется высокой воздушной засухой и биологические коэффициенты суммарного испарения составляют 0,34 Со второй декады июля наблюдается тенденция увеличения коэффиниенгаи достигает максимума в третьей декаде августа -1,18

Таблица 9 - Суммарное водопотребленне, продуктивность и коэффициент водопо требления многолетних трав____|_

Годы Вариант Приход влаги (мм) от Суммарное водопотребленне, мм Урожай ность, т/га Коэфф водопо-требле-ния, мм/т

осадков, поливов запасов почвы

1990 влажный Контроль (без орошения) 324* 96 - 12 4 336 4,2 80

Осенний влагозарядковый по-лив+вегета-ционный полив 324 85 80 21 ±24 +6 380 9,7 39

70% НВ 324 94 30 9 +10 +3 344 9,6 36

1991 полу-за-суш Контроль (без орошения) 248 90 - 27 10 275 2,9 95

Осенний влагозарядковый по-лив+вегета-ционный полив 248 71 80 23 20 6 348 9,8 35

70% НВ 248 82 30 10 25 8 303 10,5 29

1992 влажный Контроль (без орошения) 299 94 - 19 6 318 3,2 99

Осенний влагозарядковый по-лив+вегета-ционный полив 299 74 140 35 +36 +9 403 10,1 40

70% НВ 299 87 60 18 +17 +5 342 9,7 35

1993 очень за-суш-ли-вый Контроль (без орошения) 182 75 - 62 25 244 3,4 72

Осенний влагозарядковый по-лив+вегета-ционный полив 182 49 140 38 47 13 369 10,2 36

70% НВ 182 56 90 28 52 16 324 11 29

1994 полу-за-суш-ли-вый Контроль (без орошения) 251 90 - 29 10 280 3,4 82

Осенний влагозарядковый по-лив+вегета-ционный полив 251 66 140 37 +11 +3 380 9,1 42

70% НВ 251 78 60 18 12 4 323 9,8 33

1995 остросухой Контроль (без орошения) 131 66 - 66 34 197 2,9 68

Осенний влагозарядковый по-лив+вегета-ционный полив 131 36 200 55 34 9 365 10,8 34

70% НВ 131 45 120 41 41 14 295 11,2 26

1996 остросухой Контроль (без орошения) 134 69 - 61 31 195 3,1 63

Осенний влагозарядковый по-лив+вегета-ционный полив 134 36 200 54 37 10 371 11,2 33

—134— 44 -12039 -51- 17

305 11,7 26

* - в числителе - мм

- в знаменателе - %

Связь динамики водопотребления культур с метеорологическими факторами Сравнение фактических расходов влаги с расчетными по дефициту влажности воздуха и биологическим коэффициентам суммарного испарения показывает устойчивую корреляцию между ними (табл 10)

Таблица 10 - Сравнение фактических расходов влаги многолетних трав с

рассчитанными биоклиматическим методом

Метод определения водопотребления Декада вегетационного периода Сумма за вегет ацию

май июнь июль август

I II III I II III I II III I II III

Среднее за годы исследований

Метод натуральных водно-балансовых наблюдений, Е0 7 19 23 32 34 34 38 30 30 40 20 11 319

Биоклиматический метод, Ер 6 17 22 31 32 32 33 30 27 41 23 12 306

Отношение Ео/ Ер 1,2 1,01 1,0 1,0 1,1 1,1 1,1 1,0 1,1 0,9 0,9 0,9 1,0

Водно-солевой режим орошаемых черноземов. Распространение солончаков в комплексе с зональными почвами лесостепи юга Средней Сибири имеет четкую привязанность не только к элементам основного рельефа, но и к мезорельефным фациям, что необходимо учитывать при мелиоративном освоении агроландшафтов Как правило по берегам ручьев и малых водных источников они занимают довольно большие вытянутые территории в зависимости от ее дренированности и степени разработки русла В акватории озер с высокой минерализацией вод степень солончаковатости ярко выражена по вертикали рельефа, что является гидрологическим отражением этих озер В материковой части (межкуэстовые склоновые территории) на пологих склонах в комплексе с зональными почвами (обыкновенными и южными черноземами) имеют место черноземы глубокозасоленные, глубокосолонча-коватые, солончаковатые, солончаковые, которые приурочены к мезопони-жениям, и степень солончаковагосш определяется перепадом относительных высот

Влияние рельефных и гидрологических условий на степень и химизм засоления Орошаемые почвы с неблагоприятными мелиоративными условиями сосредоточены на Новоселовской оросительной системе с характерными волнисто-пологонаклонными равнинами с абсолютными отметками 360-500 м и относительными превышениями от 2 до 30 м Подстилающие породы - элювиально-делювиальные суглинки, озерные глины и суглинки Грунтовые воды на повышенных элементах рельефа расположены на глубине 50 м и более, не засолены С понижением рельефа уровень грунтовых вод повышается до 1,5-2 м, по химизму засоления - от незасоленных до слабоминерализованных Основные типы почв - черноземы обыкновенные и выщелоченные, а по глубине появления солевого горизонта подразделяются от глу-

бокозасоленных до солончаковых, по типу засоления - сульфатно-магниевые, сульфатные, хлоридно-сульфатно-натриевые, содовые, по степени засоления - от слабой до очень сильной

На накопление солей в почвах в одной и той же зоне большое влияние оказывает рельеф и дренированность территории Сильнозасоленные почвы приурочены к различного рода депрессиям, где грунтовые воды находятся близко к поверхности Благодаря особенностям рельефа, основная часть территории имеет хороший естественный дренаж и глубокое залегание грунтовых вод Рельеф и климатические условия определяют, за небольшим исключением, формирование акгоморфных почв и характер водно-солевого режима.

Исследовано влияние рельефных и гидрологических условий на степень и химизм засоления на трех опытных площадках Опытная площадка 1 -чернозем обыкновенный глубокозасоленный, тип засоления - сульфатный, степень засоления - слабая и средняя Рельеф участка ровный с незначительным южным уклоном. Опытная площадка 2 - чернозем обыкновенный со-лончаковатый, тип засоления - сульфатный, слабой и средней степени, рельеф участка со слабым южным уклоном Глубина залегания грунтовых вод колеблется в пределах 5 м Опытная площадка 3 - участок расположен в понижении рельефа, недалеко от бессточного озера Почва - чернозем обыкновенный солончаковый Солевой горизонт залегает на большей части участка с поверхности почвы, тип засоления - хлорид! ю-сульфал ый со следами соды Уровень грунтовых вод находится на глубине 2 м (рис 4)

Динамика солевого режима почв Наблюдение за сезонной динамикой солевого состава лугово-черноземных солончаковых почв показало, что в раннелетний период аккумуляция солей начинается с глубины 30 см и достигает 20-24 мг/экв на 100 г почвы Максимум сульфат-ионов наблюдался в 5060 см слое почвы, а максимум натрий-ионов был аккумулирован в 80-100 см слое почвы К осени происходило перераспределение солей, и верхние слои почвенного профиля промывались осадками и поливами Коэффициент сезонной аккумуляции солей в 0-50 см слое почвы для сульфат-ионов и хлорид-ионов составил 0 8, а для бикарбонат-ионов - 1 4, что свидетельствует о засолении по содовому типу (Ковда, 1966) Водно-солевой режим этого типа почв формируется засоленными грунтовыми водами, подпитываемыми водой озера Толстый Мыс (пл 1), которое находится на расстоянии 300-400 м На черноземе обыкновенном глубокозасоленном, расположенным на расстоянии 1,2-1,4 км от озера со слабой и средней степенью засоления содержание бикарбонат-ионов в течение вегетации не изменялось и находилось на уровне 0,8 мг/экв на 100 г почвы в 0-70 см слое почвы Отмечалось увеличение концентрации этих ионов до 1,0 мг/экв на 100 г почвы на глубине 90-100 см По всему профилю в течение вегетации растений содержание бикарбонат-ионов не превышает порога токсичности (пл 2)-

г тс обозначения НСО,' СГ БОГ СО,"

Площадка 2

Услопные оботпачс Са" НСО.'

О ■ ЕЭ Ш

Площадка 3

Рис. 4 - Диаграмма распределения солей в профиле чернозема обыкновешюго

В средней части южного склона, на расстоянии 2,5 км от озера, расположены черноземы обыкновенные солончаковатые сульфатного типа засоления - от средней до сильной степени (рис. 5). Начиная с глубины 80-90 см, отмечается резкое увеличение содержания сульфат-ионов - от 2 до 8 мг/экв на 100 г почвы (пл.З).

мГ □

нсо,-

И

к«' М^

Ус мзде обшмаюш

нсо,1 сг 5аи со,'

В

■

07.06 24.09

Площадка 1 - лугово-черноземная солончаковая почва.

мг~ СГ КСОГ а' со,-

II)' М|" С." ПСО,' 50,- СО,-

1П111 ■ ■

□ 10

07.06 24.09

Площадка 2 - чернозем обыкновенный глубокозасолениый.

Уа»ыш£ обмичаш

ы." м»" сГ нсо,' а- ед- со,-

1 □ ■ и а я ■

Уаншс оСлшчеши N4' М|" С«" НСО,' СГ «V СО,"

§ □ ■ 0 Ш ■ 1

07.06 24.09

Площадка 3 - чернозем обыкновенный солончаковатый.

Рис. 5 - Содержание распределения солей в почвенном профиле

Засоление почвы и продуктивность растений. Исследовано влияние степени и глубины засоления на урожайность кукурузы как культуры менее устойчивой к засолению. Выявлено, что на почвах с очень сильным содово-сульфатным засолением ко времени появления полных всходов кукурузы на 1 м2 насчитывалось 16 растений против 133 растений на незаселенных почвах. С повышением среднесуточной температуры воздуха, из-за интенсивно-

го испарения влаги из почвы и дефицита воздушной влажности, все растения на засоленных почвах погибли, а к осени поверхность поля была покрыта разрозненными куртинами галофитов из сем АтагапЛасеае и СИепороёотсеае

На почвах с сильнозасоленным содово-хлоридным типом растения не дали всходов, а на сульфатно-содовом - растения в течение всего вегетационного периода были угнетены Урожайность зеленой массы составила 28% в сравнении с незаселенной почвой, тогда как масса сорных растений (галофи-ты из сем AпlaranthaceaeиChenopodolaceaeиIшcaglшceae) по надземной массе в 22,5 раза превышали массу сорных растений на участках, расположенных на мульде Слабое - хлоридно-содовое, с глубины 25-30 см, а затем среднее -содовое засоление, с глубины более 40 см, не оказало существенного влияния на рост надземной массы и урожайность зеленой массы кукурузы по сравнению с незаселенной почвой Вместе с тем, там, где почва с поверхности сла-бозасолена, а с глубины 10 см - среднезасолена, потери урожая зеленой массы составляют почти 25%

Глава 6. Аллювиальные торфянисто-глеевые почвы, свойства, режимы и продуктивность. Теоретические основы полива затоплением аллювиальных торфя-нисто-глеевых почв Одним из наиболее эффективных способов при выращивании многолетних трав является полив затоплением, или его называют лиманным орошением Этот способ полива, в отличие от орошения с использованием дождевальной техники, обеспечивает высокую производительность труда при поливе, снижает себестоимость кормов

Одно из главных преимуществ этого вида орошения заключается в том, что за одни сутки можно полить до 100-200 га, что при дефиците рабочей силы имеет существенное практическое значение Недостаток лиманного орошения - это одноразовый характер увлажнения почвы, большие нормы и продолжительность затопления, неравномерность увлажнения затопляемой площади и тд Несмотря на большие нормы весеннего затопления, влажность почвы на многих лиманах к середине лета снижается до нижнего порога оптимальной влажности и ниже, что отрицательно сказывается на росте и развитии растений

Как установлено, эти недостатки отсутствуют на естественных и искусственных лиманах в зоне водохранилищ, оросительно-осушительных систем, прудов и других источников, что является надежным способом улучшения водного режима почв

Влияние полива затоплением на химические свойства почвы. Исходные запасы аммиачного азота в 0-40 см слое почвы были выше в 8,08,5 раз, чем нитратного Высокое содержание аммиачного азота по сравнению с нитратным объясняется тем, что на длительно-сезоннопромерзающих почвах преимущественно развит процесс аммонификации и заторможена трансформация аммиака в нитраты (Мукина, 1983, Пигарева, Корсунов, 2004) После первого укоса, в неорошаемых условиях, произошло снижение содержания как нитратного, так и

23

как нитратного, так и аммиачного азота, что связано с выносом азота с урожаем, причем большая часть нитратного азота выносилась с верхнего 0-20 см слоя почвы - 38% исходного запаса, а во втором укосе наблюдалось некоторое увеличение содержания нитратного азота. В орошаемых условиях происходило увеличение содержания нитратного азота по сравнению с исходными запасами в результате повышения температуры и влажности почвы. Выявлено, что процессы нитрификации наиболее интенсивно протекают при влажности почвы 64-98% НВ, что и поддерживалась на этом варианте. Внесение минеральных удобрений при различных режимах затопления повышало содержание нитратного и аммиачного азота. Исследования показали, что в опытах без внесения удобрений и полива шло постепенное снижение содержания усвояемого фосфора. При систематическом же внесении минеральных удобрений количество подвижного фосфора увеличилось в среднем за три года на 40 мг/кг почвы. На вариантах с затоплениями, но без внесения минеральных удобрений, после первого укоса отмечалась тенденция к увеличению усвояемого фосфора, так как поливы оптимизировали процессы, влияющие на его подвижность. Было установлено, что действие удобрений сильнее проявлялось при оптимальных режимах затопления, и поливы способствовали перераспределению Р205 по слоям почвы (рис. 6).

0-20 20^0 0-20 20-40 О-20 20--,0

В начале вегетации После первого укоса После в-горого-укоса

_- контроль - контроль

подвижный у обменный

фосфор —шШ\- одноразовое затопление калий -[ I - одноразовое затопление

| подпитывание - подпитывание

Рисунок 6 - Динамика содержания подвижного фосфора и обменного калия по укосам (в среднем за три года) при применении минеральных удобрений

Обеспеченность почв обменным калием была высокой. Наиболее интенсивный вынос калия отмечался урожаями трав первого укоса из верхнего слоя почвы 0-20 см. После первого укоса содержание его в слое почвы 0-20 см уменьшилось на 37 мг/кг, после второго укоса - на 12, а в слое почвы 2040 см - на 15 и 9 мг/кг соответственно по укосам. В орошаемых почвах без применения удобрений происходило вымывание калия. В результате выноса растениями и миграции количество К20 в слое почвы 0-20 см уменьшилось на 23-26% по сравнению с исходным его содержанием. Применение удобре-

ний на орошаемых почвах способствовало повышению его концентрации в слое почвы 0-40 см с 249-250 мг/кг до 348-352 мг/кг

Динамика запасов влаги в почве при различных режимах затопления. В очень засушливый и полузасушливые годы для оптимального роста и развития культуры требовалось двухразовое затопление, а во влажный год было достаточно одного затопления, которое проводилось в начале фазы вегетации многолетних трав В неорошаемых условиях шло постепенное снижение влажности, достигая критических значений для культур (табл. 11)

Таблица 11 - Коэффициенты водопотребления многолетними травостоями

в зависимости от режимов затопления, доз удобрений и видов травосмесей, мм/т (в годы 75%, 50%, 25% обеспеченности осадками)__

Вариант Вид травосмесей Полузасушливый год Влажный год Очень засушливый год

1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4

Контроль Донник+тимо-феевка+кострец 145 125 ПО 89 37 5 265 204 173 185 145 ИЗ 81

Кпевер+тимо-феевка+кострец 145 115 95 89 30 0 237 196 155 184 127 97 81

Люцера+овся-ница+кострец 153 115 102 89 25 0 187 150 128 135 85 72 63

Одноразовое затопление Донник+тимо-феевка+кострец 293 203 176 151 43 7 317 267 225 332 244 160 133

Клевер+тимо-феевка+кострец 251 195 176 142 41 0 269 233 184 290 193 145 116

Люцера+овся-ница+кострец 211 188 160 135 29 1 241 205 152 193 179 136 108

Двухразовое затопление Донник+тимо-феевка+кострец 283 245 217 180 40 4 313 246 215 388 275 213 160

Клевер+тимо-феевка+кострец 307 230 199 164 38 2 264 215 187 330 227 178 140

Люцера+овся-ница+кострец 273 230 189 164 20 4 237 202 149 254 206 174 132

Суммарное водопотребление многолетними травами изучалось в верхнем полуметровом слое почвы и возрастало по мере повышения влажности этого слоя Основу водопотребления в неорошаемых условиях составили осадки и запасы почвенной влаги В условиях полузасушливого года суммарное водопотребление составило без затопления - 276 мм, с одноразовым затоплением - 527 мм, с двухразовым - 737 мм В наших опытах за годы исследований выявлено, что в условиях естественного увлажнения, без внесения удобрений удельные расходы влаги ниже, чем в орошаемых условиях Самые низкие значения коэффициента водопотребления получены в богарных условиях в полузасушливый год - 145-153 мм/т Также установлено, что данный показатель зависит от доз минеральных удобрений чем выше доза удобрений, тем экономнее расходуется влага

Изменения температурного режима почв под влиянием затопления. Температуры корнеобитаемого слоя почв в начале вегетации культур были низкими для роста и развития растений Как показали исследования, перед началом затопления температуры почв на глубине 0,2 м были невысокими (рис 7)

Полузасушливый год

<1.1*

— ""—- 1УШ -С

- * * о тл)

^ 4

-л \ \\ п

Влажный год

Очень засушливый год Рис 7 - Термоизоплеты почв

В условиях 1987 г температура почвы составила 5,8-6,4сС, 1988 г -4,0-5,4°С, 1989 г - 5,6-6, ГС Сильно влияла прогреваемость воздуха на изменение температур поверхностных слоев почвы, с глубиной эта зависимость несколько затухала На неорошаемых вариантах температуры почвы были "неблагоприятными "Так, активная температура проникала на глубину 0,2 м лишь к началу второй декады июля, и в то же время к концу июля и к началу августа в верхнем 0,05 м слое почвы наблюдался чрезмерный перегрев Отмечено, что температуры выше 25°С приводят к прекращению роста и выго-

ранию трав из-за чрезмерного перегрева поверхности почвы и суховее культурных растений Полив затоплением оказал регулирующее воздействие на температурный режим активного слоя почвы, где активная температура устанавливалась на одну-полторы декады раньше В тоже время, во время вегетации трав до второго укоса поливы сглаживали чрезмерный перегрев поверхностных слоев почвы, и температура выше 25°С на этих вариантах не наблюдалась

Установлена тесная зависимость температуры почвы от режимов затопления Регрессионное уравнение для одноразового затопления имеет вид Т = 4,22 - 0,015*Н + 0,753*ТКОН7р R2 = 0 912 F = 101 6 Регрессионное уравнение для двухразового затопления имеет вид Т = 3,98 - 0,0088*Н + 0,662*Тконтр R2 = 0 891 F = 79,04

Глава 7. Продуктивность сеяных многолетних бобово-злаковых травосмесей на орошаемых аллювиальных торфянисто-глеевых почвах Биологическое и экологическое обоснование подбора травосмесей.

За последние 10 лет около 30 млн пахотных земель России выведено из сельскохозяйственного оборота Ранее принятая концепция интенсивного земледелия в настоящее время сменяется тенденцией перевода части пахотных угодий в залежь (Балатбекова, 2004)

Наиболее эффективной формой повышения продуктивности сельскохозяйственных угодий в условиях юга Средней Сибири является ускоренное залужение их сеяными многолетними травами

К настоящему времени экологические функции культурных бобово-злаковых растительных сообществ в arpo- или фитоценозе достаточно широко изучены Это связано со способностью бобовых культур улучшать азотное и фосфорное питание, что обусловлено азотфиксацией и возможностью бобовых растений усваивать труднорастворимые фосфаты, часть которых с корневыми выделениями поступает в почву в формах, доступных для других видов растений (Тютюнников, Трофимова, 1985) Также злаковые культуры могут влиять на бобовые через изменение их условий питания (Гребенников, Ельников, 2001)

Влияние различных режимов орошения и доз минеральных удобрений на продуктивность многолетних травосмесей. Основными управляемыми факторами воздействия на продуктивность культур является водный режим и минеральное питание - действие этих факторов тесно взаимосвязано Условия выращивания оказали существенное влияние на продуктивность трав В богарных условиях плодородие данного типа почв обеспечивало, в среднем за три года, получение сена трав - от 1,4 до 1,7 т/га Без применения удобрений и орошения продуктивность трав снижалась Наибольшая продуктивность отмечена для люцерно-злаковой травосмеси при умеренных дозах минеральных удобрений, 3,3 т/га.

Поливы затоплением, без внесения минеральных удобрений увеличивали продуктивность сена многолетних трав в среднем от 0,7 до 1,0 т/га

Наибольшая продуктивность сена многолетних травосмесей получена при совместном действии поливов и доз минеральных удобрений на травосмеси люцерна+овсяница+кострец при двухразовом затоплении с дозой минеральных удобрений N30 Р55 К5 - 4,5 т/га (табл 12)

Таблица 12 — Продуктивность травосмесей в зависимости от режимов затопления и доз минеральных удобрений на аллювиальных торфянисто-глеевых почвах, по годам жизни_

Виды Продуктивность сена, т/га

травосмесей

2 3 4 среднее

Контроль 1,9 1,2 1,1 1,4

Донник+тимо- МзоРго 2,2 1,7 1,4 1,8

феевка+кострец ИзоРз! 2,5 2,2 1,8 2,2

М30Р5оК5 3,1 2,6 2,5 2,7

Контроль 1,9 1,5 1,1 1,5

Контроль Клевер+тимо- N31^20 2,4 1,9 1,6 2,0

феевка+кострец №0Р35 2,9 2,3 2,1 2,4

^зоР5оК5 3,1 2,9 2,4 2,8

Контроль 1,8 1,8 1,5 1,7

Люцерна+овся- МзоРго 2,4 2,4 2,4 2,4

ница+кострец ИзоРзз 2,7 3,0 2,8 2,8

^зцР5оК5 3,1 3,5 3,2 3,3

Контроль 1,8 1,6 1,4 1,6

Донник+тимо- МзоРо 2,6 2,2 1,9 2,2

феевка+кострец М3оР45К20 3,0 2,6 2,9 2,8

N,„P6„K45 3,5 3,1 3,5 3,4

Одноразо- Контроль 2,1 1,7 1,6 1,8

вое Клевер+тимо- N30? 0 2,7 2,6 2,4 2,6

затопле- феевка+кострец 3,0 3,0 3,2 3,1

ние МзоРЛ; 3,7 3,8 4,0 3,8

Контроль 2,5 2,4 2,4 2,4

Люцерна+овся- МзоРэо 2,8 2,9 2,6 2,8

ница+кострец ^зоР45^20 3,3 3,4 3,4 3,4

Ыз0РбоК45 3,9 4,6 4,3 4,3

Донник+тимо- Контроль 2,6 1,7 1,7 2,0

феевка+кострец МзоРгоКю 3,0 2,2 2,4 2,5

^„Р35К3о 3,4 2,8 3,1 3,1

4,1 3,2 4,1 3,8

Двухразо- Контроль 2,4 1,8 2,0 2,1

Клевер+тимо- МзоРгоКю 3,2 2,6 2,9 2,9

вое затоп- феевка+кострец ИзоРззКзо 3,7 3,2 3,7 3,5

ление ^0Р5оК55 4,5 3,7 4,7 4,3

Контроль 2,7 2,6 2,6 2,7

Люцерна+овся- МзоРгоКю 3,2 2,9 3,2 3,1

ница+кострец ^оРз5Кзо 3,9 3,4 3,8 3,7

N,»PsoK55 4,5 4,6 5,0 4,7

НСР05 0,4

_Изменения_питательности__и_химического_состава_сена_под

влиянием затоплений и доз минеральных удобрений. Условия выращивания определенным образом сказались на качестве корма В зависимости от режима затопления, доз минерального питания, укосов изменялось содержа-

ние переваримого и сырого протеина, каротина, клетчатки и химического состава сена многолетних трав

Оценка эффективности на биоэнергетической основе позволила определить уровень использования природных и антропогенных ресурсов, их взаимосвязь и влияние на почву (табл 13) По градации БП Кришенко (1983) оценки качества кормов по содержанию сырого белка (сырого протеина) по двадцатибалыюй шкале качество кормов с неорошаемого варианта, в среднем за три года, можно отнести к девяти баллам, с одноразовым затоплением - двенадцать баллов, с двухразовым затоплением - двадцать Поливы с затоплением увеличивали выход переваримого протеина соответственно на 22,2 и 46,3% по сравнению с богарными условиями Минеральные удобрения способствовали накоплению переваримого протеина в травах независимо от режимов затопления Содержание каротина при внесении минеральных удобрений повысилось и составило 139,6-160,6 мг/кг сухого вещества, а на контроле - 111,5-146,0 мг/кг Оценка эффективности на биоэнергетической основе позволила выявить, что выход 1 кг сухого вещества сена на «контроле» составил в среднем 8,20 МДж, при «одноразовом затоплении» - 8,69, при «двухразовом затоплении» - 9,44

Плотность травостоя и изменение группового состава. Поливы затоплением не влияли на прохождение фенофаз растений, но сказывались на биометрии растений К первому укосу растения были выше в 1,5 раза, чем без орошения, а ко второму укосу - более чем в два раза

В опытах по подбору культур выявлено, что устойчивой к поливу затоплением и максимальный выход продукции, характеризуется травосмесь, состоящая из люцерны+овсяницы+костреца По ботаническому составу бобовые травы составляли 31-35% по отношению к злаковым, и самый густой травостой отмечался при двухразовом затоплении

ВЫВОДЫ

1 Оросительные воды юга Средней Сибири по ирригационным коэффициентам определяются как хорошие По почвенно-мелиоративной классификации, по степени развития процессов засоления и оеолонцевания воды относятся к первому классу По лимитирующим показателям качества ( фенолам, нефтепродуктам, тяжелым металлам) все водные источники относятся к грязным или очень грязным Орошение почв приводит к выносу растворимых форм загрязнителей за пределы активного слоя почв

2 Длительное орошение чернозема обыкновенного экологически безопасными поливными нормами не влияет на содержание гумуса, фосфора и калия При орошении наблюдается уменьшение содержания нитратного азота по сравнению с богарой в 2,5-2,9 раза Поливы ограниченными нормами 30 мм не изменяют долю Са2+, не уплотняют почву, не приводят к уменьшению агрономически ценных агрегатов Орошение нормой 50 мм вызывает деградационные процессы в черноземе обыкновенном снижает содержание Са2+ в пахотном горизонте, при этом соотношение Са2У сужается,

Таблица 13 - Влияние орошения на питательность и химический состав трав (на примере люцерно-во+овсяницево+кострецового травостоя)

Показа ель Богара Одноразовое затопление Двухразовое затопление

год жизни трав год жизни трав год жизни трав

2 3 4 за три года 2 3 4 за три года 2 3 4 за три года

Переваримый кг протеин, г в 47,0 65,3 74,1 62,1 95,0 67,9 89,8 84,2 187,5 116,8 57,5 120,1

Кормовые единицы, в 1 кг сух в-ва 1 0,57 0,62 0,48 0,56 0,53 0,58 0,66 0,59 0,55 0,63 0,64 0,61

Клетчатка, % | 33,5 30,9 38,2 34,2 35,8 33,2 28,7 32,6 34,5 30,3 29,9 31,6

Сырой протеин, % (Ы х 6 2в) 8,1 10,2 11,2 9,8 13,6 10,5 13,0 12,4 24,2 16,1 9,3 16,5

Каротин, мг/кг 101,5 113,7 119,2 111,5 146,5 129,7 138,4 138,2 147,1 142,8 149,3 146,7

Фосфор, % 1 0,2 0,3 0,9 0,5 0,3 0,3 0,7 0,4 0,4 0,5 0,5 0,5

Калий, % 1 1,6 2,6 2,5 2,2 2,6 2,2 2,6 2,5 2,7 3,2 2,1 2,7

Азот, % 1 1,3 1,6 1,8 1,6 2,2 1,7 2,1 2,0 3,9 2,6 1,5 2,7

ОЭ, МДж, в 1 кг сух в-ва сена 1 7,91 8,33 8,31 8,20 8,92 8,34 8,95 8,69 10,64 9,42 8,27 9,44

уплотняет корнеобнтаемый слой почвы, что приводит к уменьшению количество агрономически ценных агрегатов (коэффициент структурности снижается в два раза) Агромелиоративные способы обработки почвы способствуют улучшению водно-физических свойств почвы - увеличивают водопроницаемость, создают дополнительный запас влаги, снижают поверхностный сток Комплексные органо-минеральные удобрения повышают запасы гумуса и элементов минерального питания и обладают эффектом последействия

3 На черноземах лесостепной зоны при поливе дождеванием в остроухие годы, для поддержания оптимального увлажнения почвы на фоне осеннего влагозарядкового полива требуются четыре вегетационных полива нормами 30 мм Такое же количество поливов было дано на варианте с предпо-ливным порогом увлажнения 70% НВ Во влажные годы, в зависимости от распределения осадков, выпадающих в вегетационный период, количество поливов варьирует Осенний влагозарядковый полив нормой 80 мм позволяет поддерживать оптимальную влажность почвы в течение всей вегетации многолетних трав, а на варианте с порогом увлажнения 70% НВ требуется один полив нормой 30 мм

Коэффициенты водопотреблений во все годы исследований были самыми низкими на вариантах с вегетационными поливами 26-36 мм/т Суммарное водопотребление, вычисленное биоклиматическим методом, имеет устойчивую связь с фактическим суммарным водопотреблением, как по декадам, так и за весь вегетационный период Сравнение фактических расходов влаги с расчетными по дефициту влажности воздуха и биологическим коэффициентам суммарного испарения показало устойчивую корреляцию между ними

Вторичное засоление орошаемых почв обусловлено геоморфологическими особенностями территории, носит спорадический характер и чаще всего приурочено к понижениям рельефа, когда капиллярная кайма грунтовых вод близко расположена к поверхности почвы

4 На аллювиальных торфянисто-глеевых почвах лимитирующим фактором повышения продукционных процессов является температурный режим и доступность элементов питания в начале вегетации культур низка Под влиянием полива затоплением, в результате повышения влажности и температуры почвы, интенсивнее протекают процессы нитрификации, происходит переход аммиачных форм азота в нитратные, оптимизируются условия для превращения недоступных форм фосфатов в подвижные и наблюдается вымывание обменного калия из верхних слоев почвы в нижележащие Внесение минеральных удобрений позволяет поддерживать положительный баланс элементов питания

5 В условиях степной зоны, на аллювиальных торфянисто-глеевых почвах, одноразовый весенний полив затоплением нормой 250 мм, обеспечивает оптимальную влажность почвы в течение вегетации многолетних травосмесей до первого укоса Для формирования урожая трав второго укоса необходимо дополнительное орошение нормой 150 мм

6 Наиболее эффективной формой повышения продуктивности сельскохозяйственных угодий в условиях юга Средней Сибири является ускорен-

ное залужение их сеяными многолетними бобово-злаковыми травами Наибольшую продуктивность обеспечивает смесь, состоящая из люцер-ны+овсяницы+костреца В зависимости от режима затопления, доз минеральных удобрений, укосов меняется содержание переваримого и сырого протеина, каротина, клетчатки, минерального состава сена многолетних трав Наибольшее содержание переваримого, сырого протеина, каротина получено на травосмеси люцерна+овсяница+кострец при двухразовом затоплении Оценка эффективности на биоэнергетической основе позволяет выявить, что выход 1 кг сухого вещества сена на «контроле» составил в среднем 8,20 МДж, при «одноразовом загогшешш» - 8,69, при «двухразовом затоплении» - 9,44

ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВУ

Полученные результаты изучения влияния орошения почв в условиях юга Средней Сибири позволили сделать некоторые практические рекомендации производству

1 Проводить экологически безопасные режимы орошения нормами 2030 мм в зависимости от влагообеспеченности года В лесостепной зоне в засушливые годы при поливе дождеванием на фоне осенней влагозарядки необходимо проводить от двух до четырех поливов нормами по 30 мм В степной зоне в засушливые годы при поливе затоплением проводить два полива Первый полив нормой 250 мм следует осуществить в начале вегетации многолетних трав, второй полив - нормой 150 мм - в начале фазы отрастания трав второго укоса

2 Для предотвращения уплотнения почвы и увеличения аэрации проводить агромелиоративные способы обработки (глубокое рыхление, щелева-ние) на глубину 45-50 см На орошаемых черноземных почвах следует вносить комплексные органо-минеральные удобрения из расчета 5,5-8,3 т/га сухой массы

3 На засоленных почвах в зависимости от степени и химизма засоления, орошение проводить в комплексе с глубоким мелиоративным рыхлением и внесением химических мелиорантов Использовать для посева солевыносливые культуры (донник белый и желтый, пырей бескорневищный, люцерна желтая), которые обеспечивают коренное улучшение и окультуривание

4 На пойменных орошаемых почвах целесообразно проводить ускоренное залужение посевами многолетних травосмесей из люцерны + овсяницы + костреца, вносить минеральные удобрения с учетом агрохимических свойств почвы, а также ее эффективного и потенциального плодородия

список

основных работ, опубликованных по теме диссертации Монографии

1 Бадмаева С.Э. Агроландшафты на орошаемых землях Средней Сибири / С Э Бадмаева H Т , Струков В M , Комарова, Краснояр гос аграр унт - Красноярск, 2001 - 167 с

2 Бадмаева С.Э. Эколого-мелиоративные исследования в Средней Сибири / С Э Бадмаева, Краснояр гос аграр ун-т. - Красноярск, 2004 -141 с

Научные статьи

3 Определение ЭДПН для орошаемых земель Средней Сибири на основе оценки их впитывающей способности / В К Савостьянов, В Д Карпенко, X В Ензак, С Э Бадмаева // Предотвращение ирригационной эрозии почв Средней Сибири Сб - Красноярск, 1982 - С 11-29

4 Соловьева Л Э Влияние сроков затопления на урожайность многолетних трав и качество корма при лиманном орошении / JIЭ Соловьева, НА Вязников, С Э Бадмаева // Орошение и осушение земель Сибири - Красноярск, 1988 -С 39-44

5 Бадмаева С Э Продуктивность многолетних травосмесей на пойменных почвах при лиманном орошении / С Э Бадмаева, Л Э Соловьева // Интенсификация кормопроизводства на мелиорируемых землях Сибири -Красноярск, 1988 -С. 56-64

6 Бадмаева С Э Схема водоподачи при лиманном орошении / С Э Бадмаева, H С Тимченко // Экологические аспекты мелиорации Северного Кавказа - Новочеркасск - 1990 - С 36-37

7 Бадмаева С Э Влияние лиманного орошения на температурный режим длительносезоннопромерзающих почв юга Красноярского края / С Э Бадмаева, H С Тимченко // Рациональное природопользование в криоли-тозоне Всесоюз семинар - Якутск, 1990 -С 24-26

8 Бадмаева С Э Технология возделывания многолетних травосмесей на сено в Хакасской А О при лиманном орошении Временные рекомендации / С Э Бадмаева, Л Э Соловьева, H С Вахтель - Абакан, 1991 - 7 с

9 Бадмаева С Э Режимы увлажнения многолетних травосмесей при лиманном орошении пойменных почв на примере Озерновской системы / С Э Бадмаева, H С Тимченко // Гидромелиорация и освоение пойменных земель Сибири - Красноярск, 1991 - С 122-125

10 Бадмаева С Э Эксплуатация систем лиманного орошения на юге Красноярского края / С Э Бадмаева // Вопросы водохозяйственного строительства, мелиорации, использования и охраны водных ресурсов Всесоюз науч-техн конф молодых ученых и специалистов - Ереван, 1991 - С 4142

11 Струков H С Изменение плодородия чернозема обыкновенного под влиянием хозяйственной деятельности человека /НС Струков, В Т Савченко, С Э Бадмаева // Мелиорация и водное хозяйство -1995 -№3 -С 34-35

12 Предупреждение ирригационной эрозии чернозема обыкновенного / Н Т Струков, С Э Бадмаева, В М Комарова, Ю В Бадмаева // Вестн Крас-ГАУ -1999 - № 5 - С 103-109

13 Организация поверхностного орошения на оросительных системах с закрытой оросительной системой /ВТ Савченко, С Э Бадмаева, И В Коше-лева, Ю В Бадмаева // Веста КрасГАУ -2000 - № 6 -С 132-133

14 Бадмаева, С Э Земельные ресурсы Красноярского края и основные направления мелиорации по повышению эффективности их использования / С Э Бадмаева, В Т Савченко // Научное и кадровое обеспечение земельных преобразований в России Сб науч тр -М,2002 -С 125-128

15 Бадмаева СЭ Почвенно-мелиоративная характеристика Новоселовской оросительной системы / С Э Бадмаева, ЮЛ Фрицлер // Почвы Сибири особенности функционирования и использования.-Красноярск, 2002 -С 178-180

16 Бадмаева С Э Структура агроландшафта с мелиоративной (оросительной системой) / С.Э. Бадмаева // Вестн. КрасГАУ.- 2003 1 -С 12-14

17.Бадмаева С Э Основные особенности и закономерности прогрессивного развития конструкций оросительных систем юга Сибири / С Э Бадмаева // Природообустройство и рациональное природопользование - необходимые условия социально-экономического развитая России Сб -М,2005 -С 64-69

18 Бадмаева СЭ Регулирование водно-солевого режима почв / СЭ Бадмаева // Аграрная наука на рубеже веков Материалы Всерос науч -практ конф - Красноярск, 2005 - С 103-104

19 Бадмаева С Э Особенности солевого режима почв Новоселовской оросительной системы / С Э Бадмаева, Ю В Бадмаева // Вестн КрасГАУ -2006 - С 131-136

20 Бадмаева С Э Экологические аспекты орошения / С Э Бадмаева // Вестн КрасГАУ -2006-С 130-131

21 Бадмаева С Э Оценка водоисточников для ирригации по экологическим показателям / С Э Бадмаева // Вестн КрасГАУ -2006 - С 129-130

22.Бадмаева С Э Характеристика водозаборных сооружений оросительных систем юга Средней Сибири / С Э Бадмаева // Вестн КрасГАУ -2006 - С 127-129

23 Бадмаева С Э Методика расчета индивидуальных биологически-оптимальных и текущих норм водопотребления / С Э Бадмаева // Международная заочная конференция по проблемам агрокомплекса - Красноярск, 2006 -С 76-78

24 Бадмаева С Э Анализ режимов водопользования / С Э Бадмаева // Международная заочная конференция по проблемам агрокомплекса - Красноярск, 2006 -С 74-76

25 Бадмаева С Э Экологические аспекты влияния орошения на мелиоративное состояние земель / С Э -Бадмаева //-Аграрная наука на рубеже веков Сб - Красноярск, 2007 -С 105-110

26 Бадмаева С Э Экологические требования к водному режиму почв по сохранению плодородия орошаемых земель / С Э Бадмаева, Ю В Бадмаева/ Аграрная наука на рубеже веков Сб -Красноярск, 2007 -С 110-113

27 Бадмаева С Э Влияние орошения на водно-физические свойства чернозема обыкновенного / С Э. Бадмаева // Вклад академика J1 И Прасолова в изучение и с/х освоение земель Сибири Сб - Абакан, 2007 - С 28-33

28 Бадмаева С Э Изменение водно-физических свойств чернозема обыкновенного при орошении/С Э Бадмаева//Веста КрасГАУ-2008 -№ 2 -С 158-161

29 Бадмаева СЭ Влияние орошения на химические свойства чернозема обыкно-вешюго/СЭ Бадмаева,АН.Борисов//Веста КрасГАУ-2008 -№ 2-С 153-157

30 Бадмаева С Э Интенсивное выращивание многолетних травосмесей на пойменных почвах юга Средней Сибири / С Э Бадмаева // Плодородие -2008 -№3 -С 22-26

Рекомендации

31 Соловьева Л Э Усовершенствовать конструкции инженерных систем лиманного орошения и способы их эксплуатации Закл отчет за 1985 г, Т 2 / JIЭ Соловьева, С Э Бадмаева - Красноярск, 1985 - 42 с - № гос регистрации 87569027

32 Бадмаева С Э Влияние полива затоплением на урожайность многолетних травосмесей Инф лист №559-88/СЭ Бадмаева-Красноярск, 1988 -3 с

33 Бадмаева С Э Влияние минеральных удобрений на питательность многолетних травосмесей с режимами затопления Инф лист № 560-88 / С Э. Бадмаева - Красноярск, 1988 - 3 с

34 Бадмаева С Э Эффективность лиманного орошения при ускоренном залужении пойменных почв юга Красноярского края / С Э Бадмаева // Проблемы водохозяйственного строительства и экологических проблем - Тбилиси, 1991 - С 18-19

Подписано в печать 22 04 2008 г Формат 62x94 1/16 _Бумага мелованная Тираж 100 Заказ № 709 _

Отпечатано в полиграфическом предприятии ООО «Бикоп», 660073, г Красноярск, ул Устиновича, 14а, тел/факс 24-55-29, тел 78-19-90, e-mail bikop@yandex ru

Содержание диссертации, доктора биологических наук, Бадмаева, Софья Эрдыниевна

ВВЕДЕНИЕ

Глава 1. ОРОШАЕМЫЕ ПОЧВЫ: ФУНКЦИОНИРОВАНИЕ, 10 ЭКОЛОГИЯ, ПРОДУКТИВНОСТЬ

Глава 2. КРАТКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ 29 ПОЧВ ЮГА СРЕДНЕЙ СИБИРИ

Глава 3. ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

3.1. Характеристика объектов исследования

3.2. Схема опытов и методика проведения исследований

3.3. Метеорологические условия по годам исследований

Глава 4. ОЦЕНКА КАЧЕСТВА ИРРИГАЦИОННОЙ ВОДЫ

4.1. Оценка водоисточников для ирригации по экологическим 94 показателям

4.2. Экологические ограничения и оценка функционирования 107 агроэкосистем при оросительных мелиорациях

4.3. Режимы водопользования

4.4. Экологические оценки пригодности поливной воды

Глава 5. ВЛИЯНИЕ ОРОШЕНИЯ НА СВОЙСТВА, РЕЖИМЫ 145 И ПРОДУКТИВНОСТЬ ЧЕРНОЗЕМОВ ОБЫКНОВЕННЫХ

5.1. Влияние орошения на химические и водно-физические свойства

5.1.1. Изменения водно-физических свойств почвы под влиянием 162 обработок

5.1.2. Влияние комплексных органо-минеральных удобрений (КОМУ) 175 на свойства почв и продуктивность культур

5.2. Водный режим орошаемых черноземов

5.2.1. Подходы расчета биологически оптимальных и текущих 180 норм водопотребности культур

5.2.2. Динамика запасов влаги в почве при различных режимах .185 орошения на годы расчетной обеспеченности осадками

5.2.3. Суммарное водопотребление и коэффициенты 201 водопотребления многолетних трав

5.2.4. Связь динамики водопотребления кулыур с метеорологическими факторами 207 5.3. Водно-солевой режим орошаемых черноземов

5.3.1. Влияние рельефных и гидрологических условий на степень и 211 химизм засоления

5.3.2. Динамика солевого режима почв

5.3.3. Засоление почвы и продуктивность растений

Глава 6. АЛЛЮВИАЛЬНЫЕ ТОРФЯНИСТО-ГЛЕЕВЫЕ ПОЧВЫ: 242 СВОЙСТВА, РЕЖИМЫ И ПРОДУКТИВНОСТЬ

6.1. Теоретические основы полива затоплением аллювиальных 242 торфянисто-глеевых почв

6.2. Влияние полива затоплением на химические свойства почвы

6.3. Динамика запасов влага в почве при различных режимах затопления

6.4. Изменения температурного режима почв под влиянием затопления

ГЛАВА 7. ПРОДУКТИВНОСТЬ СЕЯНЫХ МНОГОЛЕТНИХ

БОБОВО-ЗЛАКОВЫХ ТРАВОСМЕСЕЙ НА ОРОШАЕМЫХ ПОЧВАХ

7.1. Биологическое и экологическое обоснование подбора травосмесей

7.2. Влияние различных режимов орошения и доз минеральных 283 удобрений на продуктивность многолетних травосмесей

7.3. Изменения питательности и химического состава сена под влиянием затоплений и доз минеральных удобрений

7.4. Плотность травостоя и изменение группового состава

Введение Диссертация по биологии, на тему "Орошаемые почвы юга Средней Сибири: свойства, режимы и продуктивность"

Актуальность проблемы. Важными задачами стоящими перед Россией на современном этапе развития, являются проблемы, связанные с обеспечением продовольственной безопасности страны, сохранением и восстановлением природных ресурсов. Основные площади земель России находятся в зоне рискованного земледелия, с недостаточным и неустойчивым увлажнением, с повторяющимися засухами и суховеями, резко снижающими продуктивность сельскохозяйственных культур. Засушливые районы юга Средней Сибири отличаются различной аридностью климата. Более 37% субрегиона (Республика Хакасия, Республика Тыва, южные районы Красноярского края) имеет отношение среднегодового количества осадков к потенциальной эва-потранспирации (индекс аридности) ниже 0,65, что в соответствии с критериями Конвенции ООН по борьбе с опустыниванием относит ее к засушливым аридным, полузасушливым семиаридным и сухим субгумидным территориям (Савостьянов, 2006). В этих условиях повышение продуктивности культурных растений и устойчивое развитие земледелия невозможно без проведения комплексных мелиораций и освоения эколого-адаптивно-ландшафтных систем орошаемого земледелия.

Состояние экологической системы изменяется под влиянием природных и антропогенных воздействий. Если реакция системы на воздействие естественных факторов (например, климата) охватывает длительные Промежутки времени, сопоставимые с эпохами, то результаты человеческой деятельности проявляются несравнимо быстро (Лапко, Цугленок Н.В., Цугленок Г.И., 1999).

Экологически безопасное функционирование системы вода - почва -растение обеспечивается сбалансированным воздействием природных и антропогенных факторов, что в практике орошения повсеместно нарушается избыточно высокими arpo- и гидромелиоративными нагрузками на почвы. Нарушения равновесия в системе проявляется в изменении и ухудшении основных свойств почв, декарбонизации, потери гумуса, осолонцевании, засолении, заболачивании и других деградационных процессах (Зимовец и др., 1998). Интенсификация сельскохозяйственного производства определяется экологически безопасными технологиями улучшения природных режимов в агроценозах. Круг экологических проблем, связанных с развитием ирригации, сегодня хорошо известен. Степень проявления экологических последствий орошения определяется исходным состоянием почв, качеством оросительной воды, режимами орошения, уровнем агротехнологий. Поэтому весь комплекс мероприятий по предотвращению негативных последствий орошения нужно строить с учетом этих факторов. Кроме того, несоблюдение экологически безопасных режимов орошения приводит к непроизводительным затратам поливной воды, возникновению процессов вторичного засоления почв, поднятию уровня грунтовых вод. Не всегда учитывается качество оросительной воды, ее химический состав и загрязненность. Необходимость решения этих проблем на орошаемых почвах юга Средней Сибири дало направление исследованиям по обоснованию требований к качеству оросительной воды, влиянию орошения на свойства, режимы и продуктивность, разработке экологически безопасных режимов орошения культур в комплексе с агроэкологическими мероприятиями.

Цель исследований. Изучить влияние орошения на свойства, режимы и продуктивность почв юга Средней Сибири.

Задачи исследований:

- оценить качество ирригационной воды по экологическим показателям;

- изучить влияние орошения на свойства, режимы и продуктивность чернозема обыкновенного;

- выявить влияние орошения на свойства, режимы и продуктивность аллювиальных торфянисто-глеевых почв;

- разработать экологически сбалансированные агроирригационные приемы для повышения продуктивности и качественного состава сеяных многолетних травосмесей.

Научная новизна исследований. Обоснование сохранения, восстановления и повышения продуктивности орошаемых почв юга Средней Сибири:

- впервые в условиях юга Средней Сибири разработан дифференцированный подход к орошению агроландшафтов;

- изучено влияние орошения на химические и водно-физические свойства, на водный и солевой режим чернозема обыкновенного;

- на основе биоклиматического метода экспериментальным путем рассчитаны биологически оптимальные и текущие нормы водопотребности культур на годы расчетной обеспеченности осадками;

- исследовано влияние орошения на химические и водно-физические свойства, на температурный и пищевой режим аллювиальных торфянисто-глеевых почв; выявлены агроирригационные приемы повышения плодородия орошаемых почв.

На защиту выносится концепция устойчивого функционирования агро-экосистем при оптимальном регулировании водного режима, представленная следующими положениями:

- экологически безопасное функционирование орошаемых черноземов и их устойчивость к деградационным процессам возможно при оптимальном водном режиме в комплексе с агроирригационными приемами;

- регулирование водного режима почв оптимизирует температурный и пищевой режимы аллювиальных торфянисто-глеевых длительно-сезонно-промерзающих почв;

- адаптивно-дифференцированные и экологически нормированные агроирригационные приемы повышают продуктивность сеяных многолетних травосмесей с высокими энергетическими показателями.

Практическая значимость. Материалы могут быть использованы при оценке экологических последствий орошаемых почв и их эволюции при изменении свойств, режимов и плодородия, а также почвенного мониторинга; при проектировании, строительстве и эксплуатации оросительных систем на юге Средней Сибири. Применение умеренных доз органоминераль-ных и минеральных удобрений под культурные растения, стимулирующих продукционный процесс и не нарушающих при этом экологического равновесия в системе почва-растение, может быть рекомендовано для орошаемого кормопроизводства. На основе полученных результатов разработан комплекс агроэкологических мероприятий с использованием информационно-ресурсного потенциала системы, экологических ограничений и многокритериальной оценки.

Апробация работы. Результаты исследований опубликованы в 51 научных и методических работах, в том числе 2 монографиях. Основные положения диссертации были представлены и обсуждены на следующих совещаниях и конференциях: международных, всесоюзных и российских: «Повышение эффективности использования водных ресурсов в сельском хозяйстве» (Новочеркасск, 1990); «Экологические аспекты мелиорации Северного Кавказа» (Новочеркасск, 1990); « Рациональное природопользование в крио-литозоне» (Якутск, 1990); «Повышение качества и технического уровня проектов в условиях новых методов хозяйствования» (Абакан, 1990); «Водохозяйственное строительство и экологические проблемы» (Тбилиси, 1991); «Вопросы водохозяйственного строительства, мелиорации, использования и охраны водных ресурсов» (Ереван, 1991) «Проблемы мелиорации земель Сибири» (Красноярск, 1991); «Наука - сельскому хозяйству» (Красноярск, 1993); «Проблемы освоения Барабинской низменности» (Москва-Новосибирск, 1995); «Технологии неистощительного землепользования» (Красноярск, 1997); «Научное и кадровое обеспечение земельных преобразований в России» (Москва, 2002); «Природообустройство и рациональное природопользование - необходимые условия социально-экономического развития России» (Москва, 2005), «Аграрная наука на рубеже веков» (Красноярск, 2005, 2006); « Вклад академика Л.И.Прасолова в изучение и сельскохозяйственное освоение почв Сибири.» (Абакан, 2007).

Работа выполнена по заданию ГКНТ СМ СССР от 12.05.85 и является частью суперпрограммы « Сибирь» по подпрограмме 1.04.01 « Экология КАТЭК», разделом темы, выполненной в 1985-1990 гг., - « Разработать и внедрить технологический процесс мелиорации пойменных земель Восточной Сибири, в том числе р. Чулым»; в 1991-1993 гг., по программе 1.7; 2 — 21.29 — « Разработать интенсивные энергосберегающие экологически безвредные технологии выращивания кормовых культур для получения урожайности с высокой энергетической и протеиновой питательностью на мелиорируемых землях»; в 1993- 2000 гг. - по программе 1.3; 26.1903 - « Разработать методы управления плодородием на землях с неблагоприятной мелиоративной обстановкой ( засоленных, солонцеватых, тяжелых, глеевых почв) для различных регионов.

Объект исследований. Объект исследований - орошаемые почвы юга Средней Сибири. Предмет исследований - приемы сохранения и восстановления плодородия орошаемых почв. Представленная диссертационная работа является логическим завершением экспериментальных исследований и теоретических обобщений по разработке научно обоснованных мероприятий с учетом экологических аспектов по сохранению и повышению продуктивности орошаемых почв юга Средней Сибири.

Методология исследований. Все наблюдения и учеты проводились в соответствии с требованиями государственных и отраслевых стандартов, общепринятых методик, разработанных РАСХН, ВНИИГиМ, ВНИИОЗ.

Личный вклад автора. Постановка задач, выполнение лабораторных и полевых исследований, обработка и анализ полученного материала выполнены лично автором. Доля автора в совместных публикациях - 70 %.

Объем и структура диссертации. Диссертационная работа изложена на 334 страницах компьютерного текста и состоит из введения, 7 глав, общих выводов, предложений производству, списка литературы и приложений. Работа содержит 101 таблицу, 47 рисунков, список литературы включает 436 источников, в т.ч. 45 иностранных.

Заключение Диссертация по теме "Почвоведение", Бадмаева, Софья Эрдыниевна

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

Агроландшафты с мелиорируемыми почвами являются наиболее сложным ландшафтом. Оросительная система как инородное включение в естественный ландшафт может оказать как позитивное, так и негативное влияние на почвообразовательный процесс и функциональные связи этих изменений не всегда могут четко прогнозироваться в зависимости от множества факторов: размеров оросительной системы, почвенных, климатических, литологических условий, режимов орошения культур, качества ирригационной воды, уровня и минерализации грунтовых вод, техники поливов, технологии выращивания сельскохозяйственных культур. Полевые почвенно-экологические исследования по эксплуатации оросительных систем юга Средней Сибири позволили сформулировать следующие выводы:

1. Доминирующими орошаемыми почвами в структуре почвенного покрова в лесостепной зоне юга Средней Сибири являются черноземы обыкновенные средне- и тяжелосуглинистые, среднегумусные. Их отличает низкая и средняя водопроницаемость, коэффициент фильтрации в зависимости от'гранулометрического состава варьирует от 0,08 до 1,31 мм, мощность гумусовогогори-зонта колеблется в пределах 25 - 80 см от степени эрозии и дефляции. Грунтовые воды в зависимости от рельефа местности залегают на глубине от 1 до 15 м.

2. Анализ влияния качества поливных вод на свойства почвы и сельско-озяйственную продукцию показал, что поверхностные воды, используемые в качестве источников орошения, по степени их влияния на процессы засоления и осолонцевания относятся к первому классу качества, т.е. являются безопасными. По лимитирующим показателям качества воды (фенолам, нефтепродуктам, тяжелым металлам) все водные источники относятся к «грязным» или «очень грязным». Конструкции оросительных систем влияют на качество отбираемой воды, заглубленные всасывающие патрубки сокращают поступление на поля орошения нефтепродуктов, которые располагаются в поверхностных слоях воды; каналы способствуют самоочистке воды. С поливными водами на поля орошения попадает значительное количество загрязняющих веществ, но по степени участия в загрязнении орошаемых почв на первом месте стоят воздушные выбросы промышленных предприятий, на что указывают поля загрязнения фтором, цинком, кадмием, свинцом и другими тяжелыми металлами. Орошение почв приводит к выносу растворимых форм загрязнителей за пределы активного слоя почв.

3. Многолетние исследования за содержанием запасов гумуса и элементов питания в целинных черноземах и их изменения в пахотных почвах, позволили установить, что за период сельскохозяйственной эксплуатации почва потеряла 24,8% гумуса и 25,1% азота. Валовое содержание фосфора и калия в пахотном слое пашни и целины примерно одинаковы. С ведением в систему земледелия дополнительного фактора -орошения, почвообразовательные процессы меняются по сравнению с богарными. Орошение в течение десяти лет экологически безопасными поливными нормами 25-30 мм не внесло изменений в содержание гумуса, фосфора и калия, тогда как содержание нитратного азота на богаре в 3,2-3,5 выше, чем при орошении. Орошение ограниченными нормами sy |

25-30 мм не повлияло на уменьшение содержания Са~ , тогда как орошение нормой 50-55 мм снизило этот показатель в пахотном горизонте на 5,6 мг/экв. на 100 почвы.

Анализ данных по плотности сложения и общей порозности выявил, что орошение дождеванием нормами 25-30 мм (пять поливов за вегетацию) вызвало незначительное уплотнение по сравнению с вариантами без орошения. Орошение поливной нормой 50-55 мм (три полива за вегетацию) существенно уплотнило корнеобитаемый слой почвы. Также орошение грузными нормами привело к уменьшению агрономически ценных агрегатов и коэффициент структурности снизился почти в два раза.

Агромелиоративные способы обработки почвы (глубокое рыхление, ще-левание) снижают на 0,10-0,15 г/см3 плотность сложения подпахотного горизонта, в 1,5-2 раза увеличивают водопроницаемость, улучшают обеспеченность влагой корнеобитаемого слоя почвы в течение вегетационного периода. На фоне глубокого мелиоративного рыхления к началу вегетации запас влаги в 0-80 см слое почвы в среднем на 28,2 мм выше контроля, рыхление на глубину 45-50

304 см создает дополнительный запас влаги в слое 0-40 см в 5,0-9,3 мм, а щелева-ние - 6,8-12,3 мм. Следовательно, агромелиоративные способы обработки почвы снижают поверхностный сток на 50-282 м3/га и тем самым способствуют экологической безопасности агроландшафта.

Комплексные органо-минеральные удобрения способствуют повышению в почве гумуса и элементов минерального питания. Они обладают не только эффектом действия, но и последействия.

4. Разработаны экологически безопасные режимы орошения многолетних трав в условиях лесостепной зоны юга Средней Сибири. Режимы орошения изучены при способе полива дождеванием. На черноземах лесостепной зоны при поливе дождеванием в остросухие годы, для поддержания оптимального увлажнения почвы на фоне осеннего,влагозарядкового полива требуются четыре вегетационных полива нормами 30 мм. Такое же количество поливов было дано на варианте с предполивным порогом увлажнения 70% НВ. Во влажные годы, в зависимости от распределения осадков, выпадающих в вегетационный период, количество поливов варьирует. Осенний влагозарядковый полив нормой 80 мм позволил поддерживать оптимальную влажность почвы в течение всей вегетации многолетних трав, а на варианте с порогом увлажнения 70% НВ был проведен один полив нормой 30 мм.

Коэффициенты водопотреблений во все годы исследований были самыми низкими на вариантах с вегетационными поливами 26-36 мм/т. Суммарное во-допотребление, вычисленное биоклиматическим методом, имеет устойчивую связь с фактическим суммарным водопотреблением как по декадам, так и за весь вегетационный период. Сравнение фактических расходов влаги с расчетными по дефициту влажности воздуха и биологическим коэффициентам суммарного испарения показало устойчивую корреляцию между ними.

В результате исследований выявлено, что вторичное засоление орошаемых земель обусловлено геоморфологическими особенностями территории, носит спорадический характер и чаще всего приурочено к понижениям рельеу фа, когда капиллярная кайма грунтовых вод близко расположена к поверхности почвы. Существенной причиной отсутствия площадного засоления является то,

305 что традиционные территории орошения на юге Средней Сибири находятся в местах распространения хорошо дренированных долин рек Енисея, Абакана, Чулыма.

5. В условиях степной зоны, на пойменных почвах, одноразовый'весенний полив затоплением нормой 250 мм, обеспечивает оптимальную влажность почвы в течение вегетации многолетних травосмесей до первого укоса. Для вегетации трав до второго укоса необходимо подпитывание нормой 150 мм.

6. Исследования по изучению температурного режима показали, что полив затоплением оказывает существенное регулирующее воздействие на температурный режим верхнего корнеобитаемого слоя почв. В начале вегетации трав на вариантах с затоплениями наблюдается повышение температуры почв, в среднем на 0,9-2,7°С по сравнению с незатапливаемыми участками. В то же время орошение предотвращает чрезмерный перегрев верхнего 5 см слоя почв, который наблюдается в конце июня и в начале августа.

Коэффициент корреляции, отражающий связь между температурой и влажностью почвы в неорошаемых условиях, составил 0,68. В условиях орошения выявлена экспоненциальная корреляционная зависимость между температурой почвы и влажностью.

7. Проведенные исследования показали, что доступность элементов питания (минерального азота, подвижного фосфора, обменного калия) на длитель-но-сезоннопромерзающих пойменных почвах в начале вегетации культур низка. Под влиянием полива затоплением, в результате повышения влажности и температуры почвы, интенсивнее протекают процессы нитрификации, происходит переход аммиачных форм азота в нитратные; оптимизируются условия для превращения недоступных форм фосфатов в подвижные. Под влиянием поливов происходит вымывание обменного калия из верхних слоев почвы в нижележащие. Внесение минеральных удобрений позволяет поддерживать положительный баланс элементов питания.

8. В результате проведенных опытов выявлено, что наиболее эффективной формой повышения продуктивности сельскохозяйственных угодий в услот виях юга Средней Сибири является ускоренное залужение их сеяными много

306 летними бобово-злаковыми травами. Наибольшую продуктивность обеспечивала смесь, состоящая из люцерны+овсяницы+костреца. Условия выращивания сказались и на качестве корма. В зависимости от режима затопления, минерального питания, укосов изменялось содержание переваримого и сырого протеина, каротина, клетчатки, химического состава сена многолетних трав. Наибольшее содержание переваримого (125,2 г/кг), сырого (20,7 %) протеина, каротина (160,6 мг/кг) получено на травосмеси люцерна+овсяница+кострец при двухразовом затоплении. Оценка эффективности на биоэнергетической основе позволила выявить, что выход 1 кг сухого вещества сена на «контроле» составил в среднем 8,20 МДж, при «одноразовом затоплении» - 8,69; при «двухразовом затоплении» - 9,44.

ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВУ

На основании проведенных исследований в условиях юга Средней Сибири предлагаем:

1. Проводить экологически безопасные режимы орошения нормами 25-30 мм в зависимости от влагообеспеченности года. В лесостепной зоне в засушливые годы при поливе дождеванием на фоне осенней влагозарядки необходимо проводить от двух до четырех поливов нормами по 30 мм. В степной зоне в засушливые годы при поливе затоплением проводить два полива. Первый полив нормой 250 мм следует осуществить в начале вегетации многолетних трав, второй полив - нормой 150 мм — в начале фазы отрастания трав второго укоса.

2. Для предотвращения уплотнения почвы и увеличения аэрации проводить агромелиоративные способы обработки (глубокое рыхление, щелевание) на глубину 45-50 см. На орошаемых черноземных почвах следует вносить комплексные органо-минеральные удобрения из расчета 5,5-8,3 т/га сухой массы.

3. На засоленных почвах в зависимости от степени и химизма засоления, орошение проводить в комплексе с глубоким мелиоративным рыхлением и внесением химических мелиорантов. Использовать для посева солевыносливые культуры (донник белый и желтый, пырей бескорневищный, люцерна желтая), которые обеспечивают коренное улучшение и окультуривание.

4. На пойменных орошаемых почвах проводить ускоренное залужение посевами многолетних трава, состоящую из люцерны+овсяницы+костреца, вносить минеральные удобрения с учетом агрохимических свойств почвы, а также ее эффективного и потенциального плодородия.

Библиография Диссертация по биологии, доктора биологических наук, Бадмаева, Софья Эрдыниевна, Улан-Удэ

1. Аверьянов, С.Р. Борьба с засолением орошаемых земель / С.Р. Аверьянов.-М.: Колос, 1978.-288 с.

2. Агроклиматические ресурсы Красноярского края и Тувинской АССР. — JL: Гидрометеоиздат, 1974. 211 с.

3. Агрометеорологические ежегодники за 1981-1988 гг. Красноярского края и Тувинской АССР. Красноярск, 1983-1990.

4. Агрофизические методы исследования почв. -М.: Наука, 1966. -259 с.

5. Айдаров, И.П. Орошение и предупреждение засоления почв / Айдаров И.П. // Мелиорация и водное хозяйство. -1994.-№3.-С.21-28.

6. Айдаров, И.П. Регулирование водно-солевого и питательного режимов орошаемых земель / И.П. Айдаров. М.: Агропромиздат, 1985. - 303 с.

7. Акимов, В.Ф. Эффективность фосфогипса на орошаемых солонцах / Акимов В.Ф. // Земледелие. 1985. - № 5. - С. 41-42.

8. Аксомайтис, П. Некоторые вопросы повышения эффективности орошаемых культурных лугов и пастбищ Литовской ССР / Аксомайтис П. // Труды ЛатНИИГиМ и ЛСХА.-Вып. XVII, 1986.-С. 15-19.

9. Алехин, O.A. Основы гидрохимии / O.A. Алехин. Л.: Гидрометеоиздат, 1970.-441 с.

10. Алиев, К.А. Рациональное использование природных ресурсов при орошении / К. А. Алиев. Киев: Урожай, 1991. - 165 с.

11. Алпатьев, A.M. Вопросы водопотребления культурных растений / A.M. Алпатьев // Биоклиматические основы орошаемого земледелия. М.: Изд-во АН СССР, 1957.

12. Алпатьев, A.M. Расчет и корректировка режимов орошения сельскохозяйственных культур / Алпатьев A.M. // Водное хозяйство. — Киев: Урожай, 1965.

13. Алпатьев, С.М. Влагооборот культурных растений / С.М. Алпатьев. Л.: Гидрометеоиздат, 1954. -248 с.

14. Алпатьев, С.М. Методические указания по расчетам режима орошения сельскохозяйственных культур на основе биоклиматического метода / С.М. Алпатьев. Киев, 1967. - 107 с.

15. Алтунин, Д.А. Интенсификация лугопастбищного кормопроизводства // Новое в жизни, науке, технике / Д.А. Алтунин, М., 1987. - 62 с.

16. Андреев, A.B. Травосмеси на орошаемых землях в лесостепной и 'степной зонах/A.B. Андреев. -М.: Колос, 1981. -33 с.

17. Андреев, Н.Г. Культурные пастбища на орошаемых землях / Н.Г. Андреев. М.: Колос, 1982. - 150 с.

18. Андреев, Н.Г. Травосеяние на лиманах / Андреев Н.Г. // Лиманное орошение. М., 1984. - С. 9-17.21