Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Особенности сельскохозяйственного освоения серо-зеленых мергелистых глин в Никопольском марганцеворудном бассейне

ВАК РФ 06.01.01, Общее земледелие

Автореферат диссертации по теме "Особенности сельскохозяйственного освоения серо-зеленых мергелистых глин в Никопольском марганцеворудном бассейне"

/ !; ■ П

днепропетровский ордена трудового красного знал\ени государственный аграрный университет

ОСОБЕННОСТИ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОГО ОСВОЕНИЯ СЕРО-ЗЕЛЕНЫХ МЕРГЕЛИСТЫХ ГЛИН В НИКОПОЛЬСКОМ МАРГАНЦЕВОРУДНОМ

БАССЕЙНЕ

Специальность 06.01.01 — общее земледелие

На правах рукописи

ЗАБАЛУЕВ Виктор Алексеевич

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

Днепропетровск — !Я!)2

Диссертационная работа выполнена на кафедре почвоведения и в проблемной лаборатории по рекультивации земель Днепропетровского ордена 1рудово;о Красного Знамени государственного аграрного университета.

Научннй руководитель :

0}.ициал ьше оппоненты:

доктор биологических наук, член-корреспондент УААН Н Л'. Масюк

доктор биологических наук, профессор А.И.Травлеев,

доктор сельскохозяйственных наук, член-корр. УААН Е..'¡1 .Лебедь

Ведущая организация: Украинский научно-исследовательский

институт почвоведения и агрохимии им. ак. А.Н.Соколовского

Защита состоится 2о июня 1992 года п 10 часов ка заседании специализированного совета Д 122.02.01 при Днепропетровском ордена Трудового Красного Знамени государственном аграрном университете по адресу: 320о00,' г.Днепропетровск, ЛЛ1, ул.Ворошилова, 25.

С диссертацией могло ознакомиться в библиотеке Днепропетровского ордена Трудового Красного Знамени государственного аграрного университета.

¿С

Автореферат разослан " ¿уЬ " мая 1992 года .

Ученый секретарь специализированного совета, доцент

гУГ^Ъ Н.Д.Горобец

7 '

Актуальность темы. Рекультивация земель и Украине стала круп(Щ народнохозяйственной проблемой в начале 60-х годов,когда

отрасли промышленности стали переходить на открытый (карьер-'тЩ^яюсоб добычи полезных ископвешх и в составе литосфер», преобразованной техногенезом, появились значительные площади труасн-ных земель. Правительство Украины 28 августа 1964 года пгиняло Постановление "О мерах по упорядочению использования и рекультипа -ции земель, отведенных предприятиям, стройкам И геолого-разведочным организациям", благодаря которому развернулись научно-иссле -довательские работы и утвердился приоритет сельскохозяйственного использования рекультивированных земель.

Б Украине на 1.01.1991 года значилось более 190 тыс.га нарушенных и 342 тыс.га рекультивированных земель. Удельный вес сельскохозяйственных угодий в восстановленных землях в 1905-1990 годах составил 80,5 %, в том числе пашни - 53,9 %.

В научных публикациях, разработанных проектах и применяемых технологиях пока нет отчетливой ориентации на использование субстратов горных пород а качестве объекта сельскохозяйственного освоения. Решению этой малоизученной проблемы и посвящены настоящие исследования.

Для написания диссертационной работы использовался экспериментальный материал, полученный нами в 1981-1967 гг. (начало исследований положено в студенческие годы) на Запорожском научно-исследовательском стационаре (Никопольский марганцеворудный бассейн), созданном в 1968-1970 гг.кафедрой почвоведения Днепропетровского сельскохозяйственного института (ныне Днепропетровского государ -ственного аграрного университета).

Нааи исследования являются продолжением работ, ранее начатых Н.Е.Бекаревичем, Н.Т.Масюком, И.Х.Узбеком, И.П.Чабаном, Н.Д.Гороб-цом, В.П.Кабаненко, С.Ф.Петренко.

Цель и задачи исследований. Цель исследования - разработать научные основы сельскохозяйственного освоения серо-зеленых мергелистых глин. Для достижения поставленной цели были определены следующие задачи:

1.Изучить состав и основные свойства серо-зеленых мергелистых глин, образовавшихся в сарматское время неогенового периода кайнозойской эры.

2.Исследовать а лабораторно-эегетационком опыте рост, развитие и продуктивность люцерны посевной на нарушенных горных породах в сравнении с почвенной массой чернозема южного (с внесением и без

внесения в них питательных веществ). Установить накопление корневой массы люцерны, вынос ыакро- и микроолементов в зависимости от субстратов.

3.Установить в полевых стационарных опытах средообразующее (фигомслиоративное) воздействие многолетних бобовых трав (люцерны посевной и эспарцета песчаного) на серо-зеленые мергелистые глины:

а) оценить последействие одной (отдельно люцерны и эспарцета) и двух (с участием обеих культур) фитомелиоративных стадий на продуктивность высокотребовательных к почвенному плодородию сельскохозяйственных культур (ярового ячменя и озимой пшеницы) ;

б) исследовать возможность включения в постфитоыелиоративный период укосно-кормового гороха как предшественника для зерновых культур ;

в) определять структурно-функциональную организацию многолетней злако-бобовой травосмеси после одной и двух фитомелиоративных стадий ;

г) обосновать рациональные схеш фитомелиоративных севооборотов.

Научная новизна. Впервые серо-зеленые мергелистые глины изучены и оценены как объект сельскохозяйственной рекультивации. Установлена решающая роль вносимого с удобрениями фосфора и содержащегося в серо-зеленых мергелистых глинах натрий-магний-марганцевого комплекса в интенсификации роста и развития, повышении продуктивности и азотфиксирующей способности люцерны, в большем образовании ею корневой массы и большем поглощении зольных питательных веществ.

Впервые в многолетних стационарных опытах на серо-зеленых мергелистых глинах (без создания на их поверхности плодородного слоя почвы ) изучено 16 схем чередования культур, максимально насыщенных многолетними культурами, на основании которых определены фито-мелиоративные эффекты люцерны и эспарцета (по продуктивности мега-трофов) после одной и двух фитомелиоративных стадий ; доказана возможность их сельскохозяйственного освоения с продуктивностью зерновых культур на уровне мезотрофных местообитаний.

Практическая ценность. Эдафотоп, представленный серо-зелеными мергелистыми глинами, можно возвращать сельскому хозяйству без почвенного покрытия, создавая на нем кормовые угодья с возделыванием многолетних бобовых культур и элако-бобовых травосмесей.Таким способом можно рекультивировать старые карьеры, в которых ранее не был складирован плодородны^ слой почвы и карьеры, почвенный покров которых перед разработкой был представлен сильно- и средне-

эродированными черноземами, солончаками, ка'ыснистики и друг'П!:и низкоплодородными почвами ; откоси внешних и внутренних итвалоп, с которых насыпной почвенный слоя а.иваотся ; консервировать илаыо- и хвостохранилица, прошаленше отвалы с цсникии горшл/и породами, которые в перспективе будут подвергаться повторной пора-работке ; временно использовать под посеш жоголетних ссбоьых трав на горно-техническом этапе рекультивации в период между планировкой отвалов и формированием на них почвенного покрова, который вводится для придания устойчивости отвалов и предотвращения просадочных явлении.

Апробация работ. Результат исследований докладывались на научных конференциях Днепропетровского сольсксхоздЯстгеиногс ин -ститута в lS63-IyBb i-одах, конференциях молодых учет« ¡{аменец-Подольского сельскохозяйственного института в 19Во и lSui) годах, конференции молодых учет« Украины в г.Харькове (l^ao г.), Ьсе -союзной конференции по рекультивации земель в г.Днепропетровске (1936 г.) и г.Свердловске (19эЗ г.), втором съезде почвоведов и агрохимиков Украинской ССР (г.Харьков, 1966 г.), первой Всесопз-кой научной конференции "Биология почв антропогенных ландшафтов" (г.Днепропетровск, 1991 г.) и Всесоюзной сколе "Экология и почвы" (г.Пущино, 1991 г.).

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 9 научннх работ.

Структура и объем работы. Диссертация изложена на 178 страницах машинописного текста, содержит 2 9 таблиц , 2 3 рисунка , таблиц i(2 в приложении . Список литературы включает '¿¿1\ наименований, в т.ч. 16 иностранных авторов. Диссертационная работа состоит из введения, 5 глав, выводов и предложений производству.

СОДЕРЖАНИЕ Д1ЮСЕРГАЦИОИНО Л РАБОТ 11

I.Состояние изученности вопроса. В приведенном литературной обзоре анализируются результата исследований по рекультивации зе- ' цель в различных регионах: Подмосковном угольном бассейне (jI.ii.iio-' торина, В.А.Овчинников, Н.А.Новикова, А.И.Савич и др.), Донбассе (А.И.Зражевский, Н.Е.Векаревич, М.Л.Рева, В.И.Бакланов, А.И.Трав- -леев), , днепровском буроугольном бассейне (Н.К.Крупский, ' В.Н.Данько, Я.Ь.Етеревская, Г.А.Бондарь, Э.Л.Додатко и др.),' на Урале ( В.В Л'арчевский, Б.II.Колесников, Г.М.Пикалова, Г.И.Махони-на, Т.С.Чибрик, С.Н.Левит, М.В.Иаеынкова, И.И. Шилова и др.), КМД ' '

(Н.И.Горбунов, А.М.Бурьжин, И,Ь Лрещевский, А.И.Стифеев, Л.В.Пан-ков, А.Е.Медведев, Г .С. Скороход и др.), Кузбассе (С.С.Трофимов, ■ ЛЛ.Баршшик, Е.Р.Кандрашин и др.), Эстонии (Э.Б.Каар), Кривбас-се (Б.И.Логинов, И.А.Добровольский, Ь.И.Шанда, В.Е.Чайка и др.), Грузии (А.Д.Гогатювили, К.А.Дараселия), Предкарпатском месторождении серы ( Р.Н.Панас, И.Ф.Клвс и др.), среднем Приднестровье (Ь.П.Сгупаков, Е.и.Кващук, В.М.Коыарницкий и др.), Никопольском марганцеворудним бассейне ( Н.Е.Бекаревич, Н.Т.шасюк, И.Х.Узбек, И.¡1.Чабан, Н.ДЛ'оробец, Ь.И.Кабаненко, С.•¿.Петренко и др.).

Анализ литературных источников показал, что в исследованиях отечественных и зарубежных авторов мало внимания уделяется сельскохозяйственной рекультивации. Большинство исследований были кратковременными, проводились с отдельными культурами и рассматривались вне связи с севооборотами. Первые такие исследования начали проводиться только в начале 70-х годов учеными Днепропетров -ского сельскохозяйственного института, которые продолжаются до настояцего времени.

К началу нааих исследований уже было известно, что зерновые культуры (озимая пшеница, яровой ячмень) не могут использоваться в качества пионерных и покровных культур на вскрыши« горных по* родах ( в основном из-за недостатка азота и фосфора); их урожайность лишь немногим превышала массу высеянных семян. Это и определило специфику проводимых нами исследования.

2.Условия и методика проведения исследований. Никопольский марганцеворудный бассейн расположен в зоне умеренно-теплового засушливого климата. Погодные условия в годы проведения опытов были различными и по существу охватывали большое разнообразие многолетних погодных условий данной зоны.

Почвенный покров представлен, в основном, полнопрофильным и в разной степени эродированными черноземами южными, преимущественно тяжелосуглинистого гранулометрического состава. Лочвообразую-щими породами являются лессы и лессовидные суглинки.

Б геоботаническом отношении район исследований расположен в зоне настоящей степи, представляющей переходную полосу от дерно-винно-злаковой богаторазнотравной подзоны к дерновинно-злаковой бедноразнотравной.

Теоретической основой проведенных исследований явилось учение Б.Ь.Докучаева о материнскиз^почвообразующих породах, учение В.й.Вернадского о биосфере, учение о первичных экотопах и сук'цес-

сиях, получивших развитие в трудах П.Д.Лрошенко, А.П.Кенмикопа, Н.Е.Бекаревича, учение о средообрчиугней роли растительности В.В.'1'арчевского, Б.П.Колесникова, Ь.Н.Ддньго, л .З.Ет^ревской, А.И.Травлеева и др., учение о севооборотах С. А Лмрзйьева, И .С Л'о-дуляна, й.П.Нарциссова, й.О.Пастуц-снко, Е.М.лебедя и др. ; •«•го-дологической - лабораторные исследования, вегетационные и полз-вне опыты (с применением метода расщепления опытных делянок ). Схемы проведенных опытов приведены в таблицах I и 2.

Для проведения вегетационного опыта были отобраны горные породы, имеющие наибольший удельный пес п стратиграфии Зпг.орот.ско-го иарганглворудного бассейна (лессовидные суглинки, красно-бурые и серо-зеленые глины). Контролем служил пахотный слой поч -венной массы чернозема ют.ного, образцы которого были взята с ненарушенного, рядом расположенного, участка поля. Исследования проводились с люцерной посевной в лаборатории при искусственном освещении (9-10 тыс.люксов, продолжительность освещения - 14 часов в сутки). Опыт был заложен в 4-крашой повторности в сосудах, вмещающих I кг субстрата.

Минеральные удобрения вносились из расчета 0,15 г действующего вещества на i кг. абс,сухой почвы или породы ( Кур5ицхиЯ,1908): азот - в виде мочевины, фосфор - в виде двойного суперфосфата, калий - а вида 40 % калийной ооли. Влажность в сосудах поддерживалась на уровно 60-Í3Q % от полной влагоемхости. В каждый сосуд высевалось по 10 семян люцерны, поело получения всходов оставляли по 5 хоропо развитых растений. В период исследований проводились фенологические наблюдения и биометрические измерения. Уборку лзэцэркы проводили в начала фазы цветения.

В полевых стационарных опытах на серо-зеленых мергелистых глинах изучались жоиэлегние сингенетические сукцессии с 1971 по 1987 годы, определяющих последовательную смену одних агроценозоз другие! на первичной эдафотопе (серо-зеленой мергелистой глина,вынесенной на дновмуп поверхность, и впервые, подвергшейся воздействию сельскохозяйственных культур). Первоначальная площадь опытной делянки составляла 200 кв.м при 25-кратной повторности. Двухкратное деление каядой опытной делянки на две равные части ( а 1975 и 1981 годах) и уменызение числа повторностей с 25 - до Б-кратлой (в I9S4 году) позволили испытать в сопоставимых условиях 16 сукцессий, различающихся набором я чередованием культур (табл.2). Агротехника в опыте - общепринятая для хозяйств Никопольского района Днепропетровской области. Уборка и учет урожая про-

водились поделяночно сплошным методом, согласно методике полевого опыта (Доспехов, 12с1>). Учитывал, что в опыте изучалось восемь основных районированных в степной зоне культур, то для сравни -тельной оценки продуктивности отдельных сукцессии урожайность возделываемых культур переводили в условные кормопротеиновые единиц (КИЕ).

В урожае элако-бобовой травосмеси (ЗБТС) определялись структура и ярусность, для чего проводились соответствующие биометрические учеты и отбор образцов. Массу корневых и пожнивных остатков учитывали методом Н.З.Станкова (1904).

В лабораторных условиях определялись: гранулометрический состав (но Качинскоцу), рН водной и солевой вытяжек (на ионмегре), сумма обменных оснований ( по Каппену-Гильковицу), общий азот (по Кьельдалю), подвижный фосфор (по Ыачигину), обменный калий (по Протасову и Кирсанову), гумус ( по Тюрину в модификации Симакова), плотность твердой фазы (пикнометрическим методом), плотность сложения (методом режущего кольца), химический состав водных вытяжек (по Гедройцу).

В вегетативных частях люцерны, выросшей на горных породах в вегетационном опыте, определялось содержание макро- и микроэлементов. Концентрация кальция, магния, железа, цинка и марганца исследовались атомно-абсорЗционнкм, а калия и натрия - пламенно-фотометрическим методами. Все вышеперечисленные элементы анализировались на приборе С-302 ( по Разумовскому, 1932), фосфор определялся по Мачигину на СЭК-56 и, азот - по Кьельдалю. Точность выполняемых измерений контролировалась путем анализа с каждой серией проб растительных государственных стандартных образцов. Озо-ление растительного материала проводили концентрированной серной кислотой с перекисью водорода.

Достоверность полученных данных исследований подтверадена математической обработкой.

3.Краткая характеристика объектов исследований. В втом разделе приводится характеристика физических и химических свойств вскрышных горных пород (серо-зеленые мергелистые глины, лессовидные суглинки, красно-бурые глины)и почвенной массы чернозема южного, которые испытывались в вегетационном опыте и серо-зеленых мергелистых глин, свыше 10 лет находившихся под посевами сельскохозяйственных культур. Лабораторными исследованиями установлено, что изученные вскрышные породы обладает благоприятными водно-фич'т^окнуя л бслызгй частью агрохимических свойств. Наиболее

существенным отличительным признаком их от зональных почя является низкое содержание валового гумуса, азота и подвижного фосфора. Резко зыраяеннып Недостаток азот и фосфора составляет основное ограничиваемо условие для роста а развитии большинства растений.

4.Ьскрцднне горные породы и.условия_п£оип£пст^ия_.ня usp»i посевной,. Проведенные исследования показали, что рост , развито и продуктивность растений лчцер-ни и вегетационном опыта существенно различались п зависи?<ости от субстратов и вносиик питательных веществ. Установлено, что на свояовинесенкых на днов-¡01! поверхность горных породах рост и развитие растений люцорнн з период формирования первого укоса происходило паирдленныки теи-nami, особенно на неудобренных лессовидных суглинках и красно-бу-pta глинах (за 1Ь0 дней проведения опыта растения люцерны образовали ясего л иль З-í) листьев высотой 5-7 си ).

Реакция растений ляцерки на вносите питательные вещества оказалась различной, Ьдкничиое внесение азота и калия, а такяо их совместное применение существенно не улучглло условий для еэ роста и развитая ( табл.1). Ьнесснио фссфорния удобрений (ркс.1):

-интенсифицировало рост и развитие растсниЯ ащернн на все:: исследусид субстратах ; повыпало продуктивность до БЗ (на лессо-видюа суглинках), до 100 (на красно-бурых глинах) и до 157 % (на серо-зеленых глинах) а сравнении с неудобренной почвенной ггхссой ;

-способствовало большему в 1,3-1,4 раз'а накоплении гзсси

корней ;

-стимулировало фиксация атносфзрюго азота растениями язцер-ны:содержание азота в кадзен«оП кассе посыпалось на 43 % (почзвн-ная tíacca) и 120 % (серо-зеленая глина) в сравнении с неудобренными вариантами ;

-увеличнвало( d 1,1-1,4 раза) о б г, и Я сын о с пнгателькых вецеста лвцерной из субстратов.

Совместное внесение азотных, фосфорных и калийных удобрений создавало наиболее благоприятные услозия длл роста, развития и формирования урожая люцерны. Ь приведенной таблица на лессозцдных суглинках и красно-бурых глинах в вариантах 0 (контроль), А/,К и /УК нет данных продуктивности, т.к. растения люцерны имели высоту Ь-7 см и поэтому учет урожая не проводился.

b биомассе ллцерны, выросшей на неудобренных серо-зелених глинах (в сравнении с неудобренной почвенной массой), содержалось меньше азота, фосфора, калия, кальция и железа (в 1,5-1,6 раза)

Таблица I

Продуктивность биомассы люцерны з зависимости от исследуема субстратов н вкоскшх плтательгсд веществ, г/сосуд сухой массы

Варианты опыта

Продуктивность кадзеиной части

в I укосе

во

П укосе

в Ш укосе

всего за три укоса

Масса корней

На почвенной ьассо чернозема вгного

2,37

2 52

3 22 2,42

4 08 2,34 3,69 4 16

2,19 2 42 3,05 2 30 3|38

3,'б1 з|ео

1,33 I 18 1,82

0 94 2,30

1 38 1,50

2 04

5,89 6 12 8,09 5,66 9 76 6,18 8 82 10,00

2,06

1 94

2 57 1,93 2,38 I 82 2,40 2,47

На лессовидных суглинках

2,76 3 23 3 20 3 59

2,14 2 65 2 26 2,73

О О О О

4,90 5 88 5,46 6,32

3,36 3 46 3 15 3,07

/VР

Л^РН

На красно-бурых глинах

3,52 3 47

3 07 3 33

2,36 2 41 2 36 2 56

О О О О

5,83 5 83 5 43 5,89

3,69 3 76 3 47 3 42

На серо-зеленых глинах

О

(У

%Р

й?

/УНС

2,25 2 87

4 56 2 00

5 91 2 48 4,95 5 II

1,67 1,37 3 38 I 64 3 36 I 30 3,00 3 68

О О

1,31 О

1,36

0

1,85

1 81

3,92 4 74 9 25 3 64 10,66 3 73 9,80 10 80

1,81 2 16 3 46 I 84 3 05

1 87

2 91

3 48

ж) -продуктивность

. —у ^ г V пг^ЙЧУЛ^дуа^А'Ч

Е

• I 1 1-[_I "

n i 1 "г

8 1 1 1 [ 1.1 i

к.х-^ - У.'.'.Л ^ 4 * 1 ч

Условные обозначения:

-1-почвенная масса чернозема южного;

2-лессовидный суглинок;

3- красно-бурая глина;

4-серо-зеленая глина.

Межфазные периоды:

Ш- посев-всходы

( "1 в

тройчатый лист-ветвление

■ всходы-I ПРОСТОЙ лист

-еетвлекие-бутонизация

ял-/."

- i простои лмот-1трсйчашй лист

- бутонизация -цветение

Рис.1. Темпы роста и развития люцерны в варианте с единичным внесение/а фосфора (первый укос).

и больае натрия ( и 2,1 раза), иагния (в 1,1 раза), иарганца (в 1,2 раза). При внесении фосфорных удобрений (единично и совые -стно с азотными и калийными удобрениями ) общий вынос питательных веществ люцерной, произрастающей на серо-зеленых глинах, был и 1,1-1,2 раза выше, чем на почвенной шссе, особенно натрия, магния, марганца и железа ( в 1,7-3,3 раза).

Таким образом, свежевынесенные из мест коренного залегания изученные горные породы ооладают плодородием по отноаенкю к люцерне. Существенная роль в повышении плодородия горн!« пород принадлежит фосфорным удобрениям. Наиболее плодородными для люцерны оказались серо-зеленые глины.

5.Направленный фитомелиоративкый сингенез на серо-зеленых мергелистых глинах и его эффективность. За 17-летний период (1971-19^ гг.) на серо-зеленых мергелистых глинах изучено 16 сингенетических сукцессий, различающихся между собой последовательностью чередования и составом сельскохозяйственных культур. Для удсб -ства анализа м обсукдения каждая многолетняя сукцессия разделялась на стадии, соответствующие звену севооборота или продолжительности произрастания шоголетннх трав.

.Ранее проведенными исследованиями (Н.Т.Ыасюк, 1975 ) было установлено, что серо-зеленые мергелистые глины являются низкоплодородными субстратами для метатрофных культур (урожайность зерна озимой пшеницы без предварительной фитомелиорации и удобрений не превышала 4,5 ц/га 1. Поэтому на первой стадии исследований (19711974 гг.) опытными культурами, создающими фитомелиоративкый фон, были многолетние бобовые травы - люцерна посевная и эспарцет песчаный. Ь сумме (за 4 года жизни ) в урожае лоцерны содержалось 133,4, в урожае эспарцета - 77,9 ц/га КИЕВ 1975 году схема опыта была расширена за счет расщепления делянок , что позволило одновременно исследовать фитомелиоративкый эффект (последействие ) люцерны и эспарцета (одной фитоыелиоратив-ной стадии) с помощью требовательных к эффективному плодородию зерновых культур (сукцессии 5-8 и 13-1о) и продолжить фитомелиора-тивное воздействие на серо-зеленые мергелистые глины повторными посевами многолетних бобовых трав (вторая стадия фитомелиорации) после годичного (197Ь г.) выращивания ярового ячменя (сукцессии 1-4 и 9-12). Суммарная продуктивность зерновых культур за 1975-19В0 гг. составила: в сукцесец^ 5-в ( после люцерны) - 06,6, в сукцессии 13-1Ь ( после эспарцета) - 57,4 ц/га КПЕ. Эспарцет в сукцессии 1-4 на второй фитомелиоративной стадии обеспечил сбор

142^.лоцсрна а сукцессии У-12 - 136,2 ц/га КИЕ.

Анализ продуктивности сингенетических сукцессия за период с 1971 по 19Ь0 гг. свидетельствует о более высокой продуктивности лвцерни в первые 4 года исследований ( в 1,7 вищо, чьи у эспарцета) и бользеи ее фитокелиоративнон воздействии на серо-ооленио .иергедкстыэ глины (продуктивность зерновых колосовых кульгур, наращиваемых после люцерны, Сила в 1,5 раза чем после эспарцета). На втором этапе (I'Z/'b-I&yj гг.) предпочтение имеют icioro-латние бобовые травы, продуктивность которых в дьа puna преыива-ла продуктивность зерновых культур. ¿.учзеЯ оказалась сукцессия "яэцерна {4 года) - яровой ячмень (один год) - эспарцет (5 лет)", которая обеспечила сбор 23с,7 ц/га КПЕ.

Таким о'разои, под воздействие« июголетнкх бобовых граи плодородие серо-зеленых мергелистых глин существенно повинюсь. Оги отлоиенмя из бедных (слиготрофных) субстратов преобразовывались в субстрата среднего уровня плодородия.

С 1981 года схема опита Сила вновь расо.чрена (за счет дальнейшего расщепления делянок), благодаря чеку появилась возмп -ность одновременно исследовать 3 сукцессия ( четыре фигомелиора-тианкх фена), а сукцессия* 1, 5, 9 и 13 под покров ярового ячменя была высеяна эляуо-бобовая травосмесь, состоящая из люцерны посевной, эспарцета песчаного, костреца безостого и янтняка узко-колосого. Ь зависимости от предшествующего чередования культур ( э 1571-1930 гг.) продуктивность травосмеси существенно различалась ( табл.2). Ь сукцессиях I и 9 (с двумя фитсмелиоративкы-ш стадиями) урожайность била низе, чей в сукцессиях 5 и 13 ( с одной фитомелиоративной стадией), особенно в первые 4 года яизнн. Детальный анализ продуктивности отдельных компонентов сложного агроценоза выявил низкую продуктивность бобовых культур (особенно люцерны) в сукцессиях с двумя фитомелиоративныул стадиями, а которых из Ю лет освоения в течение 9 лет произрастали многолетние бсбовые траьы. Следовательно, для многолетней злако-бобо-зой травосмеси более благоприятным оказался фон, улучшений одной фитомелиоративной стадией и последующим выращивание« зерновых колосовых культур в паро-зерновом звене. Урожай сухой массы з сукцессиях 5 и 13 за весь период жизни агроценоза был на 44,756,0 ц/га больше, чем в сукцессиях 1 и 9 (с двумя фитомелиоратив-ными стадиями).

Сукцессии 2-4, 6-8, 10-12 и 14-16 с 1981 по 1983 год продолжались паро-зерновым звеном. Продуктивность озимой пшеницы и яро-

Таблице. 2

Урожайность сельскохозяйственных культур в сингенетических сукцессиях на серо-зеленых мергелистых глинах,ц/га

Годы

196Г7

1986 1905 1984

1983 1982

1981

1(403) 9(344)

Сукцессии

2(422) 10(358)

знгс 26,8

а,6

ЗБТС - 25,6

28,2

ЗБГС - 39 ¡5

38,7

ЗБТС - 4з;з

42,7

ЗБГС - 16.5 19.6

ЗБТС 25,2

25,7

Ячмень _13,2

10,1

ЗБТС

звге - 5L2L

ЗБТС ЗВГС

35 ,2 25,9

39,9

3(474) 11(397)

34.1 36,0

Ячмень-^-

17.2 54,8

50,4

Кукуру-.да , 9JL

Горох

Горох

Яровой ячмень Озимая пшеница

Чистый пар

4(474) 12(390)

19,4 16,2 13,4 13,1 32,0 32,4 47,8 -40,1-

жж

- штг

- iLi 35,2

- О

1974 1973

1972 1971

1980 Эспариет песчаный У года жизни

Люцерна посевная 1У года жизни

1979 Згщдпттят песчяный

Люцерна посевная Ш года жизни

1978 Эспаоцет песчаный

Люцерна посевная

1977 Эспарцет песчаный Люцерна посевная 11 года кизни

1976 Эспарцет песчаный люцерна посевная I года жизни

1975 Яровой ячмень

дочерна посевная Эспарцет песчаный Люцерна посевная эспарцет песчаный J110J£Luii поедптчо эспарцет песчаный ifI'l'-L'посетит ^i'iiui',;--;' песчаный

1У года жизни ill годи жизни и года жизни 1 года жизни

53,9

26,1 ЗТ^

53,8 67,0

37.8

38.9

М~

9,9

9,3

- 23^2 72,6

- 31 ,ь

- Ii Д 20,9

- 14 ,4

13,0

Году

1987 ЗБТС - 24,1 24,8

1986 ЗБГС - 3273

1985 ЗБТС - 44.6 44.7

1984 ЗБТС - 59,1 52,6

1983 ЗВГС - 27,0 Зэ,7

1982 ЗБТС - 37.0

1981 Ячмень 2.5 4.6

Продолжение табл.2

Сукцессии

6(350) 14(254) 7(381) 15(261) 8(376) 16(278)

ЗБТС ЗБТС . 42,3 40,9 . 44,3 •Т^З г 36,0 Горох - »" 3377 Ячмень - 12,9 а ¡М Ячмень- Хь/ Г0р»

ЗБТС . 29,9 45,2 Горох -ЬЫ 45,0 Ячмень -

ЗБТС Кукуруза- §1! 5.2 Горох -42Д '¿5,1

Яровой ячмень 9.4 7,1

Озимая пяеница 29.4 19.5

Чистый пар 0

1980 1979

1978 1977 1976 1975

Яровой ячмень

Озимая пшеница

Чистый пар Яровой ячмень Яровой ячмень

Чистый пар

16,3 "ТГ^З 13,3

V

-

-12ЛЗ ГО^ О

1974 1973 Люцерна посевная «эспарцет песчаный Люцерна посевная Эспарцет песчаный 1Угода пизни -3 года лизни - 44,8 72,6 ЗГ^

1972 Люцерна посевная Эспарцет песчаный П года пиэни - 41,4 20,9

1971 Люцерна посевная I года жизни - 14.4

Эспарцет песчаный 13,0

Примечание, и числителе показана продуктизность культур з сук-цессиях 1-8 (начинающихся с люцерны), в знаменателе - в сукцессия* 9-16 (начинающихся с эспарцета^.Продуктивность люцерны,эспарцета, алако-бобовой травосмеси (ЗБГО ) и гороха представлена надзеичой сухой гассой; озимой пшеницы, ярового ячменя и кукурузы - зерном. Б скобках, после номера сукцессии - суммарный выход КПК,

вого ячмгнл была в прямей зависимости от предвосгвукяего чередования культур (фитомелиорптивного фона): после двух фигомелнора-тивных стадий в сумме получено 74,6 (сукцессия '¿-Л) и 63,0 ц/га Ш1Е (сукцессия Ю-12) ; после одной фигомелиорлтивнсй стадии и по-слецугаих паро-псрновых звеньев - 52,3 (сукцессия 6-3) к ЗЬ,9 ц/'*а КПЕ (сукцессия 14-16). :итоиелиор«тивный »ффекг, ьнравеюшй разницей урожаев зерновых культур после двух к одной фитоыелиоратив-кш: стадий, составил 22,5-27,9 ц, га г31Е (11,2-13,9 ц/га КИЕ е среднем за год).

Полученные данныо позволили установить, что под продолкиголь-ныи воздействием «ноголегних бобовых трав (двух фитоиелноратив -ных стадий) плодородно серо-зеленых мергелистых глин, оцениваете урожайностью зерновых колосовых культур, посыпалось почти до уровня старопахотных зональных чернозешв. Однако, дальнейшее использование требовательных к плодородно зерновых кульгзр не выгодно 1:з-за снижения урожайности по ыеро удаления (во времени) от фито-ыэлиоративной культуры. Поэтому появилась необходимость поисков других аффективных продолжений для освоения серо-зеленых мергелистых глин в постфитоыолиоративный период.

С 1934 года в изучение были введены следугщие звенья севооборотов: "злако-бобосая травосмесь" (сукцессии 2, 6, 10 и 14 ), "кукуруза - горох - яровой ячмень - горох" (сукцессия 3, 7, ¡1 и 15) и "горох - яровой ячмень - горох - яровой ячмень" (сукцессии 4, 0, 12 и 16 ).

Исследования со элако-бобовой травосмесью, созданной через 3 года (в сукцесскях 2и 10) и через 9 лет (в сукцессиях 6 и 14) после вспаски кюголетних бобовых трав выявили более низкую продуктивность агроцоноза после двух фитоиэлиоративню: стадий ( в сукцессиях 2 и 10) на 21,9-22,7 ц/га сухой шссы за 4 года еизни. Ботанический анализ структуры травосмеси позволил установить, что снижение продуктивности вызвано меньшей долей участия шоголетних бобовых трав в формировании урожая. Следовательно, при освоении серо-золеных мергелиспзх глин доне через 3 года многолетние бобовые травы не целесообразно возврегцать на прежнее место из-за их угнетения (яэцерноутомлекия).

Укосно-кормовой горох впервые оценен как фитомел'иорант серо-зеленых мергелистых глин. Нами установлено, что в этих породах он оставляет после себя от 16 до 38 ц/га сухих корней и пожнивных остатков, в которых содержится 25-54 кг азота, 7-15 кг фосфора, 11-27 гг калия. Кроме этого, необходимо иметь ввиду и неучтенное

ц/га 30.

1X1

§ 25.

■15

МО]

я9 27.9

218 1 >18 1 н2 206 щ 25,1 1 ».1 20,8 250 253

1 •— — с -- 7,1 ц9 (6,3

1 Ч ч, • 1,\ \ч $ \л 1 —

1 ч ч \ л ^ 1 •л N V ч\ ^ ч\ 1 \ 1;' $ ч> 1 1 1 \ чЧ ч4 \

л А л л л л л л э э э э э э э э

Л л л л л л л л э э э э э э 3 э

л л л л л л л л э 3 э э э э э э

л л л л л л л л э э 0 э э э э э

я я я я п п п п я я я я п п п п

э 3 0 э я я я я л л л л я я я я

э э э э я я я я л л л л я я я я

э э э э п п п п л л л л п п п п

э э э э о о о 0 л л л л о о о о

э э э э я я я я л л л л я я я я

я п п п я п п п я п п п я п п п

т о 0 о т 0 о о т о 0 о т о 0 о

т я я я т я я я т я я я т я я я

т т к г т т к г т т к г т т к г

т т г я т т г я т т г я т т г я

т т я г т т я г т т п г т т я г

т т г я т т г я т т г я т т г £

1 2 3 4 5 6 7 8 9 40 -и 12 •га н4 Н5 АЬ

СИНГЕНЕТИЧЕСКИЕ СУКЦЕССИИ

Условные обозначения:

Л-люцерна; Э-эспарцет; Я-яровой ячмень;

О-озиалая пшеница; Г-горох; к-кукуруза;

П-чистый пар; Т-злак0-б050вая травосмесь.

яя - многолетние гга п

травы Щ-ЗЕРНОВЫЕ [^-зернобобовые

Ш

Рис.2. Среднегодовой выход корш-прсяеино-

вых единиц и доля сельскохозяйственные, культур в урожае в зависимости от их чередования

органическое вещество гороха (мелкие корни), прижизненные корневые оскудагы, кассу клубеньковых бактерий, высокообеспеченных азотом.

О фигомелиоративном эффекте гороха можно судить по урожайности ярового ячменя, следующего после гороха. В среднем за три ротации овеиа "горох - яровой ячмень" урожайность зерна ячменя составила 20,Ь-23,0 ц/га, а продуктивность звена в целом - ЬЬ,6-60,4 ц/га Н31Е, причем она но зависила от предшествующего фитомелиоративного фона, созданного многолетними бобовыми травами. Б связи с этим с сукцессиях с двумя фитомелиоративными стадиями в постфитомелио-ративный период перспектишшн оказалось звено севооборота "горох--ировой ячмень".

виьода

1.На основании проведенных лабораторных исследований, вегетационных и половых опытов установлено, что в составе серо-зеленых мергелистых глин нет фитотоксичных веществ и имеются в наличии практически всо необходимые для роста и развития макро- и микро-элемлнгы, за исключением азота и фосфора, в.связи с чем они оказались благоприятным субстратом для многолетних бобовых трав и симбиотически связанных с ними азотфкксируодих кдубенько'вых бактерий. .

2.Рост н развитие растений люцерны на свежевынесенных на дневную поверхность изученных горных породах происходит заыэдлешшыи темпами. Особенно отчетливо это обнаружено на неудобренных лессовидных суглинках и красно-бурых глинах. Внесение фосфорных удобрений в горные породы существенно улучшает условия для роста и развития люцерны. Установлена такие важная роль фосфорных удобрений

и содержащегося в серо-зеленых глинах натрий-магний-карганцевого комплекса в повышении продуктивноеги, формировании корневой касси и азотфиксирующей способности люцерны.

3.На серо-зеленых мергелистых глинах ыокно создавать сельскохозяйственные угодья без покрытия их плодородным слоом почвенной иассы. При этом необходимо применять специальные (фитомелиорапш-ные) севообороты.

4.Благодаря срадообразующей способности кноголегних бобовых трав продуктивность зерновых культур после одной фитомелиоративной стации достигала в среднем 12,5 (после эспарцета) и 18,6 ц/га зерна (поело люцерны), после двух фитомелиоративных стадий - 24,1-£7,9 п/га. Следовательно, под воздействием многолетних бобовых

трав, особенно люцерны, серо-золеные мергелистые глины из эколого-олиготрофных (бедных) субстратов преобразую гея после одно;! ¡лго-ыелиоративной стадии в субстраш среднего уровня плодородия для зерновых культур, а после двух фигомелиорагивных стадий помшая!1--ся почти до уровня старопахотных зональных черноземов.

5.Создание многолетней злако-бобовой травосмеси (третьей $иго-ыелиорагивной стадии) после двух проведенных стадий фи гомолиора-ции нецелесообразно из-за низкой продуктивности многолетних бобовых трав.

6.При продолжительном возделывании зерновых кульгур (солее

3 лат) в постфитомелиоративный период происходит сни«ение их продуктивности по мере удаления (во времени) от фитонелиоратьиий культуры.

7 .Укосно-кормовой горох обладает выраженным фитомелиоратнше-ш воздействием на серо-зеленые мергелистое глины. Поэтому в пост-фитомелиоратив!ШЯ период их освоения перспективным оказалось звено севооборота, состоящее из гороха (однолетнего фитомелиоранта) и ярового ячменя; такое звено обеспечивает в среднем за год 28 ц/га КПЕ.

8.Анализ продуктивности отдельных стадий 1Ь изученных сингенетических сукцессий показал, что сельскохозяйственное освоение серо-зеленых мергелистых глин необходимо начинать с посевов люцерны, продолжать эспарцетом. После двух стадий фитомелиорации многолетними бобовыми травами освоение продолжают паро-зерновым звеном, после которого - звеном "горох - яровой ячмень".

РЕКОМЕНДАЦИИ ПРОИЗЬОДиТЬУ

Для сельскохозяйственного освоения серо-зеленых моргелистых глин без покрытия их плодородным слоем почвенной массы следует применять севооборот со следующим чередованием культур : 1—1 люцерна, 5 - яровой ячмень, 6-10 - эспарцет, II - пар, 12 - озимая шеница, 13 - яровой ячмень, 14 - горох, 15- яровой ячмень, 16 -горох, 17 - яровой ячмень. Такое чередование культур обеспечивает среднегодовой сбор 20,4 ц/га кормовых единиц и 3,54 ц/га переваримого протеина (27,9 ц/га КПЕ).

ПО МАТЕРИАЛАМ ДИССЕРГАЦИИ ОПУБЛИКОВАНЫ СЛВД/Щ11Е РАБОТЫ:

1.3абалуев Ь.А. Исследование возможности сельскохозяйственного освоения серо-зеленых мергелистых глин в Никопольском марганцево-

рудном бассейне//¿коло го-биологические и социально-экономические основы сельскохозяйственной рекультивации в степной черноземной зоне УССР: Тр.ЛОХЛ. Днепропетровск, 19:34. -'1.49. - С. 118-124.

¿¡.Заоллуеь Ь.л. Создание сельскохозяйственных угодий на вскрыи-ных горных породах без покрытия их слоем почвенной массы//Ьклад молодых ученых ¿кпаины в интенси}икацшо сельскохозяйственного • производсхьи/Гел'.сы докладов 2-й республиканской научно-производственной конференции молодых ученых и специалистов. - Харьков, 19йс. - и .147.

З.Зиоалуев Ь.Л. Серо-зеленые мергелистые глины как объект сельскохозяйственного освоения/Лез .докл.II съезда почвоведов и агрохимиков Украинской ССР/Агрохимия и плодородие почв. Рекультивация земель, йорьйа с эрозией поча, обработка почв. - Харьков,

1986. - С.124-125.

4.3абалуев Ь.А., Рева Л.Н. Люцерна посевная как индикатор плодородия свежевскрытых горных пород//Рекультивация земель: Сборник научных трудоь/Днепроиетровский с.-х.институт. - Днепропетровск,

1987. - С.112-135.

5.Рева .1..11., Забплуев В.А. сынос тяжелых металлов при выраци-ьании люцерны на вскршных горных породах/Дяжелке металлы в 'окружающей среде и охрана природы/материалы 2-й ьсесоюзной конференции. - 1.1., 19ьЗ. - С.153-154.

б.Зао'алуев с.А., Петренко С.!'. Интенсификация плодородия свеке-вскрытых горных пород с помощью биотических и абиотических фак-тороБ//Пробле.чи рекультивации нарушенных земель/*!ез.докл.У Уральского совещания: АН СССР, Уральское отделение. - Свердловск,

1988. - С.21-22.

7.3абалуев Ь.А.Изучение фитомелиоративных севооборотов при сельскохозяйственном освоении серо-зеленых мергелистых глин в Никопольском марганцеворудном бассейне/Дез.докл.научн.-теоретич конференции молодых ученых и аспирантов/Каменец-Лодольский СХИ.-Какенец-Подольский, 1989. - С.31 (на украинском языке).

8.3абалуев Ь.А. Некоторые приемы интенсификации плодородия свежевскрытых горных пород//1'ез.докл.научн.-теоретич.конференции молодых ученых и аспирантов/Каменец-Подо/.ьский ОХИ. - Каменец-Подольский, 1930. - С.8 (на украинском языке).

Э.Забалуев Ь.А. ¿игомелиорация серо-зеленых мергелистых глин -

важный прием повышения урожайности ярового ячменя//Тез.докл.

Ш съезда почвоведов и агпохишков Украинской ССР. - Харьков. 19Ш. - С.64-с5. °

Ю.Забалуев о.А.Направленный фитомслиоративный сингенез на серо-зеленых мергелистых глинах и его эффективность (в печати).