Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

ПРИЕМЫ МЕЛИОРАЦИИ ПОЧВ СОЛОНЦОВЫХ КОМПЛЕКСОВ ЧЕРНОЗЕМНОЙ ЗОНЫ ЦЕЛИНОГРАДСКОЙ ОБЛАСТИ

ВАК РФ 06.01.03, Агропочвоведение и агрофизика

Автореферат диссертации по теме "ПРИЕМЫ МЕЛИОРАЦИИ ПОЧВ СОЛОНЦОВЫХ КОМПЛЕКСОВ ЧЕРНОЗЕМНОЙ ЗОНЫ ЦЕЛИНОГРАДСКОЙ ОБЛАСТИ"

МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА СССР МОСКОВСКАЯ ОРДЕНА ЛЕНИНА \

И ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ имени К- А. ТИМИРЯЗЕВА

гН УО(Л На правах.рукописи

Анатолий Иванович ЕСЬКОВ

ПРИЕМЫ МЕЛИОРАЦИИ ПОЧВ СОЛОНЦОВЫХ КОМПЛЕКСОВ ЧЕРНОЗЕМНОЙ ЗОНЫ ЦЕЛИНОГРАДСКОЙ ОБЛАСТИ

(Специальность № 06.01.03 — почвоведение) (

Автореферат .диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

МОСКВА—1974

Работа выполнена во Всесоюзном ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательском институте зернового хозяйства. -

Научный руководитель — кандидат с.-х. наук В. И. Кирю-шин. .

Официальные оппоненты: доктор сельскохозяйственных наук профессор Н. П. Панов, кандидат сельскохозяйственных наук М. Е.Яковлева. *

Ведущее предприятие — Почвенный институт им. В. В. Докучаева. у О

Автореферат разослан « 19> 197Л г.

Защита диссертации состоится/*? **-**«*♦* 197У г.

на заседании Ученого совета факультета агрохимии и почвоведения ТСХА.Л //•£?'

С диссертацией можно ознакомиться в ЦНБ ТСХА (10-й корпус).

Отзывы на автореферат в двух экземплярах, заверенных печатью, просим присылать по адресу: 125008, Москва .А-8, Тимирязевская ул., 47, корпус 8, Ученый совет ТСХА.

а Ученый секретарь Совета ТСХА Л Фу ЪЕЖ^к^й Э ф. А. Девочкин.

С;- Программалинтенсификации сельскохозяйственного произ-\".,"водства,.-намеченная'ХХГУ,-съездом'КПСС,, предусматривает .

дальнейшее расширение работ по,->мелиорации земель с низ:' ким естественным плодородием. , <ч -: ;У; „•-: . '. ., ;,;В Целиноградской области комплексные почвы с содер--. жанием 'солонцов.более 30% занимают площадь 2,7 млн. га: ; В,настоящее время они используются'преимущественно в ка*

честве. естественных сенокосов и пастбищ с урожайностью • < сена' 1—4 ц/га: . ;; ' •;,':••.:> г .Исследования научных учреждений и опыт передовых хо-;>зяйств-показывают, что .при применении специальных мс-♦" лиоративных приемов производительность солонцовых земель .- может, бытьувеличенал 5—10 раз. Тем не менее во многих

хозяйствах Казахстана имеющиеся солонцовые -'земли исполь-/- зуются¥е очень.. низкой эффективностью. 'Это,' объясняется, в ♦ - частности, недостаточной изученностыо,мелиоративных свойств солонцовой приемов их освоения. В связи с этим перед нам» , ч былипоставлены следующие задачи;1.- У; .."-. • ,' V . 1. 'Выявить влияние обменхгых катионов'на свойства поч-вообразующих пород и почв солонцовых комплексов.

2. Изучить влияние.различных приёмов основной обработки на двойства и продуктивность солонцов разных мелиоративных групп, а также залегающих с ними в комплексе черноземных почв. ;-. "

Зг Изучить эффективность ' приёмов химической мелио- ' рагцш'солонцов.. ' ; Г

/ .•.'.'.-".':'•;......У. -ч

Объекты и методика исследовании

Исследования проводились в 1969—1973 гг. на солонцовых стационарах ВНИИЗХ в совхозах «Ново-Рыбинский» и «Трудовой», расположенных в подзоне южных черноземов. Район исследований относится к засушливой,степи с'резкоконтинен-. тальным климатом. Годовая температура, воздуха равна 1,0—" 1,3*- Среднегодовое количество осадков составляет 320 мм.

Изучение различных приемов обработки'почв солонцовых комплексов проводилось в 5 полевых опытах— на солонцах

,1 Лмдгтаг Ьа 1ууьДн':кггиз?Г

> • степных, средних средненатриевых высокогипсовых (опыт -' •'№ 6), солонцах лугово-степных средних средненатриевых без' гипсовых (опыт № 10), солонцах лугово-степных средних малонатриевых (опыт № 3), черноземе южном (опыт №8), черноземе южном солонцеватом (опыт Кя 15)—по следующей . , . схеме: .\ • •.". "

1. Вспашка на -10—12 см-Ьбезотвальное рыхление на 25—

. -_:'• 27 см. .'"••' .'.'•• '

2. Вспашка на 25—27 см. '

3; Плантажная вспашка на 40—45 см. ч

Исследование эффективности гипсования проводилось на степных средних средненатриевых солонцах с испытанием полной (10 т/га) и половинной (5 т/га) доз гипса. На лугово--степных средненатриевых солонцах изучались: гипс в дозах 10 т/га, 5 т/га, 2 т/га и навоз в дозах 20 т/га и 40 т/га, а также гипс 10 т/га + навоз 40 т/га по фонам вспашки на 25—27 см и плантажной вспашки на 40—45 см. Сравнительное изучение эффективности гипса в полной дозе (5 т/га) и серной кислоты в эквивалентной дозе (2,85 т/га) проведено на лугово-степных средних глубокогипсовых солонцах. Гипс вносился под вслаш-ку на 25-7-27 см, на плантажном фоне — под перепашку на,-25—27 см. Во всех опытах полные дозы мелиорантов определялись" по содержанию обменного натрия за вычетом 10% его ч, содержания от емкости поглощения. ,-..'•:*

Повторность опытов 3—4-х кратная. Площадь делянки -' п опытах с изучением способов обработки 1200—2200 кв. м, .а в опытах по химической мелиорации 50—350 кв. м. .

Основные агромелиоративные свойства изучаемых почв представлены в таблице 1. , '

В период проводившихсял исследований, испытывались следующие культуры: ячмень, просо, горчица, донник, люцерна, эспарцет, пырей, житняк, костер и волоснец сибирский. - Учет урожая сельскохозяйственных культур проводился путем скашивания растений на площадках размером 4 кв. м. в количестве 15—20 на каждой делянке в пределах контуров однотипных почв. Данные учета урожая обрабатывались дне-•.":'. лерсионным методом (Б. Л. Доспехов, 1965).

Закладке опытов предшествовало детальное почвенное -картирование в масштабе 1 :500. , л

Для наблюдений за динамикой влажности, солевого режима, поглощенных оснований, подвижных питательных ве-' ществ на одной из повторностей опытов в пределах, контуров : средних солонцов было закреплено по 5 стационарных точек, п которых послойно отбирались образцы до глубины 1 м. Наблюдения за изменением объемного веса и. водопроницаемости проводились в 15—20-кратной, а твердость в 40—50-кратной' повторностях. Химические анализы почв выполпн-

.-'-•/..у.. ..'. л'г-~ ..., .... Таблица 1

Данные анализов почв опытных участков..

д

'Механический состав, частицы %

■У

Емкость обмена, м-экв.

,1838

« «5 в

Око

3 ° о з-е

ОО я

Опыт № 6. Солонец степной средний

л,

л,

В2 В/С

A,

B,

В2 '

В/2С

-Опыт № 3. Солонец лугово-степной средний

0-И

11—21 21-30 40-50

0-10 10-18 18-27 40-50

3,3' 2,4. 1,2 0,6

17,6 38,2 38,9 34,0

45,3 53,9 51,9 46,8

16,0 23,4 19,7 13,9

6,3 нет-;, нет

16.2 нет нет-

18,3 0,6- 1.4

14,4 '3.5 0.5

Опыт Ла 13. Солонец лугово-степной средний

20,9 28,2 27,3 18,0

4,4 15,2 36,2

3,0 32,2 48.9

1,9 39,8 55.4

1,2 27.7 43,1

6,2 нет нет

19,1 нет . нет

17,0 - 0,6 нет

11,7 4,8 0,4

0— 11 2,3 7 7 31,4 16,0 7,2 > нет'. нет 0,12

11— 22— 40— 00- 22 -32 -50 • -100 2,01,3 0.6 41-6/ 32,3 27,5 29,0 .55,5 44,0 39,5 41,2 27,0 21,5 15,7 30,3: 20,5 9,8 нет - 2,4 4,8 2.1 нет 0,1 1,8 нет 0,30 0,50 0,85 0,38

Опыт № 10. Солонец лугово-степной средний

0 —11 4.8 19,6 44,6 л26,0 3,8 . нет • нет 0,07

11 2040 70- —20 -32 —50 -80 3.2" N 2,0 0,8 0,4 41,5 42,9 43,2 37,9 63.6 65.7 65,2 60.8 29.8 26,1 18.9 16,0 21,9 ;39,6 • -нт 2,1 , .4,5 3,4 нет нет /нет нет 0,18 0,40 0,51 0,37

0,08

0,29 > 1 0,80 ' 0,85 ' ,

Опыт 1& 15. Чернозем южный карбонатно-солонцеватый

A,

B, В,

В/С С

0—10 20—30 40—50 60—70 80—90

4,9 .3,5 2,3 1.3

23.6 33.4

щ

40,8

52,9 63,4 64,4 67,7 67,0

41.2 35.4 31,4

28.3

0,5 2,0 нет

2,2 2,7 • нет

6,0 3,8 нет

7,7: , 4,4 нет

— • »•. — . —

N

с

/Ч

лнсь по общепринятой методике (Е. В. Лринушкина, 1970). V > Проведение лабораторных экспериментов по изучению влия-' пил обменного'натрия на физико-химические- и физические свойства почв, и почвообразующих "пород различного мннера-логического состава - осуществлялось, на наиболее- распрост-раненных-почвообразующих породах, а такжена чистых глн-', нистыхминералах. ' - '.".'..'"' •'"

Образцы с различным .соотношением Са и № готовились путем смешивания монокатиониых форм. Фактическое содер- -• жанис катионов контролировалось аналитически..".'

В приготовленных образцах определялись степень пепти-зации ила (фактор дисперсности по: Каминскому).;-набухание," * механическая прочность и фильтрационная способность^

Влияние ноглощенногонатрия на физические, 'физико-химические свойства почв и почвообразующих пород в связи с различной природой ППК

В процессе" изучения солонцов неоднократно указывалось, что между содержанием обменного натрия и их свойствами нет строгого соответствия. Причину этого явления многие ис-

ч

следователи связывают с различным строением ; почвенного поглощающего комплекса. В этом отношение недостаточно полно выявлена роль почвообразующих пород и их минералогического состава в формировании физико-химических и физических свойств солонцов. , '

' Проведенные нами исследования показали, что почвообра-зующие породы различного минералогического состава при близком содержании натрия значительно-, различаются по 1 степени пептизации ила, набуханию, механической прочности 1 и фильтрационной способности.'Полная пептизацня ила монт-' мориллонитовых пород наблюдается при относительно невы--соком содержании обменного натрия, в то время как у каоли-нитовых пород она наступает при полном, насыщении ППК натрием. Почвообразующие породы, в составе которых преобладают минералы типа гидрослюд, занимают в этом отношении промежуточное положение. •

Сопоставление набухания со степенью пептизации ила в зависимости от. содержания обменного натрия показывает, что при полной пептизации ила .монтмориллонитовых и гндро-слюдистых пород набухание их продолжает возрастать и приобретает максимальное значение при полной насыщенности ППК натрием, когда диффузный слой достигает макснмаль-ного.развития. '.',-♦.♦' •.-'.'; ' V ' ; ' , " л

-. • Механическая прочность .почвообразующих пород увели-' чивается от каолинитовых пород к гидрослюдистым, особенно ' сильно-возрастая у монтмориллонитовых пород/-, Соответст-

'.лвённблобменный;натрий-ойзываетлнаибольшее;' влияние на V * увеличениё"'механнческой V прочности $*м6нтмЪрйллонитовых . породе в -то время,как у каолина. она очень мало," изменяется

♦ даже'при.полном замещении;кальция ППКшатрием.',-.Сувс- -'Уличением содержания обменного натрия-характер изменения л у механической' прочности пород не»совпадает в полной./ мере ' • ' с'характером изменения степени пептизации ила, которая достигает {своего с полноЛЛЛ значения раньше, чем наступает мак-ч симальноенабухание и механическая прочность. ^

- ;: .Фильтрационная способность" -образцов пород ' заметно , .уменьшается уже" при насыщенности их-натрием 6колог 10%

от емкости обмена. В пределах от-Юдо 20% содержания об- : ' менного натрия наблюдается интенсивное ее снижение. У монт-;.; Vмориллонитовых'пород фильтрация прекращается ч уже при

20%' натрия в ППК. Учитывая, что набухание монтмориллони- ' -.' -та в этих пределах содержания обменного натрия' изменяется ' ' ,г очень,слабо, .ухудшение фильтрационной способности -обу- * словлено в основном увеличением пептизации. При более вы-,

- соком?содержании обменного натрия основную роль в сниже-..'..нин водопроницаемости играет -набухание. У гидрослюдлстых

* • и'каолинитовых пород главной причиной снижения водопрони-, цаёмости Увеличением содержания обменного натрия является возрастание степени пептизации, поскольку набухание Невелико.--".' \ ; ' т •.-:•'•;'.• '.'.-;•,.•.•.; :>•"..

/Таким образом, полученные результаты в некоторой степени' объясняют наблюдаемую нами, также как и другими нс. следователями, недостаточно тесную - корреляцию свойств со--\лонцов с.содержанием обменного натрия. Помимо минерало- ' гического состава, значительное - влияние, на эту связь оказывают лГдругие'факторы, в частности'состав и свойства органического вещества (Н. Д. Градобоев 1968, Н. П. Панов 1972, В. И. Кирюшин 1972). - ;• . ♦.'.,.'".' . . . ' '•-•-• В целом," однако, с точки зрения проведенной нами агро-,. мелиоративной оценки средненатриевые и многонатриевые со-Глоицы являются значительно более.сложным объектом мелио-, рации по сравнению с малонатриевыми.'.'. '

..Влиянйе'приемов обработки на плодородие почв-, 4 V* ]"(:. л" черноземно-солонцовых комплексов ч*

Изменение физических и.водно-физических свойств солон. цов под"влиянием различных приемов • 'обработки находится-в зависимости, от глубины обработки,; степени рыхления; и перемешивания генетических горизонтов."; Применение обычныч ' агротехнических приемов — безотвальной ;обработки < и от-вальнойлвспашки наглубину 25—27.;см на'малонатриевых и

- средненатриевых солонцах, приводит к различным результату • -С) т.. .-..'v."Y '• .•' ••......- ....... ".' ' •"• 5

ч

V

там. На солонцах,с.низким содержанием обменногоЛ натрия , данные приемы способствуют значительному снижению плотности и увеличению водопроницаемости (табл; 2). Причем последействие их, особенно отвальной вспашки, сохраняется довольно длительно. На сред ненатриевыхсолонцах в результате применения этих же приемов обработки отмечается лишь кратковременное улучшение физических /свойств 'пахотного слоя. Характерно, что после безотвального рыхления, уплотнение пахотного слоя происходит быстрее в средней и нижней его части, а на варианте отвальной вспашки в результате за-' ' плыван'ия поверхности и образования корки быстрее уплотняется верхняя часть пахотного слоя.

Таблица 2

Изменение общей водопроницаемости почв (методом Нестерова) в зависимости от способов обработки в мм/мкн

Варианты обработки Скорость фильтрации в мм/мин. по часам, при температуре 10° С

1-й 2-й 1 3-й 4-й

Солонец средненатриевый высокогипсовый. Опыт № 6, 1971 г.

. Целина......-.:....

Вспашка на 10—12 см+рыхление на 25—27 см -'......

Плантажная вспашка на 40—45 см

0,41. 0,17 0,12 0,10

1,83 4,10 1,44 1,27 3,60 1,41 1,1 К 2,91 1Д6 ' 1,01 ,3,10

Солонец средненатриевый безгипсовый Опыт № 10, 1971 г.

Целина . .'...'.......

Вспашка на 10—12 см+рыхление

на 25—27 см.......

Вспашка на 25—27 см . . • . . . . Плантажная вспашка на 40—45 см

0,83 0,18 0,15 0,09

1,25' 1,50 1,32 0,83 1,09 0,38 0.56 0.83 0,27 0,58 0,72 0,23

Солонец малонатриевый Опыт № 3, 1971 г.

Целина . . ". .'....... • 0,65 0,58 0,50 . 0,46 •

Вспашка на 10—12 см+рыхление

на 25—27 см ...... . 2,89 2,63 2,34 2,20'

Вспашка на 25—27 см ... . 3,93 3,03 2,43 2,11

Плантажная вспашка на 40—45 см 5,42 3,57 3,08 2,87

Чернозем южный карбонатный. Опыт №17, 1971 г.

Целина........ 2,22 1,69 1.38 1,22

Вспашка на 18—20 см . 4,80 3,98 3,28 2,57

I Плантажная вспашка на 40-л-45 см 9,00 6,34 4,43 4,24

,;*.,; Влияние плантажной обработки на сложение пахотного', слоя-и,его водопроницаемость находится"в тесной зависи- ~ мости от физико-химических,свойств подсолонцовых горизон- Л тов. На высокогипсовых солонцах данный прием являетсянан-. более эффективным средством улучшения водно-физических ♦свойств благодаря перемешиванию дисперсного солонцового горизонта с более благоприятным по физическим свойствам 8 гипсоносным горизонтом. •;'-'.•• •

В то же время на безгипсовых высококарбонатных солонцах, отличающихся высоким содержанием обменного натрия' в горизонтах Вг и В/С в результате плантажной вспашки сло-жилисьвесьма неблагоприятные физические условия. Наблюдалась мощная и плотная корка, наиболее низкая, по сравнению с другими,вариантами обработки, водопроницаемость. Лишь после 4-летнего периода мелиорации скорость фильт-4 рации по этому варианту заметно возросла и стала выше, чем на варианте безотвального рыхления. , > _

Результаты наблюдении за динамикой влаги в метровом слое показали, что .безотвальное рыхление и отвальная вспашка на глубину 25—27 см значительно улучшает режим влажности солонцов, по сравнению с целиной. При этом существенных различий между этими- • вариантами в динамике влаги всех изучаемых солонцов не обнаружено. Применение плантажной вспашки на солонцах и несолонцовых почвах, комплекса способствовало наиболее глубокому и равномерному промачиванию почвенного профилями соответствовало ' наибольшему накоплению почвенной влаги. '

В зависимости от изменения физических свойств и режима ♦ влажности'солонцов изменяется их солевой режим. Наибольшее рассоление почвенного-профиля солонцов отмечено V- на плантажной вспашке. На высокогипсовых средненатрие-вых солонцах за 5-летний период мелиорации содержание токсичных солей в полуметровом слое снизилось на 54%, в метровом на 37%. На безгипсовых средненатриевых солонцах интенсивное выщелачивание солей на аналогичном варианте к отмечено лишь на 3 и 4 годах мелиорации. По безотвальному рыхлению и вспашке на 25—27 см рассоление всех изучаемых солонцов было практически одинаковым и примерно вдвое ниже, чем на плантажной обработке. . ' " ' . •

Снижение обменного натрия в пахотном слое солонцов в результате вспашки на глубину 25—27 см и особенно безотвальной обработки происходит,медленно (табл. 3). Вовлечение плантажной вспашкой гипсовых горизонтов и перемешивание их с подсолонцовым и иллювиальными горизонтами в 1 первые же годы способствовало значительному рассолонцева-1 нию высокогипсовых солонцов. На средненатриевых высоко- , карбонатных солонцах, не содержащих гипса, применение

' -! , Та блин а 3

Изменение содержания-обменного натрия в солонцах в зависимости

II Обменный натрий в % обмена от емкости ,' 1 .''-

Варианты обработки Глубина слоя, см солонцы степные высокопшеовые, опыт .4° 6 солонцы лугово-степные безгнпсо-вые, опыт № 10 -

1068 (цел» на) 1971 1973 1969 (целина) 1971 1973.

Вспашка .на . '1р— 12 см+рыхление на • 25-7-27 см* 0—10 10—20 20—30 30—40 40—50 0—50 8.0 29,8 21,5 9,6 12,3 16,2 10.3 21.5 24,1 < 12,5 П.4 16,0 10,2 18,4 20,0 * 15,9 12.6 15,4. 5.1 16.4 22,4 27,2 40,6 22,4 7,8* 13,3' 20,3 28,2 38,1 21,5 7.Г ' 13,3' 19,2 26,1 35,4 20.2

Вспашка нз 25—27 см '•"".''У'Л'.;' ''.'.у.': 0—10 10—20 20—30 30—40 40—50 0—50 8.2 26.5 23,4 13.4 11.5 16.6 16,9 17,6 18,9 14,5 12,2 16,0 12,2 14,8 20,0 10.6 8.9 13,3 6,6 18,8 23,6 32,3 45,0 25,2 12.7 14,1 17.8 33,144,4 24,4 8,7 -11,0 16,9 24,2 34,7" 19,1

Плантажная вспашка . на 40—45 см. • 0—10 10—20 20—30 30—40 ,40—50 0-50 5.0 30,6 18,1 16,2 7.8 15.8 10,7' •13,6 14,3 П.4 14,9 13,0 ,9.0 9.2 10.8 7.7 7.3 8.8 4,4 14,9 22,0 27,3 40,3 21,8 19,1 21,9 20,0 10,5 22,5 20,0 9,3 9,2 9,8 10,119,4 11,6

X

'плантажной'-вспашки, приводит к обогащению верхнего слоя натрием'за счет вовлечения в пахотный слой переходных горизонтов с высоким содержанием обменного натрия: В этом случае снижение солонцеватости отмечается лишь на 3—4-й год-мелиорации благодаря вытеснению натрия из ППК кальцием бикарбонатов, образующихся за счет растворения карбонатов в условиях "дополнительного увлажнения талыми водами.. • • - ' «т , ',,•'-" , • .

- - Изменениепищевого режима почвв результате обработок находится в соответствии со степенью изменения нх'фнзиче-ских свойств,'водного, солевого и физико-химических режимов, а также-характером размещения наиболее'активного в биологическом отношении верхнего слоя, в пределах пахотного горизонта. с

*

,л"Изучение динамики -нитратов;, свидетельствует.о значи-;, дельном Лувеличении- нитрифицирующей -•; способности1 почв, ♦ 'л • особенно, солонцов, с длительностью;использования-их в об-":";работкеГХарактерно, однако,.что на солонцах, также как и на ;';Г черноземах'содержание\ нитратов по отвальной вспашке в : V Г,5Л—2 раза выше, чем по безотвальному рыхлению (табл. 4).-,;-:?'УровеньЛнакопления нитратов в солонцах в результате план-' ' "гтажной вспашки в первые годы освоения оказывается значи-;'," тельно ниже, чем по вспашке и даже по безотвальному рых-уУ-лению, что обусловлено снижением биологической активности ' '-Лпахотного слоя в результате вовлечения малогумусных переходных горизонтов.

I а о л и ц а 4

Динамика нитратного азота (К) Б слое О—80 см.при различных способах обработки высокогипсовых солонцов в кг/га

Опыт № 6. Ячмень. —• •

-Годы наблюдений Сроки отбора образцов Целина Вспашка на 10— 12еМ-1-рыхление на 25—27 см Вспашка на 25—27 см Вспашка на 40—45 см

1969 пар 29/У 29/У1 1/УП 30/УН 29/У1П 3,9 2.9 3,8 1.6 3,5 15.2 9.8 -22.4 27,9 27.8 20.0 18.8 .28.5 36,3 40,1 Л5,6 4.3 '8.1 14.1 15,9

1970 1/У 3/УГ 9/УП 5/У1И 5.3 3.2 3,2 3.4 29,2 31,0 - 29,5 " 28,5 , 40,1 \ 49.8 ' 38.4 . 39.8 : 22.9 27,5 25,3 .26,7

1971 26/У •' 29/У1-; : 26/УН 10/1Х "•5.4'-' 8,7 . 11,1 '. - 3,8 30,0 ' ' 17,9 12,0 31,4 ' 41,2 • 28.6 41,0 : 28.4 " 32,2 23.0 , 17,1 24.1

Ш72 1 19/У 21/У1 18/УП ,. 8.8 8.8 • м .. 56.0 . ,49,4 49,8 79,6 79.8 115,8 31,0 26,5 35,5 .

> 1973 - 4 ) ' 15/У ? 20/У1 17/УП 13/УШ 6.0 ; 11,2 . 12,6 ' 11.4 ... 57.2 .53,8 " 59,4 -• 38,7 •' .101,3 88,2 74,0 80,6 32,8 42.4 31,0 25.5 -

%

Все почвы чернозсмно-солонцовых комплексов отличают- • ся очень низким содержанием подвижного фосфора. Количе-. ство его в' гумусово-элювиальном горизонте солонцов колеблется от 1 до 2 мг/100 г.Р208, а в иллювиальном горизонте составляет 0,2-Л0,4 *мг/100 г.,Налварианте безотвальнойлобр_а-\т ботки»распределение: фосфатов 1поЛпрофилю почти такое же,'Г; как и -на: целинеЛ и\тйшь. незначительно сглаживается за счёт просипи верхнего горизонта. После глубокой отвальной.и осо-,;'; бенно плантажной вспашки содержание фосфатов'в пахотном :\> слое выравнивается, в результате чего улучшаются условия ' фосфорного питания растений., ' [

х Условия - развития и урожаи сельскохозяйственных культур на почвах черноземно-солонцовых комплексов

I В результате различных приемов обработки на почвах . создаются неодинаковые условия развития растений."

При освоении целинных, солонцеватых н несолонцеватых • черноземов,! аСтакже солонцов,с низким содержанием обмен-♦ иого натрия, глубокая -Сотвальная вспашка, по сравнению с безотвальным-' рыхле'нйем,*,'-при близких условиях" водно-солевого режима;<6беспечиваетЛ более4, Лблагоприятные условия питания растений и -имеет., заметное-; преимущество в урожае1" • сельскохозяйственных культур (табл. 5"). На степных средне- * натриевых солонцах эти,.приемы обработки дают одинаково низкие урожаи,' что обусловлено в случае отвальной вспашки резким снижением полевой всхожести* и соответственно густоты стоянияурастении в!связи с образованием корки, а в случае .безотвальной'обработки Л—пониженной биологической . актишюстью';пахотного слоя,быстрым его уплотнением. До-- -статочно высокая эффективность безотвальной обработки достигается лишь на гидр6м6рфных;или полугидроморфных солонцах (ВлИ.-КирЪшин,"Н. Г. Мойсеенко 1970). , "

Радикальным средством повышения продуктивности сред- • ' ненатриевых солонцов с близким'залеганием гипса является >" плантажная'вспашка '(табл.; 5)..обеспечивающая интенсивное иротеканйе'процессовЛсамомёлиорации. •

На средненатриевых безгипсовых солонцах н: а аналогич- '. пом варианте;урожая в первые годы * получить не удалось в связи с крайне" низкой полевой "всхожестью, гибелью про- -. ростков в результате;образованйя. корки. Лишь на 4-м году п результате значйтёльногоулучшения физических свойств • пахотного/слоя лш" данном {варианте "был получен наиболее . " высокий урожай донникал(табл! 5)::.-', V . - -

Преимущество_плантажной вспашки в урожае сельскохо- .-зяйственных культур\перёд другими.' вариантами обработки ' -получено также на солонцах малонатриевых'и на чернозем" 10 ' ' . * ' • '",.'*•

ч

\

Урожай сельскохозяйственных культур на

-комплексов по разным видам обработки в ц/га

_! .-'Таблица 5 почвах чернозеино-солонцовых

Варианты обработки

1969 1970 1971 1972 1973

Сред: , НИИ

урожай

Солонец степной высокопшсовый. Ячмень зерно (в 1972 г. сено). Опыт № 6

\ Рыхление на 25- —27 см 1,7 7,8 22,6 9 4

"Вспашка на 25— 27 см 1,8 8,3 25,8 'п. 2

' Вспашка на 40— 45 см 5,2 10,0 44,0 16,6

НСРо,95 . . . • - 0,7 1,6 5,4 1.1

8,6 5,7 5,8 3.1

Солонец лугово-степной безгипсовый. Донник (сухая масса). Опыт Да 10

10,1 35,9 12,1 42,8

8,2 56,7 11,6 56,5

1,8 нет 7,7 65,0

1,1 2,6 1,8 6,6

5,0 6,2 6,2 4,2

Рыхление на 25—27 см Вспашка на 25—27 см Вспашка на ЧО-лб см НСРо,95 • • • , • Р. %-.. . '. '. - . •

Чернозем южный карбонатно-солонцеватый. Эспарцет (сухая масса). Опыт № 15

Вспашка на 25—27-см . . . Вспашка на 40—45 см . . . НСРо,95 • . . . ~ . Р,% ' Г..'.......

Чернозем южный. Эспарцет (сухая масса). Опыт № 8

22,7 33,2 18,6

6,1 13,5 14,5 12,4 11,6

6,9 17,7 22,0 23,4 17,5

1,1 1,6 2,1 3,4

6,3 3,8 4Д 6,8

Рыхление на 25—27 см . 9Д 13,2 21,9 14,0

Вспашка на 25—27 см . 12,1 17,5 28,4 17,4

Вспашка на 40—45 см . 12,7 22,0 34,0 , — 32,5

НСРси 2,6 4,7 2,9 — 4,0

Р, 01 6,0 9,0 4,6 — 6,6

14,6 18,9 25,3

ных почвах (табл. 5), что обусловлено большим накоплением влаги на этом варианте и более благоприятными условиями фосфорного питания растений. *

, Как-показали расчеты экономической эффективности, себестоимость продукции, получаемой на варианте плантажной вспашки на всех почвах за исключением средненатриевых" безгипсовых солонцов, оказывается наиболее низкой.

х Приемы химической мелиорации солонцов и их эффективность

- Изменение отрицательных свойств солонцов под.влиянием химических мелиорирующих веществ зависит от степени

" увлажнения,почв, наличия условии удаления, продуктов обменных реакции, а также химической природы'мелиоранта? .' . ' , Результаты испытания* - различных доз гипса на степных,'

И V

средненатриевых солонцах показали, что заметное снижение , содержания обменного натрия от внесения полной дозы гипса и улучшение физических свойств пахотного слоя отмечено -♦"лишь на.5-й год освоения. Соответственно достоверная, при-, * бавка урожая зерна ячменя (1,4 ц/га или 12% к контролю)/ • получена также на пятом году. ' <-., .-'"•-.*'-

Низкая мелиоративная эффективность гипсования,степных солонцов объясняется недостаточным увлажнённемП г.

В опытах на лугопо-степных средненатриевых солонцах, , характеризующихся -'дополнительным поверхностным5*увлаж- ," пением' г внесение гипса" • способствовало, значительному Аенн-'жени'ю''Асодержания'Ъбменногскнатриян улучшению? физиче- ; ских свойств» пахотного! слоя.\ Твердость' почвенной -' корки -па У вариант*ё:С;Внёсением*полной}дЪзы гипса.была уже через год "' в 1,7 раза "нижё;.чумА ,

с11нже1П1е'механич*еской-прочности|и'набухания почвы?: В""ре-- зультате!гипсования"- резко; увеличилась" водопроницаемость , пахотного Аслоя.ВнесеГиюАгипса совместно с Анавозом!'.'способ-# ствовало еще; большему"а

При этом -характерно, что'% наиболее "значительноёАЬменение физическйхГсвойств произошлов "слое 0—20 см. / >21£Б? .

При'-;- одинаково; хорошо (выраженном улучшении "'{водно-физических* свойств пахотного слоя лугово-степных'; солонцов"". ч при гипсовании'в.рпытах А? 13{и;Л\,11:с6левойрежим.иХ;Сло- * -

жился весьма" неодинаковоУАНа.лугово-степных средненатрне-'4. \ вых глубок6гипсовых;:с6лон'цах.>;(опыт' Л1». 13),. где' неблаго- к' ' приятными;'свойствамй._характер11з6вался в основношЛиллю-._-.' виальный горизонт, }к'оренноеЗ?улучше{1ие его .под'/влиянием ' гипса обусловилоАзначительное'рассоление верхней части про-' фил я.', (содержаниедтокенчныхАсо'лей >в "слое 0—501см ,"за>трн •' года? снизилось г вдвое) ']'ГМу-"способствовала- сравнительно л v неплохая Ав6допроницаем6сть".».;Горизо11та. Вс, содержащего ,' I гипс: Соответственно ;урожай/ячменяг'на гипсованном вариан- • 4 те в этом опыте оказался значительно выше,,чем на контроле"', ' (вспашка'на 25-А27,см)г;На лугрво-степных средненатриевых ( '• ♦ безгипсовых("солонцах;АгдеАподсоло'нцовые горизонтыихарак-' ' тернзов'ались\'крайне 1;1ш.зкойуводопрб1«щаемостью,\мадиора-' ., тивное улучшенне;,од110гЬ,;'лишь;иллювиального горизонта не решило. проблему.улучше11ия>.в6дно-солевого режима-этих»; со- -. ' лонцов.1БолеёАтого;\в;пахотномАслое произошло -накопление сульфатов натрия и{м"агн4ш,1 появившихся в результате,'обмен-" нььх.реакций'кальция: гипса. с;натрием;и, магнием ППК.~ ВАре. зультате токсичного "влияния этих солей урожай донника -н ч

пырея на гипсованных вариантах,-несмотря на существенное улучшение физических свойств пахотного слоя, оказались за все 4 года исследовании такими же, как и на1 контроле (пснашка на 25—27 см). Иная картина наблюдалась в ана-логичном-опыте, проведенном на фоне плантажной вспашки, ' " «. ,. ,' V :... , Таблица 6

Урожай зерна ячменя на лугово-стсшшх средних , ' - глуСокогнпсовых солонцах в ц/га. Опыг № 13

Варианты опыта : 1970 , 1971 1972 Средний урожай

• 5.7 7,5 ' 9.8 0,8 ' ' 8,9 11,0 , 11,0 0,8 .2.6 • 9,5 19,6 21,8 2,4 6,0 8,0 ' 12,7 14,2

Гипс 5 т/га.'....., . . . Серная кислота 2,85 т/га . . . .

3,2

где содержание солей в верхних слоях в результате гипсова-" пня значительно снизилось. Однако это изменение отмечено лишь через 2 года после освоения.

'. Средний урожай сена пырея бескориевищного за' 1972— 1973 гг. по вариантам опыта составил на контроле — 28,2 ц/га, гипс 10 т/га— \2 ц/га. В предыдущие 2 года урожая не было "получено. " . , ч

,*- -Применение серной кислоты "на лугово-степных солонцах ~ доказало более эффективное действие на вытеснение обменного натрия, снижение общей щелочности, увеличение водопро-- ницаемости пахотного слоя, снижение механической прочности, а также увеличение урожая ячменя по сравнению/ Г с гипсом в'эквивалентных дозах (табл. 6). ' ч

Выводы ,

1. Разнообразие солонцов в почвенном покрове Целино-'.. ' градской области требует дифференцированного подхода к их.'

•" освоению в соответствии с основными мелиоративными свой--' ствами.' . • • . '' .';''.'

2. В результате изучения физических и физико-химических« свойств почв и почвообразующих пород показан сложный характер взаимосвязи этих свойств с содержанием обменного натрия. Податливость почвообразующих пород распыляюще-', му действию воды зависит от минералогического состава и по-. ' разному проявляется с увеличением содержания обменного'1

Л-натрия. Способность глинистых минералов к пептизацни определяется их гндрофильностью и возрастает в последова-. тельностн каолинит — гидрослюды — монтмориллонит.

♦ З.'Между степенью пептизации ила, в зависимости от. содержания обменного натрия, набуханием и механической!

• , '" ч 13

прочностью почвообразующих пород имеется сопряженность, • "однако с увеличением содержания обменного натрия характер изменения указанных'.свойств 'неодинаков. У. гидрослюдистых и монтмориллонйтовых почвообразующих.пород набухание и -механическая прочность" возрастает до,полного насыщения их ППК натрием, в то времяГ, как степень 'пёптизащш ила дости-' гает своего полного значения'.приЛменьшем количестве,обмен-ного натрия.--;-- 'Оу*"-/':.-:--^:?-'7-'1, '••. :"/У--->'А" —.-;

4. ЛФильтрационная. способность • каолинитовых и гидро:' слюдистых минералов при возрастании содержания обменного • ♦.натрия зависит, главным образом, от степени пёптизащш и в меньшей мере от набухания. Для • монтмориллонита эта зако- . номерность сохраняется только до предела*20%' содержания ?обменного натрия,, после которогоЛ снижение- фильтрашюн- \ ной способности обусловлено в основномнабуханием.. '

5: Мелиоративная;оценка солонцов Лразличным содержа-" ♦ пнем обменного натрия свидетельствует'осущественном раз-. личин .по, физико-химическим \'иводно-физическим свойствам " малопатриевых И;средненатриевыхЛсолонцов,/из;которых последние' являются значительно более сложным" объектом ме- -' \ лиорации. .'

6. Освоение малопатриевых'солонцов в порядке залужения устойчивыми к засолению ;н солонцеватости почв многолетними травами возможно путём применения отвальной вспаш-кина глубину 25—ЗСГЪмг.На «данных солонцах, также как ¡Г I на черноземах '(солонцеватых*и*несол6нцеватых),: глубокая обработка целины отвальным: плугом имеет заметное преимущество, в урожае сельскохозяйственных культур перед глубо- . ким безотвальным'рыхлёниём./ПрЛ'близкйх.условиях водно- '• го и солевого режимов по этим вариантам глубокая отваль-.

. ная вспашка на всех, почвах "обуславливает значительно * бо-, лее благоприятные условия'питания растений;:, >' '

7. • На солонцах со средним., и; высоким, содержанием обменного натрия отвальная)"* вспашка -*лнеприемлема в связи

с резким снижением ,полевой всхожести, растений н гибелью • проростков из-за.образования плотной корки. Безотвальная. обработка может быть, использована для "целей залужения ' среднеаатриевых солонцов'с помощью наиболее солонцеустой-чивых;культур: Однако проблему укоренной мелиорации подобных почв данный прием не решает. /:;,;:4" ;: .,

8. Наиболее, эффективным\способом улучшения солонцов •

с близким залеганием гипса является плантажная вспашка, ' обеспечивающая наилучший водно-солевой режим и активное • их рассолонцевание в результате мобилизации внутрипочвен-- них запасов кальциевых солей. " *

9. На высоко карбонатных "солонцах с .глубоким залега--Л нием гипса и содержанием обменного натрия в подсолонцовых """ .' 14 ' -

-горизонтах более 20% от" емкости обмена условия плодородия. . пахотного слоя после плантажной вспашки в первые годы .' , резко.ухудшаются. В дальнейшем происходит их улучшение, Л, , но процесс этот достаточно длителен. Применение плантажной вспашки на,высококарбонатных малонатрневых солонцах Ь

♦ обеспечивает более высокую эффективность их использования : , по сравнению с глубокой отвальной вспашкой в первый же

Г 'т'0Д.''-..- -: - ' • • ,......• "' ,'"/•''

,.;,,* -10., Плантажная вспашка способствует значительному повышению плодородия южных черноземов, карбонатных и кар-бонатно-солонцеватых ч черноземов, залегающих в комплексе ' , г с солонцами, благодаря улучшению водного режима и условий у-питания растений. V .,

;, ;.,11. Мелиоративная эффективность гипсования солонцов л Определяется условиями увлажнения, а также характером . , Ч _ водносолевого режима в связи с интенсивностью удаления из --, пахотного слоя продуктов обменных реакций натрия и магния \ V •/ . .'ППК с кальцием пшса. ',12. Положительное влияние гипсования степных средне- \ >

♦ натриевых солонцов отмечено лишь на пятый год после внесе-

_ . н'ия гипса. ' ' ...

'.' 13. На лугово-степных солонцах с дополнительным поверх- I

'постным увлажнением улучшение водно-физических свойств -\ пахотного слоя под влиянием полной дозы гипса отчетливо _' ,'; проявляется уже на следующий год после его внесения. Одна' ко, на солонцах с высоким содержанием обменного натрия но всему профилю, отличающихся чрезвычайно низкой водопроницаемостью, улучшение физических свойств пахотного слоя Ч в результате вытеснения обменного натрия сопровождается •'. ухудшением его химических свойств, что в конечном счете яв- , Шляется причиной отсутствия прибавки урожая от гипсования V по фону отвальной вспашки. Наиболее рациональным прйе- :-• ." •' мом мелиорации таких солонцов является гипсование но фону , • плантажной вспашки при внесении навоза. На лугово-степных ''солонцах с более благоприятными свойствами переходных

♦ горизонтов гипсование по фону обычной вспашки позволяет : повысить их продуктивность в 1,5 раза, благодаря лучшим

'-'; условиям рассоления. . ч .

. 14. Серная кислота оказывает более эффективное влияние . :,, на улучшение физических свойств солонцов и урожай ячменя

по сравнению с гипсом в эквивалентных дозах. ,

>, Проведенные исследования позволили дать рекомендации

♦ производству по освоению почв солонцовых комплексов, кото- рые включены в «Методические указания по разработке н

„• проектированию мероприятий по улучшению естественных л > кормовых угодий в колхозах, совхозах и других сельскохозяй- " •' ственных предприятиях Целиноградской .области». Целино-

-град 1971 г. В настоящее время рекомендации используются - проектным институтом «Цслингипрозем».и его филиалами при » проектировании мероприятии по мелиорации солонцовых почв. •, в Северном Казахстане. а - - '

> Материалы диссертации опубликованы:

1. Мелиоративная эффективность различных приемов обработки почв черноземно-солонцового, комплекса Северного Казахстана«-(в соавторстве): Сборник научных трудов . ВНИИЗХ., Целиноград, 1972. а

2. Влияние поглощенных катионов.на пептизируемость'и' • физические свойства почвообразующих пород в связи с их ми-, *.' нералогическим составом (в соавторстве). Сборник научных

трудов ВНИИЗХ.; Целиноград, 1972.'- • - _ ,

3. Опыт химической мелиорации черноземных солонцов , «- Целиноградской области. Тезисы докладов на Всесоюзном

научно-техническом совещании '«Новое в мелиорации солон- -

Об1ем I п. л. . Заказ 716. . ", Тираж 150. -

Типография Московской с.-х. академии им.'К. А. Тимирязева - -, ' 125008, Москва Л-8, Тимирязевская ул., 44