Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Сравнительное изучение культур-фитомелирантов для освоения засоленных почв в орошаемой зоне предгорий Заилийского Алатау

ВАК РФ 06.01.01, Общее земледелие

Автореферат диссертации по теме "Сравнительное изучение культур-фитомелирантов для освоения засоленных почв в орошаемой зоне предгорий Заилийского Алатау"

На правах рукописи

Жоламанов Куаныш Кенесович

СРАВНИТЕЛЬНОЕ ИЗУЧЕНИЕ КУЛЬТУР - ФИТОМЕЛИОРАНТОВ ДЛЯ ОСВОЕНИЯ ЗАСОЛЕННЫХ ПОЧВ В ОРОШАЕМОЙ ЗОНЕ ПРЕДГОРИЙ ЗАИЛИЙСКОГО АЛАТАУ

06.01.01 - Общее земледелие

Автореферат диссертации на соискание ученой степени . кандидата сельскохозяйственных наук

Республика Казахстан Алматы 1998 г.

Работа выполнена в Казахском Государственном Аграрном Университете

Научные руководители: Академик АН РК, доктор сельскохозяйственных наук, профессор Дюсенбеков 3. Д. Член-корреспондент Инженерной Академии, доктор биологических наук, профессор Жумабеков Е.Ж

Официальные оппоненты: доктор сельскохозяйственных наук Киреев А.К., .

кандидат сельскохозяйственных наук Смаилов К. Ш

Ведущая организация - Акмолинский Аграрный Университет /О 5 (РФ

Зашита состоится ^ ^ на заседании Диссертационного Совета

Д 18.01.02. при Казахском Государственном Аграрном Университете по адресу: 480100, г. Алматы, пр. Абая, 8

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Казахского Государственного Аграрного Университета

Автореферат разослан С*Ь. .

Ученый секретарь Диссертационного Совета

Кисиков К.Ш.

Общая характеристика работы

Актуальность темы. Почти вся территория Республики Казахстан принадлежит к величайшей бессточной области планеты, где в силу ее физико-географических особенностей сосредоточены боле 80% площадей засоленных почв СНГ и расположение в одной из наиболее засоленных частей Центральной Азии, на долю которой приходится около 21,5% от общей плошади засоленных почв планеты.

В решении задач по рациональному и эффективному использованию земельных ресурсов и повышению объема производства сельскохозяйственной продукции важную роль в будущем будут играть способы и методы повышения эффективности использования малопродуктивных земель посредством мелиоративных воздействий и вовлечению их в структуру окультуренных агроланд-шафтов.

Площадь засоленных земель в Казахстане составляет около 73 млн. гектаров. По данным Алматинского дочернего предприятия Государственного научно-производственного центра земельных ресурсов и землеустройства, из общей площади равнинных почв Алматинской области (3712, 3 тыс. га) более 44% (1633,4 тыс.га) в той или иной степени подвержены засолению.

В силу этих обстоятельств необходимо наряду с переустройством оросительной и коллекторно-дренажной сети, коренного мелиоративного улучшения, использовать биологические ресурсы культурной флоры посредством внедрения фитомелиоративных севооборотов.

Внедрение фитомелиоративных севооборотов требует проведения специальных исследований по изучению соле-солонцевоустойчивости полевых культур.

Актуальность диссертационной темы обусловлена обширностью районов распространения засоленных почв в Казахстане, необходимостью практического использования засоленных почв для целей возделывания солеустойчивых культур, слабой степенью разработки биологических и физиологических принципов подбора высокопродуктивных культур применительно к засоленным землям.

Массовая приватизация в сельскохозяйственном секторе экономики, приход к земле частника определяют актуальность проблемы повышения продуктивности возделываемых земель вообще, солонцов и засоленных земелг. ч частности, путем использования низкозатратных и эффективных технологии.

Диссертационная работа выполнена в соответствии с тематическим планом научно-исследовательских работ Национального Академического Центра Аграрных Исследований Республики Казахстан. Она является составной частью тематического плана НИР кафедры земледелия и мелиорации Казахского Государственного Аграрного Университета.

■ Цель и задачи исследования. Целью проведенных исследований являлось сравнительное изучение культур-фитомелкорантов, продуктивных в условиях

засоления для использования в комплексе мелиоративных работ на засоленных лугово-каштановых почвах.

Поставленная цель определяла необходимость решения следующих задач:

1. Изучить влияние условий и степени засоления почв на особенности роста, развития, продуктивные свойства культур-фитомелиорантов;

2. Установить степень солеустойчивости культур-фитомелиорантов;

3.Изучить влияние культур-фитомелиорантов на плодородие, основные агрохимические и агрофизические свойства засоленных почв;

4.Провести сравнительную оценку продуктивности культур-фитомелиорантов, определить экологическую и экономическую эффективность их возделывания на засоленных почвах.

11аучная новизна. Впервые в условиях предгорной орошаемой зоны Заи-лнйского Алатау проведено сравнительное изучение полевых культур для освоения токсично засоленных лугово-каштановых почв, предложено ранжирование (группировка) полевых культур: амарант, донник, люцерна, сафлор, сахарная свекла, суданская трава, ячмень по степени солеустойчивости, которая ' может служить основой для рациональнрго построения структуры посевных площадей, дифференцированию подходов к размещению фитомелиорантов и структуре различных типов севооборотов.

На защиту выносятся следующие положения:

1. Влияние культур-фитомелиорантов на плодородие и водно-физические свойства засоленных лугово-каштановых почв;

2. Солевой и пищевой режимы засоленных лугово-каштановых почв под посевами культур-фитомелиорантов;

3. Основные показатели роста и развития культур-фитомелиорантов, накопление органических остатков;

4. Степень солеустойчивости культур-фитомелиорантов; Сравнительная оценка урожайности культур-фитомелиорантов на не-засоленных и засоленных лугово-каштановых почвах.

Практическая значимость. Предложены изученные в конкретных условиях гидроморфных засоленных почв предгорной зоны Алматинской области куль-туры-фитомелиоранты, которые обеспечивают стабильную продуктивность, эффективны для целей улучшения агроэкологических характеристик, рационального освоения и использования малопродуктивных засоленных лугово-каштановых почв, при создании севооборотов различного.назначения (полевые, кормовые, специальные).

Апробация работы. Результаты исследований докладывались на научной профессорско-преподавательской конференции КазГосАфУ (Алматы, 1996) и на 1-ой международной конференции молодых ученых и аспирантов КазГосАгрУ (Алматы, 1997).

Диссертация рассмотрена и рекомендована к публичной защите на расширенном заседании кафедр "Земледелие и мелиорация" "Агрохимии и почвоведения", "Селекции растениеводства".

Публикация результатов исследования. По материалам диссертационной работы опубликовано 6 научных работ, в которых отражены основные научные положения, подтверждающие выводы диссертации.

Диссертация изложена на 101 страницах машинописного текста. Содержит 31 таблицу и 20 рисунков. Приложение включает 17 таблиц и данные математической обработки. Работа состоит из введения, шести глав, заключения, рекомендаций производству. Список литературы включает 207 наименований, в т.ч.9 зарубежных авторов.

Содержание работы.

Условия, объекты н методика проведения исследовании

Исследования проводились на территории учебно-опытной станции "Аг-роуниверситет" Казахского Государственного Аграрного Университета.

Почвы опытного участка - лугово-каштановые, среднесуглинистые, с близким (с 62 см) залеганием грунтовых вод, имеют мощный (с 59 до 105 см) и плотный слой карбонатных новообразований в форме сросшихся журавчиков (кемпирташовый горизонт) средне сильно высоко шел очное рН 8,5-10,0.

В пахотном слое содержится 4,28-3,27% гумуса, то есть снижение его содержания с глубиной, 0,216% общего азота, 0,191 "ó - валового фосфора и 1,92,1% - калия.

Содержание нитратного азота - 40 мг/кг, подвижного фосфора - 36 мг/кг, обменного калия - 770 мг/кг. J

Почвы опытного участка подвержены засолению, от слабой до сильной степени - от 0,227% до 0,361% сумм солей. Почвы характеризуются высоким содержанием нормальных карбонатов СО.»1" - 0,001%.(по типу засоления содовый), при умеренном содержании бикарбонатов НСОц - 0,08, незначительном -хлор-иона СГ 0,01% и сульфат-иона иногда отсутствием последнего.

Средняя годовая температура воздуха в период вегетации составляет +12,2...+23,3 С. Годовая сумма осадков - 514 мм. Сумма температур выше -+10 С - 3459. Вегетационный период составляет 193 дня.

Объектом исследования являлись следующие : амарант (сорт Эльбрус), Донник (сорт Шавекен), люцерна (сорт Семиреченская местная), Сафлор (сорт Милютинский), сахарная ceeicia (сорт Ялтушковская односемянная), суданская трава (сорт Коллективный 10), ячмень (сорт Сауле.

Элементы полевого опыта.' Для решения поставленных задач, бы.ai проведены лабораторный и полевые опыты.

Опыт 1 (полевой)

Схема опыта: 1 Люцерна; 2. Донник; 3. Суданская трава; 4. Ячмень; 5. Амарант; 6. Сахарная свекла; 7. Сафлор

Размещение вариантов - рендомизированное, (систематическое), повтор-ность опытов - 3-ех кратная, учетная площадь делянки -134,4 м2.

Агротехника в полевых опытах - по технологическим схемам возделывания культур при орошении.

Предшественник - озимая рожь, как уравнительный посев, с целью проведения дробного учета урожайности и выявления однородности и типичности поля.

После уборки предшественника проводилось лущение стерни, планировка поля. Весной - вспашка плугом ПЛН-4-35 на глубину 25-27 см с последующей разделкой поверхности почвы боронованием.

Посев проводился сеялками СЭ-3,6 и СОН-4,2 трактором МТЗ-80. Нормы высева семян - рекомендованные в учебном хозяйстве. После посева прикаты-вание катком ЗККШ-бН.За период вегетации проводились 3 культивации междурядий пропашных культур (амарант, сахарная свекла, сафлор) культиватором КРН-4. Вегетационные поливы -3 раза за вегетацию с поливной нормой 600-700 м}. Уборка урожая проводилась комбайном поделяночно.

Учет урожая (амаранта, сафлора, сахарной свеклы) проводился методом пробных площадок по 200"м2 в 4-х кратной повторности. Учет урожая донника, люцерны, суданской травы проводился сплошным методом.

В полевых опытах проводились следующие учеты и наблюдения:

1 .Фенологические наблюдения за фазами развития растений отмечались, начало фазы (10%), полная фаза (75%);

2,Определение полевой всхожести семян;

З.Определение корневой массы культур по горизонтам 0-20 см, 20-40 см. Использовались почвенные монолиты размером 30x30 см по Станкову (1964) и проводился отмыв водой на ситах с диаметром отверстий 0,5 мм;

4.Определение структурности почвы по методу Н.П. Саввинова по слоям 0-10, 10-20, 20-30 см перед посевом и после уборки;

5.Объемная масса почвы буром Качинского по 10 см слоям до глубины 30 см, сроки перед посевом и уборкой;

6.Определение содержания гумуса в почве по слоям почвы 0-20 см и 20-40 см в 2 срока (весной и осенью) по методу И.В. Тюрина;

7.Ускоренный пирофосфатный метод определения состава гумуса по Кононовой и Бельчиковой (1995);

8.Влажность почвы термостатно-весовым методом (2 срока);

9.Механический состав - пипеточным методом;

Ю.СОг карбонатов - объемным методом;

11.рН солевой и водной вытяжки - потенциометрически по методу К.К. Гедройца; степень и типы засоления почв- по анионному и катионному составу, расчет токсичных солей по методу Н.И. Базилевич и Н.П. Пайковой (1976);

12.Определение подвижных соединений азота, фосфора, калия по слоям 0-30, 30-60 см. Нитраты по Грандваль-Ляжу. Аммиачный азот- реактивом Несслера. Подвижный фосфор - по Мачигину Б.П. подвижный калий - по Протасову,

13.Удельная масса - пикнометрически по В.М. Файнциммеру (для засоленных почвогрунтов), общая порозность - путем расчета данных ОМ и УМ. Наименьшая влагоемкость - методом заливки почвенных квадратов 2х2чм;

14.Определение засоренности посевов количественно-весовым метолом. Сроки: в начале, середине и в конце вегетации; 15.Учет урожайности и определение структуры урожая культур; 16.Экономическая эффективность возделывания культур определялась по выходу валовой продукции. Учитывались затраты средств на выращивание культур, определялся доход от продукции; 17.Данные подвергались математической обработке. Опыт 2 (лабораторный). Влияние засоленности почвы на вес надземной массы культур.

Схема опыта: Фоны засоления: незаселенный (контроль), засоленный.

1 Амарант; .

2. Донник;

3. Люцерна;

4. Сафлор;

5. Суданская трава;

6. Сахарная свекла;

7. Ячмень.

В опыте использованы почвенные монолиты массой 100 г, повторность 3-х кратная.

Проводились следующие учеты и анализы - определение веса надземной массы и высоты всходов (методика ВИР, 1970, Удовенко Г.В.).

Результаты исследований Изменение водно-физических свойств засоленных каштановых почв при возделывании культур.

Известно, что в естественных условиях все свойства почвы взаимосвязаны. Только комплексное воздействие мелиоративных агротехнических мероприятий, и культур на водно-физические, химические и биологические, показатели плодородия, позволяют оптимизировать почвенные режимы, способствовать рассолению почвы и повысить уровень потенциального плодородия засоленных земель.

Механическая обработка почвы и возделывание сельскохозяйственных культур, прежде всего, изменяют ее объемную массу. Как излишне рыхлые, так н очень плотные почвы не обеспечивают нормального роста и развития растений. Результаты полевого опыта показали, что величина объемной массы почвы изменяется в значительных пределах. Для всех вариантов характерны общие закономерности в изменении строения пахотного слоя почвы. На всех посевах юд культурами отмечалось увеличение плотности почвы от посева до уборки.

Плотность почвы увеличилась под посевами донника и люцерны с 1,101,08 г/см3 до 1,21-1,22 г/см'. В целом объемная масса почвы увеличилась под 1чменём до 1,20 г/см3, амарантом до 1,19 г/см3., сахарной свеклой до 1,19 г/см3, •.уланской травой до 1,20 г/см3, под сафлором до 1,18 г/см3.

Таким образом, установлено, что все изучаемые культуры способствовали увеличению объемной массы почвы в период от посева до уборки в допустимых оптимальных параметрах.

Изменения удельной массы незначительные, в верхнем корнеобитаемом слое и не превышают ошибки определения.

Таблица 1

Изменение объемной массы и порозности почвы под культурами в слое 0-40 см (среднее за 1994-1996 гг.)

Варианты опыта Удельная масса г/см} Объемная масса и порозность почвы в разные сроки определения

до посева После 1-го полива перед уборкой

г/см3 % г/см3 г/см %

Амарант 2,63 2,65 1,04 60 1,15 1,19 54

Донннк 2.65 2.66 1,10 57 1,16 1,21 53

Люцерна 2,64 2,67 1,08 58 1,17 1,22 53

Сафлор 2,63 2,67 1,06 59 1,15 1,18 54

Сахарная свеют 2,64 2,69 1,06 59 1,15 1,19 54

Суданская трава 2,642,68 1,07 58 1,16 1,20 53 .

Ячмень 2,62 2,62 1,03 60 1,16 1,20 53

Общая порозность до посева культур в слое 0-40 см составила 57-60%, перед уборкой - 53-54%. Наблюдается снижение общей порозности, что связано с увеличением объемной массы почвы, коррелирующей с порозностью.

Установлено, что коэффициент структурности увеличился на вариантах люцерны и донника в отличие от других культур. Причем на люцерне это увеличение выражено более четко.

У донника Кс равен 2,65, люцерны 2,85, амаранта - 2,44, суданской травы -2,43, сахарной свеклы - 2,22, сафлора - 2,32, ячменя - 2,88.

Положи 1ельная роль культур в улучшении структурного состава почвы проявилась ь их процентном соотношении. Под донником 19,5%, люцерной -20,4% , ячменем - 20,9. У остальных культур этот показатель составил в пределах 17,8-19,9%, то есть не обнаружено существенных различий.

Исследования агрегатного состава ( метод мокрого рассева) почвы пока-

запи, что этот показатель колебался в оптимальных пределах, сумма водопрочных агрегатов составляет 54-64%. Выявлено положительное влияние на этот показатель люцерны и донника. Сумма водопрочных агрегатов составила на этих вариантах 61 и 64%. Необходимо отметить, что на всем протяжении опыта многолетние травы (люцерна, донник) в период своего роста и развития способствовали оструктуриваншо почвы и увеличению суммы водопрочных агрегатов и в меньшей степени - суданская трава.

Таблица 2

Агрегатный состав почвы в слое 0-30 см

Варианты Сумма водопрочных агрегатов, % Агрегаты 1 - 3 мм % к массе Кс - коэффициент структурности

94г. 95г. 96г. | Ср. 94г. j 95г. 96г. | Ср. 9 ir j 95г. | 96г. | Ср.

Люцерна 58 65 70 64 18,4 20 7 22 3 20,4 2,57 2,89 3.11 2.85

Донник 55 61 68 61 17.5 19 5 21.7 19.5 2,37 2,65 2,63 2,65

Ячмень 51 57 64 57 18,7 20,9 23,4 20,9 2,30 2,58 2,88 2,58

Амарант 61 55 52 56 19,3 16,5 17,4 17,8 2,65 2,26 2,38 2.44

Суданская трава 53 56 59 56 18,8 19,9 20,9 19,9 2,35 2.49 2,61 2.49

Сахарная свекла 56 53 52 54 19,3 18,2 17,8 18,5 2,33 2,18 2,14 2,22

Сафлор 59 58 54 54 19,8 19,1 18,4 19,1 2,41 2,32 2,23 2,32

Рост н развитие культур

Одним из показателей, достаточно точно отражающих обеспеченность культур факторами жизни, является их высота. Рост растений на засоленных почвах зависит от концентрации и химического состава почвенного раствора.

Для объективности оценки роста и развитая культур была провс. -на их сравнительная оценка с культурами на незаселенных лугово-каштановых почвах в идентичных климатических условиях. Разница в росте культур составила: у амаранта - 69,2% от контроля, у сафлора - 85,4%, суданской травы - 95,3%, ячменя - 92,8%, донника - 80,5%, у люцерны- 91,1% от контроля. Длина листьев «а контрольных растениях сахарной свеклы составила в среднем 39,6 см, на засоленных почвах - 28,9 см (72,9 от контроля).

Наименьшее угнетение испытывала суданская трава (95,3% от контроля), а наибольшее угнетение роста и развития - амарант (69,2% от контроля). Было

установлено/ что продолжительность межфазных вегетационных периодов у полевых культур не имела резких изменений за годы исследований.

Таблица 3.

Рост культур и их сравнительная оценка в фазе перед уборкой (среднее за 1994-1996 гг.)

Культуры Почва, фон Высота растений, длина листьев

см % к контролю

Амарант незасолен. (контроль) 178

засоленная 123,1 69,2

Донник незасолен. (контроль) 75

засоленная 60,4 80,5

Люцерна незасолен.(контроль) 64,2

засоленная 58,5 91,1

Сафлор незасолен. (контроль) 112

засоленная 95,6 85,4

Сахарная свекла незасолен. (контроль) 39,6

засоленная 28,9 72,9

Суданская трава незасолен.(контроль) 148,1

засоленная 141,2 95,3

Ячмень незасолен. (контроль) 96

засоленная 89,1 92,8

Корневая масса культур

Исследования показали, что люцерна'накапливает корневой массы в среднем 35,6 ц/га, суданская трава - 25,7 ц/га, донник - 20,5 ц/га, ячмень - 18,4 ц/га, амарант и сафлор - 13,5 ц/га и 13,7 ц/га соответственно. Сахарная свекла остав-ляег наименьшую корневую массу - 7,55 ц/га.

Донник и люцерна больше остальных культур накапливают растительных остатков - соответственно 65,8 и 67,1 ц/га, меньше всех - сахарная свекла, 10,7 ц/га. Сравнением количества растительных и корневых остатков в почве после пропашных культур и культур сплошного сева, установлено, что пропашные даже при хорошо развитой корневой системе оставляют корневых остатков меньше, чем культуры сплошного сева.

Таблица 4.

Растительные остатки и корневая масса культур (ц/га), среднее за 1994-1996 гг.

Культура Растительные остатки/ масса (воздушно-сухая) корней, в слое почвы 0-40 см

1994 1995 1996 Среднее

Амарант 19,1/13,4 20,1/14,1 18,5/12,9 19,2/13,5

Донник 63,8/7,09 67,9/44,7 65,7/9,59 65,8/20,5

Люцерна 61,6/6,78 65,7/43,1 74,1/57,0 67,1/35,6

Сафлор 21,6/15,1 19,2/12,5 17,8/13,4 19,5/13,7

Сахарная свекла 12,9/9,03 8,6/6,02 10,8/7,6 10,7/7,5

Суданская трава 37,2/25,9 35,3/24,5 38,5/26,6 36,7/25,7

Ячмень 22,1/24,7 29,1/22,4 35,6/28,2 32,6/25,1

Изменение химических свойств каштановых засоленных почв.

Гумусовое состоягче

Возделываемые культуры (многолетние бобовые, зерновые и пропашные) в связи с особенностями накопления растительных остатков и своеобразием агротехнических приемов их возделывания оказали различное влияние на гумусовое состояние почв.

Установлено, что наиболее гумусированными оказались почвы вариантов с многолетними травами, где содержание гумуса в пахотном слое по сравнению с исходным возросло на 0,29%- за 4 года. Под зерновыми и пропашными в силу интенсивной минерализации (ежегодная многократная обработка пахотного слоя) гумуса и частичного вытеснения растворимой его части в более глубокие слои, содержание гумуса снизилось соответственно на 0,95 и 1,18% . Увеличение содержания гумуса под многолетними травами происходило за счет роста доли гуминовых кислот, а его снижение под ячменем и пропашными культурами происходило также за счет гуминовых кислот. Соотношение С пс '■ фк изменялось от 2,37 под кормовыми травами до 1,26 и 1,87 соответственно - юд ячменем и пропашными культурами. Некоторый рост в содержании гумуса под многолетними травами объясняется повышенным количеством пожнивных и корневых остатков, как правило, богатых белками, легкогумифицирующихся, с образованием значительного количества гуминовых кислот. Абсолютное и относительное снижение содержания гуминовых кислот свидетельствует о более высокой степени минерализации, что наблюдается под ячменем и пропашными культурами.

Солевой режим

Установлено, что при возделывании культур в почве происходит уменьшение концентрации солей. Из испытанных культур донник и сахарная свекла способствовали более активному снижению концентрации растворимых солей в пахотном горизонте, несколько уступали люцерна и ячмень.

Запасы солей в почве под посевами амаранта в слое 0-20 и 20-40 см уменьшились на 0,31 т/га и 0,29 т/га. В период возделывания донника в 0-20 см слое почвы снижение концентрации солей от исходного состояния составило 0,31 т/га, а слое почвы 20-40 см - 1,1 т/га. После 3-х лет возделывания люцерны запасы солей в почве уменьшились: в слое 0-20 см на 0,10 т/га, а в слое 20-40 см на 0,52 т/га от исходного состояния. Наибольший эффект снижения концентра-цни солей под посевами люцерны был достигнут на 2-ой и 3-ий годы жизни. Под посевами сафлора общий запас солей от исходного уменьшился на 0,19 т/га, а в слое 20-40 см содержание солей за время исследований осталось на первоначальном уровне, незначительно меняясь по годам. Наибольшее снижение запаса солей по слоям почвы было зафиксировано под посевами сахарной свеклы. В слое 0-20 см уменьшение запаса солей составило 0,93 т/га, а в слое 20-40 см - 1,1 т/га, снижение концентрации солей по слоям почвы было практически равномерным.

Запасы солей в почве под суданской травой после 3-ех лет возделывания увеличились в слое 0-20 см на 0,38 т/га, а в слое 20-40 см- на 1,06 т/га. Причина этого, вероятно, в результате сезонного засоления, которое превышало сезонное рассоление культуры в вегетационный период. Уменьшение содержания солей под посевами ячменя от исходного составило в слое 0-20 см - 0,3 т/га, а в слое 20-40 см - 0,52 т/га за годы исследований.

По данным показателям невозможно утверждать о наличии заметного мелиоративного эффекта от изучаемых культур. Главной причиной этого является постоянная генерация нормальных карбонатов в верхней части почвенного профиля вследствие обменных реакций между натрийсодержащей (15% Ыа1 от суммы поглощенных оснований) коллоидной фазой и почвенным раствором, находящимся в тесной взаимосвязи в близкозалегающими грунтовыми водами гидрокарбонатно-магниево-натриевого состава.

Динамика подвижных форм элементов пцтання

Перед закладкой опыта отмечено характерное распределение подвижных форм элементов питания в 0-60 см слое почвы, где эти показатели заметно выше в подпахотном (30-60 см), чем в пахотном (0-30 см). В слое 0-30 см содержание азота - 40 мг/кг, Р2 05 - 36 мг/кг и К20 770 мг/кг, а в слое 30-60 см - азота - 63 мг/кг, Р205 - 45 мг/кг и К20 - 845 мг/кг.

Наблюдение за динамикой аммиачного азота показали, что абсолютное содержание его невелико и накапливается он в меньших количествах, чем нитраты <4,7 -П,9 мг/кг почвы). Существенных различий в его содержании под куль-

турами не наблюдалось. Установлено, что накопление нитратного азота в большей степени проявилось под люцерной, донником, суданской травой. Минимум нитратов наблюдался под сахарной свеклой.

Наибольшее содержание подвижной фосфорной кислоты отмечено в слое 0-30 см под люцерной 25,16 мг/кг, суданской травой - 22,3 мг/кг, донником -19,7 мг/кг. Количество подвижной фосфорной кислоты под ячменем и пропашными культурами меньше в пахотном слое, чем в подпахотном. В межвегетационный период содержание обменного калия в почве увеличивается, а в вегетационный период уменьшается. Наименьшее среднесезонное содержание обменного калия наблюдается на посевах сахарной свеклы-537,8 - 578,4 мг/кг, что связано с большим выносом калия урожаем сахарной свеклы. Наибольшее среднесезонное содержание калия отмечено на посевах ячменя в слоях 0-30 и 30-60 см, оно составило соответственно 619,3 и 743,2 мг/кг.

Таблица 5

Содержание подвижных форм элементов питания в почве под посевами культур (среднее за 1994-1996 гг.)

Культура Глубина, мг/кг

См N0, Р205 к2о

Амарант 0-30 13,3 16,3 537,8

30-60 25,1 22,03 633,4

Донник 0-30 23,7 19,7 574,2

30-60 37,5 24,1 . 671,3

Люцерна 0-30 16,5 25,16 553,6

30-60 57,1 35,6 663,2

Сафлор 0-30 ' 15,5 18,6 561,2

30-60 ■ 33,7 31,2 671,06

Сахарная . 0-30 12,5 11,1 . . 538,8

свекла 30-60 24,7 25,03 578,4

Суданская 0-30 24;7 22,3 577,4

трава • 30-60 36,7 30,2 676,8

Ячмень 0-30 17,3 17,1 619,3

30-60 16,7 32,4 743,3

Солеустойчивость культур

Выявлена относительно высокая устойчивость к засолению следующих культур: суданская трава, донник, сафлор, люцерна, ячмень, сахарная свекла, у которых развитие надземных органов под действием засоления угнетается в меньшей степени, чем у амаранта.

Таблица'6

Влияние засоленности почвы на вес надземной массы культур (лабораторный опыт)

Культура Фон засоления Вес надземной массы Высота растений

г % см %

Амарант Незаселенный Засоленный 1,60 0,95 60 40 4,1 3,1 100 75,6

Донник Незаселенный Засоленный 5,30 3,62 100 70 4,8 4,2 100 87,5

Люцерна Незаселенный Засоленный 5,15 3,52 100 68 4,3 3,9 100 90,6

Сафлор Незаселенный Засоленный 4,00 3,47 100 90 9,9 8,9 100 93,6

Сахарная свекла Нсзасоленный Засоленный 2,57 2,23 100 87 3,1 2,3 100 74,1

Суданская трава Незаселенный Засоленный 3,31 ■ 2,77 100 90 5.1 з.з 100 64,7

Ячмень Незаселенный Засоленный 2,69 1,97 100 89 14,5 13,2 100 91

Наиболее солеустойчивыми культурами являются: суданская трава, сафлор, ячмень, сахарная свекла. Донник и люцерна в период прорастания семян проявили чувствительность к засолению, амарант чувствителен к засолению на всем протяжении опыта.

Засоренность посевов

Исследования показали, что в среднем за 3 года проведения опытов на посевах культур в начальный период вегетации количество сорняков составляло от 17,5 до 31,1 шт./м2, а в период созревания культур - от 20,5 до 50,1 шт./м2. Численность сорняков на различных вариантах опыта была различной. Наименьшее количество сорняков (17,5 шт./м2) отмечалось на посевах ячменя, а наибольшее количество - на посевах амаранта (31,1 шт./м2). Масса сорняков составляла от 25,9 до 65,2 г/м2. Цифровые данные свидетельствуют, что наименее угнетаются сорняками посевы ячменя на первоначальном этапе, так как культурные растения быстро развиваются. Наибольшая засоренность отмечена на посевах амаранта, сахарной свеклы и суданской травы, от 27,4 до 31,1 шт./м2.

Таблица 7

Количество и масса сорняков на посевах культур (среднее за 1994-19% ¡г )

Культура Количество (шт./м2) и масса (г/м^) сорняков по срокам определения

20.05-25.0: 25.08-30.08

шт./м'' г/мг шт./м'1 г/м"

Ам арат- 31.1 65,2 49,9 244,6

Донник 26,9 48,2 20,5 33,6

Люцерна 25.1 39,9 24,5 37,3

Сафлор 27,4 48,8 45,9 161,9

Сахарная свекла 27.4 59.2 50.1 144,1

Суданская трава 31.0 53,8 34,9 134,7

Ячмень 17,5 25,9 24,5 70,8

Многолетние травы (люцерна, донник) развивая мощную корневую -систему и надземные органы, вытесняют сорные растения, особенно корнеотпрыско-вые. Перед уборкой изучаемых культур количество сорных растений составило 20,5-50,1 шт./м: .биомасса их - соответственно 33,6-244,6 г.'м2.

Поддержание количества сорных растений на практически одинаковом уровне на культурах сплошного сева объясняется тем, что всходы этих культур быстро покрывают поверхность почвы, препятствуя появлению и развитию сорной растительности.

Многократные междурядные обработки посевов амаранта, сафлора, сахарной свеклы позволяют поддерживать количество сорных растений на допустимом уровне. Наибольшая засоренность на этих вариантах опыта объяснятся тем, что сорняки созревают раньше, чем культурные растения и осыпаются.

Урожайность н экономическая эффективность возделывания культур

Проведенные исследования показали, что в процессе возделывания кулыур улучшились водно-физические и химические свойства почв. Положительное изменение этих свойств в конечном итоге проявилось в получении удовлетворительного урожая культур.

Можно заключить, что урожайность люцерны н донника возрастала по годам вегетации. Урожайность остальных культур по годам заметно варьировала (Таблица 8).

Таблица 8

Урожайность культур (среднее за 1994-1996 гг.)

Культура Урожайность, ц/га Среднее

1994 1995 1996

Амарант (з.м.) 312 288 280 294

Донник (з.м.) 71,5 147 73,7 97,4

Люцерна (з.м.) 70,7 160 202 144,2

Сафлор (зерно) 14 13 15 14

Сахарная свекла (клубни) 392 341 330 354

Суданская трава (з.м.) 271 258 260 263

. Ячмень (зерно) 13,7 15 15,2

Для объективности подбора и определения устойчивости культур проводилось сравнение их урожайности с урожайностью культур, произраставших на незаселенных лугово-каиггановых почвах, находящихся в идентичных климатических условиях(Таблица 9).

Таблица 9

Сравнительная урожайность культур на засоленных и незаселенных луго-по-каштановых почвах (среднее за 1994-1996 гт.)

Культура Почвы Урожайность, ц, га % урожая на засолен, почве

1994 1995 1996 от незасолен.

Амарант Незаселенный' 461 450 461

Засоленный 312 288 280 64,1

НСР„< 4.1 4,3 4,5

Донник Незаселенный 75 170 77,5

Засоленный 71,5 147 73,7 92,2

НСР.л 2,9 3,2 2,9

Люцерна Незаселенный 77,1 215 220

Засоленный 70.7 160 202 85,9

НСР„< 3,0 3,7 3,0

Сафлор Незаселенный 16 15 16

Засоленный 14 13 15 89,3

НСР„5 3,1 3,2 2,9

Сахарная Незаселенный 404 413 360

свекла Засоленный 392 341 330 90,4

НСР05 2,8 3,3 3,0

Суданская Незаселенный 314 330 305

трава Засоленный 271 258 . 260 83,2

НСРо, 3,2 3.5 3,2

Ячмень Незаселенный 18 15 16

Засоленный 17 13,7 15 93,2

НСР05 2,9 3,0 2,9

Наибольшее сокращение урожайности на протяжении всего периода исследований отмечено на амаранте, в среднем 64,1%. Установлено, что урожай

на засоленной почве по сравнению с незасоленной составил: у ячменя - 93,2° ¿, донника - 92,2, сахарной свеклы - 90,4, сафлора - 89,3, люцерны - 85,9, суданской травы - 83,2, амаранта-64,1%.

Корреляционно-регресионный анализ связи урожайности фитомелиораитоь и количества запасов солей в почве покрал, что между ними существует обратная линейная связь. Увеличение колич>.,.гва общего запаса солей с 3,5 до 6,9 т/га приводит к снижению урожайности фиомелиорантов в среднем: у амаранта - на 7,8%, донника - 30,1, люцерны 32,7, сафлора - 0,17, сахарной свеклы -19,3, суданской травы - 5,6, и ячменя - 1,4%(Таблица 10,рисунок 1).

Таблица 10

Модели урожайности культур-фитомелиорантов на засоленных почвах

Варианты опыта Уравнение регрессии Коэффициент Корреляции, г

Амарант У=344,2-7,8Х -0,91

Донник У=347,3-30,1Х -0,83

Люцерна У=30,4-32,7Х -0,84

Сафлор У=12,9-0,17Х -0,26

Сахарная свекла У=475-19,ЗХ -0,98

Суданская трава У=302-5,6Х -0,89

Ячмень У=19,8-1,42Х -0,50

Повышение урожайности возделываемых культур является основным путем эффективного использования малопродуктивных засоленных земель. Это достигается комплексом агробиологического и агротехнического методов, включающих в себя подбор солеустойчивых культур, технологию возделываемых культур и так далее.

При определении экономической эффективности возделываемых культур учитывались фактические и производственные затраты и затраты труда, связанные с их возделыванием.

Результаты расчетов экономической эффективности возделывания культур показывают, что при получении относительно высоких урожаев возможна окупаемость производственных затрат .Наибольший уровень рентабельности достигнут на посевах ячменя - 44,7%, донника - 41,4%, сафлора - 40,4%, люцерны - 37,6%, суданской травы - 36,5%. Анализ показывает, что фитомелиоративное освоение засоленных почв и их рациональное использование обеспечивают получение урожая с окупаемостью производственных затрат и рационального использования малопродуктивных засоленных земель (Таблица 11).

Зависимость урожайности культур - фотомелвормтов от мсолскносп мш

т/га

Рисунок I.

Таблица 11

Экономическая эффективность возделывания культур (среднее за 19941996 гг.)

Культура Сред. Урож-ть за 3 года. Ц/га Цена 1 ц урожая, тг Себестоимость 1 и, урожая, тг Стоимость прод. с 1 га, тг Затраты на 1 га. тг Доход, тг Уровень рентабельности, %

Амарант 294 ' 36 12,4 10584 3645,6 6938,4 16

Донник 97,4 58 41 5649,2 3993,4 1655.8 41,4

Люцерна 144,2 60 43,6 8652 6287.1 2364,9 37,6

Сафлор 14 25 17,8 355 252,7 102,3 40,4

Сахарная свекла 354 330 271 116820 95934 20886 21,8

Суданская трава 263 28 20,5 7372,4 5397,6 1974,8 36,5

Ячмень 15,2 760 525 11552 7980 3572 44,7

Выводы

1. Освоение малопродуктивных, засоленных почв с использованием куль-тур-фитомелнорантов- существенный резерв в увеличении производства сельскохозяйственной продукции с поддержанием эффективного и потенциального плодородия почвы.

2. Под полевыми культурами создается благоприятные соотношения капиллярной и некапиллярной порозности, значение объемной массы, повышается наименьшая влагоемкость, улучшается водный и воздушный режим засоленных лугово-каштановых почв.

3.В период освоения лугово-каштановые почвы под посевами культур-фитомелиорантов(люцерна, донник, суданская трава,ячмень) оетруктуриваются, повышается процентное содержание агрономически ценных агрегатов, коэффициент структурности и сумма водопрочных агрегатов.

4.Бездефицигный баланс гумуса под культурами-фитомелиорантамн отмечен на многолетних травах(донник, люцерна, суданская трава), что следует учитывать при проектировании севооборотов на засоленных почвах.

5. Слабый мелиоративный эффект по солевому режиму изучаемых фнго-мелиорантов объясняется постоянными обменными реакциями между почвенным раствором и близкозалегающими слабоминерализованными грунтовыми

волами, имеющими гндрлкарбонатно-магниево-натриевый состав и твердой фазой почв, содержащей значительное количество поглощенного натрия .

6. По степени солеустойчивости культуры могут быть отнесены к следующим группам: солеустойчивые (суданская трава, сахарная свекла, ячмень, сафлор); среднссолеустойчивые (донник, люцерна); чувствительные к засолению (амарант).

7. Для оптимизации уровня содержания питательных элементов в почве под посевами ф|ггомелиорантов необходимо внесение органических и минеральных удобрений.

8. Средняя и сильная степень засоренности посевов культур - один из ведущих факторов, ограничивающих продуктивность культур-фитомелиорантов.

9 Посевы солсустойчивых культур обеспечивают получение стабильных урожаев, окупающих производственные затраты и эффективное и пользование токсично засоленных лугово-каштановых почв.

Рекомендации производству

1. На засоленных лугово-каштановых почвах в структуре посевов рекомендуется посев солсустойчивых культур (донник, люи .'рна, сафлор, сахарная свекла, суданская трава, ячмень) за счет сокращения посевов менее устойчивых к засолению культур;

2. При составлении схем севооборотов для засоленных лугово-каштановых почв необходимо их насыщать солеустойчивыми культурами: донник, люцерна, сафлор, сахарная свекла, суданская трава, ячмень.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:

1 .Дюссн беков З.Д., Кубенкулов К. К., Еспергенов Ж.К., Жоламанов К.К. «Солевой, режим содово-засоленных каштановых почв под полевыми культурами в условиях предгорий Занлийского Алатау», сб. «Депонированные научные работы» КазГосИНТИ, № 6Г94-Ка96, Алматы, 1996 г., вып. 2;

2.Дюсенбеков З.Д., Еспергенов Ж.К., Жоламанов К.К., «Влияние полевых культур на агрофизические свойства каштановых засоленных почв», сб. «Депонированные научные работы» КАзГосИНТИ, №6795-Ка96 Алматы, 1996 г., вып. 2,;

3.Еспергенов Ж.К., Жоламанов К.К., «Орташа тузданган шалгынды коныр топыракты оаритген фитомелиоранттардын арам шоптену ерекшелектеры, Жаршы ж., 4 №, «Бастау» гыльшы-басла орталыгы, Алматы, 1997 ж., 31-35 бет.;

4. Дюсеибсков З.Д., Еспергенов Ж.К., Жоламанов К.К., «Алматы облысы-нын орташа тузданган шалгыилы-коиыр тогшрагынын агрофизикалык касиет-терше фитомелиоранттардын асер! жёне олардын ошмдшп, Жарты ж., 4 Ля, «Бастау» гылымы-баспа орталыгы, Алматы, 1997 ж., 37-41 бет.;

5. Жоламанов К.К., Еспергенов Ж.К., «Влияние фитомелнорантов на arj>o-физические свойства каштановых засоленных почв», материалы Международной научно-практической конференции молодых ученых к аспирантов, КачГо-сАгрУ, Алматы, 1997 г., стр. 54-57;

6.Жоламанов К.К., «Продуктивность фитомелиорангов на содово-засоленных каштановых почвах Алматнн^кой области» , материалы Международной научно-практической конференции молодых ученых и аспирашов, Каз-ГосАгрУ, Алматы, 1997 г., стр. 85-88;

Тужырым

Жоламанов Куаныш Кецесулы

1ле Ллатауы боктершдеп суармалы аймактагы сортам топырактарды игсру ушш фитомелиорант дакылдарын салыстырмалы зертгеу.

Луыл шаруашлык гылымынын кандидаты гьшыми дарежесш алу лисссртаниясы.

06.01.01,- жалпы епншшк мамандыгы бойынша.

Алматы, 1998 ж. 21 п.

Зерттсулер нэттжесшде тожирибедеп барлык фитомелиоранттар топырактын колем массасыныц кол а ¿1л ы 1,03-1,10 г/см5 ден 1,18-1,22 г/см' дейшп аралыкта улгаюына ип осер еткендш аныкталды. Дакылдар еплгенге дейшп топырактын жалпы борпмллактыгы 57-60 %, ал зертгеу сонында, ошм жинау алдында 5354 % курады. Ен аз ылгал сыйпмдылыгы топырак салмагынан 24,025.5 %-тен 26,3-27,9 %-ке дейш арткань аныкталды. Бастапкыга клрапшда багалы агрегаттардын ( 1-3 мм у молшер1 туйе жонышка сплгсн жерле 19,5 %-ке, жонышкада- 20,4 %, арпа астындагы топыракта 20,9 %-ке жеттъ Баска дакылдарда 17,8-19,9 % аралгында аумткнлы. Сута тозЫд! агрегаттар сомасныц артуы айкындалды: жонышкада 58 ден 64% -ке дейш, туйе жонышкада 55 тен 61-гс, судан шобшде 53-тен 56-га, арпада 51 ден 57%-ке шейш. Отамалы дакылларда (гултаж», каь; кызылшасы, максары) суга тоз1мд! агрегатгардын 56-61-ден 54-56%-ке дейша темендегеш байкалды.

Бастапкымен салыстырганда мал азыктык шоптер еплген жерде караипр^ктш молшер^ 0,29%-ке артып, арпа мен отамалы дакылдар оскен жерде сойкес 0,95 жене 1,18 % -ке кемци.

Дакылдар всериген топыракта туздардын кониентрациясы азаяды. Туйе жонышка мен кант кызылшасы ертш туздар концеитрациясыныц белсенд! турде томендеуше мумкпшк тугызады, ал жонышкдмен арпада бул корсетюш аздау.

Нитраттык азоттын жонышка, туйе жонышка, судан шоб1 астында жинаеталуы байкалды, ал кант кызылшасынын астында окын молшср1 аздау болды. Фосфор шшкылынын ен коп молшер1 жонышка, судан швб1, жене туйе жонышкднын астында болды. Отамалы дакылдар мен арпа астында жердщ жыртылатын кабатынан томенп катпарына Караганда енделетш кабатта онын молшер1 аз екендт коршдь Алмастырылатын калий мелшер1 осу кезешне Караганда вегетация аралык кезенде артады.

Дакылдардын бойынын бшктшидеп бакылаумен салыстаргандыгы айырмашылык гултожшде 69,2%, максарды 85,4%, судан шобшде 95,3 %, арпада 92,8 %, туйе жонышкада 80,5%,

жонышкдда 91,1% болды. Кднт кузылшасыныц бакылаудагы ociwuicrepÍHÍ4 топырактарыныц узындыгы орта есеппен ал ганда 39,6 см, ал тузды топырактарда- 28,9 см ( бакылаудан 72,9%) курады.

Туйе жоцышкд мен жонышкд ен кеп оамд1к калдыктарын жинактайды- 65,8 жэне 67,1 ц/га, ен ч.зы кднт юлзылшасы- 10,7 и/га.

Судан mo6i, мак,сары, арпа, кант кызылшасынын сорта1|дануга жогары тез1мдшп аныкталды. Tyiie жонышкд мен жоцышки топыракдыц туздануына вегетаци. ':шц басында, ал гултвж1 буки TBxipnöe журпзу кезешпде сез1мдшк керсетп.

Ghímhíh ен кеп Ke\iyi гулткжшде байкалда, бакылаумен • салыстырганда 64,1%. Баска дакылдарда баклылаумен салыстырганда ohím молшер1 былайша болды: арпада-93,2 %, туйе жоцышкада-92,2%, кднт юызылшасында-90,4%, максарьща- 89,3%, жонышкада-85,9 %, судан швбиш-83,2 %.

Зерттелген дакд>1Лдар-фитомелиоранттар (туйе жонышка, макрары, жоцышкз, кднт кызылшасы, судан iiioöi, арпа) орташа туздаиган хиалгынды коныр топыракты нгеру ушш усынылады.

Annotation Kuanysh K. Jolamanov,

Comparative studying of the cultures of phyto- meliorants for using salty soils in the irrigated zone of the Zailiysky Alatay foothills.

The dissertation has been degended for getting a master's degree in agricultural scicnces viz. general agriculture-Almaty, 1998 y.

The phyto-mcliorans studied viz. amaranth, sweet clover, alfalfa, sugar beet, safllower, sudanese grass, barley have been proposed for assimilating salty meadow-chesinutcoloured soils.

i Investigation revealed that all phyto-meliorans aided in increasing a voium mass of soils in acceptably optimal parameters from 1,03-1.10 gpsir 1 up to 1,18-l.22gpsmV

Total porosity prior to planting of the cultures was 57-60 % at the end of investigations, before the harvest became 53-54 %.

Increasing minimal moisture capacity from 24,0-25.5% up to 26,3-27,9 % of the weight of the soil was identified.

Contents of valuable constituents (1-3 mm < f the initial amount ) reached under sweet clover- 19.5 %, alfalfa-20,4 %, and barley- 20,9 %. Tor the rest of the cultures tested- from 17,8- 19,9%. Increasing the of water- resistant units, for alfalfa from 58% up to 64 %, for sweet clover from 55 % up to 61 %, for sudanese grass 53 56 % for barley from 51 % up to 57 %.

In cultivating plants ( amaranthus, sugar beet, sefflower) the amount of water-resistant units decreased from 56-'' 1 % down to 54-56%.

Content of humus under forage grasses in comparison with initial con I cuts increased by 0,29 % under barley and cultivating plants decreased by 0,95 % and 1,18 % respectively.

Sweet clover and sugar beet aided in a more active decreasing of concentrations of salts, alfalfa and barley were less useful in this process.

Deposition of nitrate nitrogen took place under alfalfa, sweet clover, sudanese grass; with less deposition bung under sugar beet. The highest content of phosphoric acid was under alfalfa, sudanese grass, sweet clover, barley and cultivating plants undertillable stratum was more rich in this acid than tillable one. During to intervegetative period the contents of metabolic potassium increased, but during a vegetative period they decreased.

Difference in the growth of the cultures was for amaranthuc - 69,2 % of control, for sufflower- 85,4 % , for sudanese grass- 95,3 %, for barley- 92,8 %, for sweet clover - 80,5 %, for alfalfa - 91,1 % of control. The length of leaves of control plants of sugar beet averaged 39,6 sm on salty soils - 28,9 sm ( 72,8 % of control)

Sweet clover and alfalfa are the best accumulators of vegetative remains- 65,8 and 67,1 center per hectare. The worst accumulator is sugar beet -lOcph.Hign resistance to salting was identified for sudanese grass, sufflower, barley, and sugar beet. Sweet clover and alfalfa showed sensitivity for salting at the beginning of vegetation. Amaranthus in sensitive to salting during the whole time of the test.

The most decrease of fruit fulness was determined among such plants as amfcranthus- 64,1 % of control, relevant values for barley were 93,2 % of control, sweet clover- 92,2 %, sugar beet- 90,4 %, sufflower - 89,3 %, alfalfa - 85,9 sudanese grass- 83,2 % of control. _

A comparative investigation of the«e cultures was conducted and then assimilation zoning of these cultures according to soil- resistivity degrees was executed in the whole that can serve a base for assimilating and using low-productive salty, meadow-colored soils during creating a croprotation.