Теоретические основы и агромелиоративные приемы комплексного регулирования плодородия осушаемых торфяных почв Западной Сибири

Моторин, Александр Севостьянович

Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему
Теоретические основы и агромелиоративные приемы комплексного регулирования плодородия осушаемых торфяных почв Западной Сибири
ВАК РФ 06.01.03, Агропочвоведение и агрофизика

Автореферат диссертации по теме "Теоретические основы и агромелиоративные приемы комплексного регулирования плодородия осушаемых торфяных почв Западной Сибири"

Ой

ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ И АГРОМЕЛИОРАТИВНЫЕ ПРИЕМЫ КОМПЛЕКСНОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ ПЛОДОРОДИЯ ОСУШАЕМЫХ ТОРФЯНЫХ ПОЧВ ЗАПАДНОЙ СИБИРИ

Специальность - 06.01.03 - агропочвоведение

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени доктора сельскохозяйственных наук

Барнаул 1998

Работа выполнена в 1973-1994 гг. в Западно-Сибирском научно-исследовательском институте мелиорации и рационального природопользования.

Официальные оппоненты: доктор сельскохозяйственных наук,

профессор, академик РАСХН В. Н. Ефимов

доктор сельскохозяйственных наук Л. И. Ияишева

доктор биологических наук,

профессор

Л. М. Татаринцев

Ведущая организация: Красноярский научно-исследовательский

институт сельского хозяйства.

Защита диссертации состоится " /£■ " ил^с^А^- 1998 г. на заседании специализированного совета Д.120.01.01 в Алтайском государственном аграрном университете (656099, г. Барнаул - 99, Красноармейский пр., 98).

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Алтайского государственного аграрного университета.

Автореферат разослан "// " 1998 г.

Ученый секретарь диссертационного совета,

доктор биологических наук, В. А. Рассыпное

профессор

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. В нефтегазоносном районе Западной Сибири проживает 4,2 млн. человек, в том числе три четверти - в Тюменской области. В связи с ростом населения необходимо резко увеличить производство молока, мяса, картофеля и овощей. Возможности расширения посевных площадей за счет земель, не требующих мелиорации, крайне ограничены, особенно в зоне достаточного увлажнения, где болота и заболоченные почвы занимают свыше 50% территории (Л. Н. Каретин, 1974). В Западной Сибири насчитывается свыше 300 тыс. га осушаемых торфяных почв, в том числе около 1/3 в Тюменской области. Анализ использования осушаемых земель показывает, что выращивание большинства культур без учета особенностей торфяных почв не дает должного эффекта.

Слабая теоретическая проработка и отсутствие научно обоснованных рекомендаций по осушению и освоению торфяных почв явились причиной того, что в проекты хозяйственного использования закладывались данные, полученные в других регионах страны. В результате на мелиорируемых землях не обеспечивается получение запланированной урожайности. Неудачи в мелиорации и сельскохозяйственном использовании являются результатом недостаточного знания сущности процессов, протекающих в зоне аЗрации, особенностей изменения водно-солевого, температурного, питательного и других режимов почвы. В настоящее же время инженерный расчет строится на материалах изысканий по свойствам почв в домелиоративный период. Поэтому переход проектирования на новый качественный уровень подразумевает повышение требований к мелиоративному прогнозу.

Приемы и способы комплексной оптимизации плодородия торфяных почв, позволяющие получать стабильные урожаи в условиях резко континентального климата подтаежной и лесостепной подзон Западной Сибири без нарушения природной экологической ситуации* изучены недостаточно. Многолетние исследования в этом направлении нами проводились на мелиорированных землях Тюменской области.

Цель и задачи исследований. Целью работы является научное обоснование агромелиоративных приемов комплексного ре-

гулирования плодородия торфяных почв, обеспечивающих получение стабильных урожаев сельскохозяйственных культур. Достижение поставленной цели предусматривает решение следующих основных задач:

- изучить состав и свойства торфяных целинных и освоенных почв и их изменения при сельскохозяйственном использовании;

- определить оптимальные параметры режима осушения и влажности торфяной почвы, обеспечивающие высокое плодородие;

- провести исследование температурного режима торфяной почвы и разработать агромелиоративные приемы его улучшения;

- разработать и усовершенствовать приемы повышения плодородия осушаемых торфяных почв, основанные на процессах изменения состава твердой фазы торфа с целью оптимизации их свойств, повышения и стабилизации эффективного плодородия;

- дать оценку обеспеченности сельскохозяйственных культур почвенными запасами основных элементов питания и изучить закономерности действия агромелиоративных приемов на их динамику в почве, влияние на урожайность и использование растениями;

- разработать систему приемов рационального освоения и сельскохозяйственного использования торфяных почв.

В основу диссертации положены материалы научных исследований (1973-1994 гг.) по государственным темам 0.52.177 а/3 проблемы 0.52.175 раздел "Разработать рациональные приемы первичного освоения осушаемых торфяников" и 02.03 Н2 проблемы 0.52.01 "Разработать принципы и обосновать методы комплексного регулирования водно-воздушного, теплового и пищевого режимов торфяно-болотных почв для условий Западной Сибири", а также по хоздоговорным темам "Разработка и внедрение рациональных приемов ускоренного окультуривания торфяных почв" и "Мониторинг земель сельскохозяйственной зоны Тюменской области".

следований вошли в совместные публикации,, на которые в тексте делаются ссылки. Автор выражает благодарность соавторам работ и сотрудникам, выполнявшим аналитическую часть работы,

Научная новизна. Впервые в условиях подтаежной и.лесостепной подзон Западной Сибири (на примере Тюменской области) комплексно рассмотрены режимы торфяных почв в естественном и мелиорируемом состоянии; установлены параметры оптимального водного, температурного и питательного режимов почв. Предложен и экспериментально доказан способ регулирования водного режима длительно сезонно-мерзлотных торфяных почв (ас. № 1184451).

На основе проведенных исследований доказана высокая эффективность тепловых мелиораций длительно сезонно-мерзлотных торфяных почв; предложены формулы для определения величины максимального промерзания и сроков полного оттаивания торфяных почв.

Установлены особенности изменения состава, свойств и режимов торфяных почв при их обогащении минеральными добавками, конкретизированы требования к составу минеральных компонентов.

Получены новые экспериментальные данные по изменению свойств торфяных почв под воздействием мелиорации и сельскохозяйственного использования.

Основные положения, выносимые на защиту. На защиту выносится научное обоснование разработки и совершенствования агромелиоративных приемов комплексного регулирования плодородия осушаемых торфяных почв, обеспечивающих получение устойчивых урожаев:

- принцип оптимизации режимов почвы на основе почвенно-генетического подхода с учетом экологических и экономических требований;

- закономерности изменения состава и свойств почв под влиянием антропогенных воздействий (осушение, освоение, минеральные добавки, удобрения, парование и др.);

- оценка длительного воздействия осушения и сельскохозяйственного использования на плодородие торфяных почв и продуктивность сельскохозяйственных культур;

- система приемов эффективного использования торфяных почв.

Практическая ценность работы и реализация результатов исследований. Разработанные агромелиоративные приемы позволяют "повысить эффективное плодородие осушаемых торфяных почв, увеличить производство сельскохозяйственной продукции и придать мелиоративному земледелию более высокую устойчивость и эффективность.

Результаты исследований использованы для составления Все российских ведомственных нормативов, разработки системы земледелия и системы мелиорации земель Тюменской области, а также региональных рекомендаций по окультуриванию и сельскохозяйственному использованию торфяных почв ( 20, 24, 29, 34, 36, 43).

Материалы работы использованы институтом Тюменьгипро-водхоз при составлении проектов комплексной мелиорации торфяных почв Тюменской области и внедрены в ряде хозяйств региона. Применение рекомендаций в производстве обеспечивает получение до 8 т/га сена травосмеси многолетних злаковых трав, 5,5-6,5 т/га сухого вещества горохо-овсяной смеси и озимой ржи, 20-25 т/га картофеля.

Апробация работы. Материалы по теме диссертации докладывались на всесоюзных конференциях "Прогноз изменения криогенных почв под влиянием хозяйственного освоения территорий" (Пущино, 1980 г.), "Повышение надежности и эффективности действия осушительных систем в экстремальных природных и погодных условиях" (Хоби, 1984 г.), "Научное обеспечение повышения эффективности использования мелиорированных земель" (Москва, 1987 г.); республиканских научно-технических конференциях "Повышение эффективности использования мелиорированных земель в Сибири" (Красноярск, 1976 г.), "Научные основы мелиорации земель при создании территориально-производственных комплексов Сибири" (Красноярск, 1980 г.), "Проблемы развития комплексной мелиорации в Сибири" (Новосибирск, 1995 г.); республиканских совещаниях по исполь-

зованию осушаемых земель (Калинин, 1987-1990 гг.); зональных конференциях молодых ученых и специалистов сельского хозяйства (Тюмень, 1974 и 1978 гг.); областной научно-практической конференции "Развитие Тюменского агропромышленного комплекса в 13-й пятилетке и на период до 2005 года" (Тюмень, 1990 г.); на ежегодных ученых советах ЗападноСибирского филиала ВНИИГиМ (1973-1991 гг.) и ЗападноСибирского НИИ мелиорации и рационального природопользования (1992-1994 гг.).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 72 печатные работы в сборниках научных трудов, центральных научных и научно-производственных журналах, а также в материалах конференций и совещаний. По результатам исследований опубликована монография.

Объем и структура работы. Диссертационная работа изложена на .^¿рмашинописных страницах и содержит: введение, семь глав текста с /¿2-таблицами и ^рисунками. общие выводы и предложения производству, список использованной литературы из ¿^Наименований, включая работ зарубежных авторов, и приложение в составе/-?"^? таблиц.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Глава 1. Состояние вопроса и задачи исследования

Разработке теории вопроса повышения плодородия торфяных почв посвящены многие работы российских и зарубежных ученых: С. Т. Вознюка, И. И. Гантимурова, Д. Г. Головко, В. Н. Ефимова, М. 3. Журавлева, И. Н. Донских, Л. И. Инишевой, Л. Н. Ка-ретина, Т. Н. Кулаковской, Г. И. Лашкевича, Н. Ф. Лебедевича, И. И. Логинова, Б. С. Маслова, А. А. Немчинова, Б. Д. Оношко, Н. Г. Рудоя, Е. И. Синькевича, С. Г. Скоропанова, И. Н. Скрынни-ковой, X. Н. Старикова, П. А. Турнаса, Н. Н. Шевченко, И. Песси, Б. Такке, М. Флейшера и др. По мнению этих авторов, эффективность агромелиоративных приемов в значительной степени определяется гидротермическими условиями региона.

Важное влияние на эффективность агромелиоративных приемов торфяных почв оказывают их природные свойства: ботанический состав и степень разложения торфа (особенно в по-

верхностных слоях), состав зольной и органической части торфа, кислотность и др.

Задача комплексной мелиорации заключается в получении устойчивых урожаев продукции хорошего качества при прогрессивном росте плодородия почв. Особого внимания заслуживает вопрос оптимизации почвенных режимов не только с позиции требования к ним растений, но и с позиции экологического равновесия в почвах.

Глава II. Объекты и методы исследований

Материалы исследований относятся к наиболее перспективной для мелиорации и освоения в настоящее время зоне ев-трофных болот, где низинные торфяные почвы имеют благоприятные условия для дренирования и относительно широко используются под сельскохозяйственные угодья.

Основная черта климата - резкая континентальность. Сумма активных температур - 1800-1900°, среднегодовое количество осадков 350-400 мм. Гидротермический коэффициент равен 11,4, годовой радиационный баланс 1195-1240 МДж/м2, радиационный индекс сухости 1,3-1,4 (43).

Объектами исследований послужили торфяные почвы, типичные по генезису для подтайги (болото Ернякуль, расположенное на водоразделе рек Тобол и Вагай; Усальское - на второй надпойменной террасе реки Тобол) и лесостепи (болото Тарманское, расположенное на второй надпойменной террасе реки Туры) Западной Сибири.

Полевые стационарные исследования проводили в 1973-1994 гг. на торфянисто-перегнойно-глеевой солончаковой почве, тор-фяно-перегнойной типичной почве на мелком торфе (объект Решетниково) и торфяно-перегнойных типичных почвах на средних торфах (объекты: Ернякуль, Усалка, Решетниково). Не отступая от классификации и диагностики почв (И. Н. Скрын-никова, 1977) в последующем изложении принято сокращенное название, соответственно, торфянисто-глеевые почвы, торфяные почвы на мелком торфе и торфяные почвы на среднем торфе.

Торфянисто-глеевые почвы имеют в пахотном слое высокую степень разложения осоково-тростникового торфа и зольность. Для них характерны слабощелочная реакция (рН солевое 7,5),

низкая гидролитическая кислотность (5,5 мг.экв/ 100 г почвы), высокая емкость поглощения (142,9 мг. экв/100| г почвы) и степень насыщенности основаниями (96,3%). Средне обеспечены фосфором и калием. Предельно полевая влагоемкость 0,5 метрового слоя почвы равна 242,7 мм или 87,1% полной влагоемко-сти, объемная масса торфяного горизонта - 0,31-0,32 г/см3, удельная масса 1,62-1,72 г/см3.

Торфяные почвы на среднем торфе имеют низкую зольность (4,7-7,2%), слабокислую реакцию среды (рН солевое 5,2-6,2), относительно высокую гидролитическую кислотность (21,2-40,8 мг. экв/100 г почвы), низкую степень насыщенности основаниями (62-85%). Слабо обеспечены подвижными соединениями элементов питания. Предельно полевая влагоемкость метрового слоя почвы равна 649,6-662,0 мм или 72,0-72,3% полной влагоемко-сти, а полуметрового слоя - 308,5-317,0 мм, объемная масса -0,134-0,187 г/см3, удельная масса - 1,43-1,73 г/см3.

Торфяные почвы на мелком торфе занимают промежуточное положение между описанными выше. Содержание в пахотном слое золы - 16,3%, реакция среды нейтральная, гидролитическая кислотность 13 мг. экв/100 г почвы, степень насыщенности основаниями 92,4%. Обеспеченность подвижными соединениями питательных веществ низкая. Предельно полевая влагоемкость 0,5 м слоя составляет 274 мм, объемная масса - 0,131-0,181 г/см3, удельная масса 1,47-1,75 г/см3.

Полевые опыты закладывали в 3-4-кратной (микроделя-ночный - в 6-кратной) повторности, посевная площадь делянки 91-240 м2, учетная - 40-50 м2. Конкретные схемы опытов приведены при изложении результатов.

Основные методы исследований: полевой, лабораторный и модельные опыты. Водно-физические и физико-химические свойства изучали по методикам, общепринятым в почвоведении.

Элементы водного баланса: процессы промерзания-оттаивания, осадки, высоту снежного покрова, динамику уровня грунтовых вод и влажности в течение года изучали в соответствии с методикой СевНИИГиМ (1972). Влияние осушения на состав и уровень грунтовых вод изучали по створу гидрорежимных скважин.

Температурный режим определяли с помощью почвенно-вытяжных термометров (ТПВ-50) до глубины 1,6 м; динамику температуры пахотного слоя, кроме того, термометрами Савинова.

Характеристику микробоценоза почв исследовали по методикам института Микробиологии АН СССР; групповой состав органического вещества торфа по методу "Инсторфа" с некоторыми модификациями.

Валовые и подвижные формы питательных элементов проанализированы согласно общепринятым стандартам (Агрохимические методы исследования почв, 1975; ОСМ 4640-76 - ОСМ 4652-76). Растительные образцы отобраны поделяночно и проанализированы по стандартным методам (ЦИНАО, 1978).

Математическая обработка результатов опытов произведена способами вариационной статистики (Доспехов, 1972) и на ЭВМ.

Экономическая оценка различных приемов повышения плодородия осушаемых торфяных почв проведена по методике ВНИИЭСХ (1979).

Глава III. Водный режим длительно сезонно-мерзлотных торфяных почв и агромелиоративные приемы его оптимизации

Водный режим торфяной почвы на среднем торфе. Грунтовые воды не оказывают существенного влияния на увлажненность корнеобитаемого слоя в первую половину вегетации растений, т.к. они находятся под слоем мерзлоты. Влажность почвы при наличии мерзлоты определяется количеством влаги, расходуемой на испарение почвой и растениями, с одной стороны, и количеством осадков в весенне-летний период и влагой, поступающей от таяния мерзлой толщи, с другой. В годы 80-94% обеспеченности осадков влажность полуметрового слоя почвы снижается до 80-85%, а при 25-34%- увеличивается до 103-108% ППВ (Рис. 1). Снижение влажности почвы в летний период носит временный характер. Зимой и в момент снеготаяния влаго-запасы снова пополняются до верхнего предела оптимума за счет передвижения влаги из нижележащих горизонтов к зоне промерзания. Потеря влаги компенсируется грунтовыми водами. Снижение грунтовых вод в зимний период тем значительнее, чем меньше почва имела запасы влаги к моменту замерзания.

Оптимальная влажность торфяной почвы на среднем торфе для многолетних трав находится в пределах 0,9-1,0 \УППВ и для однолетних - 0,8-0,9 Такая влажность почвы формируется

при следующем режиме осушения: поддержание в предзимний период и зимой уровня грунтовых вод на глубине 1,8-2,2 м, затем его подъем с таким расчетом, чтобы к моменту исчезновения мерзлоты зеркало грунтовых вод под многолетними травами располагалось на глубине 0,8-1,1 м (в зависимости от обеспеченности осадков), под однолетними - 0,9-1,2 м. Использование предлагаемого способа регулирования водного режима позволяет устранить переувлажнение в корнеобитаемом слое в начале вегетации за счет снижения льдистости мерзлого слоя. Это дает возможность проектирования и строительства более редкой регулирующей сети, поскольку осушительная система напряженно работает на сброс не весной, а в конце вегетации.

50 ■■

0,7

оЗ 1

Попевая вяагоемюоеть, доли единицы

1,1

Рис. 1. Зависимость влажности полуметрового слоя торфяной почвы от обеспеченности осадков

Водный режим торфяной почвы наиболее благоприятен для произрастания многолетних трав. Под многолетними травами практически постоянно сохраняется высокая аккумулирующая способность осадков. Поэтому под ними не бывает сильного и долговременного переувлажнения во влажные периоды года, включая и ранневесенний. Влияние культур севооборота на ре-

жим почвенной влажности в течение вегетационного периода определяется фазой их развития и биологическими особенностями.

Изменение компонетного соотношения в составе твердой фазы почвы при внесении добавок минерального грунта (300 т/га) снижает водоудерживающую способность пахотного слоя торфяной почвы на 10-12%, уменьшает "мертвый" запас влаги и обеспечивает более выровненный режим влажности. Наиболее существенное влияние на влажность почвы добавки оказывают в сухие и нормальные по увлажнению вегетационные периоды, во влажные годы это влияние сглаживается.

Запасы влаги в полуметровом слое торфянисто-глеевой почвы на 65,8-74,3 мм (21,3-23,4%) ниже, чем в торфяной почве на среднем торфе. В них создается контрастный водный режим - от переувлажнения до переосушения (влажность меньше 0,6 ППВ). Влажность почвы под многолетними травами остается в течение 25-40% вегетационного периода ниже оптимальной.

Глава IV. Температурный режим длительно сезонно-мерзлотных торфяных почв и приемы его оптимизации

Температурный режим осушаемых торфяных почв существенно отличается от минеральных. Переход температуры через 5° в пахотном слое торфяной почвы на среднем торфе происходит только в первой половине июня, а через 10° - в третьей декаде июня - первой половине июля. В торфяной почве на мелком торфе - на 2-3 недели раньше. Период с температурой 10° и более для пахотного слоя составляет 60-92 дня, для слоя 0,4 м -25-84 дня. По сумме среднесуточных температур выше 10° за вегетационный период минеральная почва превышает торфяную на 247,9° в пахотном слое и на 467,6° на глубине 0,4 м. Практически здесь нет установившегося безморозного периода.

Большое влияние на температурный режим торфяной почвы оказывает холод, накопленный в почве после суровых зим. Глубины промерзания достигают: 0,5-0,75 м на торфяных почвах на среднем торфе, возрастая до 1,14 м на торфянисто-глеевой почве. Наибольшая интенсивность промерзания отмечается в ранне-зимний период и зависит от мощности снежного покрова и суммы отрицательных температур за этот период. Оттаивание

идет в основном сверху и, в зависимости от глубины промерзания и влажности почвы, заканчивается в конце июня-середине августа, а под многолетними травами в острозасушливые годы -в первой половине сентября. Торфянисто-глеевые почвы оттаивают к концу мая - в начале июня.

Низкая температура почвы замедляет рост и развитие растений, играет роль ингибитора напряженности окислительно-восстановительных процессов превращения органических веществ. Поэтому тепловая мелиорация торфяных почв является одной из важнейших задач при их освоении.

Тепловая мелиорация торфяных почв может осуществляться инженерными и агротехническими приемами. Для снижения накопления холода в виде льда, а, следовательно, и минимальных затрат тепла на его оттаивание, необходимо устанавливать норму осушения не только для вегетационного периода, но также и к началу промерзания. Согласно лизиметрическим исследованиям прогревание почвы идет значительно лучше там, где зимой уровень грунтовых вод находится глубоко (рис. 2). При залегании грунтовых вод на 2-х метровой глубине торфяная почва на среднем торфе получает тепла больше в пахотном слое на 244,8°, на глубине 0,4 м - на 260,1°, 0,6 м - на 306°. Период с эффективными температурами увеличивается на 15 дней в пахотном слое и на 18 дней на глубине 0,4 м.

Глубина 0,2 м Глубина 0,4 м

- 0,5 м УГВ —1,0 иУГВ -*-х- 1,5 мУГВ

Рис. 2. Среднедекадные температуры торфяной почвы на среднем торфе в зависимости от уровня грунтовых вод (среднее за 1983-1986 гг.), °С

Оптимальный температурный режим складывается при интенсивном осушении. Так, при 1,5 м уровне грунтовых вод на лизиметрах торфяная почва получила тепла больше, чем при 0,5 м на глубине 0,2 м - на 290,7° и на 0,4 м - на 336,6°. Аналогичная зависимость температурного режима от грунтовых вод установлена и на торфяной почве на мелком торфе, но количественно она выражается значительно слабее. '

С9

М &

во г* ✓ N

/ у ! / 1 ';

V VI VII VIII

6) у У \ ^Ч

// // //

/У У/

VII VIII

б) * / / -У \ ч. _

у /у // у

V VI

VII - 'VIII

а) песок 300 т/га

б) глина 300 т/га

в) лугово-болотная почва 300 т/га

. без грунта с внесением грунта

Рис. 3. Влияние добавок минерального грунта на температуру торфяной почвы на среднем торфе на глубине 0,2 м (среднее за 1975-1977 гг.)

Улучшению температурного режима способствует внесение минерального грунта (рис. 3). Сумма температур торфяной почвы на среднем торфе от внесения песка увеличивается на глубине 0,2 м, по сравнению с контролем, на 295,2°, от внесения глины - на 172,2° и от лугово-болотной почвы (горизонт А) - на 159,9°. Переход температуры через 10° в пахотном слое весной ускоряется на 2-3 недели. В то же время снижаются максимальные температуры на поверхности почвы на 3-4,5° и повышаются ночные минимальные на 1-1,5°, то есть уменьшается амплитуда суточных колебаний. Применение минеральных до-

бавок сводит до минимума или полностью предотвращает заморозки на поверхности почвы в летний период, особенно при пес-ковании. Внесение минерального грунта, увеличивая глубину промерзания на 0,07-0,09 м, приводит к сокращению сроков полного размерзания на 4-11 дней.

Среди биологических групп культур наиболее оптимальный температурный режим складывается под пропашными культурами, самый неблагоприятный - под многолетними травами.

Глава V. Питательный режим торфяных почв и приемы его оптимизации

Содержание валовых форм азота в торфяных почвах составляет 3,20-3,97% и снижается до 2-2,5% у торфянисто-глеевых. В первые годы освоения торфяных почв накопление нитратного азота очень низкое (до 10 кг/га). Среднее содержание аммонийного азота за вегетационный период, как правило, в 2-4 раза выше нитратного.

По запасам зольных элементов питания торфяные почвы значительно уступают зональным минеральным. Содержание валового фосфора варьирует в диапазоне от 0,08 до 0,16%. В торфянисто-глеевой почве его количество значительно выше. В отличие от минеральных почв более 60% валового фосфора торфяных почв составляют фосфорорганические соединения. Фракция рыхлосвязанных фосфатов (Са-Р) незначительная. Именно это обусловливает напряженносгь фосфатного режима почв. Содержание подвижных форм фосфора колеблется в пределах 4-10 мг/100 г в торфяных почвах и 40-56 мг/100 г в торфянисто-глеевых.

Абсолютное количество валового калия ограничивается пределами 0,02-0,15%. Относительно высокие запасы калия (в 8-15 раз), по сравнению с торфяными, имеются в торфянисто-глеевых почвах, что связано с близостью подстилающих пород, богатых калием. В торфяных почвах на мелком и среднем торфе основная часть калия представлена подвижными соединениями.

Лизиметрическим и полевыми опытами выявлена высокая зависимость содержания питательных веществ от увлажнения почвы (рис. 4). При залегании грунтовых вод на глубине 1,5-2 м происходит интенсивная минерализация органического вещест-

ва торфа, что приводит к снижению содержания общего азота на 7,2-12,9% в 0,3 м слое и накоплению избыточного количества нитратов. При 0,5 м уровне грунтовых вод содержание общего азота практически не изменяется.

Подвижный калий

25 20 15 10 -5 0

' 0,'д 1 0,'б 1 0,!в н 1

Подвижный фосфор

0,2 0,4

Глубина, м

Рис. 4. Содержание питательных веществ в торфяной почве на среднем торфе в зависимости от интенсивности осушения (среднее за 1981-1986 гг.)

При оптимальном режиме осушения установлено увеличение содержания подвижного фосфора и отмечено слабое его передвижение по профилю торфяных почв. Следовательно, возможно внесение повышенных норм фосфорных удобрений, рассчитанных на действие и последействие, что важно для получения устойчивых урожаев многолетних трав.

Увлажнение играет более существенную роль в калийном режиме торфяных почв. Вынос калия при мелком осушении в 1,5-3 раза выше, чем фосфора. Калий в торфяную почву нельзя вносить высокими нормами ввиду слабого его закрепления.

Решающую роль в питательном режиме торфяных почв играют минеральные удобрения (рис.5). Процесс минерализации торфа идет медленно и почти всегда не обеспечивает достаточный и непрерывный поток усвояемого азота. На паровых неудобренных делянках содержание нитратов возрастает до 25-31 мг/100 г почвы, против 5-8 мг под многолетними травами. Поэтому необходимо ежегодно применять азотные удобрения. В наших опытах прибавка урожая зеленой массы трав от внесе-

ния 60 та под ется в

кг азота составляла 7-9 т/га. При внесении 90 кг д.в. азо-многолетними травами содержание нитратов увеличива-2-3 раза по сравнению с неудобренной почвой.

Подвижный фосфор

Подвижный калий

80 -Г

70 ■

60 ■

ш т 50 -

^ 40 -

V 30 ■

20 ■

10 ■

70 60 50 40 30 20 10 -■

Язв1 'ювЬ '«¿5 '«З1? Чзэ1! °1861 '«¿3 'ювЬ Чэв1? '«А '19^1

. Без удобрений

______№<)Р90К.90

Рис. 5. Содержание питательных веществ в пахотном слое торфяной почвы на среднем торфе под многолетними травами (среднее по срокам определения)

Без внесения удобрений содержание подвижного фосфора в пахотном слое черного пара возрастает с 4-6 до 10-13,3 мг/100 г почвы. Процесс перехода фосфорорганических соединений в минеральные при разложении наиболее интенсивно протекает во второй половине лета. Внесение 120 кг/га фосфора в первый же год увеличивает запасы подвижных форм в 4-5 раз. Под картофелем затрачено 8,4 кг д.в. удобрений на прирост 1 мг легкорастворимых фосфатов на 100 г почвы и 20,7 кг - под многолетними травами.

Паровые обработки не оказали заметного влияния на накопление усвояемых форм калия. Под картофелем затрачено 11,8 кг д.в. удобрений на прирост 1 мг обменного калия на 100 г почвы, под многолетними травами - 23,4 кг д.в. Под многолетними травами интенсивность передвижения соединений калия по почвенному профилю в 2,5 раза ниже в сравнении с черным паром.

Содержание нитратного азота при ¡внесении минеральных добавок выше, особенно при песковании (на 5-11 кг/га). Установлено увеличение содержания подвижных форм фосфора при

внесении глины и лугово-болотной почвы (горизонт А ) на 25-62 кг/га. Одновременно уменьшается доля органического фосфора и увеличивается минерального. В составе минеральных фосфатов доминируют Са-фосфаты, особенно при добавлении глины. При обогащении минеральными компонентами содержание подвижного калия возрастает в пахотном слое на 55-163 кг. Кроме этого, глина увеличивает содержание необменного калия. Увеличение фосфора, калия и микроэлементов связано, главным образом, с их наличием во вносимых грунтах. Так, количество подвижной меди увеличивается в пахотном слое на 4,6-6,0 кг, цинка - на 0,11-0,16 кг, бора - на 0,29-0,36 кг/га.

Глава VI. Изменение свойств торфяных почв под влиянием осушения и сельскохозяйственного использования

Водно-физические свойства. В результате лизиметрических исследований нами установлено, что понижение грунтовых вод до 1,5 м повышает объемную массу в 0,2 м слое на 10,1% в течение 7 лет. Зольность - соответственно с 11,3 до 14,3%; Возрастание объемной и удельной массы, зольности прослеживается по всем нижележащим горизонтам почвы, хотя и в меньшей степени по сравнению с пахотным слоем. При интенсивном осушении (1,5 м) предельно полевая влагоемкость в полуметровом слое уменьшается с 308,5 до 191,9 мм или на 37;8%. Столь существенное снижение влагоемкости почвы за сравнительно короткий. период следует рассматривать как негативный момент глубокого осушения.

Наблюдения в поле подтвердили полученные результаты в лизиметрах. При залегании грунтовых вод на глубине 1,2-1,6 м в течение вегетационного периода объемная масса 0,3 м слоя увеличилась через 13 лет с 0,164 до 0,202 г/см3, предельно полевая влагоемкость, напротив, уменьшилась в 0,5 м слое на 46,2 мм или на 15%.

Водно-физические свойства торфяной почвы можно существенно изменить путем обогащения минеральными добавками. Максимальные их изменения протекают в верхних горизонтах и зависят от нормы и вида внесенной добавки. Так, например, от добавки 300 т/га глины зольность в пахотном слое составляет 32,7%, 600 т/га - 58,8% и 900 т/га - 80,5%, против 8% на контроле.

Прй осушении и сельскохозяйственном использовании торфяных почв их водно-физические свойства довольно быстро и резко меняются. Поскольку мелиоративная система будет действовать в условиях осушенного и освоенного болота, расчет ее элементов должен проводиться по водно-физическим константам окультуренной почвы.

Физико-химические свойства. В результате, длительного использования торфяной почвы под кормовыми культурами (однолетние и многолетние травы) существенно возрастает обменная и гидролитическая кислотность, особенно в пахотном слое (табл. 1). Основными причинами этих изменений являются: вынос обменных оснований с урожаем, внесение физиологически кислых минеральных удобрений и создание промывного типа водного режима. Установлено снижение степени насыщенности основаниями на 7,4-19,7%.

Таблица 1

Изменение физико-химических свойств торфяной почвы на среднем торфе в процессе сельскохозяйственного использования

Объект Ернякуль

Глубина, м РН солевой Г.К. S Емкость поглощения Степень насыщенности основаниями, %

мг-экв на 100 г абсол. сухой почвы

перед закладкой опыта

0-0,2 6,2 21,2.. , 106,0 127,2 84,5

0,2-0,4 5,8 28,5 116,0 144,5 80,3

0,4-0,6 5,8 31,5 • 108,0 139,5 77,4

0,6-0,8 5,7 27,0 152,0 179,0 84,9

0,8-1,0 5,6 22,5 112,0 134,5 . 83,3

через 21 год

0-0,2 5,2 52,5 ' 96,9 149,4 64,8

0,2-0,4 5,2 42,0 100,3 142,3 70,5

0,4-0,6 5,2 40,5 94,6 135,1 70,0

0,6-0,8 5,0 42,0 82,5 124,5 66,3

0,8-1,0 5,1 43,5 93,2 136,7 68,2

Изменение химического состава зольных, элементов обогащенной торфянйй почвы отражает природу минерального компонента. При внесении песка увеличивается содержание силикатной части золы, при внесении глины - К20, Р205, СаО, М^О. Увеличение минеральной части в составе твердой фазы торфа, перегруппировка составляющих ее веществ, изменяет величину и, отчасти, природу кислотности. Анализ данных показал, что на кислотность оказывают влияние не только нормы и виды добавки, но и тип торфяной почвы. Внесение минеральных добавок снижает обменную и гидролитическую кислотность, увеличивает степень насыщенности основаниями. Снижение кислотности обусловливается высоким содержанием поглощенных оснований в грунте и резким уменьшением общей емкости поглощения в результате сокращения доли органического вещества.

Биологические свойства почвы. Характерной особенностью торфяных почв является преобладание бактериальной неспоро-образующей микрофлоры (табл. 2). Общая численность микробов в пахотном слое в большинстве случаев составляла 3,2-3,5 млн/г сухой почвы. Под влиянием черного и сидерального пара, возделывания картофеля численность микрофлоры увеличивается в 2,0-2,6 раза по сравнению с осушаемой, но неосвоенной торфяной почвой. При ускоренном залужении под многолетними травами численный состав микроорганизмов низок и по существу мало чем отличается от целинных осушаемых, но необрабатываемых земель.

Таблица 2

Содержание микрофлоры в пахотном слое торфяной почвы на среднем торфе после двухлетнего окультуривания (1974 г.), тыс. на 1 г абсол. сухой почвы

Объект Ернякуль

Варианты опыта Общее количество микробов Бактерии Грибы Актино-мицеты

Целина 3259 260 2 га

Чистый пар + черный пар 8384 402 3 220

Чистый пар г сидеральный пар 7280 760 28 255

Картофель 2 г. 6322 950 14 176

Ячмень 2 г. 3233 440 19 115

Многолетние травы 3000 220 3 80

(ускоренное залужение)

В процессе сельскохозяйственного использования происходит перестройка качественного состава микрофлоры. Так, в результате парования и выращивания картофеля количество актино-мицетов возрастает в 6-9 раз. Данные агроприемы повышают плодородие почвы, т.к. актиномицеты принимают активное участие в процессах, приводящих в конечном итоге к минерализации органического азота. Подтверждается это интенсивностью разложения клетчатки в торфяной почве. Почва, подвергнутая 2-летнему парованию и возделыванию картофеля, в лабораторном опыте выделяет углекислоты до 160-161 мг/100 г сухой почвы в сутки, против 90-127 мг, занятых многолетними травами и зерновыми.

Обогащение торфяной почвы минеральными компонентами увеличивает численность микрофлоры в 1,6-2,4 раза. Численность актиномицетов через 3 года после внесения добавок возрастает с 0,8% всего микробного населения до 8,6-11,7%. Значительное (в 23 и более раза) преобладание численности бактерий, растущих на минеральном источнике азота, над численностью бактерий, выявляемых на органическом азоте, свидетельствует о бедности осваиваемых почв легкодоступными для бактерий формами азота. Усиление биологической активности торфяной почвы под влиянием минеральных добавок подтверждается и продуцированием углекислоты. Обогащенная почва выделяет СО2 больше, чем на контроле к моменту посева ячменя на 0,2-0,3 кг/га час, в середине вегетации на 1,5-2,3 кг/га час. Во вторую половину вегетации идет резкое снижение выделения С02 и сокращение различий по вариантам опыта.

Групповой состав органического вещества торфа. Количество гуминовых кислот возрастает под пропашными культурами и снижается при высокой насыщенности полей севооборота травами. Содержание фульвокислот в пахотном слое всех полей севооборота характеризуется уменьшением их количества к концу 4 года использования почвы или сохранением исходного уровня. Прослеживается общая направленность процессов трансформации органического вещества в сторону накопления (отбора) более термодинамически устойчивых форм: трудногидролизуемых соединений (включая целлюлозу) и лигнина. Это наиболее вы-

ражено под пропашными культурами. Минеральные удобрения снижают скорость накопления трудногидролизуемых и негидро-лизуемых форм вследствие создания в почве более "жестких" окислительно-гидролитических условий.

Существенное влияние на групповой состав органического вещества торфа оказывает водный режим почвы. Установлено снижение содержания водорастворимых соединений и кислотно-гидролизуемых (в т.ч. и гемицеллюлоз) при глубоком залегании грунтовых вод. Прослеживается накопление трудногидролизуемых соединений и лигнина, а также битумов при понижении грунтовых вод с 0,5 до 1,5 м. Под влиянием интенсивного осушения происходит деструкция гуминовых кислот, особенно в пахотном слое. Содержание их снижается с 30,94 до 26,40%, а фульвокислот возрастает с 15,57 до 17,94%. Общее количество гумусовых кислот при глубоком залегании грунтовых вод снижается незначительно. При оптимальном режиме осушения содержание гумусовых кислот сохраняется близким к исходному.

Глава VII. Эффективность сельскохозяйственного использования торфяных почв

Продуктивность кормовых культур. Максимальная урожайность сена многолетних трав формируется при метровом уровне грунтовых вод. Снижение урожайности от переувлажнения значительно больше, чем от недостатка влаги в отдельные засушливые периоды на фоне интенсивного осушения (табл 3). Посев многолетних трав после парования и выращивания картофеля по удобренному фону обеспечивает прибавку сена 1,95-3,50 т/га.

Азотно-калийные удобрения без фосфорных на урожайность многолетних трав не влияют. При систематическом ежегодном внесении в подкормках полного минерального удобрения средняя урожайность трав увеличивается в 2,7-4,1 раза по сравнению с контролем. Повышение нормы минеральных удобрений с Ыз0РеоК6о до ИдоРхгоКш снижает эффективность каждого кг д.в. в среднем за 13 лет с 36,1 кг сена до 21,6 кг. Увеличение нормы азота с 60 до 120 кг снижает прибавку урожайности от каждого килограмма на 16,5%. Минеральные удобрения на торфяных почвах на среднем торфе имеют высокую эффективность не только в год их внесения, но и на протяжении ряда по-

следующих лет. Так, на шестой год после внесения удобрений урожайность сена трав составляет 2,67-2,81 т при 1,82 т/га на контроле. Торфянисто-глеевая почва лучше обеспечена элементами питания, поэтому без внесения удобрений в среднем за 3 года урожайность сена трав на контрольных делянках составила 8,93 т/га. Минеральные удобрения повышают урожайность сена трав на 1,40-2,59 т/га.

Таблица 3

Урожайность сена многолетних трав в зависимости от уровня грунтовых вод, кг/м2

Объект Решетниково

Уровень грунтовых вод, м Годы Среднее за 4 года

1983 1984 | 1985 1986

Торфяная почва на среднем торфе

0,5 0,43 1,06 1,01 0,83 0,83

1,0 0,62 1,29 1,08 1,00 1,00

1,5 0,69 1,16 0,93 0,89 0,92

1-2,0 0,70 1,47 1,09 0,90 1,04

НСР05, кг/м2 0,11 0,19 0,02 0,07

Торфяная почва на мелком торфе

0,5 0,39 1,14 1,20 0,99 0,93

1,0 0,61 1,64 1,40 1,25 1,22

1,5 0,71 1,69 1,75 1,55 1,42

2,0 0,73 1,82 1,79 1,11 1,36

НСР05, кг/м2 0,12 0,34 0,20 0,19

Различный уровень эффективного плодородия, складывающийся; под влиянием агромелиоративных приемов, влияет не только на величину урожая, но и его качество. Наиболее богатое питательными элементами сено получено после парования и при систематическом внесении полного минерального удобрения, а также обогащении почвы добавками минерального грунта.

Максимальная урожайность горохо-овсяно-подсолнечниковой смеси в среднем за 6 лет (48,2 т/га) получена на фоне N90^120^120, что в раза больше, чем на контроле. Внесение глины в торфяную почву повышает урожайность зеленой массы овса на 5,78-6,31 т/га. Самая высокая прибавка (11,1 т/га) получена в засушливый год, во влажный - отмечалось снижение урожайности на 0,62 т/га, по сравнению с контролем.

Урожайность пропашных культур. Среди пропашных культур для возделывания на торфяных почвах на среднем торфе ведущее место занимает капуста. Без внесения минеральных удобрений урожайность в среднем за б лет составила 15,49 т/га. Самая высокая урожайность (38,32 т/га) получена при внесении N180^135^180- Внесение высоких норм минеральных удобрений способствует увеличению, главным образом, нетоварной части урожая.

Урожайность картофеля зависит от нормы внесенных минеральных удобрений в меньшей степени, чем у капусты. На контрольных делянках сбор клубней составил 20,26 т/га. Максимальная прибавка урожайности 4,06 т/га (20%) получена при внесении минеральных удобрений нормой М^оРдоК^о-Здесь же установлен самый высокий выход продовольственной фракции (45,7%).

На торфянисто-глеевой почве увеличение глубины вспашки с 0,22 до 0,37 м повышает урожайность картофеля на 5,76 т/га или на 22%. Прибавка урожайности от полного минерального удобрения колеблется в пределах 4,2-1 1,6 т/га (табл. 4).

Таблица 4

Влияние глубины вспашки торфянисто-глеевой почвы и минеральных удобрений на урожайность картофеля, т/га

Объект Решетниково

Варианты опыта 1986 г. 1987 г. 1988 г.

без удобрений ^оРвоКбо без удобрений ^оРдоК-бо без удобрений ^оРво^Но

Вспашка 0,22 м 28,5 28,3 27,3 34,5 24,3 29,2

Вспашка 0,27 м 30,5 31,2 29,1 35,4 27,9 32,1

Вспашка 0,32 м 32,0 31,6 29,6 41,2 28,7 33,2

Вспашка 0,37 м 34,1 35,0 33,0 39,3 30,2 33,8

НСР05, т/га 3,1 2,1 6,4 2,0 2,8 1,4

Урожайность зерновых культур. Под влиянием добавок минерального грунта на торфяной почве на среднем торфе урожайность зерна ячменя возрастает на 0,68-1,27 т/га без внесения удобрений и на 0,77-0,96 т/га на фоне Р40. При этом на

удобренном фоне урожайность остается достаточно стабильной по годам, что указывает на определенное, последействие минеральных добавок. Припахивание минерального грунта торфя-нисто-глеевой почвы (слой 0,15 м) повышает, урожайность ячменя с 2,02 т до 2,73 т/га или на 35%. Урожайность в годы исследований на этих почвах оставалась относительно высокой и устойчивой даже без применения удобрений.

Экономическая эффективность сельскохозяйственного использования торфяных почв. В результате наших расчетов установлено, что в среднем за многолетие прибавка от орошения составляет для капусты 7,3 т/га (17,5%, максимальная 24,9 т/га - 52%), для многолетних трав соответственно 0,6 т/га (8,6%) и 1,89 т/га (20%). Себестоимость тонны товарных кочанов капусты и сена трав без двойного регулирования водного режима значительно ниже и составляет 34-37 руб./т. В то же время себестоимость дополнительной продукции при орошении находится в пределах 42-53 руб./т (капуста) и 412-547 руб./т (сено многолетних трав). Срок окупаемости вложений составляет для капусты 0,5 лет и 9,1-11,1 для многолетних трав на сено, а дополнительных капитальных вложений при орошении дождеванием 3-6,7 лет (капуста) и не определяется для многолетних трав.

Высокая экономическая эффективность получена от внесения минеральных удобрений под многолетние травы. Максимальный чистый доход (1,61 руб.) на рубль дополнительных затрат получен при внесении удобрений нормой ЫдоРдоКдо-Возрастание нормы азотных удобрений с 60 до 120 кг д.в. без соответствующего увеличения фосфора и калия снижает экономическую эффективность их внесения на 23,8%.

Горохо-овсяная смесь, возделываемая после годичного парования на фоне ^оР^о^чед обеспечивает высокий чистый доход и уровень рентабельности (637,6 руб./га и 166%, соответственно).

Использование фосфоритной муки наиболее эффективно нормой 360 кг д.в. в сочетании с ежегодной подкормкой №боК12о>гДе уровень рентабельности произведенной продукции составил 25,9%, себестоимость - 2,54 руб., а чистый доход 19,38 руб./га.

Среди минеральных добавок наиболее эффективно внесение горизонта А лугово-болотной почвы, где уровень рентабельности с учетом двухлетнего последействия составляет 65,9%. Но этот вариант не может найти широкого применения, т.к. связан с разрушением плодородного слоя почвы приболотного пояса. Возделывание зерновых культур на торфяных почвах с внесением песка и глины можно осуществлять в широких масштабах (уровень рентабельности 48,9-61,9%).

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

1. Торфяные почвы подтаежной и лесостепной подзон Западной Сибири являются существенным резервом по производству сельскохозяйственной продукции для нефтегазовых районов региона. Повышение плодородия торфяных почв основано на комплексе приемов: осушительной мелиорации, внесении минеральных удобрений, обогащении добавками минерального грунта, способствующих оптимизации водного, теплового и питательного режимов, а также подборе сельскохозяйственных культур, наилучшим образом реализующих потенциальные возможности этих почв.

2. Водный режим торфяных почв Западной Сибири определяется их водно-физическими свойствами, метеоусловиями и длительным наличием мерзлотного горизонта. Оптимальные условия влагообеспеченности находятся в пределах 0,9-1,0 '\¥ппв для многолетних трав, 0,8-0,9 - для однолетних. Такая влажность торфяной почвы на среднем торфе формируется при поддержании в предзимний период и зимой уровня грунтовых вод на глубине 1,8-2,2 м, затем его подъем с таким расчетом, чтобы к моменту исчезновения мерзлоты зеркало грунтовых вод под многолетними травами располагалось на глубине 0,8-1,1 м, под однолетними - 0,9-1,2 м. Внесение минерального грунта в торфяную почву снижает ее водоудерживающую способность на 10-12% и обеспечивает более выровненный режим влажности.

Влияние культур севооборота на режим почвенной влажности в течение вегетационного периода связано с фазой их развития и биологическими особенностями. Наиболее благоприятный водный режим складывается под многолетними травами.

3. Осушение и сельскохозяйственное использование ухудшают температурный режим торфяных почв (увеличивают глубину промерзания и сроки оттаивания в 1,5-2 раза, повышают вероятность заморозков в весенне-летний период и снижают температуру корнеобитаемого слоя в первую половину вегетационного периода). В условиях Западной Сибири оптимальный-температурный режим складывается при интенсивном осушении.

Внесение минерального грунта в торфяную почву повышает среднесуточную температуру пахотного слоя на -159,9-295,2°, ускоряет весенний переход ее через +10° на 2-3 недели и снижает амплитуду суточных колебаний' на 4-6°. Применение минеральных добавок сводит до минимума или полностью предотвращает радиационные заморозки в летний период; ■ '

Среди биологических групп культур наиболее оптимальный температурный режим складывается под пропашными культурами.

4. Условия водного и температурного режимов, а также преобладание слабомобилизуемых соединений азота, фосфора и калия обусловливают бедность питательными элементами торфяных почв, особенно на среднем торфе. Содержание мобильных соединений питательных веществ увеличивается на. паровых участках и под пропашными культурами: нитратного азота в 45 раз, фосфора в 2-3 раза. Под многолетними травами и зерновыми культурами накопления почти не происходит. Лизиметрическими исследованиями установлено, что понижение грунтовых вод до 1,5-2 м способствует накоплению минерального азота и подвижных соединений фосфора и калия.

Влияние добавок минерального грунта на накопление микро-и макроэлементов зависит, в основном, от их содержания во вносимых грунтах, а также усиления интенсивности процессов минерализации органического вещества почвы.

5. Наиболее эффективным приемом повышения продуктивности сельскохозяйственных культур является внесение минеральных удобрений. При систематических ежегодных подкормках полным минеральным удобрением ^д0Р12оК12о) средняя урожайность сена трав увеличивается в 1,8-2,1 раза и составляет 4,15-12,08 т/га. Это равновелико производительной способности зональных черноземных и серых лесных почв и значительно

превосходит их устойчивостью урожаев. Интенсивность действия удобрений выражается получением 21,6-36,1 кг сухого вещества многолетних трав на 1 кг д.в. удобрений. При создании культурных сенокосов на торфяных почвах возможна замена суперфосфата фосфоритной мукой, вносимой в запас из расчета 360 кг д.в. сроком на 6 лет с дополнительной ежегодной подкормкой ИбоКхго-

Горохо-овсяно-подсолнечниковая смесь формирует максимальную урожайность зеленой массы (32,5-61,1 т/га) при внесении Ы90Р12оК12о; капуста (20,6-52,5 т/га) - при ^аоР^К^о, картофель (17,04-31,89 т/га) - при Г^гоРдоКш-

6. Длительное сельскохозяйственное использование торфяных почв приводит к существенным изменениям водно-физических, физико-химических и биологических свойств. Так, например, объемная масса через 21 год в 0,5 м слое возрастает с 0,148 г/см3 до 0,206 г/см3 (39%), предельно полевая влагоем-кость сокращается на 46,2 им (17,6%). В пахотном слое возрастает обменная и гидролитическая кислотность, снижается степень насыщенности основаниями с 84,5 до 64,8%. Происходит перестройка качественного состава микрофлоры, в частности под влиянием парования и выращивания пропашных культур количество актиномицетов возрастает в 6-9 раз.

При внесении минеральных компонентов в зависимости от нормы и вида добавки возрастает объемная (в 1,6-2,3 раза) и удельная масса (в 1, 13-1,23 раза), зольность с 6 до 80,5%, активизируются процессы разложения клетчатки, выделение углекислого газа, возрастает численность агрономически ценных групп микрооргзнизмов; повышается рН, снижается в 2-4 раза гидролитическая кислотность, увеличивается на 6,3-7,1% степень насыщенности основаниями.

7. Освоение торфяных почв для производства сельскохозяйственной продукции является экономически эффективным для Западной Сибири. Наиболее рациональной культурой, адаптированной к гидротермическим условиям торфяных почв, являются многолетние травы. При внесении минеральных удобрений нормой ^оРэоКдо чистый доход на 1 рубль дополнительных затрат составляет 1,61 руб. Двустороннее регулирование водного

режима. торфяной почвы на среднем торфе дождеванием под многолетние травы экономически не оправдывается.

Себестоимость 1 тонны капусты, выращенной на торфяных почвах, составляет 34,3 руб., что в 1,5 раза ниже, чем на орошаемых минеральных почвах. Снижение затрат обеспечивается отсутствием расходов на орошение. Поэтому торфяные почвы на среднем торфе можно рассматривать существенным резервом увеличения производства капусты.

Выращивание картофеля и зерновых наиболее предпочтительно на торфянисто-глеевых почвах. Здесь высокие их урожаи можно получать при внесении небольших норм удобрений.

8. Система освоения и высокопродуктивного сельскохозяйственного использования торфяных почв на среднем торфе включает: парование в год подъема целины при слабой степени разложения торфа (до 20%); возделывание однолетних культур (горохо-овсяная смесь, озимая рожь, картофель, капуста) не более 2-3 лет подряд во избежание излишней минерализации и засорения однолетними и особенно многолетними сорняками; залужение многолетними травами, предъявляющими повышенные требования к влаге и азотной пище, особенно во второй половине вегетации; лугово-кормовые и овоще-кормовые севообороты, в которых не менее половины всей площади занимают многолетние травы; внесение полного минерального удобрения и добавок минерального грунта.

На торфянисто-глеевой почве оптимизация эффективного плодородия достигается путем двойного регулирования водного режима, припахивания подстилаюшего минерального грунта, освоения севооборотов (с включением зерновых и картофеля), внесения умеренных норм минеральных удобрений с целью поддержания баланса элементов питания.

ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВУ

1. Торфяные почвы наиболее эффективно использовать в травопольных севооборотах для производства сена, сенажа, силоса из трав, травяной муки и зеленого корма. Вокруг промышленных центров целесообразно освоение овоще-кормовых севооборотов на торфяных почвах на среднем торфе для выращивания капусты.

На торфянисто-глеевых почвах можно успешно возделывать картофель и зерно-фуражные культуры.

2. Оптимальная глубина залегания грунтовых вод обеспечивается при использовании дренажа на болотах низких надпойменных террас и открытых каналов на торфяниках водоразделов.

3. Использование торфяных почв рентабельно только при внесении полного минерального удобрения. Расчет норм удобрений следует производить по регрессионной зависимости количественной потребности в элементах питания для получения планируемой величины урожайности.

4. Многие неблагоприятные свойства торфяных почв можно устранить путем добавки минерального грунта. Основное требование к добавляемым грунтам: отсутствие вредных для растений закисных соединений, нейтральная реакция среды, относительная однородность по механическому составу. При выборе грунта следует отдавать предпочтение породам с повышенным содержанием макро- и микроэлементов. Лучшее время внесения грунта - поздняя осень, когда торфяная почва промерзла, а мощность снегового покрова не превышает 0,15-0,20 м. Для внесения предварительно просушенного грунта можно использовать разбрасыватели органических удобрений.

ОСНОВНЫЕ РАБОТЫ, ОПУБЛИКОВАННЫЕ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Сильнягин А.Н., Моторин A.C. А был урожай нулевым // Уральские нивы. - 1974. - №8. - С. 41-43.

2. Сильнягин А.Н., Моторин A.C. Влияние мерзлоты на температурный и водный режим осваиваемого низинного торфяника // Повышение эффективности использования мелиорируемых земель в Сибири. - Красноярск, 1976. - С. 193-194.

3. Сильнягин А.Н., Моторин A.C. Кормовые культуры на низинном торфянике / Уральские нивы. - 1976. - №7. - С. 43-46.

4. Моторин A.C., Сильнягин А.Н. Водный режим слабоокультуренных торфяных почв низинных болот Сибири в летний период // Мелиорация и водное хозяйство. Сер. 2. - М., 1977. - Вып. 4. - С. 3-8.

5. Моторин A.C. Влияние фосфоритной муки на урожай и качество многолетних трав // Уральские нивы. - 1978. - №4. - С. 47-49.

6. Моторин A.C. Улучшение температурного режима осушаемых торфяных почв Сибири путем внесения минерального грунта // Науч. тр. / ВНИИМЗ. -Калинин, 1978. - Вып. 1. - С. 150-153.

7. Моторин A.C. Динамика подвижных форм питательных веществ осваиваемых торфяных почв // Мелиорация земель Западной Сибири и пути повышения их использования. - Тюмень, 1978. - С. 45-46.

8. Моторин A.C. Изменение химических свойств торфяных почв при внесении добавок минерального грунта // Роль науки и передового опыта в повышении эффективности и качества сельскохозяйственного производства. - Тюмень, 1979. - С. 104-106.

9. Моторин A.C., Федченко Д.К., Покотило A.C. Тепловой режим осушенных торфяных почв юга Тюменской области и приемы его регулирования // Прогноз изменения криогенных почв в местах хозяйственного освоения территорий. - Пущино, 1980. - С. 140-141.

10. Моторин A.C. Влияние минеральных добавок при освоении осушаемых торфяных почв Западной Сибири на их температурный режим // Сибирский вестник с.-х. науки. - 1979. - №5. - С. 60-64.

11. Панов Е.П., Моторин A.C. Комплексное регулирование плодородия осушаемых торфяных почв в условиях Западной Сибири // Комплексные мелиорации.- М.: Колос, 1980,- С.162-172.

12. Осколков М.Л., Моторин A.C. Эффективность возделывания зерновых культур на торфяных почвах Западной Сибири при внесении добавок минерального грунта // Сибирский вестник с.-х. науки. - 1980. - №1. - С. 94-96.

13. Моторин A.C., Покотило A.C. Роль минеральных удобрений в повышении урожайности сельскохозяйственных культур // Химия - народному хозяйству Тюменской области. - Тюмень, 1980. - С. 154.

14. Моторин A.C. Оптимизация водно-физических свойств и водного режима торфяных почв добавками минерального грунта // Науч. тр./ НИИСХ Северного Зауралья. - Тюмень, 1980. - Вып. 35. - С. 70-73.

15. Моторин A.C. Исследование приемов ускоренного окультуривания осушаемых торфяных почв в зоне достаточного увлажнения Западной Сибири: Автореф. дис.... канд. с.-х. наук / ВНИИГиМ. - М., 1981. - 20 с.

16. Демидов НЛ., Осколков МЛ., Моторин A.C. Повысить продуктивность осушаемых торфяников// Земледелие. - 1982. - №10. - С. 34-35.

17. Моторин A.C. Эффективность обогащения торфяных почв минеральными компонентами при выращивании кормовых культур// Пути повышения эффективности плодородия мелиорируемых земель Сибири. Красноярск, 1983. - С. 16-22.

18. Моторин A.C., Калинин В.М. Режим осушения среднемощных торфяников Тюменской области под кормовые культуры// Мелиорация земель Сибири и Дальнего Востока. - М.: Агролромиздат, 1985. - С. 12-17.

19. Моторин A.C. Тепловая мелиорация длительно сезонно-мерзлотных торфяников// Повышение надежности и эффективности действия осушительных систем в экстремальных природных и погодных условиях. М.: ЦБНТИ Минвод-хоза СССР, 1984. - С. 3-9.

20. Моторин A.C. Создание высокопродуктивных кормовых угодий на "осушаемых торфяных почвах Тюменской области: Рекомендации. - Тюмень, 1984. - 23 с.

21. Моторин A.C., Комиссаров И.Д. Влияние минеральных компонентов на содержание подвижных форм микроэлементов в осушаемых торфяных почвах Тюменской области // Сибирский вестник с.-х. науки. - 1985. - №4. - С. 13-17.

22. Моторин A.C., Калинин В.М. Способ регулирования водного режима длительно сезошго-мерзлотных торфяных почв: A.c. 1184451. СССР: МКИ4 А01 В 79/02. - 4 с.

23. Моторин A.C. Температурный режим торфяных почв Западной Сибири в зависимости от интенсивности осушения// Мелиорация и водное хозяйство. Сер. 2. - М., 1985. - Вып. 9. - С. 1-11.

24. Моторин A.C., Пашинская Л.А., Сильнягин А.Н. Выращивание картофеля на осушаемых торфяных почвах Тюменской области: Рекомендации. - Тюмень, 1985. - 13 с.

25. Моторин A.C. Способы освоения осушаемых торфяных почв в Тюменской области под кормовые культуры // Актуальные вопросы осушения земель Сибири. - М.: ВНИИГиМ, 1986. - С. 82-90.

26. Моторин A.C., Раткевич С.И. Определение прибавок урожая сельскохозяйственных культур на осушаемых землях Западной Сибири // Эффективность мелиорации и водного хозяйства. - М.: Агропромиздат, 198С. - С. 101-104.

27. Моторин A.C., Калинин В.М. Зависимость урожайности кормовых культур от гидротермических условий на осушаемых торфяниках Тюменской области// Сибирский вестник с.-х. науки. - 1986. - №3. - С. 35-40.

28. Моторин A.C., Стрельцова И.Н., Белослудцева З.Г., Зайцева Г.А. Трансформация органического вещества торфа под культурами овощекормового севооборота //Проблема гумуса в земледелии. - Новосибирск, 1986. - С. 83-84.

29. Моторин A.C., Симонов И.Г., Пашинская JI.A. Технологические карты по возделыванию сельскохозяйственных культур на осушаемых торфяных почвах Тюменской области. - Тюмень, 1986. - 75 с.

30. Калинин В.М., Моторин A.C. Регулирование водного режима сезонно-мерзлотных торфяных почв // Вестник с.-х. науки. - 1987. - №9. - С. 111-115.

31. Моторин A.C., Раткевич С.И. Почему низка отдача осушаемых земель Тюменской области// Уральские нивы. - 1987. - №6. - С. 23-25.

32. Моторин A.C. К вопросу о влиянии уровня грунтовых вод на урожайность многолетних трав на осушаемых торфяных почвах Западной Сибири. -М.: ВНИИГиМ. 1988. - С. 108-114.

33. Моторин A.C., Пашинская J1.A. Влияние минеральных удобрений на урожайность пропашных культур на осушаемых торфяных почвах Западной Сибири. - М.: ВНИИГиМ, 1988. - 99-107.

34. Технология окультуривания и сельскохозяйственного использования мелиорируемых торфяных почв. - М.: ВНИИГиМ, 1988. - 60 с.

35. Моторин A.C. Опыт и проблемы сельскохозяйственного освоения торфяных почв Западной Сибири // Мелиорация земель и использование водных ресурсов Сибири. - Новосибирск, 1989. - С. 77-81,

36. Моторин A.C. Окультуривание и сельскохозяйственное использование осушаемых торфяных почв // Зональная система земледелия Тюменской области. - Новосибирск, 1989. - С. 236-241.

37. Моторин A.C., Пашинская JI.A. Урожайность и качество сена многолетних трав на осушаемых торфяных почвах в зависимости от уровня минерального питания // Интенсификация кормопроизводства в Северном Зауралье. -Новосибирск, 1991. - С. 89-98.

38. Моторин A.C., Майсямова Д.Р., Телицын В.Л. Проблемы окультуривания низинных торфяников// Мелиорация и водное хозяйство. - 1995. - №3. - С. 46-48

39. Калинин В.М., Моторин A.C. Водный баланс и режим осушаемых низинных торфяников Западной Сибири. - Новосибирск: Наука. Сиб. изд. фирма РАН, 1995. - 176 с.

40. Моторин A.C., Телицын B.JI. Трансформация болотных геосистем и приемы оптимизации функционирования// Экологическая безопасность регионов и рыночные отношения. - М., 1994. - С. 126-128.

41. Моторин A.C., Перфильев Н.В., Телицын В.Л. Состояние земельных ресурсов, трансформация плодородия почв и способы его воспроизводства в условиях сельхоззоны Тюменской области// Плодородие почвы и качество продукции при биологизации земледелия. - М.: МГУ, 1996. - С. 187-202.

42. Моторин A.C. Стационар "Ернякуль" Тюменской области// Мелиоратив-но-болотные стационары России. - М.: Россельхозакадемия, 1997. - С. 119-122.

43. Система мелиорации земель Тюменской области: Рекомендации / РАСХН. Сиб. отделение. ЗапСибНИИМиП. - Новосибирск, 1997. - 168 с.

ЛР № 020405 от 14.05.97 Подписано в печать 20.03.98. Тираж 120 экз. Заказ № 110. Формат 60x84 1/16. Объем 2,0 п. л.

Издательство Тюменского государственного университета 625000, г. Тюмень, ул. Семакова, 10

Текст научной работыДиссертация по сельскому хозяйству, доктора сельскохозяйственных наук, Моторин, Александр Севостьянович, Тюмень

ЗАПАДНО-СИБИРСКИЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ МЕЛИОРАЦИИ И РАЦИОНАЛЬНОГО ПРИРОДОПОЛЬЗОВАНИЯ

На правах рукописи

МОТОРИН Александр Севостьянович

06.01.03 - агропочвоведение

Диссертация на соискание ученой степени доктора сельскохозяйственных наук

Тюмень -1997

ОГЛАВЛЕНИЕ

с,

ВВЕДЕНИЕ.......................................................................................... 4

I. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЙ ...... 10

1.1. Оптимальная влажность и режим осушения торфяных почв.. 10

1.2. Температурный режим осушаемых торфяных почв и приемы его оптимизации.................................................................... 20

1.3. Питательный режим осушаемых торфяных почв и приемы

его оптимизации............................................................................ 30

1.4. Эффективность сельскохозяйственного использования торфяных почв..................................................................................... 56

II. УСЛОВИЯ, ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ.......... 60

2.1. Условия торфообразования в подтаежной и лесостепной подзонах Западной Сибири......................................................... 60

2.2. Объекты и методы исследований................................................ 65

III. ВОДНЫЙ РЕЖИМ ДЛИТЕЛЬНО СЕЗОННО-МЕРЗЛОТНЫХ ТОРФЯНЫХ ПОЧВ И АГРОМЕЛИОРАТИВНЫЕ ПРИЕМЫ ЕГО ОПТИМИЗАЦИИ...................................................................... 96

3.1. Метеорологические условия в годы исследований.................. 96

3.2. Режим грунтовых вод и влажности почвы................................ 105

3.3. Оптимальная влажность и режим осушения торфяной почвы

на среднем торфе........................................................................... 114

3.4. Агромелиоративные приемы регулирования влажности почвы........................................................................................................126

Выводы.................................................................................................. 135

IV. ТЕМПЕРАТУРНЫЙ РЕЖИМ ДЛИТЕЛЬНО СЕЗОННО-МЕРЗЛОТНЫХ ТОРФЯНЫХ ПОЧВ И ПРИЕМЫ ЕГО ОПТИМИЗАЦИИ.................................................................................... 136

4.1. Температурный режим торфяных почв в зависимости от уровня залегания грунтовых вод................................................ 136

4.2. Влияние добавок минерального грунта на температурный режим почвы.................................................................................. 156

4.3. Оптимизация температурного режима почв путем подбора различных биологических групп сельскохозяйственных культур............................................................................................ 172

Выводы.................................................................................................. 174

V. ПИТАТЕЛЬНЫЙ РЕЖИМ ТОРФЯНЫХ ПОЧВ И ПРИЕМЫ ЕГО ОПТИМИЗАЦИИ...................................................................... 175

5.1. Влияние агротехнических приемов на содержание питательных веществ в торфяной почве.................................................... 175

5.2. Оптимизация питательного режима путем внесения добавок минерального грунта.................................................................... 200

Выводы.................................................................................................. 215

VI. ИЗМЕНЕНИЕ СВОЙСТВ ТОРФЯНЫХ ПОЧВ ПОД ВЛИЯНИЕМ ОСУШЕНИЯ И СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОГО ИСПОЛЬЗОВАНИЯ................................................................................. 216

6.1. Изменение водно-физических свойств почвы под влиянием агромелиоративных приемов и сельскохозяйственного использования................................................................................... 218

6.2. Изменение физико-химических свойств почвы в зависимости от агромелиоративных приемов и сроков ее использования................................................................................................... 228

6.3. Биологический режим почвы в зависимости от агромелиоративных приемов и сельскохозяйственного использования................................................................................................... 233

6.4. Групповой состав органического вещества торфа и его изменение в зависимости от режима осушения и сельскохозяйственного использования............................................................. 242

Выводы.................................................................................................. 252

VII. ЭФФЕКТИВНОСТЬ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОГО

ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ТОРФЯНЫХ ПОЧВ.............................. 253

7. í. Продуктивность кормовых кулыур.......................................... 254

7.2. Урожайность пропашных кулыур............................................. 284

7.3. Урожайность зерновых культур................................................. 294

7.4. Экономическая эффективность сельскохозяйственного использования торфяных почв....................................................... 297

Выводы................................................................................................. 307

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ...................................................................................... 310

ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВУ....................................................... 314

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ.......................................................................... 315

ПРИЛОЖЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность работы. В нефтегазоносном районе Западной Сибири проживает 4,2 млн. человек, в том числе три четверти - в Тюменской области. В связи с ростом населения необходимо резко увеличить производство молока, мяса, картофеля и овощей. Возможности расширения посевных площадей за счет земель, не требующих мелиорации, крайне ограничены, особенно в зоне достаточного увлажнения, где болота и заболоченные почвы занимают свыше 50% территории (Л.Н.Каретин, 132). В Западной Сибири насчитывается свыше 300 тыс. га осушаемых торфяных почв, в том числе около 1/3 в Тюменской области. Анализ использования осушаемых земель показывает, что выращивание большинства культур без учета особенностей торфяных почв не дает должного эффекта. Так, по материалам ЦСУ фактическая урожайность на осушаемых землях в среднем за последние 10 лет составила: силосных - 21 т, зеленой массы однолетних и многолетних трав - 7,2-9,5 т, сена -1,2-1,4.

Слабая теоретическая проработка и отсутствие научно обоснованных рекомендаций по осушению и освоению торфяных почв явились причиной того, что в проекты закладывались данные, полученные в других регионах страны. В результате на мелиорируемых землях не обеспечивается получение проектной урожайности. Попытка заимствования привела к тому, что отдельные массивы осушаемых земель пришли в полную негодность и на довольно большой площади требуется проведение ряда мероприятий для того, чтобы они могли удовлетворять требованиям сельскохозяйственных культур.

Неудачи в мелиорации и сельскохозяйственном использовании являются результатом недостаточного знания сущности процессов, протекающих в зоне аэрации, особенностей изменения водно-солевого, температурного, питательного и других режимов почвы. В настоящее же время инженерный расчет строится на материалах изысканий по свойствам почв в домелиоративный период. По-

этому переход проектирования на новый качественный уровень подразумевает повышение требований к мелиоративному прогнозу.

Приемы и способы комплексной оптимизации плодородия торфяных почв, позволяющие получать стабильные урожаи в условиях резко континентального климата подтаежной и лесостепной подзон Западной Сибири без нарушения природной экологической ситуации изучены недостаточно. Многолетние исследования в этом направлении нами проводились на мелиорированных землях Тюменской области.

Цель и задачи исследований. Целью работы является научное обоснование агромелиоративных приемов комплексного регулирования плодородия торфяных почв, обеспечивающих получение стабильных урожаев сельскохозяйственных культур. Достижение поставленной цели предусматривает решение следующих основных задач:

- определить оптимальные параметры режима осушения и влажности торфяной почвы, обеспечивающие высокое эффективное плодородие;

- разработать систему приемов рационального освоения и сельскохозяйственного использования торфяных почв.

В основу диссертации положены материалы научных исследований (19731994 гг.) по государственным темам 0.52.177 а/3 проблемы 0.52.175 раздел "Разработать рациональные приемы первичного освоения осушаемых торфяников" и 02.03 Н2 проблемы 0.52.01 "Разработать принципы и обосновать методы комплексного регулирования водно-воздушного, теплового и пищевого режимов торфяно-болотных почв для условий Западной Сибири", а также по хоздоговорным темам "Разработка и внедрение рациональных приемов ускоренного окультуривания торфяных почв" и "Мониторинг земель сельскохозяйственной зоны Тюменской области".

В проведении экспериментальных работ принимали участие канд. с.-х. наук А.Н.Сильнягин, канд. техн. наук В.М.Калинин, с. н. с. Л.А. Пашинская и м.н.с. А.А.Леонов. Материалы этих исследований вошли в совместные публикации, на которые в тексте делаются ссылки. Автор выражает благодарность соавторам работ и сотрудникам, выполнявшим аналитическую часть работы.

Научная новизна. Впервые в условиях подтаежной и лесостепной подзон Западной Сибири (на примере Тюменской области) комплексно рассмотрены режимы торфяных почв в естественном и мелиорируемом состоянии; установлены параметры оптимального водного, температурного и питательного режимов почв. Предложен и экспериментально доказан способ регулирования водного режима длительно сезонно-мерзлотных торфяных почв (а.с. № 1184451).

На основе проведенных исследований доказана высокая эффективность тепловых мелиорации длительно сезонно-мерзлотных торфяных почв; предложены формулы для определения величины максимального промерзания и сроков полного оттаивания торфяных почв.

Изучены состав и сезонная динамика соединений основных питательных элементов целинных и мелиорируемых торфяных почв, закономерность действия минеральных удобрений на продуктивность кормовых, пропашных и зерновых кулыур. Получены новые экспериментальные данные по изменению свойств торфяных почв под воздействием мелиорации и сельскохозяйственного использования.

- система приемов эффективного использования торфяных почв.

Практическая ценность работы и реализация результатов исследований. Разработанные агромелиоративные приемы позволяют повысить эффективное плодородие осушаемых торфяных почв, увеличить производство сельскохозяйственной продукции и придать мелиоративному земледелию более высокую устойчивость и эффективность.

^Результаты исследований использованы для составления Всероссийских ведомственных нормативов, разработки системы земледелия и системы мелиорации земель Тюменской области, а также региональных рекомендаций по окультуриванию и сельскохозяйственному использованию торфяных почв.

Материалы работы использованы институтом Тюменьгипроводхоз при составлении проектов комплексной мелиорации торфяных почв на площади 20600 га; внедрены в коллективном акционерном хозяйстве «Дубровное» на площади 1618 га, ТОО совхоз «Луговской» на площади 1200 га, в совхозе «Амонадский» на площади 2500 га. Освоение рекомендаций в производстве обеспечивает получение до 8 т/га сена травосмеси многолетних злаковых трав, 5,5-6,5 т/га сухого вещества горохо-овсяной смеси и озимой ржи, 20-25 т/га картофеля.

Апробация работы. Материалы по теме диссертации докладывались на всесоюзных конференциях «Прогноз изменения криогенных почв под влиянием хозяйственного освоения территорий» (Пущино, 1980 г.), «Повышение надежности и эффективности действия осушительных систем в экстремальных природных и погодных условиях» (Хоби, 1984 г.), «Научное обеспечение повышения эффективности использования мелиорированных земель» (Москва, 1987 г.); республиканских научно-технических конференциях «Повышение эффективности использования мелиорированных земель в Сибири» (Красноярск, 1976 г.), «Научные основы мелиорации земель при создании территориально-производственных комплексов Сибири» (Красноярск, 1980 г.), «Проблемы развития комплексной мелиорации в Сибири» (Новосибирск, 1995 г.); республиканских совещаниях по использованию осушаемых земель (Калинин, 1987-1990 гг.); зональных конференциях молодых ученых и специалистов сельского хозяйства (Тюмень, 1974 и 1978 гг.); областной научно-практической конференции «Развитие Тюменского агропромышленного комплекса в 13-й пятилетке и

на период до 2005 года" (Тюмень, 1990 г.); на ежегодных ученых советах Западно-Сибирского филиала ВНИИГиМ (1973-1991 г.) и ЗападноСибирского НИИ мелиорации и рационального природопользования (1992-1994 гг.).

Публикации. По теме диссертации опубликованы 72 печатные работы в сборниках научных трудов, центральных научных и научно-производственных журналах, а также в материалах конференций и совещаний. По результатам исследований опубликована монография.

Объем и структура работы. Диссертационная работа изложена на 350 машинописных страницах и содержит: введение, семь глав текста с 103 таблицами и 48 рисунками, общие выводы и предложения производству, список использованной литературы из 357 наименований, включая 7 работ зарубежных авторов и приложение в составе 182 таблиц.

1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЙ

Главная задача окультуривания торфяных почв - оптимизация условий жизни растений и прежде всего водного, теплового и питательного режимов.

1.1. Оптимальная влажность и режим осушения торфяных почв

Исследованиями, проведенными в различных зонах страны установлено, что плодородие мелиорируемых земель в значительной степени определяется гидротермическими условиями региона (И.И.Гантимуров, 72; Д.ГХоловко, 80; С.Г.Скоропанов, 296; И.Н.Скрынникова, 299). Ведущая роль при этом отводится влажности почвы, которая непосредственно влияет на тепловой, воздушный и питательный режимы, обусловливает скорость разложения органического вещества и состояние поглощающего комплекса (АН.Костяков, Г51).

Вода в зависимости от ее содержания в почве обладает различной подвижностью и разной степенью доступности растениям. Чем ближе это содержание к той системе влажности, которая требуется при известных условиях климата и свойствах почвы для роста данного растения, тем выше поднимаемся его урожайность (И.И.Жилинский, 106). В связи с чем очень важно установить диапазон влажности, в пределах которого влага почвы легко доступна и положительно сказывается на почвенных процессах, обусловливающих плодородие.

А.Н.Костяков (151), Г.И.Лашкевич (164) считают, что величина оптимальной влажности почвы, обеспечивающая высокую продуктивность трав, находится в пределах 70-85% от полной влагоемкости, для зерновых хлебов - 7080 %.

Исследованиями ВНИИГиМ установлена оптимальная влажность осушаемых почв: для зерновых она составляет 55-70%, картофеля - 60-75 и трав -65-80% от полной влагоемкости (159).

Х.Н.Стариков (310) считает, что овес достигает максимального роста при влажности почвы 60% от полной влагоемкости.

А.С.Гордейчук (83), Н.Ф.Лебедевич (167), Т.И.Даишев (84) отмечают, что оптимальные условия для получения высоких урожаев создаются при влажности почвы 73-80% от полной влагоемкости.

К.П.Лундин (173) рекомендует оптимальные влагозапасы для торфяных почв в пределах 250-350 мм в полуметровом слое, что равно примерно 70-100% наименьшей влагоемкости.

По мнению М.И.Окуневой и Н.С.Казанского (230), на торфяниках СевероЗападной части СССР оптимальная влажность находится в пределах 60-70% от полной влагоемкости.

Для всходов и начального развития сельскохозяйственных культур, пока не окрепла их корневая система, содержание влаги в почве должно быть выше, чем для хорошо развитых, имеющих мощную корневую систему (Х.Н.Стариков, В.М.Бублик, 312).

Говоря о неодинаковой потребности растений во влаге, имеется в виду и то, что эти различия тесно связаны с разными требованиями их к воздушному режиму. При влажности почвы выше оптимальной условия для жиз

Информация о работе

Моторин, Александр Севостьянович
доктора сельскохозяйственных наук
Тюмень, 1997
ВАК 06.01.03

Диссертация

Теоретические основы и агромелиоративные приемы комплексного регулирования плодородия осушаемых торфяных почв Западной Сибири - тема диссертации по сельскому хозяйству, скачайте бесплатно

Автореферат

Теоретические основы и агромелиоративные приемы комплексного регулирования плодородия осушаемых торфяных почв Западной Сибири - тема автореферата по сельскому хозяйству, скачайте бесплатно автореферат диссертации

Похожие работы