Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Теоретические основы и опыт химической мелиорации почв гидроморфных солонцовых комплексов лесостепной зоны Западной Сибири

ВАК РФ 06.01.03, Агропочвоведение и агрофизика

Автореферат диссертации по теме "Теоретические основы и опыт химической мелиорации почв гидроморфных солонцовых комплексов лесостепной зоны Западной Сибири"

РГ6 Ой

МОСКОВСКАЯ ОРДЕНА ЛЕНИНА И ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ ИМЕНИ к. А. ТИМИРЯЗЕВА

На правах рукописи

БЕРЕЗИН Леонид Владимирович, кандидат сельскохозяйственных наук, старший научный сотрудник

УД к (531.445.53:0,31.8(571.1)

ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ И ОПЫТ ХИМИЧЕСКОЙ МЕЛИОРАЦИИ ПОЧВ

ГИДРОМОРФНЫХ солонцовых КОМПЛЕКСОВ ЛЕСОСТЕПНОЙ ЗОНЫ ЗАПАДНОЙ СИБИРИ

Специальность 06.01.03 — агропочвоведение н агрофизика

Диссертация на соискание ученой степени доктора сельскохозяйственных наук в форме научного доклада

МОСКВА 1993

Работа выполнена в лаборатории земледелия солонцовой лесостепи Сибирского НИИ сельского хозяйства (1959 — 1965; 1979—1992 гг.) и проблемной лаборатории по мелиорации солонцов Омского СХИ (1965—1978 гг.).

Официальные оппоненты: академик РАСХН, доктор биологических наук, профессор В. И. Кирюшин; доктор сельскохозяйственных наук, профессор А. Г. Бондарев; доктор сельскохозяйственных наук, профессор С. С. Сдобников.

Ведущее предприятие — Институт почвоведения и афохи-мии Сибирского отделения Российской академии наук.

Защита диссертации состоится «13.—» о? Ч" ?ИЛ-^Рь)__

1993 г. и (у чяс на заседании специализированного совета Д 120.35.02 в Московской сельскохозяйственной академии им. К. А. Тимирязева.

Адрес: 127550, Москва, И-550, Тимирязевская ул., 49.

С диссертацией можно ознакомиться в ЦНБ ТСХЛ.

Автореферат разослан «_ / Э- » 993 г.

Ученый секретарь специализированного совета — кандидат сельскохозяйственных /»/

паук ^аУмова

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

1. Актуальность проблемы, цель и задачи исследований.

В Западной Сибири сосредоточено более 40 % псех солонцов России. При отсутствии резервов расширения посевных площадей эффективное использование„солонцовых земель, занимающих пятую часть пахотных и четвертую часть сельскохозяйственных угодий региона, является важным звеном решения продовольственной проблемы. Располагаясь гтятиамн среди луговых и лугопо-черноземных почв, солонцы, вследствие низкого плодородия и неблагоприятных водно-физических свойств, препятствуя своевременному проведению полевых работ, вызывают снижение урожайности всего почвенного комплекса.

Слабая дренированность при высоком уровне грунтовых вод обуславливает широкое распространение в лесостепной зоне региона солонцов различной степени гидроморфпости. Это не позволяет применять здесь технологии мелиорации солонцов, разработанные для Поволжья, Северного Кавказа и Северного Казахстана. В связи с отсутствием орошения и дренажа нельзя применить и опыт мелиорации солонцов Венгрии, Индии и1 других стран.

Расширение в Западной Сибири работ по химической мелиорации солонцов, особенно при использовании побочных продуктов промышленности (фосфогппс, отработанная серная кислота, окшара и др.), ведет к непредсказуемым изменениям а химическом составе почв и получаемой продукции. Разработка теоретических основ химической мелиорации почв гидро-морфных солонцовых комплексов в неорошаемых условиях и совершенствование технологии возделывания сельскохозяйственных культур иа них имеют важное научное к народнохозяйственное значение.

Целью исследований явились разработка теоретических основ химической мелиорации гндроморфных солонцов н обоснование технологии мелиорации различных солонцовых ком-

плексов для пойышения урожайности сельскохозяйственных культур в лесостепной зоне Западной Сибири.

Задачами исследований предусматривалось:

изучить генетические н мелиоративные особенности еольм-и.ог.;

установить эффективность химической мелиорации различных видов солонцов, раскрыть механизм мелиоративных изменений при различных методах мелиорации,-и разработать основы комплексной мелиорации солонцовых земель;

оцепить экологические последствия применения побочны>: продуктов промышленности, для химической, мелиорации солонцов.

2. Научная новизна. На основании теоретических исследований и анализа литературных источников, в работе показывается, что особенностью почвенного покрова Лесо.тепной Западно-Сибирской провинции, в частности Ишимгкой лесостепи, является преобладание гидроморфных и иолугпдро-морфных солонцов, находящихся в активной стадии солонцового процесса, ведущим фактором которого служит пульсирующий водно-солевой, режим, противостоящий мелиорации солонцовых земель. Принимая в целом теорию полпгепезлеа солонцов, впервые акцентировано внимание па различном влиянии биологического фактора п.а, формирование малонат-рневых солонцов в элювиальных и аккумулятивных позиция.ч ландшафта, проявляющегося на фоне неогенов;,« высокодщ-.-перспых почвообразующих пород гидрослюдисто-монт.морпл-лонитового состава. В первом случае биологический фактор противоположен химическому процессу осолоицевапия,. во втором— дополняет и направляет его, обуславливая биогенную аккумуляцию магния в ППК малонатриевых солонцов, формирующихся под влиянием разпотравно-вейниковых ассоциаций.

В работе обосновывается ландшафтный подход к диагностике гидроморфности. солонцов и разработке основ комплексной комплементарной поконтурнон мелиорации, при которой применение системы агромелиоративных приемов приводит дефицит плодородия, любого из компонентов, почвенного комплекса в соответствие с потребностями, "возделываемых культур.

Установлено, чт в мелиорированных, полугндроморфных и гидроморфныл солонцах не происходит рассоления. Высокий уровень грунтовых вод. (УГВ) сдерживает удаление продуктов

обмена мелиорантов с Г]ПК солонцов, что препятствует теоретически расчетному насыщению его кальцием. Обоснован коллоидно-химический подход к оценке методов их мелиорации. В работе 'впервые показано, что эффект гипсования и кнс-ловапня солонцов при частичном насыщении Г1ПК обменным' кальцием обусловлен значительным понижением электрокинетического потенциала, снижением или блокированием пел-тизацпн коллоидов и нейтрализацией щелочности среды.

Экспериментально установлено, что длительность мелиоративного эффекта гипсования при гидроморфпом водном режиме мелиорированных содовых и нейтральных солонцов поддерживается контактной коагуляцией за счет непрореагнро-вавших частиц гипса в аэрируемом 10 — 15-сантнметровом слое почвы. Пассивирования растворимости его в высокогумусовых солонцах не установлено. Более выраженный эффект от применения концентрированной серной кислоты в качестве мелиоранта по сравнению с эффектом от применении гипса в первые два года обусловлен ее многогранным воздействием па почву за счет протона и мобилизации труднорастворимых форм почвенного кальция. Впервые акцентируется внимание на роли гетерокоагуляцнц коллоидов, вызванной активизацией соединении железа, которая объясняет относительно длительное поддержание мелиоративного эффекта (4-10 лет), в кислованных образцах.

Доказано, что эффективность гипсования солонцов различных видов определяется степенью нептизации пахотного горизонта, засолением почвенного профиля и возможностью промывки продуктов обмена. Продуктивность гипсованных мелких и корковых солонцов повышается до уровня средних. Установлено, что после применения мелиорантов в первом минимуме оказываются запасы продуктивной влаги, и элементов питания, которые регулируются комплексной мелиорацией за счет периодического глубокого рыхления н внесения азот-го-фосфорных удобрений. Экспериментально показан различный подход к комплексной мелиорации в зависимости от состава почв, преобладающих в солонцовом массиве.

Впервые установлено, что специфическими факторами, ускоряющими реставрацию солонцового процесса в мелиорированных солонцах, являются чередование процессов замерзания и оттаивания и весенняя пульсация надмерзлотпой верховодки, при которых наблюдается сезонное повышение |5 почвенном растворе и ПП'К доли ■натрия.

Показано, что внесение фосфогипса оказывает меньшее воздействие на накопление в растениях фтора и стронция, чем свойства почв солонцовых комплексов и условия влагообеспе-ченностц возделываемых культур. Впервые выявлено, что изменение в растениях отношения Са/Бг на мелиорируемых солонцовых комплексах обусловлено не прямым действием стронция, внесенного с фосфогипсом, а влиянием химической мелиорации на условия накопления в растениях макро- и микроэлементов. Их соотношение определяет оценку экологического влияния вносимых доз фосфогипса на качество получаемой продукции.

3. Защищаемые положения:

1. Механизм мелиоративных изменений при гипсовании н кисловании гидроморфных солонцов.

2. Влияние комплексной мелиорации солонцов на урожайность зерновых культур на разных компонентах почвенного покрова. - . . .

3. Очередность химической мелиорации солонцов различных видов и нх комплексов.

4. Факторы, влияющие па накопление в растениях фтора и стабильного стронция и изменение отношения Са/Бг в связи с применением фосфогипса для мелиорации солонцов.

4. Практическая значимость и реализация результатов. Поконтурная технология комплексной мелиорации солонцовых земель Западной Сибири является одним из основных элементов системы земледелия на солонцовых почвах региона, которая утверждена НТС^МСХ РСФСР (1990 г.) и внедряется в хозяйствах Омской области на площади 400 тыс. га. Данная технология рекомендована в Омской области на площади 276 тыс. га, что составляет 29 % солонцовых почв, используемых в пашне, и внедрена в 1985—1992 гг. на площади 209 тыс. га в 120 хозяйствах. На загипсованных в 1985— 1991 гг. почвах хозяйствами области получено дополнительно 186 тыс. т кормовых единиц при суммарной прибавке урожая 10 ц/га.

Обоснованы нормативы прибавок урожая основных групп сельскохозяйственных культур по видам солонцов. Окупаемость 1 т гипсосодержащих мелиорантов составляет в среднем 30 кормовых единиц в год на период эффективного действия мелиоранта.

Разработан и внедрен в практику агрохимической службы метод расчета доз гипса донасыщением.

Рекомендации по определению очередности проведении гипсования используются в системе агрохимической службы страны.

Разработаны параметры оптимального крошения мелиорируемых' солонцов— 10...50 мм.

Выявлены альтернативные виды мелиорантов: окшара — побочный продукт лесохимической промышленности при производстве пищевой уксусной кислоты и отработанная в процессе алкилацнн серная кислота. Установлена возможность применения гранулированного фосфопшса и обоснованы параметры гранул.

Результаты исследований нашли отражение: в 13 общесоюзных и зональных рекомендация х по мелиорации солонцов (1967, 1976, 1983, 1989) и системам ведении с ельского хозяйства на солонцовых почвах (1967, 1979, 19Ы), 1981, 1982, 1988, 1990);

в 8 методических указаниях по классификации солонцов в целях мелиорации (1967), по составлению нормативов п проектпо-сметной документации на гипсование (1967, 1975, 1976, 1987, 1988), по расчету доз гипса и закладке полевых опытов на солонцах (1973, 1974), по определению степени крошения почвы при мелиорации (1978).

5, Апробация работы. Основные материалы диссертационной работы доложены на X Международном конгрессе почвоведов (Москва, ¡974), Международных симпозиумах но засоленным почвам (Ереван, 1969; Волгоград, 1991), Всесоюзном съезде почвоведов (Новосибирск, 1989), Первой сессии РАСХИ (Оренбург, 1990), Первом съезде почвоведов России (Пущпно-Москва, 1992), Первой региональной конференции по химизации сельскохозяйственного производства Западной Сибири (Барнаул, 1980), региональных совещаниях по системам земледелия, рациональному использованию земельных ресурсов и технологий возделывания сельскохозяйственных культур (Новосибирск, 1973, 1978, 1980, 1986, 1988, 1989, 1991, 1992), на Всесоюзных научно-методических и координационных совещаниях по мелиорации солонцов (Кустапан, 1967; Целиноград, 1970, 1980; Омск, 1973; Волгоград, 1969, 1989; Ростов н/Д, 1976; Новосибирск, 1986), выездных заседаниях Координационного Совета ВАСХНИЛ по мелиорации солонцов (гг. Полтава, Кишинев, Ставрополь, Ереван, Оренбург, Барнаул и др.), научных конференциях ОмСХИ, зональных агрохимических семинарах при ИПА СО АН СССР н г. Новосибирске.

Результаты внедрения выборочного гипсования экспонировались в 1975—1978 гг. на ВДНХ и оценены серебряной медалью.

По материалам диссертации опубликовано 126 научных работ. Общий список публикаций включает 143 работы, ц т. ч. одно учебное пособие по проведению опытов и лабораторных исследований на солонцовых почвах. Общий объем опубликованных работ составляет 191 печ. л., в том числе доля автора— 58 печ. л. Основные материалы опубликованы в 37 работах общим объемом 40 печ. л., в том числе доля диссертанта — 17 печ. л.

Материалы исследований обобщены в работах «Окультуривание и использование солонцовых и засоленных земель лесостепной зоны», Ом. кн. изд-во, 1986; «Основы увеличена:! производства сельскохозяйственной продукции в Омской области», Зап.-Снб. кн. изд-во, 1979; включены самостоятельным разделом в монографию И. И. Сннягина «Применение удобрений в Сибири», М., Колос, 1979.

Результаты изучения окшары в качестве мелиоранта признаны изобретением (А. с. 914613).

В работе использованы материалы совместных публикаций с научными сотрудниками коллективов по заданиям, которые выполнялись под руководством и при непосредственном участии автора, а также с соисполнителями комплексных исследований из других научных учреждений, которые оказали содействие в изучении минералогического состава и электрокинетического потенциала ночв (А. И. Курбатов, ТСХА), накопления в почвах и растениях фтора п стронция (3. Н. Ках-нович, Почв, нн-т им. В. В. Докучаева; Н. К. Грачева и В. В. Попов, ВИУА; А. С. Оглуздин и А. В. Алексеев, ВНИПТИМ), микроморфологического анализа мелиорированных почв (Т. В. Турсина, Почв, иц-т им. В. В. Докучаева) п в разработке программного обеспечения расчетов па ЭВМ (А. Э. Соколенко, Е. Н. Зелиниченко, ин-т почвоведения Казахской АН; А. С. Фрид, Почв, ин-т им. В. В. Докучаева).

Автор выражает искреннюю благодарность всем соисполнителям исследований за деловое сотрудничество.

Особую' признательность автор выражает учителю и руководителю работы проф. Н. Д. Градобоеву, а также кандидатам биологических наук 3. И. Воропаевой и В. Е. Кушнарен-ко, м. н. с. В. Ф. Градобоевой и Л. И. Братцевой за непосредственное участие в большинстве экспериментах, полевых л вегетационных опытах.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

1. ОБОСНОВАНИЕ НАПРАВЛЕНИЯ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИИ

1.1. Состояние изученности проблемы, обоснование направления исследований. Изучение проблемы мелиорации солонцовых почв проведено нами в центральной части Десоегснпот Заиадно-Спбнрской провинции, которая расположена, согласно почвенно-географическому районированию, в холодной фации бореального пояса (Е. Н. Иванова, Н. Н. Розов, 1964). Климатические условия в центральной части провинции резко континентальные со среднегодовым количеством осадков 314...375 мм и значительными колебаниями как по годам, та:; и по сезонам. До 70 % среднегодового количества осадков выпадает за короткий вегетационный период (120—125 дн.) при чередовании длительных периодов увлажнения и засушливости. Почвы зоны являются холодными, длительно сезонпопро-мерзающими. Они отличаются глубоким промерзанием и медленным оттаиванием с поверхности в связи с су.хостыо весеннего периода. Это способствует образованию весной падмерз-лотной верховодки, которая является важным элементом пульсирующего водно-солевого режима почв (II. В. Орловский, 1955).

Почвенный покров региона отличается широким распространением лугово-черноземных, луговых солонцеватых и со-лончаковатых почв, гпдроморфных, полугпдроморфпых солонцов и солодей. Первым обобщением по характеристике почвенного покрова Сибири можно считать работу В. В. Докучаева «По вопросу о сибирском черноземе» (1882), в которой он подчеркивает генетическую связь черноземов с болотными, солонповымп и другими гидроморфными почвами.

Начиная с 1908 г., под руководством К. Д. Глинки, затем К- П. Горшенина, а позднее Р. В. Ковалева и Н. Д. Градобое-ва в Сибири были проведены многочисленные исследования особенностей формирования солонцовых комплексов. Значительный вклад в познание генезиса солонцов п закономерностей их распространения внесли сибиоскпе \ченые Н. В. Орловский (1932—1955), Н. Д. Градобоев'(1968—1974), П. С. Панин (1964—1980) и др. Солонцовым почвам Сибири уделили большое внимание также Н. И. Базилевич, И. П. Герасимов, С. И. Долгов, Е. Н. Иванова, В. А. Ковда, Н. П. Панов н др.

Установлено, что особенности солонцовых земель Сибири обусловлены необычайно длительным, в течение всего кайнозоя, сохранением на одних и тех же пространствах условий лесостепи с чередованием периодов увлажнения и засушливости. Равнинный, а в центральной части (Ишимская лесостепь) котловинный, характер макрорельефа Западно-Сибирской низменности обуславливает плохую дрепнроваипость, высокий уровень грунтовых вод, аккумуляцию солей и,,в результате, редкую встречаемость даже на водораздельных территориях зональных автоморфных почв (Н. И. Богданов 1972). Отсутствие значительных уклонов, глинистый гранулометрический состав почвогрунтов при малой мощности четвертичных отложений, особенно в Ишимской лесостепи, определяют замедленность подземного стока и гидроморфпость большей части почв. На этом фоне резко выраженные вековые и более короткие ритмические изменения климата способствуют пространственному перемещению в ландшафте зон максимального соленакопления п чередованию процессов засоления— рассоления почв,

Исследования П. С. Панина (1977), В. А. Казанцева (1979), А. И. Семенкипа (1980) показали, что процесс континентального соленакопления не прекращается в настоящее время. Мезо- и микропонижения, занятые солонцовыми почвами, являются местами аккумуляции поверхностного и впутрн-почвенного стока. Приуроченность мелких и корковых солонцов к микрозападинам отличает солонцы Сибири от их аналогов в степных районах Европейской части страны и определяет их современный генезис при явном проявлении реликтовых свойств предшествующих этапов почвообразования (Н. Д. Градобоев, 1974; В. М. Курачев и др., 1981).

Реликтовость свойств во многом является провинциальной особенностью западно-сибирского почвообразования. Это связано с относительно коротким сроком формирования почв после отступления третичного моря и слабой интенсивностью современных почвообразовательных процессов вследствие холодного почвенного климата (Р. В. Ковалев и др., 1976; И. М. Гаджиев, 1976, 1983). Однако признание некоторые свойств почв свидетельством реликтовостн (состав гумуса, солей, минералов) не означает отказ от принципа соответствия почвообразования внешней среде, который сформулирован В. В. Докучаевым. Современное понимание этого принципа позволяет учесть реальное соотношение всех аспектов почво-

образования и признать, что формирование солонневатостн почв является следствием постоянно протекающих процессов частичного преобразования минералов, биогенного и внутри-почвенного накопления гидрофильных соединений, связанных процессами локального оглеешш (В. Н. Михайличепко, 1979; Н. В. Семендяева, 1985).

Экспериментальные исследования, проведенные в Сибири и Северном Казахстане В. И. Кирюшиным и В. М. Кураче-вым, показали, что явления засоления, осолонцевания и осо-лодения, определяющие напряженность геохимических процессов преобразования минеральной основы ППК гидроморфных и полугндроморфных почв, не могут привести к кардинальным изменениям структуры и формированию новых свойств минералов, слагающих глинистые частицы. Внутрипрофильпые кристаллохпмнческне преобразования, несмотря на большое разнообразие геохимической обстановки почвообразования, оказываются незначительными и обнаруживаются лишь в гу-мусированных горизонтах. Их характер позволяет считать, что дифференциация профиля гидроморфных и полугндроморфных солонцовых и солонцеватых почв определяется не степенью разрушенности или преобразованное™ минеральном основы почвы в целом и ее поглощающего комплекса, с частности, а внутрнпрофильнымн изменениями направленности и интенсивности миграционных процессов, которым до последнего времени уделено явно недостаточное внимание.

Миграционные процессы в почвах, хотя и контролнруютсл факторами почвообразования: климатом, породами и растительностью, зависят от внутренних свойств почв и их режимов (кислотно-щелочных, окислительно-восстановительных, карбо-натпо-кальциевых и др.). Исследования последних лет показали, что изменения органических комплексных еоеднненич наиболее быстро н адекватно отражают направление почвообразования и связь элементарных1 почвенных процессов с факторами почвообразования (В. Р. Волобуев, 1963, 1973; Д.С.Орлов, 1974; Л. И. Карпухин, 1986; И. С." Кауричев, И. Л\. Яшин, Л. И. Карпухин, В. Л. Черников и др., 1991; В. М. Курачев, 1991; А. И. Пупонин, И. М. Яшин, И. Г. Платонов п др., 1991). К сожалению, с точки зрения мелиоративного воздействия на солонцы, эти изменения и миграция органических комплексных соединений не изучены.

В целом, в результате сочетания свойств почв с режимами н миграционными процессами в каждом элементе ландшафта

создается своя геохимическая обстановка. От нее зависят возможность приобретения тем или иным соединением миграционной способности или, наоборот, ее утраты, концентрирование или разбавление почвенных растворов и изменение их состава, усиление или ослабление гидрофилыюсти дисперсны * систем, сжатие или расширение двойного электрического слоя коллоидных частиц, что определяет процессы их коаг\лянни к пептизации. Это вызывает образование на различных глубинах почвенного профиля геохимических барьеров па пути растворенных и коллоидных мигрантов, а также протекание разнообразных органо-минеральных реакций, отражающих сущность солонцового процесса (М. Б. Миикин, 1979; В. Н. Михайличенко, 1975, 1979; А. И. Курбатов, 1975, 1950; В. И. Кирюшин, В. В. Окорков, 1980; В. М. Курэчев и др., 1976; Н. П. Панов, 1972).

Перечисленные исследования, как нам представляется, полностью подтвердили основные положения гипотезы Н. Д. Градобоева (1971, 1974), который считал, что специфика ■пептизируемости ила разных горизонтов солонцов определяется сложным преобразованием органо-минеральных соединений, и задача генетических исследований — раскрыть данный механизм, а генеральная задача мелиоративных исследований — направить почвенные процессы на ограничение пептизации (Н, Д. Градобоев, Л. В. Березин, 1976).

Изложенные особенности почвообразования в лесостепи Западной Сибири свидетельствуют, что как гидроморфные, так и, полугидроморфные солонцы находятся в активной стадии солонцового процесса. Отсутствие пептизации элювиального горизонта, даже при высоком содержании обменного натрия, и повышенная пептизируемость, часто не коррелирующая с обменным натрием, не только солонцового, но и ниже расположенных горизонтов, являются важнейшими мелиоративными особенностями почв региона.

Сложность выбора приемов мелиорации определяется, во-первых, периодически высоким уровнем грунтовых вод (УГВ), а во-вторых, поверхностным и внутрипочвенным стоком на пятна мелиорируемых солонцов. Поскольку невозможно лнь-видировать ныне действующие условия солоинеобразования, сама мелиорация гидроморфных и полугидроморфных солонцов Западной Сибири, по существу, должна быть перманентной, постояннодействующей. Ее цель — не преобразовать ход естественных почвенных процессов, а создать максимально

возможные (экономически, технологически н экологически) условия для возделывания сельскохозяйственных культур, т. е. сделать мелиорацию «приспособительной».

Для большей части автоморфных солонцов, находящихся в стадии рассолонцевания и распространенных в европейской части России и Северном Казахстане, широко применяют мелиорацию, основанную на приемах глубоких отвальных обработок; (плантаж, ярусная вспашка и др.) - Эти методы, теоретически обоснованные И. Н. Антиповым-Каратаевым, К- П. Паком и развитые в последние годы В. И. Азовцевым, В. М. Бабушкиным, А. И. Еськовым, В. П. Калиничеико, В. П. Кирю-шиным, А. В. Новиковой и др., основаны на мобилизации внутрипочвенных запасов кальция. В лесостепной зоне Западной Сибири условия для использования этой технологии отсутствуют.

Первые опыты по изучению приемов мелиорации солонцов Сибири провели в 20—30-х гг. Г. А. Маландин и Н. И. Макеев в Зауралье, А. 3. Ламбин, Н. И. Белкин и В. П. Казаков в Прииртышье. Было установлено, что плодородие почв может быть повышено с помощью навоза и химической мелиорации посредством гипсования и кислования. Однако наряду с положительными наблюдались и отрицательные результаты. Образующаяся при разложении органики углекислота, взаимодействуя с почвенным натрием, способствует содообразованшо и снижению эффективности мелиорации (Н. В. Орловский, ¡946; 10. И. Бушухин, 1973). В то же время в опытах А. И. Оборина, который внес гипс в луговые солонцы Зауралья еще в 1932 г., положительный эффект в неорошаемых условиях наблюдается до настоящего времени, хотя периодически, в годы подъема УГВ, он прекращается (А. И. Оборин, 1959; О. 3. Еремчепко, 1986). Подобные результаты на гпдро-морфных солонцах Украины отмечены в многолетних опьпах А. М. Можейко (1963). Несмотр я па такой значительный ох-сиериментальный материал теоретические основы химический мелиорации гндроморфных солонцов, вообще, н солонцов Сн-бнрп, в частности, разработаны слабо.

Согласно классической теории химической мелиорации солонцов (НПдагс!, 1886; К. К. Гедройп, 1926, 1928; Б^тит!, 1924, 1932), эффект может быть достигнут лишь при удалении продуктов обмена катионов мелиорантов с ПИК с помощью дренажа. Многолетний опыт по применению этого метода накоплен в Венгрии, Румынии, Армении, Грузии. По 'в

Сибири возможность дренажа имеется лишь в некоторых поч-венно-мелиоративных округах и районах, где солонцы сформированы на приречных территориях (Л. Г. Яловская,

A. Т. Коноровский, 1966, 1978). В большинстве же районов, где солонцы распространены на водораздельных территориях, подобные условия отсутствуют. При этом нельзя исключать вероятность негативного влияния минерализованных грунтовых вод на почвенный профиль мелиорируемых солонцов, поэтому результаты ранее перечисленных опытов нередко встречались с недоверием. В большинстве действующих рекомендаций возможность гипсования луговых солонцов отрицается. Даже в «Генеральной схеме мероприятий по повышению плодородия солонцовых земель Омской области», подготовленной «Запсибгипроземом» в 1984 г., химическая мелиорация этих солонцов не предусматривается, хотя в практике агрохимической службы накоплен значительный опыт их гипсования [4, 8, 12, 17, 18].

Значительная часть последующих исследований по повышению продуктивности солонцов Сибири была направлена на изучение приемов первичной обработки целинных солонцовых почв (И. И. Загребаев, 1977; М. Д. Константинов, 1967; П. Г. Кулебакин, 1972, 1980; А. С. Мигуцкий, 1955, 1969; II. В. Орловский, 1937, 1955, 1959; В. П. Панфилов, Т. Н. Рябова, А. П. Трубецкая, 1962, 1981; Г. П. Седов, 1968, 1974;

B. X. Яковлев, 1989 и др.). Однако вовлечение в период освоения целинных земель до 50 % площадей солонцовых комплексов в полевые севообороты не привело к повышению продуктивности пашнн. Мелкие п корковые солонцы, используемые после освоения по зональной технологии, практически не дают урожая. Являясь компонентами почвенного покрова, они препятствуют своевременному качественному проведению нолевых работ и обуславливают неравномерное созревание урожая. Применение различных способов основной обработки не способствует увеличению продуктивности этих почв (А. С. Мигуцкий, 1969, 1980; Л. В. Березин, 1962, 1972; Р. А. Шмидт, 1974; В. А. Федоткин, 1977, 1985; М. Д. Константинов. В. X. Яковлев, 1979, 1986).

В целях изыскания резервов повышения устойчивости производства зерна и кормов на комплексных солонцовых земляк потребовалось развернуть многоплановые исследования по совершенствованию технологии химической мелиорации и окультуривания освоенных солонцов и обосновать региональную

технологию перманентной мелиорации с учетом ее экологических аспектов.

1.2. Объекты и методы исследований. Исследования проводили в лесостепной зоне Омской области па Голубковском стационаре Омского СХИ (1967...1979 гг.) и Малиновском стационаре СибНИИСХоза (1979...1992 гг.) в центральной части Ишнм-Иртышского водораздела. Объектом исследований являлась мелиорация солонцовых почв, т. е. процесс изменения почвенного плодородия при использовании освоенных солонцов, главным образом, для возделывания зерновых культур в полевых севооборотах. Предметом изучения в связи с этим были закономерности изменения дисперсной системы солонцовых почв, состава поглощенных оснований, влажное) и почвы и других свойств, оказывающих непосредственное влияние на урожайность возделываемых культур и их химический состав, в основном, с позиций экологических последствии применения мелиорации.

Большая часть опытов на Голубковском стационаре проведена с целью изучения эффективности гипсования и кисло-вания как методов мелиорации содовых (опыт 11 !', 1971...1978 гг.) и нейтральных корковых солонцов (опыт О Г, 1969... 1974 гг.). Основные многофакторные опыты на Малиновском стационаре заложены с целью разработки технологии комплексной мелиорации на массиве, включающем луговую солонцеватую и лугово-черноземную почвы с пятнами мелкого малонатриевого солонца (опыты 5—8 М, 1983... 1992 гг.).

Статистическую обработку результатов полевых опытов в основном проводили разностным методом или с помощью дисперсионного анализа по Плохинскому (1960) с определением направленности и доли влияния изучаемых факторов на изменение дисперсии признака по критерию Фишера. Критерий достоверности различий вариантов НСР (по Доспехову) применяли в ограниченных случаях, т. к. мелиорация оказывает существенное влияние на изменение дисперсии признаков. В таких случаях вычисление усредненной ошибки опыта невозможно (Д. Фанни, 1970; Е. А, Дмитриев, 1972; Л. В. Березпн и др., 1974). Направленность изменений химического состава почв и растений исследовали методами главных компонент I! поэтапного многофакторного регрессионного анализа по Рож-кову (1989).

Анализы почвы выполнялись соавторами публикаций апробированными в аналитической практике методами с ваеде-

нием дополнений и изменений при расчетах норм мелиорантов, определения обменных оснований, нодопрочиости агрегл-тов и водопептизируемого ила (Л. В. Березки ндр., 1972, 1973, 1974, 1979). Содержание в почве тяжелых металлов исследовали методом атомной абсорбции, а фтора — потешшометри-ческн; определение химического состава растений — с помощью рентгепофлюоресцептного анализа, а электрокинетического потенциала почвенных суспензий и водопептизируемого ила — методами потенциала протекания и электрофореза.

1.3. Способы расчета доз гипса. В большинстве научных учреждении и в агрохимической службе России расчет доз мелиорантов традиционно проводится пропорционально содержанию обменного натрия. В связи со значительным варьированием, динамичностью данного свойства и наличием малонат-рневых солонцов, положительно реагирующих па гипсование, расчетные нормы мелиорантов часто не согласуются с резуло-татами полевых опытов. Разработано много модификаций, включая введение поправочных коэффициентов па низкую растворимость гипса, на различную степень его использования в мало- и многонатриевых солонцах, на активность N3.

Предложены и принципиально иные подходы к расчету нормы, среди которых наиболее популярным является расчет по порогу коагуляции (Л. Я. Мамаева, 1956; Б. И. Лактионов, 1962; Н. С. Пономарева, А. И. Парфенов, 1969 и Др.). Однако нестабильность этого свойства во времени и особенно по сезонам года делает расчеты норм для одной и той же почвы труд-невоспроизводимыми.

Поскольку для мелиорации используются в большинстве случаев гипс и другие соли кальция, А. Н. Соколовский (1968, 1956) предложил ввести в основу методов химической мелиорации почв понятие «кальциевая потребность». Она определяется по степени поглощения почвой этого элемента из растворов кальциевых солей. На этом основан метод А. М. Гринченко, который предусматривает взаимодействие почвы с раствором хлористого кальция. Аналогичный подход характерен для определения «гипсовой потребности», принятой в ряде стран Африки и Азии (5с1юопе\гег, 1952). Несовершенство этих методов в том, что они дают завышенную норму мелиорантов (Бальба, 1969), а для получения экономически обоснованного и реально наблюдаемого агрономического и мелиоративного эффекта нет необходимости в полном насыщении почвы кальцием. Весьма перспективна оценка оптц-

малыюсти насыщения солонца кальцием но расчету констант равновесия Са2+: N8+ в ходе взаимодействия солонца с насыщенным раствором гипса (В. И. Савич, 1982). Но для использования в практике агрохимической службы данная методика недостаточно производительна.

Недостатки, присущие перечисленным методам, в значительной мере устранены в разработанном нами методе допа-сыщепня, в котором оптимальная степень насыщения солонцов ионом Са2+ определяется не с помощью эмпирически< коэффициентов, предлагаемых при модернизации расчетов по содержанию натрия, а по величине дефицита Са в зональной почве [3, 4, 5]. В первых публикациях (1971, 1973) предлагалось учитывать «потребность в кальции» зональных почв, залегающих в тех же почвенных комплексах, чтобы свести к минимуму различия в минералогическом и гранулометрическом составе сравниваемых почв. Но по мере накопления опыта агрохимическая служба стала использовать усредненные величины дефицита кальция в зональных почвах [20], которые в условиях Омской области, например, изменяются от степной зоны к северной лесостепи с 3 до 7 мг-экв/100 г почвы.

На солонцах многонатриевых метод донасыщенпя, как и расчеты по порогу коагуляции, показывает возможность применения уменьшенных на 30—50 % норм гипса. Это обусловлено качеством высокопептизированных органо-миперальпы:: соединений (В. И. Убогов, 1979; А. И. Курбатов, 1989). Длч средиенатриевых солонцов все основные методы показывают близкие результаты. Для солонцов малонатрневых коррелч-нни между различными методами не прослеживается, т. к. причины солопцеватостп малонатриевых солонцов неодинаковы (Н. П. Панов, В. И. Кирюшин, М. Б. Мпнкин, В. Н. Мн-хайличенко, В. И. Убогов). В большинстве случаев эффективная норма гипса для них выше нормы, которая определена по содержанию обменного натрия (А. Н. Верещагин, 1977; Н. А. Гончарова, 1985; И. Н. Любимова, Э. А. Корпблюм, 1988; М. Б. Минкин, 1986; В. В. Окорков, 1988; Н. В. Семен-дяева, Р. Ф. Галеев, 1988).

Многофакторный регрессионный анализ связи нормы гипса со свойствами пахотного коркового солонца Гол} бковского стационара (опыт 1 Г) показал [2], что доза гипса, рассчитанная но содержанию обменного натрия с максимальной степенью достоверности, определялась на основе сочетания показателей обменного натрия, величины рН и содержания водо-пептизируемого ила в пахотном горизонте, а норма, оиреде-

15

ленная по порогу коагуляции,— величиной pH, содержанием Na+ и гумуса. Линия регрессии расчетов по методу донаеы-щения лежит между указанными основными методами.

Нам представляется, что метод донасыщения является достаточно универсальным для различных видов солонцов. Это подтверждается результатами полевых опытов, проведенных в Западной Сибири и Поволжье (Л. В. Березин, 1991; H.A. Гончарова, 1985). Использование данного метода в системе агрохимической службы России обусловлено, с одной стороны, существенным повышением производительности работы аналитической группы, т. к. все элементы анализа выполняютсч «на потоке», и тем, что дефицит обменного Са2+ более стабилен по годам и сезонам по сравнению с содержанием натрит (А. И. Парфенов, 3. И. Воропаева, 1989). С другой стороны, он позволяет по одной методике вести проектирование нормы мелиоранта, проводить авторский контроль за качеством вносимого гипса и длительностью последействия мелиорации (Л. В. Березип, 1973). В данной работе показатель дефицита кальция по величине поглощения его из насыщенного раствора гипса, так назывемая «гипсовая потребность», использовался для оценки изменения свойств мелиорированных почв. В ходе этого анализа сводится к минимуму растворение ранее внесенного в данный образец гипса.

Резюмируя результаты анализа литературных источников по изучаемой проблеме, необходимо подчеркнуть, что для Западной Сибири характерно преобладание солонцов с высоким уровнем грунтовых вод. Это позволяет считать, что они находятся в активной стадии солонцового процесса и, таким образом, главная задача мелиорации — создать необходимые условия; для возделывания полевых культур при постоянно действующих факторах солонцового процесса. Из известных методов мелиорации в Сибири наиболее перспективна химическая, которая основана' на внесении кислот и гипса.

2. УСЛОВИЯ ФОРМИРОВАНИЯ И АГРОМЕЛИОРАТИВНЫЕ ОСОБЕННОСТИ СОЛОНЦОВ ИШИМСКОЙ ЛЕСОСТЕПИ ЗАПАДНОЙ СИБИРИ

2.1. Особенности солонцовых комплексов региона. Своеобразие Лесостепной Западно-Сибирской провинции заключается в особом типе структуры солонцовых комплексов. Господствующими являются различные варианты, образованные со-

16

лонцамп, залегающими среди луговых и лугово-черпоземпых почв (В. М. Фридланд, 1972). По материалам работ сибирских исследователей нами составлена карта распространения солонцовых комплексов как фрагмент общесоюзной карты масштаба 1:2,5 млн. В пределах региона выделено пять поч-■ венно-мелноративных округов, которые различаются по характеру дренированностн территории и эффективности химической мелиорации: Зауральский, Ишимский, Барабинскип, Приобский н Кулупдипский [19].

По условиям формирования солонцовые комплексы разделены на три класса: 1—гидроморфные, развитые в межгрпв-ных понижениях, по берегам болот н озер; 2 — формирующиеся по крутым склонам, чаще в нижней трети, при неустойчивых водном и солевом режимах; 3 — расположенные по пологим склонам и на плакорных частях водораздельных пространств, с пятнами солонцов среди луговых и лугово-черпо-земпых почв [14, 20].

Солонцово-солончаковые комплексы 1-го класса характеризуются преобладанием корковых и мелких солонцов хло-рпдного и содово-хлоридного типа засоления с выпотным водным режимом. Химическая мелиорация на таких почвах без гидротехнических мероприятий невозможна. В пашне солон-повые комплексы этого класса не используются и в данной работе не рассматриваются. Комплексы 2-го класса также исключаются пз мелиоративного фонда. Для них типично трсадовое расположение узких линейных ареалов корковых и мелких солонцов среди луговых солонцеватых почв (рис. 1, Б). Организовать их выборочную поконтурную мелиорацию нельзя. В пашне такие земли могут использоваться, если среди солонцов преобладают средние и глубокие виды, при условии дифференцированной агротехники возделываемых кулььр [20]. Встречаются такие комплексы в Иишмекой лесостепи редко.

В пашне чаще используются комплексы 3-го класса. Дл-л них характерно квазипериодпческое размещение изометрических почвенных контуров (рис. 1,А). Относительно крупный размер пятен мелких п корковых солонцов округлой формы, расположенных в мпкропонижениях среди плодородных почв, позволяет применять выборочное гипсование [4, 8, 12, 18]. В Западной Сибири общая площадь комплексов, нуждающихся в химической мелиорации, составляет около 1,4 млн га, т. е. 30 % солонцовых земель, используемых в пашне [15, 19].

В данной работе анализируются исследования, проведенные на солонцовых комплексах 3-го класса.

2.2. Генетические особенности солонцов Ишимской лесостепи. Методологической основой проводимых исследовании является факторно-генетический подход к оценке генезиса и классификации солонцовых земель, разработанный Е. Н. Ява-новой (1933) и В. А. Ковдой (1937, 1946), хотя современная концепция проблемы базируется па субстанциоино-гепетпче-ской основе (Л. Л. Шшиов, И. А. Соколов, 1989). Исходя из необходимости преемственности подхода, в работе используется агромелиоративная классификация солонцов, принятая нч Кустапайском совещании 1967 г.

Вопросы химизма на родовом уровне и морфологии — на видовом решены согласно этой классификации достаточно однозначно. Иначе в настоящее время стоят вопросы трактовки морфпости и натриевостн (в нашем понимании термин «морф-ность почв» отражает уровень грунтовых вод и влияние капиллярной каймы на почвенные процессы в гумусовой части профиля).

В отличие от гидроморфных подзолистых и дерново-аод-золистых почв, морфологическое и аналитическое установление морфпости солонцовых почв крайне затруднено из-за -отсутствия объективных признаков. Вследствие высокой амплитуды колебаний УГВ и капиллярной каймы установление морфпости солонцов, в рамках факторно-генетического принципа классификации, производится, главным образом, по их положению в ландшафте (точнее — в геохимическом ландшафте по Полынову). По этой причине солонцы, сформировавшиеся в аккумулятивных позициях геохимического ландшафта, описываются как гидроморфпые (луговые), а расположенные в трансэлювиальных и трансаккумулятивпых — как полугидроморфные (лугово-черноземные или черпоземно-лу-говые).

Процедуру диагностики морфпости солонцов усложняет очень высокая амплитуда годовых и сезонных колебаний осадков, которые вызывают изменение характера пульсации водно-солевого режима. Но поскольку от динамики осадков положение почв на рельефе не зависит, изложенный принцип ландшафтного подхода к диагностике морфпости солонцов нам представляется наиболее объективным. Условность такого подхода оправдана необходимостью решения тактических задач использования солонцовых земель. С мелиоративных по-

знцпй, учитывая, что глубина водоупорных неогеновых глин па водоразделах Тобол-Ишим и Ишим-Иртыш не превышает 3—7 м (И. Н. Угланов, 1981) и, следовательно, влияние грунтовых вод на солевой режим мелиорируемых солонцов непредсказуемо, все солонцы лесостепи региона (за исключением глубоких), по существу, целесообразно считать гидро-морфными и на этом базировать систему их мелиорации. Тем более, что, согласно ранее предложенной классификации, к луговым солонцам целесообразно относить почвы при УГВ ближе 5 (И. Н. Антипов-Каратаев, 1953).

Одной из острых и до сих пор не имеющих однозначного решения выступает трактовка сущности самого солонцового процесса, что связано с наличием солонцов, содержащих различное количество обменного натрия. В литературе описаны многие теории и гипотезы, начиная от натриевой теории К. К. Гедройца до широко известных оригинальных взглядов С. Н. Алешина, Н. Д. Градобоева, В. В. Егорова, И. С. Кау-ричева, В. И. Кирюшина, В. А. Ковды, М. Б. Мннкнна. В. Н. Мнхайличенко, А. М. Можейко, II. П. Панова, П. С. Панина, И. Я- Половинного и др. В работах И. Н. Аптпнова-Ка-ратаева (1953), В. А. Ковды (1937, 1957), К. П. Пака (1975), Н. П. Панова (1972), а в последние годы в публикациях В. Н. Мнхайличенко, В. В. Окоркова, И. Н. Любимовой, В. М. Курачева рассмотрены основные пути полпгепетнческого развития солонцового процесса.

Признавая теорию полигенезиса солонцов, отметим, что в условиях лесостепной зоны Западной Сибири наиболее часю проявляющимся фактором этого процесса является пульсирующий водно-солевой режим почв, теория которого применительно к региону разработана Н. И. Базнлевпч и Н. Д. Гра-добоевым. Наиболее полно и всесторонне механизм его воздействия на процесс образования многонатриевых солонцов содового засоления изучен И. Т. Трофимовым, В. М. Кураче-вым, Т. Н. Рябовой и др. в восточной части Западной Сибири (Барабинскнй и Кулундннский округа).

Генезис солонцов центральной части региона исследован в значительной мере фрагментарно. Наблюдения К. П. Гор-шеиина, Н. Д. Градобоева и их учеников, а также И. И. Гоголева и И. Н. Волошина показали, что отличительная особенность солонцов Ишимского округа — более широкое распространение малонатриевых солонцов. По мнению Н. В. Семсн-дяевой (1971, 1986), причиной залегания в равных геохимите-

ских позициях мало- и многонатриевых солонцов является реликтовая микрорельефность, которая определяет различную глубину расположения водоупорных неогеновых глин. При прочих равных условиях этот фактор безусловно может быть определяющим.

Нам представляется, что разнообразие солонцов по содержанию обменного натрия и степень выраженности солонцового процесса в изучаемом регионе определяются двумя главными причинами. Первая состоит в том, что развитие почвенного профиля солонцов является следствием постоянно меняющегося соотношения воздействия пульсации водно-солевого режима и противостоящего осолонцеванию комплекса биотрансформационных процессов (оструктуривание, гумусо-накопление, улучшение фильтрационных свойств и т. д.), характерных для дернового этапа почвообразования. Формирование мало- и многонатриевых солонцов идет в результате взаимодействия этих процессов. Соотношение между ними определяется, в первую очередь, положением почвы в ландшафте. Поэтому вероятность появления малонатриевых солонцов более велика для трансэлювильных позиций и минимальна — для аккумулятивных. В этом случае малонатриевые солонцы могут быть даже этапом развития многонатриевых, но чаще они являются результатом меньшей интенсивности солонцового процесса, когда малонатриевые солонцы располагаются по периферии, а многонатриевые — в центре почвенного контура (экспериментальные данные — см. п. 2.4).

Другой причиной образования малонатриевых солонцов является специфика почвообразукмцих пород Ишимской лесостепи: малая распространенность лессовидных суглинков и преобладание неогеновых отложений, преимущественно глинистого состава с высоким содержанием водопептизируемо1 о ила. Его минералогический состав представлен двумя основными группами: монтмориллонитами [11] и смешанослойными гидрослюднсто-монтмориллонитовыми образованиями, в т. ч. супердисперсного состояния с преобладанием в структуре ила разбухающих фаз (Н. В. Семендяева, 1971; Н. Л. Чижикова и др., 1975; В. П. Градусов, 1980). Илистые фракции отличаются чрезвычайной податливостью к пептизации и агрсгатив-ной устойчивостью коллоидных систем (В. И. У богов, 1979). В результате пульсации солевых растворов солонцовый процесс может идти в любой части ландшафта, а малонатриевые

солонцы могут формироваться даже в аккумулятивных позициях и встречаться среди несолонцеватых или слабосолопце-ватых; почв.

Однако нельзя исключать влияние биологического фактора. По его роль иная. Если в полугидроморфных солонцах его действие противоположно химическому, то в гидроморфных он не только сопровождает, но и направляет галохимическне процессы.

Луговая растительность в зоне перехода от болотной фор-.мации к луговой в Ишимской лесостепи обычно представлена разнотравно-вейниковымн ассоциациями с преобладанием Calamagrosiis epigeios (А. Я. Гордягин, 1901; В. И. Баранов, 1923; Л. В. Березнн и др., 1959; Н. А. Плотников, Г. П. Ма-салкина, 1961). По данным А. А. Титляновой и И. Г. Шато-хнной (1976), эти растительные группировки отличаются от всех изученных ассоциаций, встречающихся по катене от болота до вершины гривы на почвах черноземно-солонцового ряда, повышенным содержанием в надземной и особенно в подземной массе магния н широким отношением его к натрию. Это, по нашему мнению, может способствовать после минерализации растительных остатков насыщению ППК обменным магнием, для которого характерна более высокая прочность связи с минеральной частью ППК, тогда как количество прочносвязаиного натрия незначительно. Наличие в гидроморфных солонцах высокодисперсных гуматов магния обеспечивает стабилизацию коллоидов (В. И. Убогой, 1984) и может существенно повысить их дзета-потенциал, тогда как в степных солонцах этого не наблюдается (М. Б. Минкнн, 1975).

Акцент на роли вейниковых ассоциаций базируется на том, что они отличаются, во-первых, максимальной биомассой органических остатков в слое 10—20 см и, во-вторых, максимальной интенсивностью обновления в корнях таких элементов, как Са, Mg, Fe при общей скорости сезонного обновления вещества подземных органов до 0,9. Для сравнения отметим, что солончаковые луга, формирующиеся также в приболотном поясе с преобладанием Puccitiellia disians, Hordeum brevisu-bulatum, Saussurea amara, имеют минимальную биомассу корней и коэффициент сезонного обновления 0,63 при содержании натрия в подземных органах в 5—6 раз больше, чем в всйни-копых группировках. С другой стороны, бобово-веннпковые ассоциации, в которых значительное место могут занимать

Medicago /alaca, Lathyrus pratensis, Vicia cracca, характеризуются, по данным тех же авторов, заметным преобладанием в подземной массе кальция. Очевидно, при высокой скорости обновления элементов в корнеобитаемом слое не будет условий для стимулирования солонцового процесса и почвообразование должно идти в направлении формирования лугово-черноземных почв.

Таким образом, широкое распространение мало- и многонатриевых солонцов в лесостепной зоне Западной Спбири, часто расположенных в пределах одного почвенного масспьа, свидетельствует, что почвы этих групп находятся в активной стадии солонцового процесса. Малонатриевость солонцов, расположенных среди полугидроморфных почв, определяется преимущественно соотношением противостоящих дернового и солонцового процессов, тогда как для гидроморфных солонцов, залегающих среди луговых почв, она является, в основном, следствием воздействия пептизацни на минеральную основу ПГ1К и морфологической дифференциации почвенного профиля в результате активных миграционных процессов и своеобразной биогенной аккумуляции магния.

2.3. Условия залегания солонцовых почв по элементам ландшафта. Расположение изучаемых объектов по элементам ландшафта, тип засоления почв и грунтовых вод, гидрологический режим и характер почвообразующих пород отражает почвенно-гидрологический профиль, проложенный через Го-лубковский стационар от болота до плакорпой части катеиы (Р. А. Витман, А. И. Семенкин, 1981). Размещение почвенных разрезов и скважин в основном согласуется с местами проведения стационарных опытов (рис. 2). При этом в каждом конкретном случае аналогичные по морфологии солонцы формируются под воздействием разных факторов. Средние солонцы крупными контурами располагаются в основном в центральной части пологого склона, мелкие и корковые занимают ие-1лубокие блюдцеобразные понижения в нижней и в верхней части мезорельефа.

В трансэлювиальных позициях ландшафта при нейтральном засолении грунтовых вод сформировались корковые солонцы смешанного засоления с различным содержанием обменного натрия в пределах одного почвенного массива. Их генезис подробно исследовали Н. Д. Градобоев, Н. В. Семен-дяева, В. И. Убогов и др. Здесь расположены опыты 1 Г и 12 Г (рис. 2, разрезы 15, 16, 20). Глубина грунтовых вод (360 —

380 см) изменялась п течение трех лет наблюдений очень слабо. Минерализация грунтовых вод в солонце малопатрисвоч (р. 15) составляет около 6 г/л, а в многонатриевом (р. 20) — 1! 2,5—3,2 раза выше.Отсутствие соды в грунтовых водах и наличие ее в почве, начиная с глубины 140—150 см с возрастанием в гумусовых горизонтах, свидетельствуют о внутри-почвеиных процессах содопакоплеппя (Н. И. Базнлевнч, 1965, 1969).

Солонцы залегают среди плодородных лугово-черноземпыч почв (рис. 2, р. 4). Уровень верховодки здесь находится па глубине 320 см при минерализации грунтовых вод в основном хлоридно-сульфатного типа до 17 г/л. Почвешю-груптовые воды отличаются малой мощностью, застойностью и линзо-видным характером залегания. Грунтовые воды под лугово-черноземнымн почвами сульфатно-гидрокарбонатпые, слабоминерализованные, по лппзовидность способствует их периодическому значительному засолению. Почвенный профиль лу-гиво-чериоземпых почв как на Голубковском, так и па Малиновском стационарах характеризуется практически полным рассолением до глубины 60—80 см, и лишь па глубине 100— 120 см обнаруживается первый солевой максимум, хотя в Омской области нередки черноземы и лугово-черноземиые почвы, которые могут быть отнесены даже к солончаковым почвам (соли на глубине 30—80 см) и содержать в слое до 200 см запас солей до 99 т/га (В. О. Шредер, 1981).

Формирование корковых многонатрневых солонцов содового засоления в трансаккумулятивной части ландшафта (опыт 11 Г, рис. 2, р. 7) обусловлено, главным образом, горизонтальным внутрипочвенным солепереносом от болота к водоразделу и обратным поверхностным стоком (В. Е. Кушна-ренко, 3. И. Воропаева, 1979). При этом тип засоления изменяется от гндрокарбонатно-кальниевого в луговой карбонатной почве в приболотной части ландшафта до гндрокарбонат-но-кальциево-магниевого в луговой солонцеватой почве в аккумулятивной части и до сульфатно-содового и содово-сульфатного в солонцах. Засоление изменяется в основном за счет содержания соды. В почвах приболотной части оно незначительно (0,01—0,02%), а в верхних горизонтах солонца коркового достигает 0,2—0,3%, составляя нередко до 70% общей щелочности.

Аналогичная картина характеризует и условия формирования мелкого малонатрпевого гидроморфного солонца смешанного засоления (опыт 9 М) на Малиновском стационаре.

Свойства средненатриевого коркового солонца нейтрального засоления, расположенного в аккумулятивной части ландшафта, определяются, главным образом, непосредственным влиянием грунтовых вод, которые, с одной стороны, отличаются крайне высокой амплитудой колебания уровня от 0,8—г 1,2 во влажные годы до 2,5—3,9 м в засушливые, а с другой,'— застойным характером, с образованием в линзах-мульдах верховодки (Н. В. Орловский, 1955; Р. А. Витман, 1970, 1975). На фоне сезонной амплитуды УГВ в пределах 1 м минерализации грунтовых вод изменяется от 4—6 до 12—15 г/л, как правило, повышаясь к осени. Тип засоления — сульфат-по-хлоридный, магниево-натриевый. Специфика грунтовых вод определяется особенностями слабофильтрующих силыюнабу-хающих почвообразующих пород, степень пептизации которые достигает 40 %. На таком солонце заложен полевой опыт 6 Г (рис. 2, р. 6).

Малонатрневый нейтральный мелкий солонец (опыт 7 М, рис. 1, А), также расположенный в приболотном поясе в нижней трети пологого склона, отличается меньшей амплитудой уровня и минерализации грунтовых вод (10—16 г/л) суль-фатно-хлорндного, магпиево-натриевого типа. Это обусловлено слоистым гранулометрическим составом почвообразующих пород, сформированных на озерно-аллювиальных отложениях.

Гидроморфные солонцы располагаются в комплексе с луговой солонцеватой почвой, которую может охарактеризовать почвенный разрез 5 (рис. 2). Маломощный гумусовый горизонт 30—40 см резко сменяется оржавленным ореховато-тво-рожистым горизонтом ВС, переходящим в желтую уплотненную глину горизонта С, образовавшегося на маломощных четвертичных, отложениях. Уже на глубине 2—2,5, максимум 3 м они сменяются сизой глиной неогена (аральской пли павлодарской свит). В большинстве случаев она содержит значительное количество мергелистых и железисто-марганцевых стяжений. Почвообразующие породы имеют тяжелый гранулометрический состав и представлены средними и тяжелыми глинами. Содержание илистой фракции в желто-бурых глинах колеблется от 28 до 43 % при общем содержании глинистых частиц около 60 %. Сизые глины неогена имеют фракцию менее 0,01 млт около 82—88 % и илистых частиц менее 0,001 мм —44-67 %.

Степень засоления луговой солонцеватой почвы весьма нестабильна и значительно варьирует. Практически при картп-

ровапин крайне сложно определить границы луговой солонцеватой, луговой солончаковатой почвы н мелкого ореховате-го солонца (рис. 1А). При повторном картировании одних п тех же массивов уже через 2—3 года наблюдается значительное смещение контуров. В данном случае на примере луговой солонцеватой почвы мы имеем модель изменения почвы во времени, когда самые незначительные колебания условий сдвигают почвенные процессы в самых различных направлениях.

В целом, необходимо отметить, что каждый почвенный контур характеризует свою, специфическую, вариационную систему, изменяющуюся во времени и в пространстве. Это значительно осложняет проведение полевых опытов и интерпретацию экспериментальных данных, вынуждая выявлять лить общее направление процессов.

2.4. Физико-химические свойства солонцов Прииртышья. Для солонцов Западной Сибири и особенно Ишимской лесостепи типично большое разнообразие по содержанию обменного натрия. По материалам агрохимической службы 19 % всех обследованных солонцов Омской области характеризуется тем, что в солонцовом горизонте содержится менее 10 % обменного натрия. Солонцы, содержащие натрия до 25 %, занимают 59,9 % площади, а доля многонатриевых солонцов (более 40 % ЕКО) только 2,5 % [12]. Вследствие значительного варьирования обменного натрия установить существенные различия по содержанию его в иллювиальном горизонте между различными видами солонцов по зонам Омской области при обобщении материалов почвенной и агрохимической службы оказалось невозможным (табл. 1).

Не обнаружилось закономерной связи содержания обменного натрия с щелочностью водной вытяжки, содержанием глины и илистой фракции (г ——0,03...0,29). В результате дисперсионного анализа материалов почвенных обследований обнаружилась связь содержания обменного натрия в иллювиальном горизонте В1 с мощностью элювиального горизонта. Доля влияния этого фактора составляет 70,5 %, тогда как влияние зональных особенностей оказалось статистически несущественным (16,4 % общего варьирования обменного натрия). Необходимо обратить внимание, что в центральной части лесостепной зоны, где наиболее высока доля солонцов в почвенном покрове и где расположена большая чаегь мелиорируемых солонцов, обнаруживается тенденция к снижению

обменного натрия. Это, очевидно, является следствием зональных особенностей: при переходе от южной -лесостепи к северной повышается гумуспрованность и в то же время увеличивается доля осолоделых солонцов.

Таблица 1

Физико-химические свойства гор. В| солонцов лесостепной зоны Омской области

Вид со- Гумус Глина ГКО, Содержание катионов, %

мг-экк/

лонца 100 г Кальцин Магний Натрий

почвы

Южнаи лесостепь

Корковый 7,71 52,7 38,2 44±3,6 29 11-лЛЛ

Средний 8,97 53,2 36,2 45±2,8 30 254:3,0

Глубокий 7,63 57,1 34,4 48±2,8 34 !8±2,0

Центральная лесостепь

Корковый 7,30 54,7 38,4 44±2,6 32 24±2,1

Средний 8,50 51,7 43,3 46±2,0 37 17+1,7

Глубокий 9,27 54,8 37,2 49±2,4 36 15±1,5

Северная лесостепь

Корковый 9,92 46,8 28,5 32±3,7 40 23_Ь2,8

Средний 8,55 51,2 36,2 43±3,6 38 194:2,4

Глубокий 8,50 49,2 29,8 46±4,3 36 18±2,5

Ярче зональные различия обнаруживаются по содержанию обменного магния. Оно возрастает от солонцов корковых к глубоким и от южной лесостепи к северной. С последним фактором связано одновременное повышение доли гидроморфных солонцов.

Независимо от зональных различий и мощпост элювиального горизонта все солонцы Прииртышья характеризуются относительно стабильным дефицитом обменного кальция. Содержание последнего во всех случаях в солонцовом горизонте менее 50%. Для сравнения отметим, что содержание обменного кальция в лугово-черноземной почве Омской области в среднем составляет 56—62 %, в черноземе солонцеватом— 70—79 и обыкновенном —78—82 % [20].'

С относительной стабильностью обменного кальция в со-

лонцах согласуется устойчиво высокая пептнзируемо£ть и заряд коллоидных частиц. В солонцах Голубковского стационара д-потенциал определяется качеством водопептпзпруемого ила. В многонатриевых солонцах дзета-потенциал ВПИ п 1,8 раза больше, чем в малонатриевых, и достигает 65—69 мБ. При этом он почти не изменяется по генетическим горизонтам [11].

По химизму засоления солонцы Прииртышья достаточно четко разделяются на содовые н нейтральные. Первые преобладают в северной части лесостепной зоны, вторые — в южной. Однако обе группы встречаются во всех районах, что определяется, как показано ранее, особенностями формирования грунтовых вод. Элювиальный горизонт солонцов, как правило, пезасолеп. Солевой максимум корковых и мелких солонцов отмечается на глубине 20—40 см, средних—40—60, глубоких —60—100 см (В. И. Убогов и др., 1986).

Значительное варьирование и взаимосвязь показателей со-лонцеватости проявляются не только при обобщении массовых материалов почвенного обследования по ключевым разрезам солонцов, но н в пределах одного почвенного комплекса и даже почвенного контура. Статистический анализ почвенных образцов, отобранных в 25-кратной повторности в пределах контура коркового полугпдроморфного солонца при закладке опыта 1Г (рпс. 2), свидетельствует, что среди показателей свойств максимальной вариабельностью характеризуются содержание обменного натрия и водопептизпруемого ила (табл. 2). Но величина эксцесса и анализ картограмм, отражающих распределение значения признаков в пространстве, показали, что содержание обменного и ВПИ в отличие от гумуса, ЕКО и общего ила, в основном, изменялось не по закону распределения случайной величины, а вследствие закономерного трендового возрастания от периферии к центру почвенного контура, совпадая о изолиниями стока.

Сказанное дает основание рассматривать солонцовую почву как многомерную вариационную систему, в которой каждый признак отражает сочетание случайного и закономерного изменения системы в пространстве. Наиболее полно исследование такой системы можно провести методом главных компонент (В. Л. Рожков, 1981). Первая главная компонента, которая составляет 57,9 % общего варьирования системы и отражает максимальный диаметр вариационного пространства солонца, характеризуется не одним ведущим признаком, а со-

четаннем обменного натрия, рН и ВПИ (табл. 2). Другую плоскость данной вариационной системы почвы характеризует сочетание показателей суммы обменного Са2+ и М§2+, общего нла и ЕКО. Суммарно обе компоненты на 80,6 % отразили солонцовую почву как многомерный объект, обладающий динамичностью и единством.

Выводы о важном значении не одного показателя солонце-патостп, а сочетания ряда признаков подтверждаются выявленной корреляцией степени солонцеватости и свойств почвы. Наиболее надежными показателями физической солонцеватости в условиях Ншнмской лесостепи являются водопептизи-

Таблица 2

Оценка варьирования и информативности свойств пахотного горизонта коркового полугидроморфиого солонца. Опыт 1 Г

Участие в составе глав-

Среднее значение ных компонент, сумма, %

Показатель Сигма Эксцесс

Первая 57,9 Вторая 80,6 Третья 90,7

РН 7,9±0,10 0,68 0,68 11,0 6,5 1,2

Са + Мц, мг -экв/

100 г почвы 30,5± 1,01 6,71 1,20 7,1 23,8 3,2

1Ча, мг-экв/

100 г почвы 7,7±0,53 3,54 1,08 15,3 2,3 3,3

ЕКО., мг-экв/

100 г почвы 38,2+0,90 5,97 0,71 0,4 37,7 9,9

N3, % 20,7± 1,52 10,11 1,53 16,5 0.8 0,3

Гумус, % 6,1±0,21 1,39 0,61 10,0 0,2 31.8

Ил общий, % 29,7±0,86 5,71 0,73 0,8 25,5 23,4

Ил водопепти-

зируемый, % 8,0+1,01 6,68 1,22 •13,5 0,9 0,2

Доза гипсз

по Ыа — — Л 5,7 1.1 2,4

по порогу

коагуляции — — ' 9,7 1,2 24,3

руемый ил н соотношение объема, занимаемого порами аэрации, прочно- и рыхлосвязанной воды при увлажнении почвы до'НВ. Они находятся в наиболее тесной связи с факторами

солонцеватости, среди которых ведущими являются содержание соды, количество обменных N3+ и Са2+, а также количество ВПИ (В. Е. Кушпаренко, 1985). В результате водо-пептизируемый ил выступает одновременно как показатель пептизнруемостп солонца и как фактор, обуславливающий его неблагоприятные свойства. Это дает основание рассматривать величину ВПИ в качестве показателя мелиоративного эффекта и фактора, от которого зависит агрономический эффект мелиорации.

Резюмируя материалы данного раздела работы, необходимо отметить, что обобщение накопленного в регионе за последние десятилетия материала позволило по-новом) онешпи генетические особенности солонцов Западной Сибири, в том числе Ишимской лесостепи. Показаны основные факторы, которые обуславливают возможность образования .мало- и мии-гонагриевых солонцов в различных позициях ландшафта. Полученные материалы свидетельствуют, что степень солонцеватости определяется по комплексу признаков, среди которых до сих пор недостаточное внимание уделено показателям пеп-тизации. Проведена группировка солонцовых комплексов с учетом целесообразности и возможности организации покоп-турной технологии мелиоративных работ.

3. ЭФФЕКТИВНОСТЬ МЕТОДОВ ХИМИЧЕСКОЙ МЕЛИОРАЦИИ СОЛОНЦОВ

Уже в первых теоретических работах К. К. Гедронц предлагал использовать для мелиорации солонцов гипс и серную кислоту. Обобщая накопленный к началу 50-х гг. опыт мелиорации, И. Н. Антипов-Каратаев (1953) указывал, что «гипсование должно быть достаточно эффективным на всех видах солонцов, кроме корковых содовых разновидностей, для которых требуются исключительно высокие дозы гипса, вследствие подавления здесь растворимости кристалликов гипса» (с. 206) карбонатами кальция или гуматамн натрия. Он предлагал на содовых солонцах применять кислые реагенты. Ставя на первое место по трудности освоения луговые солонцы с глубиной грунтовых вод 3—5 м и ближе, он рекомендовал шире использовать для их освоения химическую мелиорацию в сочетании с биологической. Исходя из данных выво-

дов, паши исследования проводились на солонцах различного засоления как на пашне, так п па лугах.

3.1. Эффективность химической мелиорации солонцов на природных кормовых угодьях. В отличие от опытов по изучению приемов коренного улучшения лугов на солонцах с заменой природного фитоценоза сеяными травами (II. В. Орловский, Г. П. Седов, М. Д. Константинов, Н. В. Семепдяева, Т. Н. Елизарова), в наших исследованиях ставилась задача ускорить процесс биологической трансформации солонцов путем создания на природных лугах благоприятных условий для развития корневых систем при максимально возможном сохранении природного фитоценоза. Эксперимент проводился методом изолированных призм с внесением мелиорантов непосредственно в измельченный солонцовый горизонт (вручную до размера агрегатов 10—20 мм).

Семилетние наблюдения показали различные результаты в зависимости от особенностей солонцов. На среднем малонатриевом солонце нейтрального засоления (опыт 12 Г) пи один из изучавшихся химических реагентов не оказал положительного влияния на продуктивность ценоза (Л. В. Бере-зин, 1976; Л. В. Березин, Л. В. Березина, 1979).

В сравнении с целинным травостоем увеличение биомассы наблюдалось тишь в варианте с рыхлением солонцового горизонта и только первые три года. Внесение полнакрилами-да способствовало увеличению продуктивности лишь в первый год и, очевидно, он проявил себя не как структурообразо-ватель, а как азотсодержащее соединение. После гипсования и кислования снизились щелочность и содержание водопепти-зируемого ила, но суммарное засоление не изменилось. Гипс и серная кислота повлияли на состав ценоза, но его продуктивность не повысилась. Появляющиеся мезофитпые виды трав, видимо, не выдерживают конкуренции с доминирующими галоксерофитами, а последние оказываются ослабленными но сравнению с растениями контрольного варианта, где мелиоранты не применялись.

Значительно выше эффективность химической мелиорации на мелком многонатриевом солонце содового засоления. Лучшим за все годы наблюдений оказался вариант с внесением в почву концентрированной серной кислоты в норме 17,5 т/га, что эквивалентно дозе гипса 40 т/га. Продуктивность разно-травно-пырейпо-типчакового ценоза на солонце мелком мелиорированном хотя и уступала разнотравно-злаковому па луго-

во-черноземной почве, но приблизилась к уровню урожайности трав на ирпродпом лугу, расположенном на среднем малопатриевом солонце. Это свидетельствует о возможности улучшения плодородия мелких многонатриевых солонцов нд природных лугах до уровня плодородия средних малонатриевых.

После семилетнего мелиоративного периода в варианте рыхления мелкого содового солонца отмечено восстановление столбчатой структуры. Объемная масса в иллювиальном горизонте достигла исходного уровня 1,7—1,8 г/см3, хотя прочность столбчатых отдельностей оставалась значительно меньше целинных. При микроморфологическом анализе образовавшихся структурных агрегатов установлено усиление ил-лювиирования тонкодисперсного вещества. Свежие кутаны менее гумусироваиы и лучше оптически ориентированы, чем исходные [16].

В гипсованном солонцовом горизонте образовались частицы зерннсто-ореховатой структуры, хотя заметна тенденция их уплотнению в глыбисто-столбчатую. Этому препятствует наличие значительного количества непрорсагировавшего гипса, видимого невооруженным глазом, Мпкроморфоло-гнческим анализом вблизи зон с его остатками выявлена частичная переорганизация микростроения плазмы. Гипсование способствует заметному снижению ее текучести. При этом более гумусировапные блоки легче поддаются агрегированию, чем глинистые. Но и в последних плазма заметно переорганизуется.

Пассивирующей пленки карбонатов на кристаллах гипса нами не отмечено (Л. В. Березпн и др., 1981). Не удалось обнаружить каких-либо обволакивающих пленок на кристаллах гнпса н с помощью сканирующего микроскопа при увеличении а 10 тыс. раз в вегетационном опыте, проведенном с солонцовой почвой Ишимской лесостепи (Н. В. Семепдяева, 1979). Можно предполагать, что оставшийся непрореагировавшип гипс будет и в дальнейшем оказывать положительное влияние па агрегацию почвенных частиц, способствуя преобразованию многонатриевого солонца.

В кислованной почве в отличие от гипсованной большая часть структурных агрегатов иллювиального горизонта сохранила размер 1г форму, которые были при закладке опыта. Но они плотно оплетены корнями растений. В результате микроморфологических исследований выявлены наиболее сущест-

венная переорганизация оптически ориентированной плазмы, разрыв кутанных покрытий, агрегации всей массы. Однако, как и при гипсовании, эти позитивные изменения обнаруживаются лишь локально, в местах попадания кислоты на почвенные частицы. Общая пористость системы увеличивается недостаточно.

Результаты позволяют сделать вывод, что при использовании химической мелиорации для улучшения солонцовых лугов принципиальные различия в действии гипсования и кисло-вания отсутствуют. Они способствуют преобразованию содового многонатриевого солонца до уровня малонатриевого. Переорганизация плазмы более полно прошла в варианте с кислованием, но при гипсовании сохранилось значительное количество частиц гипса, которые являются резервом продления мелиоративного эффекта.

3.2. Агрономическая эффективность различных методов химической мелиорации солонцов на пашне. В неорошаемых условиях эффективность мелиоративных изменений в составе ППК часто не согласуется с агрономической эффективностью (Л. В. Березин и др., 1976, 1990).

Максимальная прибавка урожая зерновых культур и донника достигнута нами при химической мелиорации корковых многонатриевых солонцов содового засоления, на которых, из-за крайне отрицательных свойств (опыт 11 Г, табл. 3), на контроле независимо от способа и глубины обработки (вспашка, дискование, рыхление), всходы либо не появляются, либо погибают, не достигнув цветения. К аналогичным выводам пришли А. С. Мигуцкий (1972), Н. В. Семепдяева (1986), А. И. Парфенов (1986), В. А. Федоткип (1979) и другие1, сибирские исследователи.

В опыте 11 Г уже в первый год после гипсования урожайность ячменя достигла 17,8±2,5 ц/га, после внесения технической серной кислоты — 23,1 + 1,4 ц/га. В варианте, где применяли отработанную серную кислоту (в процессе алкилацип на ПО «Омскнефтеоргсинтез»), урожайность зерна ячменя была 14,7±1,5 ц/га. На следующий год урожайность сена овса составила соответственно: 23±2,1, 38±1,9 и 40±3,1 ц/га [6].

За восьмилетний период наших наблюдений урожайность возделываемых культур на корковом содовом солонце составила в среднем 8,9—10,8 ц к. ед./га без существенных различий между мелиорантами. Дальнейшие наблюдения показали, что агрономический эффект от гипсования прослеживался и

на 15-й год после внесения, а кислование способствовало росту урожая только в течение 10 лет (3. И. Воропаева, А."И. Парфенов, 1987).

Т а б л п ц а 3

Физико-химические свойства почв в опытах по гипсоваиию и кислованию солонцов

Почва

Слон, см

Гумус,

о/ /о

Поглощенные основания

% от суммы

|Сумма

мг-экв/

100 г Са2+, Mg2 + Na +

I104BU

Поглощено Са2+ из насыщенного раствора гипса, мг-экв/

100 г почвы

Лугово-чер- 0—20 ноземпая 20—40 Солонец корковый содовый 0—10 полугидро- 10—20 морфный 20—30 (опыт 11 Г) нейтраль- 0—10 ный гид- 10—20 роморфный 20—32 (опыт 6 Г)

Меньшая эффективность мелиорации установлена на корковом средненатриевом солонце нейтрального засоления (опыт 6 Г). Но и в этом случае гипсование и кислованпе обеспечивали практически равные; прибавки урожая. Поскольку содовый солонец располагается на межколочной поляне плакор-ной части ландшафта, а нейтральный — в приболотном поясе в нижней его позиции, длительность мелиоративного эффекта во втором случае оказалась меньше [8]. Уже на шестой год различия мелиорированных вариантов с контролем отсутствовали. При урожайности яровой пшеницы на контроле 6,7±2,0 ц/га в варианте с применением 50%-ной серной кислоты получено 5 ц/га, а в варианте с гипсом, внесенном в дозе 10 т/га, — 7,7 ц/га. Не получено достоверного повышении

8,7 41,4 85,3 13,7 1,0 3,7

5,9 40,4 80,1 18,4 1,5 2,9

3,0 3(1,5 13,7 43,3 43,0 20,1

2,3 36,2 14,7 31,1 51,2 28,8

1,6 36,G 8,8 39,0 52,2 27.2

7,0 43,7 50,1 25,1 17,8 13,3

5,4 35,4 59,0 13,2 27,8 13,5

2,5 38,4 41,9 29,7 28,1 16,6

урожая и от совместного применения гипса с перегноем. Но в первые четыре года в варианте с гипсованием и кислованием получено на 60 и 51 % продукции больше, чем на контроле, где средняя урожайность зерновых культур и донника составила 6,1 ц к. ед./га. Существенное повышение урожайности по сравнению с контролем в варианте с кислованием за пять лет наблюдалось три раза, а с гипсованием — четыре. Между собой оба варианта стали различаться лишь на пятый год, когда прекратилось мелиоративное действие кислования.

Лучшим в течение пяти лет был вариант с внесением гипса и перегноя, когда урожайность в среднем за четыре года повысилась на 96 %, за пять — на 89 %, тогда как при внесении одного перегноя она существенно увеличилась только в первый год. Использованный в данном опыте в качестве струк-турообразователя полиакриламид оказал положительное влияние только в первые два года [2,4], на третий год последействия, в посевах донника второго года жизни, эффект от применения полимера не проявился.

Следует отметить, что на корковых н мелких солонцах нейтрального засоления нами не выявлено положительного действия приемов химической мелиорации на урожайности донника. Очевидно, являясь одной из наиболее солонцевынос-ливых культур, донник слабо реагирует на действие мелиорантов. Исключением является корковый многонатриевый солонец содового засоления, где донник в большинстве опытов, проведенных в лесостепи Западной Сибири, дает без мелиорации крайне изреженные всходы и на второй год жизни погибает (А. С. Мигуцкий, Р. Д. Зубарева, 1973; В. А. Федоткнп, А. И. Бородин, 1976 и др.).

3.3. Мелиоративная эффективность гипсования и кислования корковых пахотных солонцов. Агрофпзмологическая со-лоицеватость солонцов содового засоления, препятствующая получению всходов, обусловлена, в первую очередь, высоким содержанием нормальных карбонатов, доля которых составляет от 30 до 70% общей щелочпостп (табл. 4). Последняя варьирует от 2 до 6 мг-экв/100 г почвы. Внесение в пахотный горизонт гипса, а тем более серной кислоты в эквивалентных дозах 32 и 16 т/га, уже в первый год снимает влияние этого фактора и меняет тип засоления почвенного раствора в корнеобитаемом слое до 0,5 м. Величина рН уже на второй год в обоих случаях в слое 0—10 см (а иногда и в слое 10—20 см) находится в пределах 7,4—7,8 как па содовом, так и на нейтральном солонце. Однако в отдельные периоды

па 3—4-й год на всех солонцах отмечаются вспышки щелочности с увеличением рН до 8—8,2, которые часто согласуются с увеличением .численности сульфатредуцпрующпх микроорганизмов, а в ряде случаев и с интенсивностью денитрп-фнкации [2].

После мелиорации в нейтральных солонцах снижается содержание хлоридов, в содовых — исчезает карбонатная щелочность и в обеих почвах уменьшение бикарбонатов компенсируется внесенными сульфатами. При этом в большиноие случаев существенного рассоления не происходит (табл. 5). Запас солей, достигающий в двухметровом слое 200 т/та, подвергается лишь некоторым сезонным и годовым колебаниям.

Таблиц а 4

Изменение физико-химических свойств содового солонца под влиянием химических мелиорантов в слое 0—20 см. Опыт 11 Г

(1975 г.)

Контроль без мелиорации Гипс сыро-молотый, 32 т/га Серная кислота, 16 т/га

Показатель техническая отработанная

Щелочность водной вы-

ткжкн, мг-экв от С03г— 1,66 0 0 0

НСОз 2,12 0,79 0,50 0,75

Величина рН 9,25 8,10 7,07 7,98

Дзета-потенциал, мВ —28+2,5 — 13+1,5 —13,0 + 2,0 — 13,5+1.

Коэффициент

фильтрации

Т-10Н, см2-с/г 2,59 35,7 82,0 00,6

Средний радиус пор 5,8 22,0 36,0 31,0

Т?ср-Ю6, см Ил общий, %

52,4 39,1 ■14,7 —

Ил водопептизируе-

мый, % 29,5 1,3 7,0 0,8

Мелиоративиын эффект обычно оценивается по соотношению катионов. Б корковом содовом солонце уже иа следующий год после внесения концентрированной серной кислоты в слое 0—10 см доля обменного кальция достигает 45,9% от ЕКО против 11,2 на контроле. В последующие три года она

Таблица 5

Динамика запаса солей в мелиорированном корковом многонатриевом солонце содового засоления, т/га. Опыт 11 Г

Слой почвы, Год, месяц

1972 1973 1974 1975 1976

см V VIII VII X V IX | XII III IV V VI VII XI II IV V VI VII

Контроль без мелиорации

0—20 14 17 15 22 19 24 20 24 28 31 18 14 15 И 26 18 22 19

0—50 47 44 47 64 65 07 53 56 60 69 55 42 41 31 65 51 63 58

0—100 101 88 76 107 119 135 104 95 107 121 107 80 79 59 125 85 111 114

Кислота серная 86%-ная, 16 т/га

0—20 114 17 18 22 26 24 12 15 16 17 10 15 14 8 15 6 10 9

0—50 44 49 64 59 56 61 41 43 47 55 39 44 52 37 44 25 31 28

0—100 85 95 112 99 96 111 71 75 81 103 72 72 89 68 73 48 58 54

Гипс сыромолотый, класс Б, 32 т д. в./га

0—20 22 25 25 20 32 19 10 24 И 9 11 10 13 22 12 11 18 16

0—50 62 56 53 48 62 64 34 59 41 37 38 37 47 45 45 32 53 46

0—100 132 98 97 88 97 110 76 103 83 73 86 80 95 84 92 66 104 86

постепенно снижается (рис. 3, А-3), а затем стабилизируется около 30 % при корреляции с обменным натрием г — —0,69± ±0,21. В нижней части пахотного слоя на; глубине 10—20 см, несмотря на увеличение обменного кальция после мелиорации в два раза, корреляции с натрием не проявляется. На контроле состав обменных катионов, хотя и нестабилен, но изменения доли кальция в ППК несущественны. В содержании обменного натрия па контроле наблюдаются только сезонные колебания (рис. 3, Б-1).

Считаем возможным обратить внимание па относительно высокую стабильность дефицита Са, которую выражает величина гипсовой потребности почвы. В вариантах, где применяли мелиорацию, она заметно снижается (рис. 3, В-2,3).

Систематическими наблюдениями за составом ППК )ста-иовлепо [7,9], что существенные изменения в содержании обменного Са2+ при гипсовании обнаруживаются лить па третий год, максимум — 38,8% в слое 0—10 см достигается только на пятый (рис. 3, А-2). При этом проявляется отрицательная связь с вытеснением обменного натрия (г = —0,73± ±0,17). В. нижней части пахотного слоя насыщение ППК. кальцием идет слабее и корреляции с обменным натрием не обнаруживается, хотя мелиоранты вносили, в два приема--под плуг и под лущильник. В подпахотном слое до 40 см аккумуляции обменного натрия как продукта взаимодействия мелиорантов с ППК нами не установлено.

Как видно, достигнутые в результате мелиорации изменения обменного кальция и гипсовой потребное гп даже в полу-гидроморфиых солонцах далеки от расчетных и проявляются лишь в слое 0—10 см, в зоне аэрации.

Очевидно, при резком изменении концентрации С02 в нижней части пахотного слоя гидроморфиых СОЛОН ЦО М СI! Я СI О. I карбонатно-кальциевое равновесие и снижается активность гипса как мелиоранта. Аналогичные наблюдения сделали АЬго1 I. Р. и др. (1975) и №га й. Б. и др. (1980), в результате чего рекомендовали вносить гипс не па всю мощность мелиорируемого слоя, а в поверхностный горизонт. Следует признать, что понятие «мощность мелиорируемого слоя» до сп\ пор не отработано. Важность его определяется тем, что I! условиях Сибири послойное внесение мелиорантов не имеет преимущества перед поверхностным. При этом оказывается, что норма, рассчитанная на слой 30 см, вызывает на глубине

20—30 см только кратковременное улучшение состава ГШ К, а норма на слой 100 см — лишь до 70 см (А. С. Мигуцкии, Р. Д. Зубарева, 1973; А. И. Бородин, В. Л. Федоткин; Т. Н„ Елизарова, 1991). Нам представляется, что мелиорируемым слоем следует считать лишь тот, в котором обеспечиваемся длительное стабильное изменение солонцеватости, вызываемое мелиорантом: на полугидроморфных солонцах — 20 см, максимум — 30, а на гидроморфных комплексал— 15 см (Л. В. Березин. и др., 1980, 1988).

Подобный мелиоративный эффект по составу обменных катионов отмечен при гипсовании средненатриевого солонца нейтрального засоления, расположенного в приболотном поясе (табл. 6). Потребность почвы в кальции снизилась в 1,5— 2 раза по, сравнению с контролем. На третий год после внесения гипса практически весь поглощаемый почвой кальций расходуется, в отличие от контроля, уже не на обменный натрий, а на вытеснение обменного магния. Кислование па этой почве, в сравнении с предшествующей, оказало значительно более слабое влияние на состав поглощенных катионов, чго, очевидно, связано с отсутствием в мелиорируемом слое карбонатов кальция.

Медленное наступление изменений в составе Г1ПК отмечалось нами и на мелком малонатриевом солонце (опыт 7 М), где существенное снижение гипсовой потребности солонца было отмечено лишь на третий год — в конце первой ротации севооборота, хотя в этот период и был достигнут максимальный агрономический эффект [28, 34]. Отставание мелиоративного эффекта от агрономического наблюдалось также Н. В. Семендяевой (1990), и его можно проследить в опубликованных материалах А. И. Оборина за 1932...1938 гг. (К. П. Пак, 1975). Нам представляется, что замедленное изменение состава обменных катионов свидетельствует, что агрофизическая солоицеватость гидроморфных и полугидр''--морфных солонцов Западной Сибири определяется не столько составом обменных катионов, сколько их высокой дисперсностью и пептизируемостью. Они не всегда коррелируют с обменными катионами (Н. Я. Панов, И. Я. Половицкий, А. И. Курбатов, В. Н, Михайличенко).

Рассматривая мелиоративный эффект от применения гипсования и кислования с названных ранее позиций, следует отметить, что наблюдающееся с первого года мелиорации уменьшение ионизации кислотных групп органического ве

щсства, вследствие централизации щелочности, ведет к изменению заряда почвенных коллоидов и вызывает снижение электрокинетического потенциала [6, 11] почти в два раз:! (табл. Ч).

'Г а б л II ц а О

Влияние методов мелиорации на изменение поглощающего комплекса гнлроморфною нейтрального солонца, мгэкв/100г почвы, Оммг 0 Г

Срок наблюдений Контроль без мелиорации Гипс сыро-молотый, 10 т/га 1Ц604 отработанная, 5,6 т/га Гипс, 10 т/га+перегной, 40т/га

Слой почвы, см

0—20 \ 20—10 | 0—20 20—40 | 0—'20 ( 20—40 0—20 | 20—40

Поглощенный натрий по Гедроицу

(Исходные данные)

VIII.1969 — — 6,0 9,9 6,5 9,9 5,7 9,1

VII.1970 5,0 6,4 2 ■'! 5,-1 3,0 •1,8 2,6 5,9

Поглощенный кальций по Гсрншу

VII. 1970 21,0 20,2 23,2 19,2 18,6 18,5 22,0 ' 22 3

Поглощено кальция из насыщенного раствора гипса но Березину

VII. 1970 13,4 — 8,8 — 9,4 — 9.2 —

VI.1971 13,8 — 8,5 — 11,4 — 7,1 —

V.1972 11,5 11,2 8,8 16,5 11,2 14,2 9,6 11,9

VII.1972 16,4 13,6 8,0 16,4 12,8 13,5 8,0 11,2

VI973 12,4 15,8 10,0 11,4 10,4 16,6 7,6 13,2

VI 1.1973 12,3 14,6 9,5 13,5 12,3 16,2 9,5 11,5

Вытеснено кальцием иона магния

VI972 6,5 5,4 6,9 8,8 7,3 ■ 7,3 7,3 6,5

VII,1972 8,4 7,8 9,0 7,0 7,6 8,0 7,4 8,4

VI973 7,5 7,8 5,8 5,8 7,6 5,8 4,4 7,2

Вытеснено кальцием иона натрия (по разности)

У.1972 5,0 5,8 1,9 7,7 3,9 6,8 2,3 5,4

VII.1972 8,0 5,8 0 9,4 5,2 5,5 0,6 2,8

V. 1973 4,8 8,0 4,2 5,6 2,8 10,8 3,2 6,0

П р и м е '1 а н н е, — анализ не проводили.

В результате коагуляции уже в первый год содержание водопептизируемого ила в слое 0—10 см снижается с 32 до

3%. В слое 10—20 см этот процесс проявляется только на третий год после внесения гипса. В варианте с кислованием содержание ВПИ с первого года в течение шести лет было в слое 0—10 см около 2%, а в слое 10-20—10-12%, т. е. в три раза меньше, чем на контроле, но все же недостаточно высоким.

Изменение потенциала существенно повлияло на ряд физических свойств, определяющих характер структурных агрегатов и формы связанной воды. В гипсованной почве средний радиус пор увеличился в 3,8 раза, а в кислованной почве— даже в 5—6 раз. Это повысило коэффициент фильтрации в варианте с гипсованием в 14 раз, а в вариантах, где вносилась отработанная и техническая кислота, в 23,3 к 35,6 раза [6]. В результате даже при незначительном изменении состава обменных катионов наблюдается существенное улучшение показателей агрегатного состава, водопроч-ности структуры и динамики набухания [2]. Детально процесс изменения показателей агрофизической солонцеватости коркового солонца рассмотрен в публикациях В. Е. Кушна-ренко (1975, 1987).

На фоне ежегодной безотвальной, обработки происходит дифференциация пахотного слоя на два горизонта с различными свойствами. В зоне аэрации, в слое 0—10 см, плотность гипсованной и кислованной почвы становится близкой к оптимальной 1,12 г/см3. В слое 10—20 см, который кон тактирует с зоной капиллярного подпитывания — 1,29— 1,30 г/см3, что лишь на 5—>10% меньше исходной плотности пахотного горизонта коркового солонца и плотности подпахотного горизонта Вг.

Изменение гидрофилыюсти коллоидов, точнее уменьшение связанной воды, способствует снижению величины предельной пабухаемости слоя 0—10 см в 2,5 раза и слоя 10— 20—на 15—40%.

Межагрегатная пористость верхней части пахотного горизонта в обоих вариантах мелиорации 'Повысилась по сравнению с контролем более чем в два раза (до 29,5% от объема почвы), а в нижней — в 1,5 раза. Так же значительно изменилось соотношение между количеством лор, занятых воздухом и водой при ПВ. Если на контроле почти все поры заняты связанной 'водой, то па мелиорированной почве объем пор, занятых капиллярной влагой, достигает в зоне аэрации 14,1 в кислованной почве и 14,6% — в гипсованной

— ^ -ч \

X AV

Г-Л ( к ?

jfkj ° А. «Ч Y

ду

Ч \=v ^ У

У ^ /

о «i

ш (jS1 1 / \ ® Й1

? » л ' o \

с ) í* / si w» (l^c; (

s. 'S / \ ^

1 Г

«с

3f

и

, «=Г

er

LÛ

Z

li С в- S > СЧ fc flj £ ¥ £ I Ï3CC

hío.ai

'¿ o (J о t ^

с г; > i

corn .. о > i о) а

1 L q. & •>

с г> s «г н

Л I 1 С î X

Я et а h a. о

о а) с а и;

Lu ах i о

и 'i*

f4- ч Л!-- 1 1

но ai и na ш:

2 I О .. О <у C(N 3 U'S I О с с >.з из

»IChöO i ¡i а и

НС V SOI <1 iE It 1 I

огзгч и IC'ir^ ooi ÖL апис и s

Гв >s Ь О -S •• S

lUííUJil'í Ï

О 4) СО Ю Я О Я

s г у i а <n h сс

=r ^ у о <п *

<и <u î ю a. u ¡s и к а о о > с

OI 1! 'В О (Г. и Ъ 'S Л 1 ш UIB0S3TI0

оххошооа i'íjuoqcih

U О с ООО

arsrcuui о а» и xi о XI LLI4 S Ч1Ш Q Oí С Ш я I * о Q аз а ш от

£ и О <У'С и»-

l а > >.

S I >и C-SÇ ••

0 и С à. S f« У CS I * U I h О I /с S О ft

, и и 2 O^Oïi «

J с О О C(N i

> I III

1 О О >, О •}

хисстч;

3 i it »и i X : г и a z о а : Ь (п о с «и I îOuUQict С I > IB Oi h 2Í :

0 0.x ь fi с; t •а > r¡¡ o t с с

1 juin E я V о а о о i с I X У й! V

С tÎiïJ.» 1

—• СУ rr -у о -•s a. i з s

i >» и О ф I ï » Т С Г ettf ü .TOerOOfiíbO

шо тиц о.« z

(2D I О О 0 I

Ü С.

о »* с «а * гг ta с г а i <и i ч

О О ÏO

.-о с; и -о са .та m >, ooï гГС HUS • з «» i и и (Г i -i i

¿ г: h г .

Cl i

; а.

'S2S52B atino юоао

; ■ P-

: „г" S«t«0 :I4>actl»I^3on.I2

, u росполочлчь . i pajp«;»* " опыт о ь

'«CZ1 en. 6

t£0 Ü 3 Ы 0 \.<J

н 1 ¿toj

НII" 4fP

1 fi 5») Щ

см СП

teд4 Q ti ГИЧФЛЧЛ»'

ш CS3

■ИЗ U! № з ^

<C30a.23 Ц

-iCHáe^f гс£м}0*-~>ы, Mt/tmO-tk'paJ чпюъуга/ку i4uno.

cujia»

P73 bfjfTV-c'YpüJ Ctb&OJ Uidhü, f\3 Tp<J>"rcfar Svd

Рис.• ,2. Ломвемно-гидрологический профиле солонцового комплекса Hiííhmc*:сй лесостепи по лг^танг, Голубковский. стационар по Р.А.&итмаму и А ►И. ¿еменкгину, • 1981 г. >: i - солонец лугооой кер-ковый < пашня 2 ~ то we, мелкий орехоеэатый; 3 ~ го «н, средний орехооатый; 4 - лугово-ч^р-ноэбмная слабоеолончакозатай < пашня ); 5,7 — солонец луг о&о- <-» е оноэем'ный средний столбчатый ( разнотравно-еейникоео-типчаковая ассоциация ); 6,11 - солодь ^йжодерновая ( березовый »солок: ); 8 - солонец лугоао-черноземный корковый столбчатый солончаковый { бвс«сильнице-полым-ная ассоциация J : -9 - то же, налонатрисвый < мятликеso—пырейно-типиак'оеая ассоциация ); ю, 12 -'солонец лугоео—черноземный средний столбчатый < мятликoro-лырейно—гипчакова« ассоциация)

1 ^ Î .j

s я u

u iO ty^

2 0.1-

U Ш

I о

LIE •

щ I

г-* ЗГ ъ

H5ui cea.

I-LSÍ

2 o и с. с

O «î I 0-i-- 0 0 to * с

(U h и 3- — U s loen

Oï 0. КШ I

Oíí X ч a -JL С 'ÎSN

' Ц-t- U

О X 1Г.1

у s IM

ö_

a ûj и » U I U is с

Ï CU L.

о

S «■* I

ьа о ч жгч

XJCÍ

1 i С

i a <и о I lis CL - el О I t-tCOÎ м> i. af э

0 о о « с С

>, L I V I Cl S й" Id

« I ••

1 .. 2 S "CO t-4L. X

..is JS IMS 0.

Of I SI IHOIU X с 3-Л • 4} С . I

a.« i- a go. 3

3 ISO о

tíoc '

tu L.

t V. .

о Œ u-< a с * r-£ so»

I . .О"

S L L»*

s i"» a C<f a [Dis -X« tf- XB ï 3- . I n 'SLI

II)!« . 0.(1 U U4> et -a ïioxi in»»

ояз %

°с

40 20 О 20

|б0

а 40 о

\ У 1972 г. \/ 1973 г. %„/ 1974 г. "Ч«»ч/ 1975г. V'\/

/РЯД Д ЦЦЯ

Г-, вляги.% 0

и <20 50

1504

зшпяеешшзш

1973

ЕЕПИЕ

19 / 4 г. ч^/ 14/эг. Л/\/

Шз5-40

Ш >40

Рис, -4. Динамика температуры воздуха ( Ь' С . > , среднемесячных осадков I мм > и влажности коркового гшп«ого солонца ( обцая влага. '/. от обьема поиаы ). Опыт 11 Г: А - контроль; Б - гипс; 32 т/га

.Иовы, мг-эке/шог почвы

20 6й

т.

уи&Я-Л.Ъ

з

Солонец мелким мллонАТРиевыи гидроморсриыи

УтЛ^г",' I

СОИОНЦеВАТАЯ почел

Ш

г* нсо,

почвиг н - солонец

Рис. 5. Изменение засоления поив при пелморации ( опыт 7 Г1 ) , иг.экв/100

мелкий) Б - луговая солонцеватая почва; К - «онтрол»( « - ФосФогмпс, 12 т/га. Сроки отбора образцов: 1 - исходное состояние, 19В4 г.; 2-Ь, 9-12 - 1991 г.; 7-9 - 1907 г. Обработка поиск: , 5,6 - еспаака на 18 - 20 см екегодно! 2, 7, а, 9, 10 - рыхление на 18 - 20 см еиягодмо; 3, 4, 11, 12 разноглубинная обработка с глубоки» р«*лением в пару

t Q . I ÛJ

ал =r 2

>. С. I О О 1 L. i-ÏC 4i о Pi iÇ 1 Л

* -Ai X ' ÍU'

i- Ol") i S 1 -i) J 3 >5 -X ■1 tí Г --Û

' ¡ O .. ••

0 Œ S « ¿ S

ç <c i ¿r .

■я. : c¡ it

1 (5 Ш CLh Œ O vû С

■пюа ооич T CO>4

0 O

* c; • » «

lints Г S С U 4 С AJÍ tt

1 o tf; í j

с <u w &

* л-Í H

г о о с £ r¡ f; С 41 С X « ■ » о с i; с

X U ti'

ï ш а

С <П О il t j û CD Fi t С OÏCC •.

О >, ' С) >

eco Û-

С 1 > О I V >-->. - X J ИЛ I 0! С -С & с С • г £ > *

> з a i; dXûS 3 >

* О I I Ol

к а .

X 10 X "i1 ïï СХ

i* fil fO

û X S Z < H >ÍOüPI ôia с «в с m >o s

Г O h-lN ! ci ai л . m «ic с cjü o œ n e¡ Гч J * ■ <u - i r m *

h С 'S I CL t. a о 54 •с с CL о •• 4í IlOlOt-•5 > h Ci 3. (í С Ç O i 2 3Ê L. С ' 0| U ÛJ 43 IK

a oí ï vs

' CD а; о r О ' CO) a,.. i.e. S I Г О II, .0 С О • Ог«ч ÍN . ff -it X =Г .. tii > • di . .-(E-U Г » >- <E П 51

. jijaicî

S St (i 4 X OCCrtÜ

* L ГС Ii О О >, iL G- <*

OJfbûlU

* 2 О С С О • ' J J h PI 0-

s т а oí с? П eis is

О О £> О

s â ^ Q

sO-z/h ^^OÖ/zaü woefë

о О О о

csl ^

40

зо

2 О

Ю • А:

О / /

i r 1 •h ' 7~

/ /

7

гт

к

ON Р MP О к Р UP О И.'р О M p.NP О M Р ñ¡P О H Р йР

26

неф ■h № 1 /

t / /

7

П L / rs 1 -f-

/ t /

к

ф

зо

20 / 1

fO • / 7* /

O к Рис. 7.

3 Б

Хеящщщ, баз т&жцщ/щт

/мвг. тяг. 1Шг.

еосфас-нис, И т/га. 1934 г. 1Щг. 18«!г. ШЙг.

ч.»

с; С" ей: с

?! ща яда Вяз вярр Ш

. т I I (

Вспакки на, 1В-20 е» ежегодно 1,$

гг-

(¡еэЬгвальное рыхпание на ¡0-20 см еиегадно

Я .. . ЯИ1, ,

щт - вдв......I

41,9 . «,» ',3

, ■ . .У, . .1 ■»,! I 1,1

р*аногПу6ннн4п ''¿¿рШбатк* с' гррбоИмн рыхление» пара . VI О*

Рис. 8. Содержание Фтора в почве и растениях в луговой солонцеватом лриае, мг/кп 1 - «тор в растения* в Фазу цветения! 2 - Фтор в почве, экстрагируемый ЭДТА; 3 - то *е-. водорастворимый

К.

* , < I 2

9

«■г

ш

Рис. 9. Элиянйе ФосФогилса и минеральных удобрений на содериа-ние Фтор» в растениях ячменя, мг/кг сухого вещества ( 19В7 ),

?аэа цветении« 1 - контроль без мелиорации! 2 - ФосФогипе, 2 т/га, внесенный, в 1904 г;( А - луговая солонцеватая почва; Б - солонец мелкий

при 3,4% ид контроле, а в -зоне контакта с грунтовыми водами (в слое 10—20 см) — 19,1 и 12,4%.

Уменьшение гндрофильности коллоидов н объема пор, занятых связанной водой, приводит к повышению в мелиорированных солонцах активной, доступной растениям влаги. Величина ВЗ уменьшается в мелиорированном слое в два раза и становится близкой к норме 1,3 МГ, тогда как в исходном состоянии в содовых солонцах определить ВЗ практически невозможно. Растения погибают, не достигнув нужной фазы развития.

При общей направленности процесса мелиорации механизм действия гипсования и кислования различен. При гипсовании снижение рН связано с образовннем СаС03. Об этом свидетельствуют уменьшение щелочности как в содовом, так и в нейтральном солонцах (табл. 4). Внесение гипса приводит также к возрастанию в почвенном растворе доли ионов Са2+, обладающих коагулирующей силой, большей, чем у нона Ыа+ [7, 9]. При этом коагуляция почвенных частиц и улучшение физических свойств солонцов происходят благодаря компенсации отрицательного заряда поверхности ППК ионами Са2+, т. е. снижение заряда поверхности осуществляется в основном по типу реакции нейтрализации, в результате которой образуются малодиссоциированные или малорастворимые соединения.

Длительный эффект гипсования, ограничивающий непти-зацшо коллоидов при подпитывании пахотного горизонта грунтовыми водами, поддерживается за счет большого количества нспрореагпровавшпх частиц внесенного гипса. Он.1 растворяются по мерс уменьшения концентрации кальция I; почвенном растворе [9].

Механизм быстрых положительных изменении свойстз солонцов при кисловании и относительно длительное сохранение эффекта мелиорации при отсутствии в почве избытка частиц гипса определяются несколькими' факторами. Во-первых, при кнелоиании происходит нейтрализация щелочности почвенного раствора благодаря непосредственному воздействию внесенного л почву иона II1. Во-вторых, как в нейтральных, так и в содовых солонцах кислота способствует мобилизации труднорастворпмых форм кальция. Образующийся в ходе этой реакции гипс действует подобно внесенному извне при гипсовании, что проявляется в составе почвенного

раствора и обменных катионов (рис. 3, А-3). В-третьих, протон может непосредственно снижать заряд коллоидных частиц, существенно уменьшая емкость катнонного обмена [11]. При этом в составе ППК в первую очередь сокращается доля подвижного Ыа+ и относительно возрастает доля и, соответственно, роль обменного Са2+ (табл. 6).

Эффективность последнего направления мелиоративного процесса показана в лабораторных опытах, в которых промывкой обеспечивается полный контакт вносимых мелиорантов со всей массой почвы. Наиболее существенное снижение ЕКО при кисловании отмечалось у многонатриевого солонца (с 38 до 30 мг-экв/100 г почвы) по сравнению с малонатриевым [13]. После гипсования измельченных почвенных образцов допя обменного кальция, за счет вытеснения магния и большей части натрия, повышалась в мало- и многонатрн-евом солонце до 71 и 77%. В варианте с кислоианием содержание обменного Са2+ не изменялось, по его доля увеличилась у малонатриевого солонца на 15,5—17,5%, а у многонатриевого — на 25—27%. В нолевых условиях, при локаль ном воздействии концентрированной кислоты н отсутствии промывки, этот механизм практически не обнаруживается.

Указанные пути мелиоративного процесса при кисловании представляются шщ недостаточно эффективными для объяснения стабильно низкой пептизируемости кислованных солонцов, которая сохраняется ряд лет. Глубокие изменения гидрофильности коллоидов при кисловании мы склонны объяснить действием процесса гетерокоагуляции, который может происходить в результате образования положительно заряженной гидроокиси железа в момент резкого подкнеления почвенного раствора при внесении концентрированной кислоты. Подтверждением данной гипотезы служит повышенное содержание подвижных форм железа в кислованной почве в течение вегетационного периода не только весной, вследствие интенсивности окислительно-восстановительных условий, но и летом, чего не наблюдалось в контрольном варианте и на гипсованной почве (Н. В. Семендяева, 1975).

Дополнительным свидетельством обоснованности наших предположений являются результаты лабораторного опыта по моделированию мелиорации неразрушенных столбчатых отдельностей гор. В1 многонатриевого солонца [13]. После внесения мелиорантов и многократной промывки оказалось, что существенные изменения рН с 8,1—8,2 до 3,7—4,2 на-

блюдались при внесении концентрированной кислоты только на вершине и боковине столбчатых отдельнестей. В центре столба величина рИ не изменялась. При воздействии слабых растворов кислоты (менее 10%) различия в мелиоративных изменениях по элементам структуры отсутствовали. В составе ППК после применения концентрированной кислоты в периферийной части столбчатых отдельностей наблюдается эквивалентное замещение Na+ водородом. В центральной их части водород замешает только 30% вытесненного натрия. При отсутствии здесь карбонатов Са такое несоответствие мы считаем возможным связать с существенным увеличением подвижных форм железа. Механизм самого процесса требует дополнительных исследований, т. к. в составе ППК железа обнаружено не более 1 мг-экв/100 г почвы.

Таким образом, многогранность воздействия гипсования и кнслования на свойства солоппов, характеризующие состояние дисперсной системы, обеспечивает практически равный по интенсивности агрономический и различный по длительности мелиоративный эффект.

3.4. Сезонные изменения водно-солевого режима мелиорированных солонцов. В связи со значительными циклическими (20—24-летпими) и годовыми колебаниями осадков в Западной Сибири УГВ изменяется от 1,5 до 5 м (А.И.Оборин, 1959; Р. А. Витман, 1975; А. П. Трубецкая, 1980; О. 3. Еремченко, 1986; Р. Ф. Галеев и др., 1988). Но в пера од наших наблюдений УГВ на солонце корковом многонатриевом содового засоления, сформировавшемся при высоком положении неогеновых подстилающих пород, был относительно стабилен — около 3 м. В контрольном варианте зона капиллярной каймы невелика — 140—170 см (рис. 4, А). Выше по профилю расположен слон, в котором влажность почвы по годам и сезонам практически не изменяется и находится в пределах 25—30% от объема почвы. Годовые и сезонные изменения запасов влаги проявляются в основном в гор. А, В, и В2 [7, 9].

В зимний период почва промерзает до 120—180 см. Максимум промерзания наблюдается в марте, а медленное оттаивание с поверхности почвы завершается в конце мая — начале июня. Это является причиной ежегодного образования в мае в слое 0—40 см надмерзлотной верховодки. В результате влажность почвы в гор. Bi и Bi¿ повышается до 40— 50% от объема.

В сухие периоды иссушению подвергается слой до 10— 15 см, а заметное испарение из переувлажненного солонцового горизонта начинается только летом, и то не ежегодно. Подобная картина наблюдается и на малонатриевых мелких солонцах [31].

Улучшение водно-физических свойств мелиорированных солонцов в первую очередь повышает их водопроницаемость, а вместе с этим исчезает и условно водопроницаемый гори зонт. Уже на третий год с весны в варианте с кислованием, а к зиме и в варианте с гипсованием, наблюдается смыкание капиллярно-подпертой влаги и просочившейся атмосферной (рис. 4, Б). В результате, если на контроле почвенный профиль характеризуется .полугидроморфным режимом увлажнения, то на мелиорированном солонце он становится типично гндроморфным.

Несмотря на это, на изученных нами мелиорированных солонцах всех видов весной не происходит застаивания влаги. Мелиорированные поля равномерно просыхают, и в этом главное и решающее значение химической мелиорации. Она обеспечивает качественное проведение полевых работ и своевременное получение всходов по всему комплексному массиву.

Неоднократно наблюдающееся и аналитически фиксируемое усиление степени гидроморфностн, характерное для мелиорированных солонцов, мы склонны считать видимым псевдоусилением. Это связано с тем, что вследствие улучшения водно-физических свойств мелиорируемого слоя существенно .повышается водопроницаемость, уменьшается -максимальная гигроскопичность и в определенной мере расширяется диапазон активной влаги. Но поскольку подпахотный и другие горизонты сохраняют свое исходное состояние прн незначительной доле пор рыхлосвязанной влаги, происходит их быстрое заполнение. Это временное переувлажнение фиксируется как увеличение влагозапаса сверх НВ в иллювиальном горизонте. Однако, этот избыток влаги быстро расходуется на транспнрацню (рис. 4, Б).

В результате применения микроиспарителей установлено, что мелиорированные образцы солонца по впитыванию и усвоению влаги приближаются к лугово-черноземной почве, но испаряют ее интенсивнее. В результате мелиорированные солонцы и окружающие их почвы, в случае сплошного гипсования, начинают быстрее испытывать почвенную засу-

ху, чем немелиорнрованные. Следствием этого является ускоренное созревание зерновых культур на мелиорированных комплексных массивах, а в отдельные годы такое явление ведет даже к потере урожая по сравнению с контролем, особенно на малонатриевых солонцах и солонцеватых почвах [31, 32].

Глубокое промачивапие мелиорированных почв дало основание ожидать зимнего соленакоплення (Н. В. Орловский, 1964), но в глинистых содовых солонцах в период проведения наших наблюдений ни в замерзшем слое 0—100 см, ни в замерзающем — 100—150 см не обнаруживалось существенного изменения запаса солей в мелиорированном солонце _ f9] (табл. 5).

С понижением температуры почвы ниже — 5°С, ввиду различной растворимости одно- и двухвалентных катионов, в составе почвенного раствора уменьшается количество Са2+ и Mg2+ и создается сезонный избыток Na+. Это вызывает соответствующие изменения в составе ППК мелиорированных солонцов, ведущие к ежегодной реставрации солонцового процесса [7, 9, 34]. В зависимости от осеннего увлажнения эти изменения происходят либо зимой, либо в момент оттаивания почвы (рис. 4). Этому способствует су точная пульсация низкотемпературной надмерзлотной верховодки, вначале в пахотном горизонте, а затем во всем оттаивающем слое в течение 20—50 дней (апрель—май). Возможность обратного вытеснения из ППК натрия кальцием, содержащимся в гипсе, зависит от условий увлажнения и теплообеспеченностн вегетационного периода (Л. В. Бере-зин и др., 1977). Отсутствием механизма противостояния кислованной почвы зимне-весеннему осолонцеванию объясняется меньшая амплитуда колебаний обменных катионов по сезонам года (рис. 4,3), и, как результат, более быстрое прекращение мелиоративного эффекта кислования в солонцах Сибири.

Полевые наблюдения за сезонной динамикой ионов дополнялись исследованиями на монолитах. При низкой влажности с осени за ноябрь—февраль различия в ППК были в пределах ошибки наблюдений. Но при оттаивании почвы содержание обменного натрия в гипсованном солонце повысилось на 17% при МСР 13%, на кислованной почве в слое 0—20 см оно возросло на 52—53%. В слое 20—30 см в обоих вариантах с мелиорацией, как и на контроле в слое 0—

20 см, содержание натрия составило около 30 мг-экв/100 г почвы и по сезонам практически не менялось.

Резюмируя результаты изучения мелиоративных изменений в солонцах Западной Сибири, следует отметить, что, несмотря на различия в механизмах воздействия гипсования и кислования, оба метода обеспечивают длительное снижение пептизации и способствуют повышению продуктивности корковых солонцов содового и нейтрального- засоления. Реставрация солонцеватости неизбежна. Ее ускорению в условиях Сибири способствуют длительное промерзание и весенняя пульсация водно-солевых растворов в оттаивающем слое почвы. В первую очередь негативные изменения происходят в кислованных почвах.

4. КОМПЛЕКСНАЯ МЕЛИОРАЦИЯ СОЛОНЦОВЫХ ЗЕМЕЛЬ

Исследованиями А. В. Новиковой и Н. П. Грабовскогч на Украине, В. М. Бабушкина на Северном Кавказе, А. Т. Цурпкова в ЦЧО, А: И. Еськова в Северном Казахстане, И. Бочкап и Л. Абрахама в Венгрии, Г. Сайду в Румынии и другими показано, что устойчивость мелиоративного эффекта на солонцах и высокая окупаемость затрат достигаются лишь при комплексной мелиорации. Ее необходимость возрастает при комплексности -почвенного покрова. Сложность подхода к разработке ее технологии определяется комплементарностыо, при которой мелиорация должна привести плодородие любого компонента почвенного комплекса в соответствие с потребностями возделываемых культур. Нарушение комплементарности ведет либо к недобору урожая, либо к перерасходу средств на ее проведение.

Оценка системы агромелиоративных приемов проводилась на основных видах почв солонцовых комплексов:

на мелком малонатриевом солонце, низкое плодородие которого определяется не агрофизиологической, а агрофизической солонцеватостыо, и при его изучении к минимуму могут быть сведены такие мелиоративные задачи, как изменение состава ППК и снижение щелочности почвенного раствора;

па луговой солонцеватой почве, в которой прослеживается агрофизическая солоицеватость при минимальном засолении;

па лугово-черноземной почве, являющейся эталоном плодородия в лесостепной зоне, преобладающей в солонцовых

комплексах, которые расположены в элювиальных позициях агроландшафтов.

На различных почвах по единой программе исследовалось действие гипсования и разноглубинной обработки при раздельном и совместном применении азотных н фосфорных удобрений (табл. 7). Среди критериев оценки системы агро-приемов одним из главных в условиях зоны недостаточного и неустойчивого увлажнения является — устойчивость урожайности возделываемых культур. Ее оценивали коэффициентам устойчивости урожая КУУ по Загайтону-Половннкн-ну (1984).

В качестве перспективного мелиоранта предусматривалось использование фосфопшса, т. к. он содержит примеси кислот и фосфатов, что позволяет рассчитывать на эффективность его применения на различных, в т. ч. плодородных почвах.

Из известных способов мелиоративной обработки единственно возможным в условиях региона является периодическое глубокое рыхление (А. С. Мигуцкий, 1969; П. Г. Куле-бакин, 1980; Г. П. Седов; В. Л. Федоткнн, 1985). Оно облегчает промывку солей за пределы корнеобитаемого слоя, сдерживает их поднятие в пахотный горизонт за счет разрыва капиллярных связей и улучшает аэрацию при переувлажнении [18, 20, 23, 32]. Последнее ограничивает диспергирующее влияние пульсирующей верховодки. Предполагалось, что в результате сочетания перечисленных агромелиоративных приемов с использованием минеральных удобрений в системе четырехпольного севооборота: занятый пар—ячмень—овес—ячмень будет разработана принципиальная модель мелиоративного улучшения плодородия используемых в пашне солонцовых земель, занимающих как аккумулятивные, так и элювиальные элементы агроландшафта.

4.1. Комплексная мелиорация мелкого малонатриевого солонца. Изменение свойств мелкого малонатрпевого гндро-морфного хлорндно-сульфатного слабозасоленного солонца наблюдали в течение двух ротаций севооборота. Условия формирования этой почвы отражены в п. 2.3, а расположение ее в почвенном комплексе показано на плане опыта 7М (рис. 1, А).

Существенные изменения состава ППК проявились на третий год после внесения фосфогипса. Гипсовая потреб-

нбсть почвы уменьшилась с 9—12 до 5—8 мг-экв/100 г почвы, но количество обменного натрия — около 7% ЕКО практически не изменилось.

Снизилась общая сумма солей в корнеобитаемом слое до 0,5 м н сумма токсичных солей в метровом слое, в первую очередь, за счет хлоридов (рис. 5, А-2). Более существенное влияние па засоление оказало глубокое рыхление пара, хотя за период наблюдений оно применялось лишь дважды. На фоне фосфогппса глубокое рыхление в сравнении со вспашкой сдерживает поднятие солей из зоны капиллярной каймы. Однако общая низкая степень засоления малонатриевого солонца не лимитирует урожайность зерновых культур.

Солонцеватость данной почвы обусловлена относительно высоким дзета-потенциалом — до —29 мВ (В. В. Окорков, 1990), что определяет повышенную гидрофильиость и пепти-зируемость дисперсной системы. Первое приводит к тому, что в засушливые годы (1988, 1991) задерживается всхожесть зерновых культур. Высокая пептизируемость в период избыточного увлажнения с весны (1985, 1986) способствует застаиванию на поверхности влаги, а затем образованию прочной почвенной корки, что также препятствует получению всходов. В такие годы в вариантах с применением химической мелно!рации получение нормальных всходов (на 30—50% больше по сравнению с контролем) определяет достижение статистически значимой прибавки урожая.

В среднем за две ротации севооборота на мелком солонце урожайность зерновых культур составила 10 ц/га (табл.7). Применение фосфогипса на этом солонце не способствовало изменению урожайности. Лишь в первой ротации прослежена тенденция к ее повышению на 17% по сравнению с контролем, где получено зерна 8 ц/га [32].

При сочетании химической мелиорации с глубоким рыхлением, особенно при внесении азотно-фосфэрных удобрений, урожайность зерновых культур повысилась за годы первой ротации в 1,7 раза, а в сумме за две ротации, на фоне 8-летнего последействия фосфогипса на 28% (во второй ротации все годы характеризовались недостаточным увлажнением). Коэффициент устойчивости урожая повысился с 0,69 до 0,82...0,86. Для сравнения следует отметить, что КУУ на лугово-черноземной почве в эти же годы был на контроле только 0,57 при урожайности 17,5±2,54 ц/га.

Окупаемость 1 т фосфогипса на мелком'солонце переднем

за 8 лет последействия составила 8,3 кг зерна. При сочетании с глубоким периодическим рыхлением она повысилась до 10,4 кг зерна. Целесообразность мелиорации этой почвь; можно оценивать, лишь учитывая негативное влияние пятен солонцов на рентабельность использования комплексных массивов в целом. Они не только препятствуют проведению полевых работ в оптимальные сроки, но, повышая неравномер-

Т а б л а ц а 7

Влияние комплексной мелиорации мелкого малонатриевого солонца на стабильность урожайности зерновых культур. Опыт 7 М

(1985—1991 гг.)

Вариант Глубина рыхления почвы, см

18—20, ежегодно Зябь на 18—20, пар на 30—35

Урожайность, и/га Коэффициент устойчивости Урожайность, и/г а Коэффициент устойчивости

Контроль без мелиорации

Без удобрении 10,0 + 2,04 0,09 10,3 ±1,83 0,72

N,(5 при посеве 10,1 ±2,25 0,62 13,3+2,28 0,73

[>120 по пару 9,2±2,71 0,53 11,6± 1,83 0,69

Р|20 + М45 11,8+2,72 0,65 11,8±0,89 0,87

Фосфогипс, 12 т/га (1984 г ) (норма по донасыщению)

Бел удобрений 10,5+1,20 0,79 12,5+1,55 0.76

N(5 при посеве 12,2+1,42 0,74 12,2±0,99 0,86

Р]2о но пару 10,8+0,94 0,81 10,9±1,03 0,80

12,7+1,0-5 0,80 12,8± 1,29 0,82

ность тягового сопротивления почвы плугу, резко снижают производительность почвообрабатывающих агрегатов (Л. В. Барезин, 1966,1969, 1988). После гипсования уменьшается плотность почвы, прекращается коркообразование. Создаются предпосылки для ежегодного получения всходов на всем почвенном массиве [2, 4, 12].

4.2. Комплексная мелиорация луговых солонцеватых почв. Преобладающей почвой в гидроморфпых солонцовых комплексах региона являются луговые почвы разной стененп засоления и солонцеватостн. Предусматривалось в результате проведения агромелиоративных мероприятий изыскать пути

эффективного использования резервов плодородия луговой солонцеватой почвы, находящейся в процессе осолонцевания-рассолонцевания при неустойчивом водном режиме, который может быть охарактеризован и как периодически выпотной, и как периодически промывной [7, 31].

Гипсование, как и глубокое рыхление, способствовало уменьшению засоления в корнеобитаемом слое до 0,5—0,0 м, в основном, за счет хлоридов и бикарбонатов натрия (рис. 5, Б-8, Б-12). На фоне гипсования вследствие коагулирующего действия уменьшилось коркообразованпе, повысилось влаго-ноглощение, прекратился весной застой воды в поверхностном слое. Это способствовало ^повышению полевой всхожести на 10—18%. Но в связи с различиями погодных условий установить однозначно направленность влияния агромелиоративных приемов на урожайность возделываемых культур невозможно.

Урожайность |Зерповых на луговой солонцеватой ночве в среднем на 47% выше, чем на мелком солонце. Ее величина зависит, в первую очередь, от места культуры в севообороте (74,8% общего варьирования) и применения азотных удобрений (табл. 8). Существенным, оказалось и взаимодействие результатов последействия химической мелиорации и применения азотных удобрений. При отсутствии влияния гипсования на урожайность зерновых культур в целом по севообороту наличие достоверного взаимодействия свидетельствует о том, что направленность влияния химической мелиорации зависит от места культуры в севообороте и погодных условий.

В засушливые годы на луговой солонцеватой почве приемы обработки существенного влияния на урожайность зерновых не оказали (рис. 6, Б, а, б). Урожайность в большей мере зависела от воздействия химической мелиорации на запас продуктивной влаги. Повышение влагоемкости и снижение влажности завядания в мелиорируемом слое почвы способствуют хорошему развитию растений до фазы кущения. Ускоренная испаряемость и повышенное влагопотребление при низкой скорости капиллярного подъема влаги в тяжелых грунтах приводят на мелиорированных почвах к увеличению дефицита влаги в критическую фазу цветения зерновых (табл. 9). Запас продуктивной влаги на мелиорирован1 ных тючвах в два раза меньше, чем на контроле, и в корнеобитаемом слое близок к критическому, хотя в слое 60—

¿0 см почти всегда прослеживается 1 капиллярно подпертая влага.

Т л 6 л и ц а Я

Влияние агромелиоративных приемов на изменение урожайности зерновых культур в севообороте

(1984—1991 гг.)

Урожайность зсрпа в среднем па контроле, Ц/га

Доля влияния фактора, % от суммы вариантов

Севооборот

Обра- Гипсо-

ботка, вание,

ф. А ф. В

Удобрения Макси-

мальное

Фосфор, Азот, взаимо-

ф. С ф. О действие

факторов

Луговая солонцеватая почва, опыты 5, 7 М

14,7 74,8*** 2,8 1,3 1,4 6,2** ВО-1**

18,7 Ячмень по за- 39,2 17,2 9,3 27,4** Незначи-

нятому пару тельно

15,3 Овсс по зяби 1,0 4,0 О1,2 3,5 АВ-43,

СО-16

10,0 Ячмень по зя- 11,8 4,3 14,5 43,5* СЭ-14,й

би

Лугово-черноземная почва, опыты 6, 8 М

17.5 80',4*** 0,1 0,5 0,2 5,1 АС-4,5

19,4 Ячмень по за- 27,4 44,8 0 5,1 АВ-5,2

нятому пару

20,8 Овес по зяби 0,5 19,8 1,1* 39,7 АВ-12

12,4 Ячмень по зя- 8,1 13,5 6,2 44,6** СО-9,9

Си

* Различия достоверны при Р>0,95, ** Р>0,99, *** Р5>0,999.

При сравнении влияния действия гипса и фэсфогипса на урожайность зерновых обнаруживается небольшое пренм) -щество фосфогинса. Это согласуется с увеличением подвижности фосфатов, главным образом, на фоне последействия глубокого рыхления пара. С другой стороны, фосфогипс оказывает негативное влияние на запасы нитратов, что обусловлено высокой интенсивностью денитрификации (Н.С.Пономарева, 1980). По этим причинам в засушливые годы практически не прослеживается эффективность минеральных

удобрений под овес и ячмень на фоне последействия фосфо-гипса.

Таблица 9

Запас продуктивной влаги в фазу цветения на плодородных компонентах мелиорированного солонцового комплекса почв, мм

Годы

Ячмень по занятому iapy Овес второй культурой

Контроль Фосфогипс, 12 т/га Контроль Фосфогипс, 12 т/га

Слой почвы, см

0—50 0—100 0—50'0—109 0—50 0—100 ¡0—50 0—100

Луговая солонцеватая почва, опыты 5, 7 М

1S85—1986 112 206 79 175 114 262 104 219

1988—19911 37 126 1'8 83 27 113 13 103

Лугово-черноземная почва, опыты 6, 8 ¡VI

1985—1986 54 100 59 102 48 1CI2) 59 IOS

1988—1991 4 53 12 45 8 .11'

Примечание. В 1985—1986 гг. наблюдается повышенное увлажнение вегетационного периода, в 1988—1991 гг. — недостаток влаги в период вегетации. Фосфогипс внесен в 1983—1>984 гг.

Во влажные годы ни фосфогипс как источник фосфатов, ни фосфорные удобрения не оказывают влияния на урожайность зерновых культур (рис. 7, Б). Не удается и аналитически установить увеличение содержания фосфатов в мелиорированной почве на фоне фосфогипса. Очевидно, идет связывание подвижности фосфатов в железо-марганцевые соединения (Т. И. Пирогова, 1980). Однако в растениях отмечается повышение доли фосфатов на фоне фосфогипса, достигающее у овса в фазу цветения 0,39% против 0,31 — па контроле. Необходимо обратить внимание, что фосфорные удобрения, внесенные мелиоративно по 120 кг д. в./га (что соответствует содержанию фосфатов в фосфогипсе) в годы с избыточным увлажнением обеспечили повышение урожайности только ячменя по пару на немелиорированной почве. Последействия удобрений на урожай 2-й и 3-й культур после пара не прослеживается.

В годы повышенного увлажнения основным фактором, обеспечивающим увеличение урожайности по всех полях севооборота, является использование азотных удобрении. Они способствуют получению максимальных прибавок урожая в посевах ячменя по занятому пару (рис. 7, Б-1), особенно значительных при сочетании с фосфорными удобрениями. В эти годы запас нитратов в слое 0—40 см не превышал даже по занятому пару 10 мг/кг, а по непаровым предшественникам обеспеченность нитратами была низкой, несмотря на высокую гумуспрованпость почвы.

Из мелиоративных приемов во влажные годы наиболее эффективным оказывается глубокое рыхление, которое оптимизирует соотношение между порами аэрации и порами, запятыми рыхлосвязанной влагой, особенно в начальный период вегетации. Урожайность ячменя по пару по сравнению с урожайностью при обработке пара на глубину пахотного горизонта повышается на 30—35%. Однако в ряде случаев по непаровым предшественникам обнаруживается негативное .влияние последействия глубокого рыхления на урожайность зерновых, что обусловлено чрезмерным увлажнением почвы весной до 140—147% НВ. Сказанное свидетельствует о том, что способ мелиоративной обработки методом глубокого рыхления, технология которого была разработана в целях коренного улучшения целинных лугов (П. Г. Кулеба-кин, 1972, 1980), требует совершенствования при использовании в пашне. Испытания ряда рабочих органов пока не дали положительного результата [23]. Дальнейшие исследования должны быть направлены па использование локального почвоуглубления [20]. Наиболее перспективным представляется разработанный нами прием локальной мелиорации, включающий щелевание с одновременным внесением в щели гранулированного фосфогипса [21].

В целом изучение приемов мелиорации на луговой солонцеватой почве показало, что ни химическая мелиорация, ни разноглубинная безотвальная обработка не обеспечивают повышения урожайности зерновых культур. Относительно невысокий урожай зерна (13,1±1,6 ц/га) при крайне низкой его устойчивости (КУУ=0,55 —0,62) свидетельствует о том, что эти почвы следует отнести в разряд условпопахотпопри-годных (Л. В. Березип, Г1. А. Юшко, 1980, 1981). При комплексной мелиорации с применением фосфогипса и глубокого рыхления КУУ повысился до 0,79, а на фоне азотно-фосфор-

ных удобрений —^ до 0,86. Урожайность зерновых повысилась в среднем на 3,5 ц/га и составила 16,6±2,24 ц/га.

При планировании системы удобрений на мелиорированных гидроморфных солонцовых комплексах необходимо отказаться от учета содержания Р2О5 в фосфогипсе Как источника доступных фосфатов, а также от внесения мелиора-тнвно высоких норм фосфорных удобрений, т. к. неизбежно связывание фосфатов в менее подвижные формы. В результате исследований по отзывчивости овса и ячменя на ¡применение удобрений на луговой солонцеватой почве установлено, что фосфорныр удобрения эффективны при внесении дозы 30—60 кг д. в./га (Л. А. Шамрай, Л. В. Березин и др., 1986).

4.3. Действие комплексной мелиорации солонцов на урожайность зерновых культур на лугово-черноземных почвах.

Солонцовые комплексы с преобладанием лугово-черноземных почв распространены в регионе на элювиальных элементах ландшафта и являются наиболее продуктивными массивами, плодородие которых ограничивается лишь наличием пятен солонцов. Дефицит фосфорных удобрений служил основанием ожидать положительного эффекта от применения агромелиоративных мероприятий и на лугово-черноземных почвах.

В связи с различной направленностью почвообразуюших процессов в солонцах и на черноземных почвах применение единого комплекса агромелиоративных работ дало негативный результат [31, 32].

Ожидавшееся влияние фосфогипса как источника подвижных фосфатов на рост урожайности зерновых культур наблюдается лишь в засушливые годы и только при посеве по пару (.рис. 6, А-1). Активизации фосфатов способствует глубокое рыхление пара. Но последнее, облегчая на мелиорированных солонцах отток продуктов обменных реакций, на черноземных почвах приводит к избыточной аэрации и не обеспечивает оптимизации водного режима растений (табл. 9).

Во влажные годы подвижность фосфатов, внесенных с фосфогипсом, снижается, но одновременно обнаруживается активизация действия других химических элементов, содержащихся в мелиоранте. Их роль будет обсуждаться в разделе, посвященном экологическим последствиям мелиорации. Применение стандартного мелиоранта (гипса) способст-

вует связыванию фосфатов в менее подвижные формы и оказывает негативное влияние (рис. 7, A-la, А-26).

Использование азотных удобрений для стабилизации отношения P:N в связи с внесением фосфогппса оказалось по существу единственным фактором управления продуктивностью зерновых культур [34]. Независимо от погодных условий удобрения определили 39—45% общего изменения урожайности культур по непаровым предшественникам (табл.8).

Полученный в ходе восьмилетнего изучения комплексной мелиорации весьма низкий коэффициент устойчивости урожая 0,64 свидетельствует, что данная система агромелиоративных приемов, пригодная для солонцов, не является комплементарной в отношении окружающих лугово-чериоземных почв, т. к. не соответствует требованиям возделываемых на этой почве культур. Из всей системы положительное влияние на урожайность оказывают только азотные удобрения.

Резюмируя результаты изучения технологии комплексной мелиорации солонцовых земель, следует сказать, что в зависимости от преобладающих в почвенном покрове компонентов, выводы различны. Для гидроморфных -почвенных комплексов с пятнами солонцов может быть разработана единая комплементарная система агромелиоративных приемов, применение которой способствует устойчивому увеличению продуктивности зерновых культур. При проведении мелиорации на солонцовых комплексах, занимающих элювиальные элементы ландшафта, где преобладают наиболее плодородные почвы, необходимо разделять цели мелиорации и технологии возделывания культур. На таких комплексах необходима строго выборочная химическая мелиорация солонцовых пятен. Системы обработки и подбор удобрений необходимо базировать на потребностях возделываемых культур на плодородных почвах. Если применение выборочной мелиорации невозможно, то в целях рентабельного использования земельных ресурсов часть массивов со значительной долей солонцов целесообразно выводить из пашни путем залужения.

5. ЭФФЕКТИВНОСТЬ ГИПСОВАНИЯ И ОЧЕРЕДНОСТЬ МЕЛИОРАЦИИ РАЗЛИЧНЫХ ВИДОВ СОЛОНЦОВ И ИХ КОМПЛЕКСОВ

В целях разработки единых для Западной Сибири нормативов прибавки урожая при мелиорации солонцов обобщены

результаты многолетних полевых опытов,- проведенных в НИИ и ВУЗах региона, где с 1967 то 1987 г., кроме нас, вели исследования коллективы под руководством Л. С. Мигуц-кого, А. И. Парфенова, Н. В. Семеидяевоп, И. Т. Трофимова и В. А. Федоткина [28]. При коренном улучшении лугов, несмотря на большое разнообразие солонцов, в регионе практически во всех исследованиях оказалась оправданной единая технология подготовки парового поля на основе разделки дернины и мелиоративной обработки методом глубокого рыхления с последующим залужением кострецом и другими травами в сочетании с посевами донника, который является наиболее солонцевыносливой из возделываемых культур. И только на корковых и мелких многонатрневых солонцах необходимо дополнительное применение химической мелиорации.

На распаханных солонцах и солонцеватых почвах установлена преувеличенная роль окультуривающего влияния донниковых паров в качестве фитомелиорации. Оказалось, что они не обеспечивают достижения такой степени рассоления и накопления влаги, какой обладают чистые пары при условии, что окультуривающим элементом их обработки является глубокое рыхление [20, 24]. Но и последнее не обеспечивает устойчивого рассоления и тем более рассолонцевання и в основном оказывает вспомогательную роль при химической мелирации, облегчая отток продуктов обменных реакций (раздел 4). Основной путь окультуривания распаханных солонцов — химическая мелиорация с применением гипса и фосфогипса, между которыми существенные различия по величине норматива прибавки урожая отсутствуют [18, 29].

В регионе не нашли применения положительные результаты изучения гранулированного фосфогипса [18] в связи с неизбежным удорожанием мелиоранта. Не внедряется технология кислования солонцов концентрированными кислотами вследствие очень жестких требований по технике безопасности [>1, 12]. Оказалось неперспективным и применение окшары—побочного продукта переработки древесины [35], т. к. на Тобольском лесохимкомбинате не освоено производство пищевой уксусной кислоты. Из-за наличия примесей тяжелых металлов прекратилось использование в регионе железного купороса (побочного продукта лакокрасочной промышленности). Не решается вопрос о разработке месторождений самосадочного гипса в озерах Кулунды, хотя он неод-

нократно ставился сибирскими учеными перед административными органами.

Прибавка урожая в результате гипсования солонцов Сибири в отличие от солонцов европейской части страны (И. Н. Антипов-Каратаев, 1953) находится в обратной завп симостн от мощности элювиального горизонта [15]. Первой группой по необходимости мелиорации и ее эффективности являются корковые многонатриевые солонцы содового засоления, па которых без мелиорации не может возделываться ни одна культура [4, 8]. На этих почвах проведена большая часть опытов, которые свидетельствуют, что в течение 10— 16 лет после внесения гипса в дозах 27—40 т/га на каждую тонну мелиоранта получена прибавка урожая зерна (а точнее— получен урожай) 30—40 кг и кормовых культур от 24 (однолетние трапы) до 100—120 кг к. ед. (силосные культуры).

Во влажные годы прибавка урожая повышается в среднем в два раза. В засушливые — проявляются различия ь морфностп почв: на полугндроморфных солонцах прибавка уменьшается, а на гндроморфных — повышается [28].

На этих солонцах установлено повышение урожайности при увеличении нормы мелиоранта сверх расчетной на сло,"1 0—20 см в 1,5—2 раза. При этом экономический эффект достигается за счет повышения длительности последействия мелиорации (А. И. Парфенов и др., 1986). В ценах 1984 г. на 1 рубль затрат получено по 3—3,5 рубля чистого дохода.

Другую группу образуют корковые малонатриевые солонцы нейтрального засоления, при условии засоления в слое 0—40 см не выше среднего. При норме внесения гипса 6— 12 т/га обеспечивается максимальная окупаемость затрат, которая в типичные но увлажнению годы достигает 98 кг/т при урожае на контроле 2,5 ц/га. В засушливые годы средняя окупаемость 1 т мелиоранта составила 83,3 кг зерна, а в годы повышенного увлажнения — 158 кг при урожае на контроле 3,3 ц/га. Существенных различий по агрономической эффективности химической мелиорации в зависимости от морфности солонцов не прослеживается [26].

Меньше опытов в Сибири проведено па солонцах мелких и средних и практически отсутствуют многолетние исследования по эффективности гипсования на солонцах глубоких, поэтому опыты, проведенные в различных условиях, нередко дают неоднозначные результаты. Более устойчивые данные

По агрономической эффективности мелиорации получены при изучении солонцов мелких содового и смешанного засоления. В опытах на этих солонцах прослежена тенденция к криво линейной зависимости урожайности от дозы гипса с максимумом вблизи 70—100% нормы, хотя в каждом опыте уровень урожайности на контроле, и, тем более, на фоне мелиорации, определяется погодными условиями (табл. 10).

Т а б л и ц а 10

Влияние дозы фосфопшса при мелиорации мелкого малонагриевого солонца на урожайность зерновых культур, ц/га.

Опыг 9 М

Вариант 1989 г. Ячмень 1990 г. Оисс 1991 г. Ячмень 1992 г. Оиес

Контроль 12,3 6,5 8,4 10,8

Фосфогнпс, т/га

« 17,5 17,8 10,1 17,1

12 28,3 8,5 11,3 15,8

16 16,9 8,3 8,9 13,6

20 16,8 7,2 11,2 12,2

Примечание. Норма гипса по обменному N3+ — 7, по донасы-щению — 12 т/га.

По изучению гипсования средних солонцов многолетних методически выдержанных опытов в регионе не имеется, за исключением опыта А. И. Оборина, заложенного в Зауральском округе в 1962 г. и повторно проведенного в 1968 г. (в сумме 8 т/га). На гидроморфном нейтральном солонце за две ротации полевого севооборота прибавка урожая зерновых культур в среднем составила 3 ц/га или 37 кг на 1 г гипса [8]. Подобные результаты получены Р. Р. Хисамутди-новой (1980) в производственном опыте, заложенном совместно с нами в совхозе «Центрально-Любинский» Омской области в Ишимской лесостепи. При дозе 10 т/га прибавка урожая зерна за четыре года на среднем полугидроморфном солонце по гипсу ц фосфогипсу одинакова — 3,6 ц/га, а на мелком —5,8 ц/га п0 гипсу и 4,4 ц/га по фосфогипсу. Окупаемость 1 т гипса составила по видам почв соответствен}!) 36 и 58 кг зерна ежегодно.

Минимальный эффект от мелиорации при неустойчивых по годам результатах установлен на солонцах мелких малонатриевых нейтрального засоления [18]. Без мелиорации на этих солонцах урожайность в среднем составляет 6,8 ц/га, т.е. на 50—60% ниже урожайности в равных условиях на окружающих плодородных почвах. Окупаемость 1 т гипса (фосфогипса) в зависимости от условий года составляет от 8 до 46 кг зерна при норме гипса 10 т/га. Существенные прибавки урожая зависят от условий Для получения всходов (см. п. 4.1).

Независимо от величины прибавки урожая от гипсован».я пятен солонпов в производственных условиях гипсование обеспечивает рост урожайности полей, главным образом, за счет возможности соблюдения качества полевых работ на комплексном почвенном массиве [4, 12, 17, <18, 29]. В частности, в колхозе «Заря коммунизма» Любйнского района Омской области урожайность зерновых культур в бригадах, поля которых расположены на почвах солонцовых комплексов, по завершению первого тура выборочного гипсования, поднялась в среднем на 4 ц/га и практически выравнялась с урожайностью в той бригаде, где почвенный покров пред-.ставлен лугово-черноземными почвами (Л. В. Березин, А. Д. Бухаиовскпй, 1973; Л. В. Березин, Н. И. Минин, 1976; Л. В. Березин, А. С. Мигуцкий и др., 1977). Подобные наблюдения проведены в совхозе «Измайловский» Омской области и др. (Л. В. Березин, А. X. Ерх и др., 1975; Л. В. Березин, 3. И. Воропаева, 1978).

На основании обобщения результатов научных и производственных опытов, проведенных во всех оюругах региона, нами разработана группировка очередности мелиорации солонцовых почв с учетом химизма засоления и типа солонцовых комплексов (табл. 11). Согласно группировке, гипсование в первую очередь следует проводить на корковых и мелких солонцах содового засоления, а на солонцах мелких нейтрального засоления — лишь в составе комплексов с преобладанием несолонцеватых полугидроморфных тючв, но при участии в них солонцов от 30 до 50%. Если доля солонцов в комплексе меньше, то гипсование целесообразнее применять во вторую очередь. На комплексах этих же солонцов среди гидроморфных почв оно неперспективно и его в ряде случаев можно заменить периодическим глубоким рыхлением.

Таблица 11

Группировка солонцов и их комплексов и очередность мелиоративных мероприятий

Пашня

Сенокосы

Солонцовые комплексы Солонцы

Корковые Мелкие Средние Глубокие Корковые Мелкие Средние и глубокие

Содовые Нейтральные Содовые Нейтральные Содовые Нейтральные Содовые Нейтральные Содовые Нейтральные Содовые Нейтральные

1 2 3 4 5 Ь 1 7 8 9 10 11 12 13 14

° Солончаковые г1

Солончаковатые г1 Глубокозасо-

ленные г1

Солончаковые г1

Оалокчаковатые г1 Глубокозасо-

ленные г1

Полугидро-

морфные гГ

Гидроморфные г1

Комплексы с преобладанием солонцов полугидроморфных

г2 г2

г1 г1

НП р 1 (г2) НП г2

Р1 Р2

р2 НП

р2 НП

Ом(р2) Ом(р2)

НП НП

г2 г1 г1 РП РП НП НП Ом(р2)

Комплексы с преобладанием солонцов гидроморфных

р1, р1 р1

р1 р2 р2

НП НП

г 1 г 1

НП НП

р1 р1

Ом (р2) г2

НП

г 1

г2

Р1

р1

РП РП

г2

НП НП

НП

Солонцы в комплексе от 30 до 50% среди несолонцеватых почв

г1 Р1

г1 г 1

г1

р1

г2 г1'

р! Р1

р2 Р2

НП РП

гГ г1

НП НП

т1 г1

НП г 1

НП г2

г 1

г 1 г1

РП Р1

НП р!

Р1 р1

р1 р1

р! р1

р1 р1

Р1 р!

р1 р1

Окончание табл. 11

1 2 з 1 4 1 £ е 7 1 8 | 9 1'0 1 11 12 13 14

Солонцы в комплексе от 30 до 50% среди солонцеватых почв

Полугидро-

морфныг г1 г2 г1 г2 г 1 рг р1 р1 г2 НП г 1 Р1 Р1

Гидроморфныс г1' Р1 г 1 Р1 г 1 Р1 р1 р1 г2 НП г 1 Р1 Р1

Солонцы в комплексе от 10 до 30% среди несолонцеватых почв

Полугидро-

морфные г 1 г2 г1 г2 РП Р2 РП р2 г 1 г2 г 1 Р1 Р1

Гндроморфные г! НП г 1 НП РП Р2 РП р2 г 1 НП г1 Р! Р1

Солонцы в комплексе от 10 до 30% среди солонцеватых почв

Полугидро-

ыорфные г 1 Р2 г1 г2 г2 Р2 р2. РП г2 НП г 1 Р1 Р1

Гндроморфные р! Р1 г 1 Р1 г2 Р1 р2 РП г2 НП г1 Р1 Р1

Примечание. НП—мелиоративному улучшению в ближайшем будущем не подлежит; г1—гипсование в первую очередь; г2 — то же, во вторую очередь; р1 — глубокое рыхление в первую очередь; р2—тоже, во вторую очередь; РП — то же, в перспективе; Ом — омоложение травостоя..

Группировка отражает принципы сочетания особенностей, мелиорируемых солонцов и других компонентов почвенного покрова, 1В первую очередь, с учетом расположения комплексов по элементам ландшафта. Группировка солонцов и их комшлексов с точки зрения очередности мелиоративных мероприятий является первым приближением к обоснованию мелиоративного подхода к окультуриванию солонцовых комплексов в целом. Она апробирована в Омском агрохимическом центре и Омском филиале «Запснбгипрозем» и используется при составлении технорабочих проектов на мелиорацию солонцов как на пашне, так и на лугах [20]. В ЦИНАО ее используют для планирования поставки гнпсосодержащих материалов по регионам страны.

Резюмируя результаты обобщения материалов научных учреждений региона по определению эффективности мелиорации различных видов солонцов, можно отметить, что они согласуются с выводами из опытов, проведенных нами в центральной части Ишим-Иртышского водораздела. Наиболее эффективна и необходима химическая мелиорация корковых содовых солонцов. Максимальную окупаемость затрат обеспечивает гипсование корковых малонатриевых солонцов, а минимальную — мелких малонатриевых. На основании собственных экспериментальных данных и материалов коллег из НИИ и ВУЗов региона разработана группировка очередности мелиоративного улучшения с учетом химизма засоления и состава почвенного комплекса.

6. ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ МЕЛИОРАЦИИ СОЛОНЦОВ

6.1. Оценка экологических последствий кислования солонцов. Метод кислования солонцов с экологических позиций существенных возражений не встречает, т. к. он и теоретически и практически способствует улучшению свойств солонцов в более сжатые сроки, чем метод гипсования. Однако, применение концентрированных кислот, особенно в неорошаемых условиях (ОуеЫгее!, 1951; Л. В. Березин, 1969, 1973; В. Т. Усолкин, 1973; Н. П. Грабовский, 1980, 1984 и др.), может вызвать негативные последствия прежде всего для плодородия почвы и. ее микрофлоры (К- П. Пак, И. Г. Цюрупа, 1971; К. П. Пак, 1975 и др.).

В результате исследований на солонцах лесостепной зоны

Западной Сибири, отличающихся относительно высокой гу-мусированностыо и биологической активностью, установлено, что гибели микрофлоры при внесении расчетных лорм Г)0 и 86%-пои серной кислоты в гюлевыч условиях не происходит (11. С. Пономарева п др., 1980). Прпмеси углеводородов, содержащиеся в отработанной кислоте при внесении в период парования, не оказывают заметного влияния на свойства почвы, микробиологический режим и урожай сельскохозяйственных культур [1]. Па солонцах мало- п средненатри-евых полугидроморфных различия в активности микробноло гических процессов н численности микроорганизмов между гипсованием и кислованием отсутствуют. На солонце многонатриевом содового засоления в первый год после внесения, серная кислота способствовала растворению почвенных фосфатов и активизировала нитрификацию, но в дальнейшем, в результате повышенной денитрификации, содержание нитратов на кислованном солонце было таким же, как и на неме-лнорированном. Общая численность микроорганизмов после кислования не отличалась от их численности на контроле. При равной с контролем активности нитрификации и аммонификации снижение доли подвижных нитратов под влиянием высокой дозы кислоты (до 16 т/га), вероятно, обусловлено глубокой коагуляцией органо-минеральных соединений, которые становятся менее доступными для микроорганизмов (И. С. Пономарева, 1980). Это подтверждается результатами гравиметрического анализа почвенных образцов, которые свидетельствуют о существенных различиях кинетики сгорания органического вещества солонца на контроле и по вариантам мелиорации [11].

Минералогический состав коркового содового солонца (опыт 11 Г), судя по результатам термического и гравиметрического анализов, после кислования идентичен составу гипсованной почвы. Отмеченное по сравнению с контрольными образцами уменьшение экзотермического эффекта в области 575 ... 665°С свидетельствует не о разрушении органического вещества, а о его коагуляции и закреплении высокодис-персиой фракции между пакетами разбухающих минералов. И хотя заметно уменьшается при кисловании доля органики, сгорающей при 200°С, в первые пять лет наблюдений не установлено существенного изменения валового и фракционного состава органического вещества при кисловании как в

наших опытах, так и в опытах В. Т. Усолкина на солонцах Кулунды [12].

Последующие, наблюдения, проведенные (в том же опыте ИГ) А. И. Парфеновым, показали, что через 14 лет после освоения целины на контроле содового солонца сохранился в пахотном слое гуматный тип гумуса при отношении Сг: Сф =?=2,2.13 варианте с гипсованием отношение стало уже— 1,7, а на кислованном солонце значительно возросла доля фуль-ватов, особенно второй фракции, связанной с кальцием, и об--гцее отношение Сг: Сф в пахотном слое установилось 0,9. Это способствовало образованию низкомолекулярных подвижных соединений, а дефицит в почвенном растворе кальция приводит к тому, что новообразованные гуминовые кислоты слабо связываются минеральной частью и в дальнейшем легче минерализуются, чем в гипсованных солонцах (В. II. Убо-гов и др., 1987). Прочное закрепление гуминовых кислот прн кисловании, видимо, происходит под действием соединений железа, что вызывает относительное возрастание долп гуминов.

Возражения против кислования с применением концентрированных кислот К. П. Пак и И. Г. Цюрупа (1971, 1975) основывали на результатах изучения ¡потенциально подвижных соединений, экстрагируемых 5%-пой кислотой. При использовании этой же методики выявлено, что на солонцах Ишимокой лесостепи, в отличие от малогумусовых -почв Поволжья, внесение в почву 10,50 и 96%-ной серной кислоты способствует уменьшению водорастворимого гумуса с 0;2 до 0,03—0,06%, но кислоторастворимая его часть остается без изменения. Количество потенциально подвижных элементов .после мелиорации было на уровне 80—90% от контроля и оставалось'практически идентичным при кисловании и гипсовании >при явном преимуществе варианта с внесением коп-•цептрированной кислоты перед вариантом с внесением отно-сптслыюслабых-ее растворов,-которые усиливают кислотный гпДролпз.

"Существенное уменьшение. ЕКО прн внесении концентрированной кислоты (см. п. 3.3) с последующей промывкой, отмеченное в лабораторных опытах, обусловлено снижением электрокинетического потенциала, а не разрушением ППК. Кислованная почва сохранила способность к повторному насыщению обменным натрием и восстановлению шмттизпруе-

мости илистой фракции (Л. В. Березин, В. Ф. Градобоева, Л. И. Мищенко, 1978).

Приведенные результаты получены при использовании расчетных, условно оптимальных норм мелиорантов. Однако превышение нормы внесения кислоты даже в 1,5 раза вызывает, судя по лабораторным исследованиям с промывкой, значительное необмспное поглощение водорода, кислотный гидролиз и снижение ЕКО при высвобождении большого количества полуторных окислов (В. Ф. Градобоева, Л. II. Мищенко, 1980). Это свидетельствует о необходимости применения, ради сохранения 'Почвенного плодородия, крайне жестких требований к качеству орудий для проведения кислова-пия солонцовых почв.

При изучении технологии кисловання обнаружилась возможность применения отработанной кислоты в смеси с опилками или соломой [1], что позволяет избежать прямого воздействия на почву концентрированной кислоты, а также вносить кислоты серийными машинами для применения органических удобрений.

Таким образом, использование концентрированной серной кислоты в расчетных дозах на мпогоиатрнсвых солонцах, особенно при содовом засолении, не вызывает существенных нарушений в ППК и микробиологическом режиме и может быть использовано в неорошаемых условиях без опасности нарушения требований охраны окружающей среды. Но в настоящее время внедрение в производство кисловання солонцов с использованием концентрированных кислот преждевременно.

6.2. Экологические аспекты мелиорации солонцов фосфо-гипсом. В производстве с 1985 г. для мелиорации солонцов в регионе повсеместно используется фосфогипс. Возможность негативных последствий его широкого применения определяется неизбежными примесями фтора, стабильного стронция и ряда тяжелых металлов. Роль последних практически не исследована. Содержание фтора ограничивается ГОСТом (0,3% водорастворимого), но планируется его полное извлечение в ходе производства (А. А. Новиков и др., 1988). Содержание стронция не нормируется и очистка от него мелиоранта не намечается.

6.2.1. Накопление фтора в почвах и растениях. Валовое содержание фтора как в лугово-черноземной почве, так и в

солонцах Ишнмской лесостепи высокое — Збб ... 450 мг/кг, поэтому невозможно обнаружить изменение его содержания при мелиорации. Подобные выводы сделаны по ряду районов Прииртышья (Г. А. Канарбаева, 1987). Однако на корковых многонатриевых солонцах содового засоления, где расчетные нормы мелиоранта достигают 40 т/га и более, зафиксировано удвоение в мелиорированных почвах кислотораст-воримого фтора до 60 мг/кг [25]. Количество же водорастворимого фтора может быть невысоким. Это свидетельствует о необходимости контролировать содержание в мелиоранте различных форм фтора.

Установлено, что уровень кислоторастворимого фтора в мелиорированных солонцах увеличивается не только в слое внесения, но и в подпахотном горизонте и в зоне капиллярной каймы [25]. Это позволяет предположить, что он может промыться до грунтовых вод, в которых и без влияния мелиорации наблюдается его повышенное количество. В ходе сезонных наблюдений установлено, что под мелкими солонцами и луговыми солонцеватыми почвами приболотного пояса оно может изменяться от 0,6—1,0 до 1,2—3,2 мг/л [31]. Повышенное содержание фтора в грунтовых водах под засоленными почвами отмечено также и в восточной части Сибири— в Якутии (А. К. Коноровский, 1978).

Применение фосфогипса в дозе 12 т/га (среднеобластная норма) не вызывает существенного накопления фтора в почвах солонцового комплекса с участием мелкого малонатриевого солонца среди луговых солонцеватых почв (опыты 7М, 8М). Не обнаруживается корреляции между содержанием фтора в растениях и его подвижными формами в луговых солонцовых почвах (рис. 8) [29]. Прослеживается тенденция, что содержание фтора в растениях в большей мере определяется степенью солонцеватости почвы, чем дозами фосфогипса. Прямое влияние фосфогипса на увеличение содержания фтора в растениях в фазу их цветения наблюдалось нами в первые три года после внесения. Часть вносимого с мелиорантами фтора связывается в слабоподвижные соединения (Н. В. Семендяева, И. Н. Любимова и др.). Поэтому уже через 7—8 лет после мелиорации даже при высоком содержании фтора в грунтовых водах (до 3 мг/л) в зерновые культуры на гидроморфных солонцах его поступает в 3—5 раз меньше, чем в аналогичные по увлажнению годы первой ротации севооборота [33].

Проявляется связь агромелиоративных приемов с темпами накопления фтора в растениях [301. Так, в первой ротации севооборота отмечены различия в содержании фтора в зависимости от способа и глубины обработки почвы при минимальном накоплении на фойе ежегодной вспашки (рис. 8). Стимулируется поступление фтора в вегетирующпе органы растений и в солому действием азотных и азотно-фосфорных удобрений. Умеренные дозы фосфогппса в пределах 12— 20 т/га, способствуя снижению солонценатостн, могут оказать положительное влияние (рис. 9), уменьшая избыток фтора в зерновых культурах в вариантах с внесением удобрений (Л. В. Берсзнп, II. К. Грачева, 1990).

Приведенные данные не отрицают возможность негативного влияния фосфогппса па увеличение содержания фтора в почвах и растениях при внесении фосфогппса в большие дозах. По доля влияния этого фактора по сравнению с ролью свойств почв, погодных условий и других неуправляемых факторов неизмеримо меньше. Тем не менее необходим контроль за содержанием фтора в почвах и грунтовых водах, особенно в случае применения фосфогппса в больших дозах или при повторном его внесении. Такой контроль необходим в первую очередь при мелиорации гидроморфпых комплексов [331.

Во избежание негативных последствий в последние годы (1988, 1989) нами рекомендуется установить разовые предельные нормы фосфогппса по региону до 30 т/га, а по Омской области, где уже практически завершен первый тур гипсования и начинается повторное внесение — до 20 т/га (Л. В. Березин, 1991; Л. В. Березии, В. М. Красницкнй и др., 1988, 1991).

6.2.2. Накопление стронция в почвах и растениях. Вопросу накопления в растениях стронция в последние годы уделено много внимания в связи с проблемой радиационного загрязнения. Показано, что внесение в почву кальцпйсодержа-щих мелиорантов уменьшает данную опасность (В. М. Клеч-ковский, И. В. Гулякин и др., 1958, 1969, 1973; Р. М Алек-сахин и др., 1973; Ю. В. Алексеев, 1983; А. Д. Фокин, 1989 н др.). Проведенное камц изучение накопления стабильного стронция в растениях в основном подтверждает ранее выявленные закономерности. Повышение солонцеватости почв, сопровождающееся уменьшением подвижных форм кальция, способствует относительно большему накоплению стронция

и ведет к снижению в них отношения кальция к стронцию (табл. 12), хотя прямой связи здесь нет, т. к. имеет место влияние погодных условий н многих других факторов. Они не одинаково влияют на растворимость этих элементов.

В плодородных лугово-черноземных почвах Ишимской лесостепи, как и в обыкновенных черноземах Прииртышья (А. Ф. Иванов, 1990) содержание подвижного кальция, извлекаемого ацетатом аммония, в 200—250 раз больше, чем стронция, и значительных различий с кислоторастворнмымн формами этих элементов не наблюдается. В почвах гидро-морфных солонцовых комплексов отношение подвижных форм Са/5г сужается (табл. 13). Этому способствует относительно высокое содержание стронция ¡в грунтовых водах, где оно в луговых солонцах и солонцеватых почвах можег достигать 20—28 мг/л [30]. Это в 2—3 раза больше, чем в грунтовых водах солоди и лугово-черноземной почвы, занимающих более высокие позиции рельефа в пределах катены (рис. 2). Аккумуляции стронция в гидроморфных комплексах способствует образование стронцием органо-минераль-ных соединений, более подверженных миграции в сравнении с кальциевыми (Ф. И. Павлоцкая, 1964; Ф. И. Павлоц-кая и др., 1972; В. М. Прохоров, А. С. Фрид, 1972 и др.).

В годы повышенного увлажнения увеличивается степень растворимости соединений кальция. Это ведет к расширению отношения подвижных форм кальция и стронция, особенно в гумусовых горизонтах (табл. 13). Глубже закономерности нарушаются, т. к. соотношение элементов уже определяется растворимостью почвенных карбонатов.

Внесение фосфогипса дает неоднозначные результаты. В отличие от других кальцийсодержащнх мелиорантов, в нем наблюдается повышенное содержание стабильного стронция— около 3%, при отношении Са/Бг от 7 до 10, что значительно уже, чем в любой изученной нами почве. Сульфат стронция, внесенный с фосфогипсом, уже в первые три года перераспределяется по почвенному профилю, т. к. он растворяется быстрее, чем сульфат кальция. Поэтому существенной аккумуляции внесенного стронция, в отличие от фтора, не наблюдается [27].

При анализе растений установлено, что благоприятные условия увлажнения способствуют неизбирательному поглощению растениями большой гаммы элементов, в т. ч. строи ция. Это, во-первых, пе согласуется с повышением отноше-

Т а б л и ц а 12

Изменение содержания стронция в ячмене па почвах солонцового комплекса в зависимости от погодных условий

(Фаза цветения, Малиновский стационар)

Почва Типичное увлажнение, 1987 г. Недостаточное увлажнение, 1991 г.

Стронции, м г/кг Са/Бг Стронций, иг/кг Са/Бг

Лугоио-черноземная Луговая солонцеватая Солонец мелкий

Т а б л н ц а 13

Ошошенме кальции к стронцию п почвах лугопшо солонцппою комплекса

40,8+1,93

08.7 ±2,74

77.8 ±3.31

75,8+4,00

40,8+1.18 28,1 + 1,85

35,0+1,93

58,4+1,30 41,2+1,68

11,2+9,40

36,8+ 1,22 36,1 + 1,13

Экстракция

Избыточное увлажнение, 1986 г.

Контроль | Фосфогннс

Типичное увлажнение, ¡987 г.

Контроль Фосфопшс

Слой почвы, см

0—40

100

0—40

100

0—40

100

0—40

80100

Луговая солонцепатач почва

Водная 52 54 58 80 31 48 28 29

Ш14СН3СОО 180 216 216 204 85 145 58 90

Кислотная 211 800 206 212 169 350 58 273

Солонец мелкий, малонатриевый, нейтрального засоления

В'одная — — 40 — 48 29' 27 36

Ш4СНзСОО — — 92 207 65 ЮО 56 1И1

Кислотная — — 125 188 101 5СО 61 500

пин в почве кальция к стронцию, а во-вторых, специфичность солонцовых почв нарушает нередко общие закономерности синергизма и антагонизма накопления микро- и макроэлементов (А. Кабата-Педиас, X. Педиас, 1989).

Накопление в фазу цветения в зеленой массе зерновых культур стронция и изменение в них отношения кальция к стронцию зависят от сложного взаимодействия факторов среды и накопления галогенных и органогенных элементов. При различной влагообеспеченностн закономерности изменения кальциево-стронциевого отношения выражаются неодинаково:

Засушливый вегетационный период

Са/Бг =48,1+ К 0,004* * * - С1 0,0016** - П 8,5* - Уд 2,2, при = 0,84** . ..

Влажный вегетационный период

Са,/5г = 74,0 — П 12*** + К 0,002**-Р 0,006*-Кул. 0,37*+ + Уд2,1*-С1 0,001; при Я = 0,80**,

где П — ранг почвы (1—4), Кул. — ранг культуры (овсе, ячмень), Уд — азотно-фосфорные удобрения раздельно и совместно.

Химическая мелиорация в целом по почвенному комплексу в многофакторных полевых опытах (5—8М, раздел 4) не оказала существенного влияния на изменение кальциево-стронциевого отношения в растениях, но на лугово-чернозем-ной почве в результате применения фосфогипса все же заметно повысилось накопление стронция и сузилось данное отношение. Очевидно, то количество стронция, которое внесено с фосфогипсом, не оказало заметного влияния па состав почвенного раствора в богатых стронцием солонцовых почвах, по проявилось там, где его в растворе практически не имелось. При регрессионном анализе материала это проявилось в существенном и наиболее значимом влиянии различия почв п отсутствии закономерного действия фактора химической мелиорации.

Для получения однозначного ответа па вопрос о роли фосфогипса как источника повышенного содержания стронция в растениях использовались результаты полевых и вегетационных опытов с возрастающими дозами этого мелиоранта.'Закономерности влияния фосфогипса на изменение экологически сбалансированного химического состава растений изучались по принципу многомерного анализа методом главных компонент (Г. Г. Хартман, 1972; В. А. Рожков, 1975).

Установлено, что на мелком малонатриевом солонце в уело виях благоприятного увлажнения последействие мелиоранта в возрастающих дозах с 8 до 20 т/га (опыт 9 М, табл. 10) вызывает существенное изменение доли Бг, К, Си, Zn в зеленой массе овса. Они в большей степени, чем другие элементы, влияют на размер первой компоненты, которая определяет максимальный диаметр вариационного пространства химического состава растений.

По второй компоненте, характеризующей другую плоскость вариационного пространства, которая в сумме с первой составляет почти 60% общего варьирования системы, наиболее информативными элементами, коррелирующими с дозами фосфогипса являются 5 и Мп. В третьей компоненте сильнее проявляется роль фосфора. На долю дисперсии остальных элементов, в т. ч. Са и Р фосфогипс, даже при его избытке в 2—2,5 раза, влияние не оказывает. Эти результаты свидетельствуют, во-первых, об отсутствии корреляции между накоплением фтора и содержанием элементов, определяющих экологическую сбалансированность химического состава растений на солонцах, во-вторых, о разнокачествен-ности роли кальция и стронция в растениях с позиций анализа экологически сбалансированного химического состава возделываемых культур па .солонцовых почвах.

В условиях вегетационного опыта этот же вопрос исследовался при различных режимах увлажнения. Оказалось, что при прочих равных условиях изменчивость химического состава овса и пшеницы на этом же солонце с применением фосфогипса в возрастающих дозах до 40 т/га обуславливалась, главным образом, степенью накопления в растениях Са, 8г, Б, 1п. Независимо от режима увлажнения доли влияния Са и Бг были равными у обеих культур—13—15% от суммы влияния всех элементов. При оптимальном увлажнении такую же долю влияния оказывал и цинк, накопление которого имеет обратную связь с дозами фосфогипса. В засушливых условиях доля цинка в вариационной системе химического состава растений уменьшается. Наибольшие различия в составе элементов в зависимости от режима увлажнения обнаружились во второй и третьей компонентах, в т. ч. таких, как марганец и железо. В зависимости от физиологических особенностей культур, типа засоления почвы и других условий баланс экологического равновесия химического состава растений определяется различным соотношением мак-

ро- и микроэлементов. Для пшеницы в условиях оптимального увлажнения накопление стронция и его соотношение с кальцием обусловлено не столько дозой фосфогипса, сколько скоррелированным балансом ряда макро- и микроэлементов, который выражается с помощью следующих уравнений множественной регрессии:

Бг = 103,7 — К 0,005**+Б 0,016**+С1 0;014*+Си 2,5-МпО,54 при ¡1 =0,98; /ч|)ак.= 19,1; /^теор. 0,99 = 7,8;

С^&г= 17,3 —Б 0,01*—Си 2,5*+Мп 1,1+К 0,003-2п 0,8-—Доза 0,4 при /?=0,96; /^3^ = 5,6; Ргеор.= 0,99=3,4.

Для овса определенная закономерность изменения каль-циево-стронциевого отношения в зависимости от дозы фосфогипса и накопления других элементов проявилась лишь в условиях недостаточного увлажнения, а при оптимальном увлажнении отношение Са/Бг практически не зависело от дозы мелиоранта. Это дает основание считать, что причиной его изменения в растениях служит фосфогипс не как источник дополнительного поступления стронция в почву, а как фактор изменения условий питания и общего развития растений. Подтверждением этого является некоррелированное увеличение в зеленой массе и соломе зерновых культур кальция и стронция при внесении в солонцы не фосфогипса, а солей фтора и фосфора (Н. В. Семендяева и др., 1988).

Полученные материалы подтверждают обоснованность мнения А. В. Войнера (1953), который указывал, что причина болезней животных, возникающих из-за неправильного обмена веществ, которую связывают с отношением Са/Бг, лежит глубже и, вероятно, она определяется дисбалансом в содержании микроэлементов. В условиях Ишимской лесостепи это показано на примере ветеринарных исследований проф. П. К. Коровина (1967, 1970), который установил, что частые случаи заболеваемости крупного рогатого скота в со лонцовой части зоны обусловлены дефицитом в кормах кальция. Для лечения он рекомендовал применять подкормки, в которых,содержались микроэлементы.

Вскрытые зависимости кальциево-стронциевого отношения в растениях от накопления в них микроэлементов в большей мере, чем от прямого влияния возрастающих доз мелиоранта, позволяют глубже понять причины неоднозначного влияния .фбсфоптса на содержание стронция и направить даль-

иейшие исследования качества кормовых культур по нетрадиционному пути.

Резюмируя полученные материалы, можно считать, что расчетные нормы кислот и фосфогнпса не вызывают сущест венных нарушений в окружающей среде. При соблюдении технологии гипсование (в предельно ограниченных дозах на минимальный мелиорируемый слой) обеспечивает достаточный агрономический эффект при отсутствии негативного изменения в почвах и растениях. Применение фосфогнпса в дозах до 20 т д. в./га не вызывает существенного накопления в вегетнрующпх органах растений фтора и тяжелых металлов. По содержанию стронция и отношению Са/Эг заметные изменения экологически сбалансированного химического состава растений и почв наблюдаются лишь па плодородных компонентах комплексных массивов, занимающих элювиальные элементы ландшафта. Это свидетельствует о необходимости использования выборочной поконтурной технологии мелиорации для предупреждения негативных последствии при повторном проведении гипсования.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

1. Гидроморфные и полугидроморфные солонцы Лесостепной Западно-Сибирской провинции находятся в активной стадии солонцового процесса, который определяется пульсирующим водно-солевым режимом, противостоящим влиянию мелиорации. Он формируется под действием активных миграционных процессов в солонцах, залегающих в микропо-пижениях сред» плодородных почв; сезонных, годовых колебаний уровня и минерализации грунтовых иод; суточной пульсации надмерзлотнон верховодки.

2. В регионе, особенно в Ишимской лесостепи, широк) распространены солонцы мало- н многонатрневые, часто в пределах одного почвенного массива. Малонатриевость солонцов, расположенных среди полугидроморфных почв, определяется преимущественно соотношением взаимопротивоположных процессов—дернового и солонцового, тогда к л г< для солонцов среди гндроморфных почв она является следствием взаимодействия пульсирующих солевых растворов, активных миграционных потоков и биогенной аккумуляции магния на фоне высокопептнзированных неогеновых пород.

3. Повышение продуктивности распаханных корковых и

мелких солонцов может быть достигнуто с помощью химической мелиорации — гипсования и кпсловаппи поверхностного слоя. Иллювиированность подсолонцового горизонта в сочетании с высоким солевым максимумом при глубоком залегании гипса делает невозможным применение в лесостепи метода самомелиорацни солонцов.

4. Наиболее эффективна химическая мелиорация кор^а-ьыч и мелких солонцов содового засоления. Содержание ."о-допептнзнруемого ила снижается до 1—2%, обменного натрия— до 10—15%, а Доля кальция повышается максимум до 40—60% ЕКО. Окупаемость 1 тонны гипса на корковых многонатриевых солонцах составляет в среднем 30— 40 кормовых единиц ежегодно в течение срока эффективного последействия. На малопатрневых корковых солонцах она достигает 100 кормовых единиц.

5. Мелиоративная эффективность гипсования и кисловали я обусловлена, главным образом, нейтрализацнонпым характером коагуляции высокодисперсных коллоидных систем солонцов. Оба метода обеспечивают близкие результаты по вытеснению обменного натрия, снижению щелочности, пепти-зируемости и электрокинетического потенциала. Мелиоративные изменения наиболее стабильны в аэрируемом 10-санти меновом слое почвы.

(>. Улучшение водно-физических свойств солонцов при -Л'-лнорашш способствует повышению водопроницаемости и глубокому промачиванню, что вызывает активизацию водно-солевого режима и формирование псевдогидроморфпости почвенного профиля полугидроморфных СОЛОНЦОВ.

7. В гипсованных солонцах существенные изменения состава ППК происходят лишь на третий год, тогда как агрономический эффект, снижение щелочности и пептизируемостп наблюдаются с первого года использования. Длительное (более 15 лет) последствие гипса, внесенного по полной ноцме. определяется медленным его растворением по мере умень шения концентрации кальция в почвенном растворе.

8. Кислование вызывает наиболее существенную переорганизацию оптически ориентированной плазмы, разрыв кутанных покрытий и агрегацию почвенных частиц. Более быстрое наступление мелиоративных изменений при кислованнп по сравнению с гипсованием уже с первого года обусловлено не только мобилизацией внутрипочвенных запасов кальгие-внх солей и вытеснением натрия из ППК протоном кислоты,

ьо и активизацией соединений железа, вызывающих гетерб-ксагуляцию коллоидов. Последнее способствует относительной длительности мелиоративных изменений (4—10 лет).

9. Концентрированная 50. ,.86%-ная серная кислота (технически чистая илц отработанная в процессе алкилацип) в расчетных дозах, эквивалентно нормам гипса, не оказывает отрицательного влияния на микрофлору, содержание гумуса и емкость катиопного обмена.

10. Постоянно действующими факторами реставрации со-лонцеватостп мелиорированных почв, кроме высокорасположенных грунтовых вод, являются длительное промерзание и ежегодная пульсация низкотемпературной надмерзлотной верховодки, обусловливающие сезонное повышение в почвенном растворе и ППК доли натрия.

11. Оценка солонцеватости, качества мелиоративных работ п длительности последействия гипса может проводиться по величине «гипсовой потребности» — количеству калы:.;;-, поглощаемого почвой из насыщенного раствора гипса. Эталоном качества являются наиболее плодородные почвы солонцовых комплексов, характеризующиеся минимальным де фицитом Са2+.

12. Внесение фосфогипса приводит к увеличению в почве кнслоторасгворимых форм фтора и подвижных форм стабильного стронция. Избыточного накопления этих элементов растениями не установлено даже при дозах фосфогипса, превышающих норму в 2—4 раза (до 40 т/га). Кальцпево-стронциевое отношение в растениях, выращенных на мелиорированных почвах, определяется изменением соотношения в растениях макро- и микроэлементов, а не прямым влиянием стронция, вносимого с фосфогипсом.

ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ

1. Проектирование и внедрение дифференцированных экологически безопасных технологий поконтурной мелиорации и использования комплексных солонцовых почв должны осуществляться с учетом расположения солонцовых комплексов по элементам ландшафта. При проектировании мелиоративных работ необходимо руководствоваться группировкой очередности химической мелиорации почв, которая предусматривает учет морфности, тип засоления и состав солонцовых комплексов. В ней нуждается 30% распаханных солонцов Сибири (1,4 млн га).

7о

'2. На природных кормовых угодьях с преобладанием средних и глубоких солонцов система повышения их продуктивности базируется па технологии послойной обработки почьы с использованием глубокого рыхления. На корковых и частично мелких солонцах содового засоления, кроме работ г.о омоложению травостоя, целесообразно гипсование чли кислопапие в предельно ограниченных дозах для ме имоашы слоя до ¡0 см в целях обеспечения нормальных всходов.

3. Па распаханных солонцовых комплексах с преобладанием лугово-черпоземных почв, расположенных на повышенных элементах ландшафта, первоочередное гипсование необходимо па солонцах корковых и мелких содового засоления и во вторую очередь — на корковых нейтральных солонцах. Во избежание негативных экологических и агрономических последствий допустимо только выборочное гипсование в предельно ограниченных дозах из расчета мелиорации пахотного горизонта и повторного внесения мелиоранта один раз в 4— б лет. Система основной обработки п применения удобрений на мелиорированных массивах должна определяться с учетом зональной технологии возделываемой культуры и состава господствующих в комплексе почв. При невозможности выборочной мелиорации часть массива с преобладанием счггоннэз щ-леоообразно залужать и выводить пз полевых севооборотов.

4. На комплексах с преобладанием луговых почв различной степени солонцеватости целесообразно применять единую комплементарную систему агромелиоративных приемов, которая включает сплошное или выборочное гипсование в зависимости от степени солонцеватости преобладающих на массиве почв, разноглубинную обработку и интенсивное применение азотных или азотно-фосфорных удобрений, исходя из особенностей возделываемых культур. Первоочередное гипсование целесообразно на массивах с пятнами корковых и мелких солонцов содового засоления. Неэффективно гипсование нейтральных солонцов, за исключением крупных контуров солонцов мелких глубокозасоленных, которые можно мелиорировать во вторую очередь.

5. Для химической мелиорации гидроморфиых солонцов целесообразно использовать гипс, но возможно применение фосфогипса. В последнем случае необходим систематический контроль за накоплением в почве и в продукции фтора н стабильного стронция. На полях, мелиорированных гипсом.

необходимо обязательно применять фосфорные удобрения. При разработке системы удобрений массивов, мелиорированных фосфогипсом, нецелесообразно учитывать наличие фосфатов, внесенных с мелиорантом.

6. При наличии минеральных кислот возможно их применение в целях мелиорации, но при строжайшем соблюдении расчетных норм и требований техники безопасности. В первую очередь кислованне следует применять на массивах с пятнами содовых иолугидроморфных солонцов.

V. Дозы мелиорантов с учетом оптимальной мощности мелиорируемого слоя целесообразно рассчитывать методом Д(.насыщения, который эффективен для солонцов с различным содержанием натрия, магния, соды и рН среды. На многонатриевых солонцах экономия мелиорантов достигает 30—50% от доз, рассчитанных по обменному натрию. С учетом срока окупаемости затрат и во избежание негативных экологических последствий разовая предельно ограниченная доза должна рассчитываться на срок последействия ^—6 лег и не должна превышать 20 т/га в районах массового применения гипсования.

8. В специфических условиях Сибири, для устранения негативных последствий сезонного промерзания почв, в целях сохранения длительности эффекта мелиорации солонцов, особое внимание следует обращать на те мероприятия, которые ослабляют промерзание и ускоряют оттаивание почв весной: применение органических удобрений, сохранение стерни, сохранение и воспроизводство лесов и т. д.

СПИСОК ОСНОВНЫХ РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Березин Л. В., Рычкова В. К. О возможности использования сернокислотных отходов нефтехимии для мелиорации солонцов//Науч. тр./ Ом. с.-х. ин-т,— Омск, 1971, — Т. 93. — С. 117—12,4.

2. Березин Л. В. Опыт мелиорации солонцов Омской области/'Ме-лиорация солонцов/Почв, ин-т им. В. В. Докучаева. — М., 1972.— С. 111—121.

3. Березин Л. В., Градобоева В. Ф., Елкина В. С. Определение доз гипса для мелиорации солонцов методом донасытсння /Науч. тр,Ом. с.-х. ин-т. — Омск, 1973, —Т. 113. — С. 33—38,

4. Градобоев II. Д., Мш-уцкий А. С,, Березин Л. В1. Опыт мелиорации солонцовых почв в Омской области.—Омск: Зап.-Сиб. кн. изд-во, 1973, —31 с.

5. Методические указания по проведению полевых опытов н лабораторных анализов по мелиорации солонцов/ Градобоев II. Д, Мнгуц-кий А. е., Бсрезин Л. В/Ом. с.-х. ип-т. — Омск, 1974, —43-е.

6. Курбатов Л. II, Окорков В. В., Бсрезин Л.* В. Влияние химических мелиорантов на электрокннетичсские свойства соло:цов Западной Снбнри/УШв. ТСХА. — 1975 Вып. 5.— С. 104—108.

7. Кушиарснко В'. Е, Воропаева 3. И., Бсрезин Л. В. Влияние химической мелиорации на динамику влаги и состав солей мелких солонцов Западной Сибири/,'Науч. тр/Ом. с.-х. ип-т.—Омск, 1976. —Т. 150.— С. 3-7. ,

8. Берсзип Л. В. Приемы и эффективность химической мелиорации солонцовых почв в неорошаемых условиях '/Приемы н методы совершенствования мелиорации солонцов.—M., 1976. — С. 143—155.

9. Воропаева 3. П., Бсрезин Л. В., Кушнаренко В. Е. Е'лняннс промерзания и оттаивания почв на динамику солевого режима и состав обменных ионоя/ 'Науч. тр. ОмСХН. —Омск, 1977 .— Т. 152. — С. 34—39.

10. Пылышк П. А., Бсрезин Л. В., В'оропаева 3. П. Оптимальная етс-пегь крошения сэлонцов при внесении гипса,','Сиб. вестник с.-х. науки.— 1978. — К« 6. — С. 44—48.

II1. Бсрезин Л. В., Воропаева 3. П., Курбатоз А. II. Влияние гипсования и кнеловалия на физико-химические свойства коркового солонца Науч. тр./Ом. с.-х. ип-т, — Омск, 1978, —Т. 171,—С. 3—8.

12. Бсрезин Л. В'., Семеидяева Н. В. Мелиорация солонцов ' <Сшш-ПН1 П. II., Кузнецов Н. Я. Применение удобрений в Сибири. — М.: Колос, 1979. — Гл. - С. 246-258.

13. Действие серной кислоты в качестве мелиоранта на содслшовы ; почвы/Берсзин Л. В., Семеидяева Н. В, Соловей О. П., Градобос-ва В. Ф ' 'Почвы Западной Сибири, их мелиорация и эффективность удобрений/Ом. с.-х. нн-т. — Омск, 1979.— С. 35—39.

14. Берсзип Л. В. К. вопросу о производственно-мелиоративной группировке солонцов Западной Сибири "Влияние перераспределения стока вод нп природные условия Сибири. — Новосибирск, 1980'. — С. 166—170.

¡5. Бсрезин Л. В. Влияние гипсования солонцов на урожай полевых культур 1 Науч -техн. бюл./СО ВАСХНПЛ. — Новосибирск, 1980,—Вып. 50. — С. 18—22.

16. Березпн Л. В., Березина Л. В., Турсина Т. В. Мелиорация coïion-цов в богарных условиях,/, Бюл. Почв, пн-т им. В. В. Докучаева. — М„ 193.1. - Вып. 28, — С. 51— 53.

17. Бсрезин Л. В. Опыт мелиорации солонцов, п Западной Сибири'/ Земледелие. — 1981. — ЛЬ 1, — С. 41—43.

18. Берсзип Л. С'., Семеидяева И. В. Особенности технологии химической мелиорации солонцов Западной Сибири .'/Теоретические основы л

опыт мелиоративной' обработки и химической мелиорации солонцовых почв/Сб. па уч. тр ВНИПЗХ. — Целиноград, 1982.— С. 99—10S.

1;J. Берегши Л. В. Гютвешго-мелцоратшгое районирование солонцовых комплексми Зауралья и Западном Сибири/.'Интенсификация земледелий н Западной Сибири —Новосибирск, 10S5, — С, 104—111'.

20. Окультуривание и использование солонцовых и засоленных земель лесоггениом зоны Л. В. Березни, Л. Ф. Степанов. Л. Р. Макаров и др.; Под р г д. J1. Б'. Б срезана. — Омск: Ом. ни. нзд-по, 1983. — 85 с.

21. Пс'ре.зн;! Л. В„ Братцева Л. П. Химическим мелиорация луговых солинцов под; зернофуражные- культуры Науч.-техн. бюл /СО ВДСХ11ПЛ. — Ыопосибнрск, 1983. — Вып. П.— С. 22-40.

Í1. Березин Л. В., Братцева Л. П. Окшара — новый мелиорант дли еолонцозых почп/ Науч.-техн. бюл СнбНППСХ. — Новосибирск, 13Г5 — 13. — С. 26,-32.

23. Определить размеры рабочих органоз орудия для основной обработки почвы черноземио-солопцового комплекса п условиях Западной Сибири Мальцев В. В, Горохов П. В., Березин Л. В. и др ; Отчет о НИР заключит СО ВАСХНПЛ. СибНМИСХ; - Задание ГКНТ СМ СССР № 227 от 08 .07 81. п. 78; -V» ГР 018220073141; Пив. Л» 0286. 0077445. --

• Омск. 1:996 — 98 с.

24. Березин Л. В., Хамова О, Ф., Юшкевич Л. В. Окультуривание почв солонцового комплекса Западной Сибири ' Почвоведение. — 1987.— ,\5 5 — С. 39—47.

25. Березин Л. В. Фтор в солонцах после химической мелиорации/ ' Химия н сельском хозяйстве. — 1987. — Т. 25, № 2.— С. 49—50.

23. Березин Л. В. Опыт и перспективы гипсования (химической мелиорации) солонцов по зонам Омской области ' Науч.-техн. бюл./ СО ВАСХНПЛ.— Новосибирск, 1987.— Вып. IG. — О. 47—51.

27. Березин Л. В., Токарева Т. М„ Кахнович 3. Н, Влияние мелиорации солонцов фосфогнпсом на загрязнение почв Бюл./Почв. пн-т им. В. В. Докучаева.— М, 1988. — В'ып. 42. — С. 30—34.

28. Эффективность химической мелис-рации сололцов/Березин Л. В, Парфенов А. И., Семендяеоа Н. В., Трофимов II. Т ' Тез. докл. VIII В'ге-союзн. съезда почвоведов 14—18 августа 1989 г., г. Новосибирск СО АН СССР. — Новосибирск. 1989. — Кн. 5, —С. 111.

29. Сра шштельнос действие фосфогнпса и гипса на свойства и продуктивное^ пахотных солонцов Западной Сибири и Северного Казахстана ' Семеидясва Н. В., Березин Л. В., Парфенов А. II. и др.'/Исследования по использованию фосфогипса/НИУИФ. — М., 1989 —Вып 256 — С. 75—88.

30. Березин Л. В, Токарева Т. М, Сасасва- О. В. Исследования накопления фюра ц стабильного стронция в растениях п свяли с мелиорацией

солонцовых почв/'/Сиб. биол. журнал. — Новосибирск, 1991. — Вып: 3.— С. 51—58.

31. Березин Л. В., Токарева Т. М. Запас продуктивной влаги в луго-ных почвах солонцового комплекса при его мелиоративном улучшении// Совершенствование технологии возделывания зерновых и-кормовых кульТУР.— Новосибирск, 1991. — С. 87—95.

32. Березин Л. В. Влияние приемов обработки и мелиорации луговых солонцовых комплексов на урожайность зерновых культур//Науч.-техн. бюл /СцбНИИСХ. — Новосибирск, 1991, —Вып. 4,— С. 30—37.

33. Березин Л. В. Проблема экологического мониторинга на фтор и стронций в связи с мелиорацией солонцовых почв//Система методов изучения почвенного покрова, деградированного под влиянием химического загрязнения. — М , 1992. — С. 70—74.

34. Beresin L. V. Chernozem and meadow solonetz complex in Siberia and their utilization and amelioration//GenesLs and control of fertility of saH-afi'ected soils ISSS Subcommission on Salt-Affected Soils. V. V. Dokuchaev Soil In. — M„ 1991, —S. 227—229.

35? A. c. 914213, МКл\ С. 09, К 17 CO. Мелиорант для солонцовых почв Л. В. Бсрсзнн, Л. П. Кузьмина, А. Л. Бомштейн и др.; Центр, науч.-исслед. и проект, нн-т лссохим. пром-сти (СССР).-2989491/30-15; Заяпл. 24.09.80; Опубл. 23.03.82, Бюл. № 11.

Формат 60х841/|6. Бум. тип. № 3. Гарнитура литературная. Печать высокая. Печ. л. 5,0 (4,65). Уч.-изд. л. 4,7. Тираж 103 экз.