Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

ВЛИЯНИЕ ДЕФЕКАТА НА СВОЙСТВА, ПЛОДОРОДИЕ СЕРЫХ ЛЕСНЫХ ПОЧВ БИЕ-ЧУМЫШСКОГО МЕЖДУРЕЧЬЯ И УРОЖАЙНОСТЬ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ КУЛЬТУР

ВАК РФ 06.01.03, Агропочвоведение и агрофизика

Автореферат диссертации по теме "ВЛИЯНИЕ ДЕФЕКАТА НА СВОЙСТВА, ПЛОДОРОДИЕ СЕРЫХ ЛЕСНЫХ ПОЧВ БИЕ-ЧУМЫШСКОГО МЕЖДУРЕЧЬЯ И УРОЖАЙНОСТЬ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ КУЛЬТУР"



На правах рукописи

ИВАНОВ Анатолий Николаевич

Влияние дефеката па свойства, плодородие серых леспых почв Бие-Чумышского междуречья II урожайность сельскохозяйственных культур

Специальность 06.01.03 — агропочвоведение, агрофизика

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

/

пр"

Барнаул 2004

ч'

Работа выполнена в Федеральном государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Алтайский государственный аграрный университет».

Научный руководитель- доктор сельскохозяйственных наук,

профессор Иван Тимофеевич Трофимов

Официальные оппоненты: доктор сельскохозяйственных наук,

профессор

Ольга Ивановна Антонова;

кандидат сельскохозяйственных наук Ншш Викторовна Михайлова

Ведущая организация - ФГУ Центр агрохимической службы

«Алтайский»

Защита состоится » июня 2004 г, в_часов на заседании

диссертационного совета Д.220.002.01 в Алтайском государственном аграрном университете по адресу: 656049, г. Барнаул, пр. Красноармейский, 98.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Алтайского государственного аграрного университета.

Автореферат разослан « Л4 » мая 2004 г.

Ученый секретарь диссертационного совета доктор биологических наук

В.А. Рассыпное

ВВЕДЕНИЕ

В правобережье Алтайского края обширную площадь занимает зона выщелоченных черноземов и серых лесных почв. Зона расположена в междуречье ¿й/ и Чумыша.

В почвенном покрове данной территории занимают серые лесные почвы 2622,3 тыс. гектаров, пли 26,4% от общей площади сельскохозяйственных угодий. Из них значительные площади серых лесных почв используются в пашне.

Серые лесные почвы в результате длительного их использования в пашне потеряли плодородие. Содержание гумуса в старопахотных серых лесных почвах составляет 3-4%. Кроме того, они характеризуются низкой величиной рН - 3,8-4,5.

Снижение плодородия этпх почв произошло в результате длительного бессистемного использования в течение почти 60 лет, так как мало применяли удобрений, как органических, так н минеральных, не соблюдали севообороты, недостаточно высевали многолетние травы, особенно в последние 10-12 лет, возделывали на них в основном рожь, овес и гречиху.

На серых лесных почвах Бие-Чумышской возвышенной равнины урожайность яровой пшеницы не превышает 10 и/га, так как пшеница сильно страдает от почвенной кислотности.

Невысокую урожайность на этих почвах дают и такие традиционные гультуры для серых лесных, как рожь и картофель.

Причиной низкой урожайности сельскохозяйственных культур на этих почвах, по-видимому, является пониженная биологическая активность, высокое содержание грибов и патогенной микрофлоры. Эти факторы вшивают заболевания растений. Недостаток подвижных элементов питания не позволяет получать высокие урожаи хорошего качества.

Серые лесные почвы Бие-Чумышской возвышенной равнины недостаточно изучены.

Нет сведений об их минералогическом составе и качественном составе гумуса. Не разработаны пути повыше!гая их плодородия, не изучена реакция сельскохозяйственных культур на химическую мелиорацию путем внесения дефекага как источника кальция.

В этой связи данная проблема является актуальной, и ее решение не вызывает сомнений.

Цель работы: изучить основные свойства серой лесной почвы и разработать пути повышения их плодородия.

Для выполнения поставленной цели необходимо решить следующие. задачи:

1) изучить основные свойства серых лесных почв;---

2) изучить плодородие генетических горизонт ов серых^вдодКРОяв;

фонд научной литературы

3) определить параметры почвенного плодородия серых лесных почв, определяющих урожайность озимой ржи; изучить влияние дефеката на фшихо-хнмические и агрохимические свойства;

4) изучить влияние дефеката на физические и теплофнзические свойства;

5) изучить влияние дефеката на микробиологическую активность

почв;

6) изучить влияние дефеката на урожайность сельскохозяйственных культур.

7) дать экономическую оценку использования дефеката как химического мелиоранта серыхлесных почв.

Научная новизна.

Впервые изучены минералогический и валовой состав серых лесных почв, качественный состав гумуса, плодородие генетических горизонтов, параметры плодородия, определяющие урожайность ржи, дана сравнительная оценка эффективности известняковой муки и дефеката как химических мелиорантов. Изучено влияние дефеката на некоторые физические, химические свойства почв, подробно изучено теплофнзическое состояние и гидротермический режим.

Выявлено влияние дефеката на урожайность сельскохозяйственных культур, возделываемых в этой зоне.

Практическая значимости работы.

Выполненная работа является теоретической и практической основой для внедрения дефеката как мелиоранта на серых лесных почвах при возделывании на них основных районированных сельскохозяйственных культур.

Защищаемое рддфж^иия,

1) химическая мелиорация серых лесных почв с помощью дефеката обеспечивает благоприятные физические, теплофизические, физико-химические свойства и питательный режим для сельскохозяйственных культур;

2) экономическая целесообразность мелиорации серых лесных свойств дефехатом.

Апробация разуты, Материалы диссертационной работы были доложены иа конференции, посвященной 100-летию профессора Н.В. Орловского (Барнаул, 1999); на юбилейной Международной научно-практической конференции «Современные проблемы и достижения аграрной науки в животноводстве и растениеводстве» (Барнаул, 2003); на Международной конференции (Иваново, 2002); на научных конференциях агрономического факультета Алтайского госагроугашерситета (Барнаул, 2002, 2004 гг.).

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 13 работ в изданиях АГАУ, журнале «Мелиорация н водное хозяйство», в монографии и трудах международных конференций- Общий объем публикаций автора - 1,9 л. л.

Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, б глав, выводов, предложений производству, списка литературы. Содержание изложено на 128 страницах машинописного текста, включая 38 таблиц, 8 рисунков. Список литературы включает 133 источника, в том числе б на иностранном языке.

Автор выражает признательность научному руководителю - доктору сельскохозяйственных наук, профессору Трофимову Ивану Тимофеевичу за консультации и постоянную помощь при выполнении работы и подготовке диссертации. Автор также благодарит за помощь в проведении экспериментов кандидатов сельскохозяйственных наук М.В. Толстова, JI.A. Ступину, Л.И. Бялкову, кандидата биологических наук B.C. Курсакову и студентов агрономического факультета АГАУ.

Глава 1. Серые лесные почвы н условия их формирования

На территории -Чумышского междуречья серые лесные почвы формируются в условиях хорошей дреиированности. Здесь, в отличие от степной части Западной Сибири, не создаются условия для процессов осо-лодения и осолонцевания, а проявляется в сильной степени оподзоливание этих почв. Значительные площади серых лесных почв сформированы па древних террасах Оби под суходольными березовыми лесами с примесью осины и сосны.

Район исследований расположен на древней террасе реки Обь, которая сложена древнеаллювиальными отложениями суглинистого гранулометрического состава.

Погодные условия в годы исследований существенно различались. 1999 год был засушливый, ГТК2 равен 0,6. 2000 г. отличался повышенной увлажненностью в мае-июне, а ГТК] составлял 1,84. В 2001 году было равномерное распределение осадков, ПК) - 1,09, ГТКг= 1,18.

Глава 2. Серые лесные почвы, их свойства н плодородие

Преобладающие почвы района исследований представлены серыми лесными почвами средне- и маломощными среднегумуснымн в целинном состоянии, мало гумус кы м и в пашне.

По гранулометрическому составу серые лесные почвы района исследований на древнеаллювиальных отложениях средне- и легкосуглинистые.

В составе минералов во фракции > 0,001 преобладает кварц (~ 40%) при значительном участии полевых шпатов и слюд. Такой минералогический состав характерен для аллювиальных отложений.

Профиль серой лесной почвы четко дифференцирован по содержанию оксидов кремния, алюминия и железа и характерен для этого типа почв.

Содержание гумуса в гумусовскэлювиальном горизонте целинной почвы — около 5%, под влиянием длительного использовагшя в пашне содержание его падает до 3%. В составе гумуса горизонта А целинной почвы преобладают бурые гуминовые кислоты, которые придают гумусовому горизонту светлую окраску. В горизонте Ami в составе гумуса увеличивается содержание гуминовых кислот, связанных с кальцием.

Кислотность серых лесных почв района исследований обеспечивается ионами водорода при незначительном участии алюминия.

Наиболее плодородным горизонтом серой лесной почвы является горизонт А] и А,,*,. Элювиальный горизонт отличается пониженным плодородием, однако для таких культур, как люпин и вика мохнатая яровая, он является плодородным, так как урожайность не падает на этом горизонте, При углублении пахотного горизонта этих почв путем припашки элювиального культурой - освонтеяем могут быть люпин и вика мохнатая.

Серые лесные почвы района исследования пригодны для возделывания озимой ржи. В зависимости от плодородия урожайность в благоприятные годы варьирует от 17,6 до 72,3 ц/га.

На основе полученных информационно-логических моделей плодородия серых лесных почв для озимой ржи необходимо поддерживать в почве содержание гумуса »а уровне 3,1-3,5^, емкость поглощения 13,6-15 мг-экв. на 100 г почвы, величину pHt больше 5.

Глава 3. Объекты, методика и методы проведения исследований

Опыты по изучению эффективности дефеката, минеральных удобрений и их совместного действия были заложены на освоенной серой лесной почве на территории Косихинского района.

Доза дефеката была определена по величине гидролитической кислотности. Комплексное минеральное удобрение вносили ежегодно по 60 кг действующего вещества (NPK).

Для изучения эффективности мелиоранта была заложена серия опытов.

Опыт №1 был заложен для изучения действия дефеката, минеральных удобрений и их совместного действия на свойства серой лесной почвы и урожайность основных сельскохозяйственных культур возделываемых в этой зоне: озимой ржи «Чулпан», озимой пшеницы «Комсомольская 56», тритикале «Алтайская 2», овса, гороха «НеосыпающиЙся 1», картофеля «Адретта», вики озимой «Фортуна», вики яровой «Нежиостебельная», клевера и люцерны.

Опыт Ка 1 включал следующие варианты: контроль, дефекат — 15 т/га, ЫбоРвоКбв» дефекат 15 т/га + К6оРбоКзд

Опыт по данной схеме закладывали ежегодно в паровом поле. Площадь делянки — 18 мг, повторность трехкратная. Опыт был повторен в течение трех лет.

Опыт № 2. В этом опыте изучали срашпггельную эффективность мелиорации серых лесных почв дефекатом и известью (СаСОз) ГОСТ 4530-76 в полной дозе (определенной по гидролитической кнелотностн). Площадь опытных делянок составляла также 18 м1.

Кроме того, была заложена серия вегетационно-полевых опытов по изучению отзывчивости полевых и кормовых культур на химическую мелиорацию, совместное применение мелиоранта и удобрений серых лесных почв. Площадь делянки — 1 м', делянки одна от другой изолированы были полиэтиленовой пленкой. Повторность ~ трехкратная. Дефекат вносили в паровое поле, удобрения при посеве.

Для обоснования приемов обработки был заложен опыт по изучению плодородия генетических горизонтов серой лесной почвы. Вегетационный опыт был заложен методом «развернутого разреза» (Захаров, 1946) в сосудах, вмещающих по 2 кг почвы. Плодородие горизонтов серой лесной почвы оценивалось по урожайности надземной массы следующих культур: фасоли «Сиреневая», ячменя «Сигнал», люгаша однолетнего, вики мохнатой «Нежностебельная», С целью изучения видов мелиорантов и их доз на свойства серых лесных почв и урожайность ячменя и гороха был заложен вегетационный опыт. В опыте изучали сравнительную эффективность дефеката и СаСОэ в дозах: 0,5 Нг; 1 Нг; 1,5 Нг.

В качестве известьсодержащего мелиоранта применяли дефекат (ТУ 9112-2005, 800080-95), который является отходом свеклосахарного производства. Известь, используемая для очистки свекловичного сока выпадает в идее мельчайшего осадка углекислого кальция с размером частиц около 17 микронов. После естественной сушки при влажности 25-30% он превращается в легко рассыпающуюся массу, которую можно вносить в почву без какой-либо переработки. Эта масса не слеживается и не комку-ется.

По данным О.И. Антоновой (1997), дефекат Черемновского сахарного завода содержит 50% СаО, органического вещества - 15%, азота — 0,4%, Р205 - 0,4%, К20 - 0,5%, Ре - 138 мг/кг, Си - 40, В - 2,6, Мо - 0,66, Ъа -14,0, Мп - 90, С - 9мг/кг почвы.

Наши исследования показали, что влажность дефеката Черемновского сахарного завода в период внесения его в почву составляла 14,1%, величина рН 8,07, содержание карбонатов 54%, содержание общего азота 0,47, фосфора 0,51, калия 0,48% от массы дефеката.

Нами в дефекате были определены тяжелые металлы: свинец (12,96 мг/кг), кадмий (0,83), меда (14,32), цинк (39,63), ртуть (0,024).

Содержание этих элементов не превышает ПДК.

В вегетационных и вегетациопно-полевых опытах применяли СаСОэ (ГОСТ 4530-76000 Полихром), который представляет собой топкий порошок, проходящий через сито 0,01 мм.

В качестве удобрения применяли комплексное удобрение (нитроаммофоска марка А), содержащее по 18% каждого ш действующих веществ (КРК).

Свойства почв в лабораторных условиях проводили общепринятыми методами: рЦ. — потенциометр ически ГОСТ 26483-85; гидролитическая кислотность Нг по Каппену ГОСТ 26212-91; алюминия по АЗ. Соколову; содержание гумуса но Тюрину в модификации Симакова ГОСТ 26213-91; подвижного фосфора и калия по Чнрикову ГОСТ 26204-94; нитратный азот калориметрически с дисульфо феноловой кислотой, содержание кальция и магния ГОСТ 244 87-85.

Гранулометрический состав почв определяли по Качпнскому, содержание водопрочных агрегатов по Савинову, валовой состав на кванто-метре, минералогический состав фракции > 0,001 мм - иммерсиопным методом, качественный состав гумуса определен по Пономаревой и Плотниковой. Теплофизическое состояние и гидротермическне режимы были определены нами совместно с С.В. Макарычевым по его методике.

Количество микроорганизмов учитывали методами, принятыми отделом почвенных микроорганизмов института микробиолога» АН СССР (Методы почвенной микробиологии, 1991).

Одновременно с отбором почвенных проб определяли влажность почвы термостатно-весовым методом.

Количественный и качественный состав зимогенной флоры определяли на плотных питательных средах глубинным методом посева. На среде МПА определяли бактерии, использующие органический азот почвы (из разведения 10"6), на КАА — актином вдеты и бактерии, использующие минеральный азот (из разведения 10"*), грибы на подкисленной среде Чапека (из разведения Ю-3). Пересчет кол^гчества микроорганизмов проводили на

1 г абсолютно-сухой почвы с учетом влажности образца и степени разведения почвенной суспензии.

Учет урожая возделываемых культур проводили сплошным методом со всей делянки. Анализ структуры урожая проводили согласно методике Госсортоиспытания полевых культур.

Урожайные данные обрабатывали дисперсионным методом Б.А. Доспехова и информационно-логическим анализом (Пузаченко и Мош-кип). Расчет экономической эффективности — по методике ВИК.

Глава 4. Влияние видов и доз мелиорантов на свойства серых лесных почв

Обстоятельные исследования по эффективности дефеката на черноземах выщелоченных проведены О.И. Антоновой (1997). Она утверждает, что дефекат более эффективен, чем другие калышйсодержащие мелиоранты.

Напиши исследованиями установлено, что дефекат на серых лесных почвах оптимизирует их физико-химические свойства, повышает степень насыщенности почв основаниями, повышает величину рН, снижает гидролитическую кислотность, улучшат пищевой режим (табл. 1).

Дефекат является более эффективным мелиорантом, чем СаСО}. Если при внесепии дефеката дозой 1,5 Нг степень насыщенности почв основаниями достигает 96%, то СаСОз повышает степень насыщенности почв основаниями до 93%. Содержание нитратов в почве увеличивается с повышением дозы мелиоранта.

Дефекат оказывает наибольшее влияние па свойства почв в зоне их внесения.

Под влиянием кальция дефеката происходит коагуляция коллоидов в почве и улучшается ее структурное состояние. Уже через три месяца после внесения дефеката по пару содержание водопрочных агрегатов > 0,25 мм увеличивается с 11,3 до 17,1%. На содержание водопрочных агрегатов оказывают влияние не только внесенные мелиоранты, но и возделываемые культуры, так под озимой рожью без внесения дефеката содержание водопрочных агрегатов было 24,4%, а под озимой рожью в сочетании с викой количество их увеличилось до 29,2% (табл. 2).

Однако, под влиянием дефеката и возделывания полевых культур содержание водопрочных агрегатов в почве до уровня содержания их в целинных почвах не достигнуто.

Улучшение структурного состояния способствует снижению плотности пахотного слоя до оптимального уровня для полевых культур.

Таблица!

Влияние дефеката на физико-химические и агрохимические свойства серых лесных почв (озимая рожь, 1999-2001 гг., слой 0-20 см)

Варианты 1999 г. 2000 г. 2001 г.

Нг 5 V, N0, РА К/) рНя. га- 5 V, % N. N0, РА, Нг в V, % N0, РА

мгла, на 100 г почвы мг/кг почвы мм». на 100г почйы мтЛсг почаы мглга, на 100 г почвы мг/кг почвы

Начал» трубкованн»

Контроль 4,« 5,4 11.1 67 7,3 244 89 4,9 10,9 69 6,2 184 83 4,4 5,2 10,7 67 3,9 126 71

Дгфекат 15 т/га 5,9 2,2 12.7 85 ■3,4 201 91 6.1 1,9 12.9 «7 ил 190 80 6,0 2,0 13,0 86 ьа 135 79

ХаРщКло V V 11,0 70 13,0 250 87 4,8 4,6 10,8 70 10,1 198 89 4,9 4,8 10,9 69 8,1 140 82

Дефекаг + 5,7 2,9 11.3 КО 14,2 203 95 5,9 2,8 12,3 81 12.4 205 91 5,8 2,7 12,5 82 9,2 145 81

Цветение

Контроль 4,9 4,9 11,2 69 4,1 203 80 4,7 11,0 70 3,9 190 78 4,8 4,7 11,4 70 2,0 1)6 68

Дефеит 15 т/га 6,а 2,1 11,9 № 9,1 (ВО 87 6,2 2,0 12.6 £6 7Д 175 81 и 1,9 ИД 87 4,3 121 75

4 л 4,5 11.0 71 8,1 201 »1 4.6 4,6 10.1 68 8,0 195 85 4.7 4,9 10,8 69 2,9 130 83

Дефеит+ 5.8 2,6 12,3 83 8,7 199 92 5,9 2,5 12,2 81 4,0 206 47 6,0 2.5 14,0 84 1.8 128 80

Полная спелость

Контроль 4,9 М 11,0 69 2.2 191 78 5,0 Л* 11,1 69 1,8 156 69 45 5,1 11,0 68 101 66

Дефвкат 15тЛа 6,2 2,0 12,4 86 6,3 176 84 6.3 1,8 12,7 87 4,3 135 71 6,4 1,7 13,9 89 2.3 119 73

4,9 4,3 10,9 72 8,0 205 90 4,9 4,5 10,2 71 2,8 170 85 4.8 5,2 11,0 67 2,0 121 79

Дефет + МЛК» 5,9 2,7 12,4 82 8,9 187 96 6.0 2,3 12,4 84 1,8 180 91 6,1 2,2 13,9 86 1,9 131 81

Таблица2

Влияние дефект сельскохозяйственных культур на структурное состояние серых лесных почв

(пахотный слой)

Вариант опыта, культуры Метод выделения Размер агрегатов, мм; содержание, % Коэффициент структурности

>10 10-7 7-5 5-3 3-2 2,1 1-0,5 0,5-0,25 <0,25 >0,25

Целина под лесом Г 6,1 4,8 11,3 16,3 21,0 18,6 8,1 5,3 8,5 91,5 5,88

и" 1Л 7,4 13,3 16,1 16,7 11,7 3,2 24,4 75,6

Озимая рожь» контроль 1 56,4 7,6 5,3 4,8 4,7 5,7 4,2 3/) 8,3 91,7 0,54

II 2,7 1.1 1,0 и 2,0 6,6 9,7 75,6 24,4

Озимая рожь, дефекаг 15 т/га г 40,6 У,5 8,1 7,0 8,3 7,6 6,0 4,2 8,7 91,3 1,02

11 1,1 0,3 и 1,4 3,0 12 13,7 67,2 32,8

Озимая рожь + озимая вика, контроль I 47,3 9,8 6,8 7,3 7,8 8,3 3,1 2,7 6,9 93,1 0,85

11 1,7 2,0 1,7 3,0 8,0 11,1 70,8 29,2

Озимая рожь + озимая виса 15 тЛи 1 41,8 10,7 7,6 6,9 7,8 8,0 84 2,7 61,0 39.0 1,09

п 0,9 1/5 1.6 2,0 3,8 13,7 13,8 62,8 36,8

Г- сухое просеивание. II" - мокрое просеивание.

Применение дефеката оказывает значительное влияние на теплофи-зичесхие свойства и тепловой режим. Применение дефеката увеличивает теплопроводность и температуропроводность. Эти показатели па контроле составляют 2б9-106м1 и 468 Вт/м-К, а на мелиорированном фоне 389*106м2 и 534 Вт/мК.

Первые данные по теплопотокам были получены в 1999 г. Исследованиями установлено, что по черному пару сформировались повышенные величины теплопотоков, без дефеката они составляли 247, а на мелиорированном фоне 205 Вт/м2. Под посадками картофеля онп были соответственно 179 и 148 Вт/м2. То есть затенение поверхности почвы растениями снижает величину теплопотоков. Значительное влияние на интенсивность теплопотоков оказывает теплоемкость. Там где теплоемкость почвы выше, поток тепла больше, и наоборот. Поэтому наибольший теплоноток в почву наблюдался на контроле по черному пару, где слой 0-20 см характеризовался максимальной теплоемкостью. Дефекат, как мелиорант снизил поступление тепла в почву. В среднем на немелиорированных серых лесных почвах тепловые потоки были максимальными по сравнению с мелиорированными, где вносился дефекат. В то же время выращиваемая культура повлияла на величины теплопотоков; наибольшими они оказались под пшеницей (125,8 и 113,5 Вт/м2, соответственно на контроле и дефекате), под соей они составили 78,5 и 59,5 Вт/м2, под бобами - 46,9 и 17,4 Вт/м2, а под клевером - 24,4 и 23,9 Вт/м1. Одной из главных причин такого распределения тепла в почве заключается, по-видимому, в степени затенения поверхности растениями.

Улучшение физико-химических свойств почв: оптимизация величины рН, насыщение почвенного поглощающего комплекса кальцием, уменьшение гидролитической кислотности, повышение степени насыщенности почв основаниями приводит к оптимизации условий жизни возделываемых растений и микрофлоры.

11а мелиорированных почвах повышается активность почвенной микрофлоры: повышается количество бактерий, актиноминетов и целлю-лозоразрушающих микроорганизмов, в то же время в серых лесных почвах резко снижается численность грибной флоры. Максимальная численность микроорганизмов в почвах отмечается в наиболее теплый и влажный период (середина июня).

Глава 5. Влияние мелиорантов и удобрений на урожайность сельскохозяйственных культур

Улучшение почвенных условий под влиянием мелиорантов и удобрений приводит к повышению урожайности возделываемых культур.

Озимая рожь «Чулпан» - культура устойчивая к почвенной кислотности, однако улучшение физического состояния почв и питательного режима при известковании повышает ее урожайность. Обобщение результатов опытов в нечерноземной зоне РФ показывает, что прибавки колеблются от О до 0,35 т/га.

Опытами по сравнительному изучению дефеката и известняка в эквивалентном количестве на урожайность озимой ржи «Чулпаи» установлено, что средняя урожайность за 3 года по дефекату повышается на 45% н на 34,6 по известняку. Разница по мелиорантам незначительна и находится в пределах ошибки опыта (табл. 3).

Нашими исследованиями установлено также, что дефекат в среднем за 3 года урожайность озимой ржи повышает на 41,4%, минеральные удобрения МбоР^оКи обеспечивают повышение урожайности озимой ржи на 55,2%, то есть они более эффективны чем дефекат. Однако, действие дефеката в наших опытах сохраняется уже в течение 5 лет, а удобрения действуют в год внесения. Особенно эффективен дефекат в сочетании с Ни>Р«)К«>. Урожайность озимой ржи «Чулпан» в среднем за три года повышается с 2,51 до 4,88 т/га,или почти в 2 раза (табл. 4). Увеличите урожайности происходит за счет количества зерен в колосе, увеличения массы зерна одного колоса и повышение массы 1000 зерен.

Картофель. Эта культура может расти и развиваться как на кислых, так и слабощелочных почвах. Однако, оптимальная среда для него слабокислая, величина рН 5-6,5. Эффективность известкования под картофель зависит от многих факторов, поэтому действие извести может быть отрицательным или положительным.

В наших опытах применение дефеката в дозе 15 т/га увеличило урожайность картофеля на 29%, при урожайности на контроле 14,02 т/га (табл. 5), совместное применение дефеката (15 т/га) и минеральных удобрений (НюРмК^) повысило урожайность картофеля сорта Адретта с 14,02 до 28,12 т/га, или в 2 раза.

Таким образом, следует особо отметить, что дефекат для культур относительно устойчивых к почвенной кислотности (озимая рожь и картофель) является ценным как мелиорантом, так и удобрением.

Таблица 3

Влияние ендов мелиорантов на урожайность озимой ржи «Чуплан» па серых лесных почвах, т/га

Годы исследований Средни* за три гада

Варианты 1999 2000 2001

урожайность прибавка к контролю, % урожайность прибавках контролю, К урожайность грмбаака к контролю, % урожайность прибавкяк контролю, %

Контроль 3,24 - 3,09 - 1,63 - 2,63 -

Дефекат и т/га 4,50 33,8 4,30 39,1 2,61 60,1 3,80 45,0

СаСО, 7.5 т/га 4,21 29,9 4,11 33,0 2,30 41,1 3,54 34,6

НСР« 0,19 - 0,34 : - 0,26

Таблица 4

Влипни« дефеката и удобрений на урожайность озимой ржи «Чулпан» на серой лесной почве, т/га

Варианты Годи исследований Среди» за три года

1999 2000 2001

урожайность прибавка к контролю, % урожайность ирибаакак контролю, % урожайность прибатк контролю, % урожайность прибавка к контролю, %

Контроль 2,97 . 2,74 . из - 2 Л -

Дефекат 15 т/га 3,73 25,6 3,98 45,2 2,81 53,5 3.51 41,4

МиР^К« 3,98 34,0 4,58 67,2 3,01 64,4 3,85 55,2

Двфекиг + МтРЛ^ 4,Я 51,8 5,83 112,7 4,32 136,1 4,88 1Ш

НСРит/га 0,23 0,32 0,29

Таблица 5

Влитие дефеката я минеральных удобрений на урожайность картофсдж (сорт Лоретта) на серой лесной почве, т/га

Варианты Годы исследований Средняя та три год*

1999 г., \6орка 20,08 2000г„ сборка 17.08 2001 Г., уборка 8.0!

урожайность првбавка к котролю, % урожайность прибавка к контролю, % урожайность прибавках контролю, % урожайность прибавка к контролю, %

Контроль 16,47 . 13,69 * 11,90 - 14,02 -

Дефекат 15 т/га 20,70 25,7 18,63 36,1 14,99 25,9 13,10 29,2

МдаРАп 20,68 25,5 22,34 63,1 18,34 54,1 20,45 29,1

Дефекат + ЫдаР^К« 32,11 95.2 28,15 105,6 24,10 102,5 28,12 100,5

ИСР«т/га 0,90 - 1.12 • 1,07

Другие озимые культуры (озимая пшеница «Комсомольская 56», тртикале «Алтайская») повышают урожайность на мелиорированном фоне в 2 раза. Особенно эффективно возделывание на кислых почвах тритикале. Урожайность этой культуры в 2 раза выше, чем озимой пшеницы. Все изученные нами культуры (озимая вика мохнатая, яровая вика мохнатая, люпин однолетний, горох, фасоль, люцерна и клевер луговой) повышают урожайность зерна и сена на мелиорированном фопе на 36-52%. Только люпин однолетний обеспечивает на мелиорированном фоне мшшмальную прибавку пли не отзывается на мелиорацию.

Глава 6. Экономическая эффективность возделывания сельскохозяйственных культур на мелиорированных серых лесных

почвах

Экономическая эффективность химической мелиорации и применения удобрений выражается прибавками урожайности. При расчете экономической эффективное™ от применения химической мелиорации и внесения удобрений были рассчитаны затраты на производство 1 т зерна пшеницы и 1 т картофеля за три года. Расчет осуществлялся в текущих ценах 2003 г.

Уровень рентабельности производства озимой ржи при использовании дефеката и удобрений на серых лесных почвах показал, что он колеблется от 108 до 152%.

Расчет экономической эффективности возделывания картофеля на мелиорированных серых лесных почвах показал высокий уровень рентабельности проводимых мероприятий. Наибольший уровень рентабельности (165%) получен на варианте совместного использования дефеката и комплексного минерального удобрения. Затраты на мелиорацию дефека-том 15 т/га и внесение удобрений (НбЛоКбо) как в чистом виде, так и совместно с дефекатом окупаются за 1 год.

Выводы

1. Серые лесные почвы Обь-Чумышского междуречья сформированы на древнеаллювиальных и лессовидных суглинках под березовыми лесами с примесью осины и сосны и характеризуются признаками оподзоли-вааия.

2. В минералогическом составе фракции > 0,001 мм во всех генетических горизонтах преобладает кварц (более 40%), количество полевых шпатов, как правило, в 2 раза меньше, в значительном количестве встречаются слюды. Тяжелая фракция минералов представлена сфеном, магнетитом, ильменитом, эпилогом и др.

3. Профиль серой лесной почвы как в целинном состоянии, так и в пашне по содержанию оксидов кремния, алюминия и железа четко дифференцирован. Об этом свидетельствуют данные валового состава и коэффициенты элювиальной аккумуляции.

4. В серых лесных почвах наибольшее содержание гумуса отмечается в тумусово-элювиальном горизонте А1. В составе гумуса этого горизонта преобладают бурые гуминовые кислоты, которые предают почвам светло-серую окраску при содержании гумуса 5%. В старопахотных почвах количество гумуса в пахотном горизонте уменьшатся до 3%. В составе гумуса увеличивается количество гуминовых кислот, находящихся в форме гуматов кальция, растворимых в 0,1 НИаОН.

5. Наиболее плодородным является тумусово-элювиальный горизонт А|. Наименее плодородный элювиальный горизонт Аг. Однако бобовые культуры, люпин и вика, не снижают урожайность надземной вегетативной массы при выращивании на материале этого горизонта, поэтому углубление пахотного горизонта первой культурой — освоигелем должен быть люпин.

6. На основе информационно-логического анализа установлено, что наибольшее влияние на урожайность озимой ржи «Чулпат» на серых лес-пых почвах оказывает мощность гумусового горизонта, содержание гумуса и величина рН.

7. Дефекат как отход сахарных заводов является ценным мелиорантом для кислых серых лесных почв и по своей эффективности превосходит СаСОз в тоикоразм олотом состоянии.

Под влиянием дефеката оптимизируется величина рН, повышается степень насыщенности почв основаниями с 67-69 до 88-89%, повышается содержание нитратов, однако незначительно снижается содержание фосфатов, количество калия остается стабильным.

9. Применение дефеката улучшает физическое состояние почв: увеличивается содержание водопрочных агрегатов под озимой рожью с 29,2 до 36,8%. Содержание ценных агрегатов 2-5 мм приближается к оптимальному количеству, которое составляет 20%.

Улучшение структурного состояния серой лесной почвы приводит к сиижетпо плотности в пахотном слое под рожью с 1,46 до 1,24 г/см1.

10. Применение дефеката увеличивает теплопроводность и температуропроводность в слое 0-30 см, особенно на глубине 10-20 см. Эти показатели на контроле составляли 269-Ю6 м1 и 468 Вт/м-К, а на мелиорированном фоне 389-10* м2 и 534 Вт/м-К. Тепловые потоки на мелиорированном фоне значительно ниже, чем на контрольном варианте.

11. Внесение дефеката оказывает положительное влияние на накопление бактерий, актином нцето в и целлюлозоразрушающих микроорганизмов и снижает резко численность грибной микрофлоры.

12. Внесение дефеката в дозе 15 т/га и эквивалентное количество дефеката повышает урожайность ржи в среднем за 3 года на 45 и 34,6 соответственно. Наиболее эффективен дефекат в сочетании с минеральными удобрениями, урожайность в среднем за 3 года повышается с 2,51 до 4,88 т/га, или почти в 2 раза.

13. Урожайность картофеля «Адретга» под влиянием дефеката повышается в среднем за 3 года с 14,02 до 18,1 т/га, иди на 29,2%. Применение дефеката совместно с удобрениями повышает урожайность до 28,12 т/га, или в 2 раза. Низкой отзывчивостью на мелиорацию почв дефекатом отличается люпин, остальные изучаемые культуры как злаковые, так и бобовые повышают урожайность на 28-50%.

14. Расчет экономической эффективности возделывания озимой ржи и картофеля показал высокий уровень рентабельности от применения дефеката, особенно совместно с минеральными удобрениями. Затраты на мелиорацию почв дефекатом 15 т/га и внесение удобрений в дозе N^jP^K«, в чистом виде совместно с дефекатом окупаются за одни год.

Предложения производству

Серые лесные почвы Бие-Чумышского междуречья отличаются пониженным плодородием вследствие их кислотности и недостаточного содержания в почве элеме!Ш)в минерального питания. Эффективным приемом повышения их плодородия является мелиорация с помощью дефеката, который является отходом производства сахарных заводов.

Оптимальная доза дефеката определяется по величине гидролитической кислотное Л1.

Для среднекислых почв легко-, среднесуглинистого состава доза дефеката для слоя 0-20 см около 15 т/га. Внесение дефеката должно осуществляться в паровом поле или под зяблевую обработку.

Список работ, опубликованных по теме диссертации

К Макарычев C.B., Мазиров МЛ., Иванов А.Н. и др. Теплофизические свойства и режимы в антропогенно-нарушенных почвах. М., 2003.153 с.

2. Шалагннова Л.И., Иванов А.Н., Трофимов И.Т. Влияние химической мелиорации на численность микроорганизмов // Почвенно-агрономические исследования в Сибири. Барнаул, 1999. Вып. КС. 63-66.

3. Курсакова B.C., Иванов А.Н., Трофимов И.Т. Влияние свойств почв солонцово-солончаковых комплексов на урожайность ржи озимой // Почвенно-агрокомические исследования в Сибири. Барнаул, 1999. Вып. 2. С. 87-97.

4. Чернецова Н.В., Иванов А.Н., Толстое М.В. Влияние известкования на структурное состояние почв И Почвенно-агрономические проблемы Западной Сибири. Барнаул, 2000. С. 56-59.

5. Макарычев C.B., Иванов А.Н., Трофимов И.Т. Теплофизические особенности серой лесной почвы Бие-Чумышской возвышенности I! Почвенно-агрономические проблемы Западной Сибири. Барнаул, 2000. С. 6366.

6. Курсакова B.C., Ступина Л.А., Вялкова Л.И., Иванов А.Н. Влияние химической мелиорации на качественный состав зимогешой флоры серых лесных почв I! Почвенно-агрономические проблемы, Западной Сибири. Барнаул, 2000. С. 50-56.

7. Иванов А.Н. Минералогический состав «скелетной» фракции серых лесных почв Бие-Чумышской возвышенной равнины // Вестник АГАУ. Барнаул,2001. J&4.С. 143-145.

8. Курсакова B.C., Вялкова Л.И., Ступина ЛА., Иванов А.Н. Влияние химической мелиорации и удобрений на динамику и качественный состав микроорганизмов серых лесных почв // Вестник АГАУ. Барнаул, 2001. №4. С. 211-213.

9. Трофимов И.Т., Царева Л.Е., Иванов А.Н. Пути повышения про-дуктявиости вики мохнатой на серой лесной почве // Вестник АГАУ. Барнаул, 2001. Na 4. С. 274-275.

10. Трофимов И.Т., Иванов А.Н. Мелиорация щелочных и кислых почв в Алтайском крае // Мелиорация и водное хозяйство. 2001. №4. С. 4851.

11. Ступина Л.А., Курсакова B.C., Иванов А.Н. Влияние химической мелиорации на микробиологическую активность серых лесных почв // Вестник АГАУ. 2002. С.155-159.

12. Макарычев C.B., Трофимов И.Т., Иванов А.Н. Оптимизация теп-лофизического состояния серых лесных почв Алтая при использовании дефеката // Труды международной конференции. Иваново, 2002.

13. Трофимов И.Т., Иванов А.Н., Ступина Л.А. Влияние химической мелиорации на свойства серых лесных почв и урожайность сельскохозяйственных культур // Современные проблемы и достижения аграрной науки в животноводстве и растениеводстве: Сб. стат. Барнаул: Изд-во АГАУ, 2003.4.2. С. 157-160.

Л Л^

. Ae'^'Of j

I CMu^BS^ сф>

tyo.pfy- dt/JisL. wOee-

JwM'

_ЛР J& 020648 от 16 декабря 1997 г._

Подписано в печать 20.05.2004 г. Формат 60x84/16. Бумага для множительных аппаратов. Печать ризограф пая. Гаршттура «Times New Roman». Усл. печ. л. 1,0. Уч.-изд. л. 0,8. Тираж 100 экз. ЗаказЛгЗ/.

Издательство АГАУ 656099, г. Барнаул, пр. Красноармейский, 98 62-84-26

tIM 2 4 i 6