Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Влияние длительного орошения на гумусное и агрегатное состояние степных почв

ВАК РФ 03.00.27, Почвоведение

Автореферат диссертации по теме "Влияние длительного орошения на гумусное и агрегатное состояние степных почв"

МОСКОВСКИЙ ОРДЕНА ЛЕНИНА,ОРДЕНА ОКТЯБРЬСКОЙ РЕВОЛВДШ И ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМЕНИ М.В.ЛОМОНОСОВА

На правах рукописи

ОМЕЛЬЯНЮК ГЕОРГИЙ ГЕОРГИЕВИЧ

ВЛИЯНИЕ ДЛИТЕЛЬНОГО ОРСШЕНИЯ НА ГУЫУСНОЕ И АГРЕГАТНОЕ СОСТОЯНИЕ СТЕПНЫХ ПОЧВ

03.00.27 - почвоведение

АвторегЪерат диссертации на соискание ученой степе™ кандидата биологических наук

Москва - 1992

Работа выполнена на кафедре общего почвоведения Московского государственного университета им. ¿¡.Ломоносова

Научный руководитель -доктор биологических наук,

профессор Е.М.Самойлова

Официальные оппоненты: -доктор биологических наук,

профессор Карпачевский Л.О. -кандидат биологических наук Дриходько Е.Е.

Ведущее учреждение -Институт охраны природы и заповедного дела кинистерства экологии к природных ресурсов Российской Федерации

за^а состоя .

часов на заседании специализированного Сонета

кгУ им. Ы.¿.Ломоносова, 119899, шссква, ГСД,Ленгоры,Ь'1ГУ, Факультет почвоведения,Ученый совет.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке факультета почвоведения МГУ.

Автореферат разослан "___"_^___199 г.

Ученый секретарь специализированного Совета

Г.Б.

IЛ11 Г , ,

ГЖ^/дстуклУнбегь теки. Гумусное и агрегатное состояние степных почв при орошении мстят изменяться различнш образом в зависимости от пркрсдньх условий|культуры земледелия и длительности ирригации. Анализ гумусного и агрегатного состояния староорошаемых (60-100 лет) почв может служить основанием для прогноза эволюции степных почв при орошении и псвьссияя эффективности оросительной мелиорации. , ,

Цель и задачи исследований. Цель работы заключалась в том, чтобы выявить влияние длительного ороиешя темко-каштаяовьк почв престми водами на их гумуеное и агрегатное состояние. Задачи работы:

I.Определить изменение факционко-группового состава гумуса темно-каштановых почв,орошаемых в течение 65 и 100 лат. 2. Оценить влияние орг^гкия на сезонную динашщу содеряанкя,яалзсов гумуса и агрегатного состава в пахотных горизоигвх тсшо-калггановых: почв. 3. Выявить роль долевых чорвей в стабилизации структуры данных почв при ирригации.

Научная новизна. Впервые исследована сезонная динамика содержания гуыуса и микроструктуры в сретаеиья гте.тчьх почвах.Определен изотопный состав углерода во фракциях гумусовых веществ. Впервые исследована деятельность доцдевых червей как фактора восстановления агрегатного состава степных почв при орошении.

Практическая значимость. Ка основе обобщения литературных и собственных материалов определено условия,в которых даже при длительном (более 50 лет) орошении пресная» золами деградации гумуса ке происходит .Показано,что а ряде случаев прч правильной организации оровения деятельность долевых червей могет компенсировать отрицательно© влияние ирригация аа агрегатный состав, степных почв.

—с—

Объем работы. Диссертация состоит из введения, 7 глав и выводов. Она включает страниц машинописного текста, рисунка, таблиц.Список литературы включает наименования,из них

на иностранных языках.

Лгшобащя. Ыатери&чы и результаты, диссертации доложены на заседании кафедры общего почвоведения факультета почвоведения МГУ, на 12 научной конференции болгарских аспирантов в СССР (Москва, 1990) .Всесоюзной школе-конференции ыолодьк ученьк (Курск, 1991), пжоле-семинаре по почвоведению (Суздаль,1991).

Публикации. По материалом диссертации оцубликовано Ч и сданы в печать £ работы.

Автор приносит благодарность д.б.н. Т.С. Всеволодовой-Иерель, к.б.н.И.Н.Скворцрвой,С.Н.Седову,О.А.Макарову .Я.Г.Рыскову,С.А.Олей-нику за большую помощь в работе.

Глава I. ЕЦиякие орошения ш_г^"м^сноэ и егрегатное_с_остояго;е_ почв. (литературный оба од).

На основе обобщения литературных источников рассматривается зависимость изменения гуыусного состояния степных почв при орошении пресными водами от биоклиматических и литолого-геохдаических особенностей территории,а такае от специфики севооборота.Из изучаемых факторов на степень изменения гуыуса при орошении более значительно влияние севооборота и иинерадогическогб' состава илистой фракции почв.Предполагал ось,что в более засушливой климате степень влияния ирригации на гумус почв выше.Однако ото предположение не подтвердил ос ь.Различия в климатических условиях играю незначительную роль в степени изменения гуыусного состояния степных почв

г

при орошении. Установлено,что существенное влияние на устойчивость илистой фракции почв (в том числе гукхсъЫ) астоненты последней)

к пептизации оказывает соотношение между содержанием минералов, входящих в ее состав.Для характеристики илистой фракции почв к пептизации предлагается использовать величину минералогического коэффициента устойчивости (ЫКУ).равного отношению содержания в илистой фракции каолинита (наиболее устойчивого к пептизации минерала) к монтмориллониту.который характеризуется противоположными свойствами. При неустойчивости ила к пептизации при повышенном увлажнении происходит увеличение содержания воднопептизируемого ила,что способствует развитию процессов дегумификации почв.

Определены условия,которые способствует устойчивому состоянию гумуса степных почв при орошении: более холодный и континентальный климат,отсутствие в истории развития почвы стадии засоления,осо-лонцевания,величина ЖУ в пределах 0,5-2.наличие в структуре севооборота многолетних трав (не менее 30$),

В районах,где реализуются эти благоприятные условия,трансформация гумусного состояния направлена в сторону увеличения как общего содержания гунуса.так и степени его ^унификации (районы Поволжья и ряд других территорий).В случае неблагоприятных условий (Молдова,юг Украины,Ростовская область,юг Западной Сибири) при орошении степных почв наиболее вероятно уменьшение содержания гумуса и увеличение его подвижности.

Агрегатное состояние почвы,как известно,является результатом определенного соотношения маяду процессами,вызывающими агрегирование,и процессами,раэруш.-дпими агрегатн.Нощны! фактором,который наменяет это соотношение является орошение.Разрушение структуры степных почв при орошении отмечается многими авторами.В этих случаях, очевидно,разрушзние агрегатов не компенсируется положительным действием корневых систем,беспозвоночных животных«воздействием свежеобразованного гумуса и других факторов агрегирования.Од-

нако если роль последних при оровешш существенно возрастает,то отрицательные изменений агрегатного ссстаза степных почв при ирригации не происходит (Ажипоэ-Каратссв, '¿иллипсва, 1955 ;Барановс-кая, 1973; Сорочкин, 1978; Приходы», 1586 и другие).

Глава 2. Прирзддаз ^елозил р^ога^изеледованця.

В главе приводятся сведения о факторах почаосбраэования изучаемой территории,в тол числе подробно характеризуются метеорологические условия рая о: уз. наследовали.

Глава 3._0бтлкты_и_метс;!ы коследсв

Исследования проводились в с.^сное Курского района Ставропольского края территории епцшекде.таеркгшшого пункта Н110 "Ставмелисрация". Изучалгзь темно-иаптаяовшг среднегуглннигтш почвы на лессевздном сутялнке,которые в течение дглтедьнсгс времени (65 и 100 лет) сросазмся презнши ( 0,5 г/д) водам гздрехарбо-натно-кальцневого состава. С конка 50-х годов сросение проводится довдевшиеа при пемоща ДЦД-1СС. Б качестве котродьного был взят богарный участсв.Некоусрые свойства исслздуемас почв представлены в таблице I.

Влияние орссеняя изучалось на двух участках: окагнш я производственной. На опьтнеа участке (65-дгтнего орогения) график и нормы поливов соблвдаатся более строго. Полив производится при снуламна влажности почэы до 75-60* от величины наннзныиЯ вдагоемкостн (КЬ). Оросительная норна состаздяет 20С0-24С0 1Г/га.да прсаэводствэняси участке 1100-леткего срсшонкя) прахтвкухяса кедсгслквы.В отдельные более слевнцв г еды срошедаа на етса участка из проводится. Ср со тельная норма составляв? 1000-1200 1^/га* Лабораторные анализы проводились с использованием елчпущих, методов: гумус - ПО Турину В КОДИ^ИКРШП! НичИТИНЙ*р»КЯИОННО~ГВУП-

Некоторые евойсета исследусмых по"р

Таблица Г

Показатель ! Горизонт!Глубина,Ityuye.t рН t №-экв/100гГ^а;СаС03

Участок 1 ' ' \ j | Щ ! Г'

! ! " ! 1 ! } lort

-_t . ! • \ ! ! j ЁК01 ~

Алея. . 0-22 2,73 8,2 16,9 1,5 1,1 6,3

AI 22-34 2,31 8.2 15,8 I.B 1,7 5,9

EI 34-50 1,60 S.2 11,0 2,2 2,2 7,8

В2 50-65 1,41 8,2 12,4 3,2 1,9 8,7

ВЗ ' 65-102 0,£3 8,3 12,6 1 3,2 3,6 9,8

65-летнего Апог. 0-21 2,91 S.I 16,7 2,1 2,0 5,7

оропения AI. 21-35 2,14 8,1 15,2 2,4 1,6 8,5

BI 36-74 1,50 Q.I 14.7 2,1 1,7 10,0

В2 71-107. 0,67 8,0 13,4 1.8 3,1 12,4

1С0-лэтнего Anas. 0-20 3,17 8,0 15,4 2,6 2,5 5,7

оропенкя AI 20-28 2,62 8,2 17,0 0,2 2,2 5,7

ВТ 23-70 1,07 8,3 14,6 М 1,8 7,4

В2 70-еа 1,03 8,3 13,0 1,8 1.Э 9,8

ВЗ B8-II7 0,63 8,0 12,8 к 2,0 6,0 11,7

повой состав гумуса - по схеме Тэрина в модификации Поноиаревой--Плотникокй; рН,обменные СаСОд.плотность,влажность'

почвы,плотность твердой фазы - общепринятыми методами (Практикум по почвоведению, 1986) ;изотопккй состав фракции гумусовых веществ - на насс-спектометре Ш-Г<ШВ, сухое просеивание -по С?ввинову; пористость агрегатов -керосиновым методом (Вадюнина,Корчагина, ¡985); фракциониропани в воде - по Саввинову в модификации Лолго-вб (Агрофизические методы ...,1965); описание голифов - микроморфологическим методом; биологическую активность -"аппликационным" методом; определение численности микроорганизмов - традиционными методами 'Бэбьева.Зенова,1983); численность дочдёгых червей - методом почвенно-зоологических проб (Гиляров,1975); определение видового состава черьей - по таблице,разработанной Т.С.Всеволодовой-Перель (Перель,1979).

Изучение содержания ryj.iyca.ero запасов,агрегатного состава и численности дотсдешх червей проводилось в апреле,августе и октябре.

Для изучения влияния червей на сгреготный состав исследуемых почв в условиях поименного увлажнения в течение трех месяцев при постоянной температуре (1 = 142 0,5°С) проводился модельный опит. В специальные сосуды помещали £ кг темно-кататановой почвы,которую . поливали дистиллированной водой.Елачность почек в течения всего опыта не опускалась кто от величины НЕ. В сосудах (за исключением контрольных) находилось по 5 червей вида .'.'¿со^гС'и^ соЛф-коздк £1гарг1.сик5. Во всс сосуды,включая контрольные,в течение опыта строго по весу вносили измельченные листья салата и клубни картофеля (гсего 4,2 г е качдый сосуд в пересчете на сухое вещество). Повторность спыта двухкратная. •

,рлава 4. Влияние длительного оропения ня качественный соотав 23^сэ_тешо;К£штанових почв^

Результати определения фрятгцпонко-гругетового состава гумуса показали,что при орошении данных почв происходит некото^гч увеличение соотнесения Сгк/Сфк .которое по инегаго Д.С.Орлова,мо*<ет служить кероЯ глубины гутлтфякзцпн (1,9 - на неорошаемом,на участках 65 и 100-летнего оропения соответственно 2,2 я 2,1).

Положительная характер изменения качеетизкного состввп гуыуса, по данным ряда авторов, связок с увеличение» периода биологической активности на орояпэкых полях.Яуцззтсзнное увеличение уровня биологической активности во пргуя полисов установлено при помоги "аппликационного" метода. В кззенниэ я осегскэ периоду уровень биологической активности иечду нзорогзгж.гп и сроааеккми полями практически но различается.

С угзлкченпек бколзгпчгсксЯ аптягкостя, как известно,происходит уменьсениэ содержания подвяпшх и слзбоевязакных с штнерэльной частьз гуыусошх пазестэ,которые нзиболеэ доступны вшгроорга'низуам.

Анализ качественного состава гунуез свадотслъетпует,что при длительном ороаегоп продгходпт нзкотсроэ уионкгсяЕЭ общего содержания фульЕОкпслот, в то грез/п кабгздзвтея уезяячзнпэ содержания негидролкзуегзго остатка,потерй! прздзтаплпз? ссбоЯ цалоаятивнуо форму гуиуса (Рпзукок I). Тсяса сбрасса,уЕЭЛячгк2я подкикостя гумуса тсуно-езлтэносых почв прз сротзпшгэ сбгпруасепэ. Подобные дан-ныв получзкы дет почв других деятэяькоорагзегаг учзатяов (Антипов-Квратэев,&шд2повэ,1955;0р=о» а др.,Прзхо дыго, 1539

и другвэ).

Наряду о изучением фрзкцпокио—группового остава на кясс—спектрометре был определен изотопный состав фракций гумусовых веществ. Для получения "чтето?!" „_('¿^¿^ггз сз^зстз,срэдаогоясйтельно связанных с кальцита,пярадхзлькэ проводилось опре-

деление качественного состава гумуса сз одной навеет (тек называемый адаптаровзпимЯ с-'этод). Ссэдуэт отиатнть.что различия мечду

-44л 444-

Г-ГП ■■ ■ _и.1

Рисунок I фракциошо-групповой состав -гумуиа темно-кватаноьь'х • • почв: I - неорошаемая, II- 65-летнего орошения, III-ЮО-йеткаго ороиения; 1,2,3 -фракции 1,2,3 гуыино^с • - кислог; 4,5,6 - Фракции -1,2,3 фуяьёокислот; 7-нерест-. остаток. о

содертанием фракций в традиционном и адаптированном методе несущественны.

Результаты определения изотопного состава углерода О'СУ) представлены в таблице 2 в Биде б^С 1 относительно ве*дунвролного стандарта РДВ:

13с / й образца--х ^ ^ 13С _ ,

* Естандарта , 120

Точное? ь определения составляет

Таблица 2

Изотопный состав углерода"фрзкпии гумусовых веществ, 6 ^С,?

Участок ! Неоропоемт-'й ! 65-детнего I 100-летнего

Фракция ! ! орошения [ . орошения

ФК I -23,9 -22,1 -26,1

ГК I -15,4 -13,6 -24,0

ФК 2 -14,02 -24,6 -26,7

ГК 2 -25,9 -23,7 ' -43,3 .

из. ■ нэ опр. -37,7 -39,5

ГК 3 -38,9" -37,4 -35,1. 1-

Полученные данные свидетельетвупт о том,что независимо от различий гидротермпческгас условий средневзвешенный изотопннй сострч углерода ФК тяжелее ИСУ ПС. ■

Результата определения ИСУ показали,что при длительном орошении в наибольшей степени изменяется фракция гукусошлс веществ предположительно связанных с кальциеы.В целом происходит значительное облегчение изотопного состявя дянных фракций в ороппемкх почвах по сравнению с неорошаемым участком. Облегчение.ГСУ фракция гумусовах

веществ свидетельствует о более интенсивной микробиологической трансформации гумусовых веществ и о более интенсивном биологическое круговороте в орошаемых почвах по сравнению с неоропоемьг; аналогом.

Скорость изменения изотопного состава в первое годы орошения, по-видимому.максимальная и со временем значительно скитается.?тим предположением,вероятно мохно объяснить сутгестпеннне различия ИСУ мечду неорошаемыми и 55 лет ороюеемыми почвами,в то время как послед-кие и 100 лет орошаемые по ИСУ отличаются в меньшей степени.

Таким образом,результаты определения ИСУ показали,что нс-смотря на несущественные различия фракционно-груплового состава гумусе р орошаемых и неорокаемых почвах скорость и направленность трансформации гумусовых веществ при орошении изменяется.

Глава 5. Изменение...содержания и. зепасоп гумуса при орошении.

Результаты определения содеркения гумуса (Тгблица 3) свидетельствуют об его увеличении р верхних горизонтах орошаемой почвм при выращивании люцерны и отсутсТпии заметных изменений в почвах на полрх,занятых' зерновыми,независимо о? различий гидротеруических условий,вызванных орошением. ■

Независ.тмо от различи г. гидротер*!ических условий, ризванных орошением,при выращивании трав отмечается более высокое содер-чние гумуса по срэЕнениэ с почвами полей,заняткх зерног.-.ш (Тг-блица 3). Запасы гумусо.как известно, б значительной степени определяются изменением плотности почв,которая в свою очередь зависит от платности почв. Изучение влияния отзогошя нл зяггясы гумуса,п мнению Д1,.С.Орлова с соавторами (1980). целесообразно проводить в весенний период, когда различия платности почв ггкду неорошаемым* и оролае-»"лп! поляки мчнйкалъ?:ы. Еолучекнье денные свидетельствуют,что в весенний период запасы гумуса на орсноеикх полях Е1- ;е по сравнения

Содержание rywyca в пехотной горизонте тсодо-каятажш'Х почв,55

Тйбллцй 3

у'шотох

! Культура

I Месяц f отбора ! проб

То,4frи опробования

!

1 V' i

Неорошаемый Траьосиесь

Ю 2,80 2,81 2,75 2,67 2,73 2,75 0,06 а,1

УШ 3,16 2,77 2,73 2,Ш 2,73 2,07 0,17 6,0

1У 2,81 2,84 2,75 2,9Э ¿,82 2,84 0,09 3,1

УШ 2,90 2.Ö9 . 2,78 3,00 , 2,83 2,88 0,08 2,9

Я 2,81' 2,69 3,00 3,25 2,68 2,96 0,17 5,3

65-деадего Дадерна 1У 3,03 3,02 3*12 . • 3,02

оромнил . УШ 3,19 3,19 3,33 3,26

X •;,'' 2,98 ' 3,02 3,02 3,68

3,14 3,0Ь 0,06 1,8 3,32 3,26 0,07 2,1 3,07 3,15 0,20 9,4

Гречиха Щ 2,98 2,63 2,99 2,77

УШ 2,82 3,03 2,98 2,97

О, ÍJ

2,90

2,95 2,95

0,14 0,09

4,7

100-летнего . Двцергш v 2У орошения УШ

3,09 2,93 2,96 3,28 3,18 3,17

2,95 2,66 2,92 0,16 5,5 2,91 2,85 3,08 0,19 6,1

Шсница 1У 2,89 2,77 2,73 3,01

УШ 2,87 2,69 2,89 2,82

2,91 2,66 0,11 2,81 2,32 0,08

3,9 2,8

с неорошаемым аналогом,особенно при вырашмпанки лзцерны (Таблица 4).

>

"зменение гядротермнческих условий и биохимического режима в . течение вегетационного периода,по мнению ряда ЭЕоров.приводит к изменению соотношения процессов разложения и образования гумусовых веществ.

Сезонная динамика содеряанш?' гумуса в верхних слоях почв,по мнению ряда авторов,связана с изменением гидротермических условий и биохимического режюга в течение вегетационного периода,которое приводит к изменении сротношения процессов разложения и образования гумусовых веаеств.

Накопление гумуса,по мнении П.А. Костычева (1686) ысчет наблюдаться только при таких условиях.-когда раз^очение гумусовых веществ происходит медленнее их прироста.Независтао от условий орошения при выращивании люцерны к концу лета наблюдается накопление гумуса,которое ,однако,статистически недостоверно (Таблица 3).''то,по-видимому, связано с тем,что приходные статьи баланса гумуса з летний период ' на полях,занятых травами, визе расходных.Мощная корневая система, особенности биохимического состава растений,уплотнен:® почвы,без-дефицитный баланс азота и другие факторы способствуют накоплению гумуса к концу вегетационного периода при выращивании люцерны.

На полях .занятых зерновыми,по литературном данным, интенсивность гумификации несколько ослабевает, а минерализация несколько увеличивается по сравнении с почвами полей,ка которых выращивается многолетние травы.

В этих условиях накопления гумуса к концу лета,очевидно,не происходит (Таблица 3) ,так как скорость разложения гумусовых веществ, вероятно, равна скорости их прироста. с

Глава 6.Изменение почвенной структуры в условиях повышенного Увлажнения.

Таблица 4

Запас у г уиусв в пахотной горизонта геию-исштаийс!« иоч£.

Участок ! Культура Шосяп oïdoxJb ! npoü ! i ! Вла'шость i I Плотность I 1 ! Запасу t ..... гумуса

i ! \й,% 1 1 V.Í 1 » ti,о ! •p/cmj i ; v,',s j IJ,?/ra ! У,%

Наорошввиь'й TpüDOCUÖCb IV УШ V УШ 16,б 14.6 18.7 15,2 20,7 17,7 о ? 10,5 1.3 1.4 1,2 1,3 6,2 6,4 l.ô 2.4 72,6 77,9 70,4 76,0 4,9 6,7 i.O 4,6

65-летнего орошония Грочиха ХУ yîll 12,6 113,8 20, Ï II,X 1.4 1.2 IO.tí 16,2 85,0 71,8 13,0 17,2

jlcijofua 1У УШ 18,6 17,7 6,1 8,8 I.& 3,0 ûi9 ■ 91,1 Эо.Х 4,2

IOü-летного оролеиия Люцерна 1У УШ -I4.S 17,2 10,4' 17,6 1,4 1.3 3.2 6,9 82,8 n,z 2,9 2,4 \

Пшеница 1У УШ 19,4 13,4 3,3 13,7 1.2 Í.4 4,6 . 2.2 71.0 77,7 b,0 3,1

Результаты изучения агрегатного состава не позволяют говорить о реградации структуры темно-каштановых почв при длительном орошении (Таблица 5,6).Устойчивое состояние структуры данных почв .вероятно, связано с отсутствием заметных изменений содержания гумуса, обменных катионов,карбоната кальция,которые;как известно,являются важными структурообразователями (Таблица I).

В то же время наблюдаются отчетливые тенденции сезонной динамики агрегатного составе.На неорошаемом участке в апреле почвы характеризуются относительно хорошей агрегированностью.к концу лета происходят неблагоприятные изменения структуры,в осенний период наблюдается стабилизация агрегатного состава (Таблица 5). Не участке 65-летнего орошения наблюдается противоположная тенденция.В апреле в агрегатном составе преобладает глыбистая фракция.Обесструктурива-нию данных почв,очевидно,способствует их значительное технологическое уплотнение (Таблица 4). Почва этого участка уплотнена до глубины 50-70 сн. Помимо проходов тяжелой техники по влажной почве уплотнению,по-видимому .способствует длительное (около 5 лет) выращивание люцерны на атом поле. К концу дета на данной участке наблюдаются благоприятные изменения агрегатного состава:уменьшение содержания глыбистой фракции.увеличение содержания фракций размером 1-5ш. Прекращение поливов в августе при мощном технологическом уджотненки.по-видимому, создает неблагоприятные условия для деятельности беспоавоночньа: животных,что в свою очередь способствует деградации структуры на мои участке к осени. С этим.вероятно, связано статистически договорное увеличение глвбистости и другие неблагоприятные и»Менекил агрегатного еоетаважанных почв,которые наблюдаются в октябре.Сведу« отметить,что все сезонные изменения агрегатного состава,за иеклкеняем глыбистосги к осени на участке 55-летнего оровения.статистически недостоверна.

Содержание arpsï'STOL фракционирование в ьоздушо-сухоы состоянии)

Таблице 5

Учесток, ' Месяц ! культура ! отбора !

Рпзмеп фракциями.

I Кстр

.¡проб.

>10' t

10-7! 7-5 ! ! !

Ь-3

3-2.

2-1 !

0,5-0,25

Неороаасакй

TpCEOCUGCb

1У

УШ X

31.7

22.8

47,9. 28,0 34,0 19,7

6,6 11,0 livâ.

21,5 ó,7 _ 0,8

9, Э

17,0

8.4

19,5

8.9

и,а

6,5 17,7 6^0. 23,6 6V0. 14,5

12.8 13,0

н.а

32,9 12,8, 11,2

9,в.

..3,5. 33,9 9.6. 10,3

8.5

JlJL 40.2

8.6 10,0

liê-25,2 0.9 37,8

Jai-55,6

С1

бЬ-ЛОТНОГО

орошения ¿юцерна

ïf .

УШ X

.J&.A 11,0 44,717,6 61,9. 10,6

7.0 15,7

8,9 . 26,7 6,3 16,1-

5,6 7 14,1 " 6,6 2-1,7

йЛ. 15.6

,8... 12,4 6,6 21,8 6,1. 17,3

5,1. 7,6 1А. . 3.6 г-_ -9Л

11,4 10,4 16,9 23,0 22,6

5,8. 10,7. 3.7 LSL

20,0 12,6 33,5 36,1 , 33,0

6,7 • ái£L fiib.

21,7 19,2 2Э,6 30,4 26,1

6.2 10,2 3,1 4.0 . Q,9..

18,6 31,3 31,7 со ** ÔJ 27,8

, 100-летнего орошзния • ": Пшеница

УШ

41.ft 21,6

Й.6 6.5

-SdL.

3,8

7.3 11,0

Примечание: Б ЧИСЛОТСЛ-З -в знашзнзтеле

содор-кание фракций,% - величина коэффициент вариаци,.,Й

Ход сезонной динамики содержания водоустойчивых агрегатов ке неорошаемом и орошаемом участках существенно не различается (Таблица 6).К осени на обоих участках происходит снижение их количества, которое статистически недостоверно.Причем независимо от времени рэяткя проб содержание водоустойчивых агрегатов на участке 65-летнего орошения примерно в два раза выше,чем на неорошаемом. Увеличение количества водоустойчивых агрегатов при орошении может происходить за счет структурных отдельностей с низкой внутриагрегатной пористостью (Николаева и др.,1936; Медведев,193В).Однако результаты определения пористости агрегатов не свидетельствует об ее существенном снижении при орошении (22,5 -на неорошаемом; 20,5 - на орошаемом участке)Лаким образом,увеличение количества водоустойчивых агрегатов ка орошаемом участке произошло в основном не за счет агрегатов с низкой внутриагрегатной пористостью.Подобные данные получены В.А. Капиноеом и О.В.Муркиной (1990).

Параллельно динамике макроструктуры на неорошаемом и 65 лет орошаемом участках происходят сезонные изменения микроструктуры. Следует отметить,что сезонная динамика микростроения степных почв при орошении практически не изучена.

Для исследуемых почв характерна неоднородность микросложения: наряду с участками рыхлого губчатого сложения,в которых почвенная массе хорошо агрегирована (пористость составляет около .поры нсжаграгатные,образуют сложную сеть ("рыхли»"участки),встречаются участки с весьма компактным сложением с немногочисленными замкнутыми порами,извилистыми порами-трещинами ("компактные"участки). На неоднородность ыи1срс сложения данных почв указывают С.В.Г^бин и И.А. Ковдв (1968).

Сезонные изменения микроструктуры отмечаются преимущественно в слое 0-10 см. Поэтому ниже приводится анализ дипемикя ыикрострук-

Содераанйа-аддоуе-4оач;!Ь(« ¡irporcïou- ' 'S)

Телица 6

Участок, I Месяц ■ !

Культура ') о^ора J 10_.; 7~5»

Неорошаемый. Трвьосиесь

ЛЕ22. 1У

ЛИ

X •

и-

«

3-2 ! 2-1. « 1-0,5 I 0,î)-0,25

б&-летнйго

орсыен.:;!

Лкцерна

lOO-flöTiiüi'o

1У

УШ

X

УШ

ojjOiUtíHHji, Ü'üälhilä__

lipiiuB'ifciívie:. в чисяитело - оодйрке.ние фракции,'

i :)ншен»»8ле- ьод.шина ко ^.Уц.'.&н-Гй 1>*рииц.ш,'в

I ^ ьодоуа-

(тойчииь'Х

'егрег&тов

' iLJL liSL .¿■iL I,3„ M Ï3,ft - 25,3

107,2 52,6 19,4 55,7 i Ö 22,4 ' 22,5 19,1

ÍLÍL. ÍL'L 0,9 . Lb Т.Й .6,7 . 12,2 -'23,9

153,0 I2ü,0 52,0 55,0 ' 55,0 . <13,0 16,0 £5,2

г г. •iiiL. o.e Ы 0,7 . • L£L -Üll a.Q TQ. 9.

ï03vo 3-1,7 о о о »✓О i 2t3,7 - 47, «1 19,4 22,3 17,0

ÍLL QiíL 2JL 0,0 • 2âa Mb2L

sa, 4 50,8 ■Iii 5 21,9 b.s 19,7 7,0 10,о

0..2/ 0Ji„ M-' ÍLiL • 1.4 ¡3.1. .те, о

ICd.C 50,0 47,5 30,1 33,0 23,3 7,6 12,а

Jhl, QdL L3L íLiL ft5_. 17, ó

147,5 40,7 44,3 55,3 46,o 31,3 16,3 24,4

.0,5 , Oiíb 0,6 т I, L .6,5 12 ,.4. ' 23.6

22ü,0 . 104,5 61,0 61,5 59,4 . 55,1 35,0 га,d

туры только в этом слое. В слое 10-20 см сезонная динамика микроструктуры практически не выражена,на обоих участках к концу вегетационного периода наблюдается некоторое ухупшение микроагреги-рованности.

На неорошаемом участке в апреле преобладают "рыхлые" микрозоньт. К концу лета преобладают участки с компактным сложением.!.!ежцу "компактными" микрозонами находятся рыхлые губчатые микрозоны.В последних,однако,наблюдается частичное разрушение исходного микросложения, с вяз энное со слипанием микроагрегатов I порядка.В октябре вновь преобладают "рыхлые" участки,почвенная масса хорошо агрегирована. Агрегаты в основном представлены отдельностями II порядка. По микроструктуре почвы аналогичны апрельским образцам.

На участке 65-летнего орошения при выращивании люцерны наблюдается противоположная тенденция, В апреле заметно преобладают микроэоны с компактным сложением,поровое пространство развито слабо.Подобные изменения микроструктуры на орошаемых почвах позволяют говорить о выявлении признаков слитиэации (Губин,Ковда,19в8). Иногда в компактных микрозонах прослеживаются очертания округлых агрегатов,которые в настоящее время включены в эти участки."Рыхлые" участки составляют около 10? почвенной массы. К концу лета около 80£ почвенной массы на этом участке характеризуется рыхлым губчатым сложением.В октябре как и в апреле преобладают компактные • микрозоны..

Существенные сезонные изменения микростроения,обнаруженные главным образом в слое 0-10 см .можно.вероятно,связать с деятельностью дождевых червей и других беспозвоночных в верхних горизонтах почвы. '."...

Глава 7.В*адние иджтадии не_деятельность дотпевых_червей _

и их тюль в изменении агрегатного есстовиш стрямлЦ

Деятельность дождевых червей является одним из важных факторов, определяющих сеэоннуп динамику макро-, и микроструктуры исследуемых почв.

Орошение создает благоприятные условия для жизнедеятельности дождевых червей.Численность до-кдешх червей при ирригации увеличивается и их влияние на почву соответственно возрастает (Димо, 1938; Валиахмед0в;Перель,19б2; Самедов и др.,1980; Атларините, 1990 и др.). Однако деятельность червей при орошении степных почв практически не изучена.

В исследуемых почвах дождевые черви представлены видвми : //¿СО— <Ы1и$ »ли^Чсгял: 4лакго1 ¿25, ^паюЬаепа 5с!.тй1Ц згр-йгЦетта-

ндса (массовые сиди) и .УйсА'^иЗ юзги.? встреча-

ющимся единично. Видовой состав червей при орошении не изменился.

На участке 65-детиего орошения при правильной организации орошения и выращивании многолетних трав численность червей увеличилась практически в два раза,увеличение статистически недостоверно (Таблица 7).

Пространственное распределение червей в пределах каждого из изучаема полей весьма.неравномерно,что свидетельствует о неоднородности экологических условий как на неорошаемом,так и на орошаемом участке.

Донные о вертикальном распределении черней позволяет сделать вывод о том,что регулярное орошение способствует увелтеение периода активной деятельности доядеитх червей в пахотном горизонте.На неорошаемом участке отот период ограничен короткими промежутками, когда почва увлажнена атмосферными осадками.

Для изучения влияния червей на агрегптнкП состав стегсдл: почз в условиях повышенного увлажнения в течение трех месяцев проводился модельный опыт.В условиях повышенного уклонения. в контрольной

Таблиц е 7

Численность дождешь «ервеР е теучо-каитэнорфх ПОЧПХ ( ЭКЧ 1 *

у'!ссток,! Месяц отборв ! Аллель ! Август 1 Октябрь

Культура? проб ! Глубина.см 1 М,% ' УИ ' Н.% ' I 1 у,% ; М.7» | у Л

Ьеорошеет-й , 0-10 .0 61,3 - - . 73,0

10-20 13 70,2 - - 6 101,2

20-30 2 100,5 2 179,0 6 101,2

30-40 . - - и 67,0 6 110,5

40-Ы) - ' - 6 76,0 6 110,5

50-60 - >. - 6 59,'? -

.60-70 - - 6 76,0 - -

& 23 38,1 25 40,0 39 т.

65-летнего орошения 0-10 10-20 50 48,8 44; • 60,2 71 , 3 44,8 238,7

50 4Й,8 44 68,2 74 49,2

примечание: численностьчерьей определялось в ¿кратной повторности до глубины 1ы

почве отмечается увеличение содержания глыбистой фракции >10мм более,чем в два раза по сравнению с исходной почвой.Деятельность червей не только компенсирует отрицательное влияние избыточного увлажнения,но и приводит к увеличению агрегировянности дантгх почв. Коэффициент структурности после скончания опыта в вовиантах с черэями о б раз гтае по сравнения с контрольной псчвой и в 1,5 раза выше по сравнении с исходной почвоЯ (соответственно 2,4; 0,4; 1,5).

Количество РояоустоЯчискх агрегатов, в присутствии червей несколько вг-ле,однако разница мяяду варпэнтаиа недостоверна (23,-с еет>Еями,21,9^ - р контрольно:! почва),Различия иеяпу вариантами в основного наблюдаются з содержанки фракции размером 1-5мм (по результатам сухого просеигания: <9,2 - а почве до опыта, 37,5в варианте с червяг?и, 10,0 - п контрольно,"? почез; при 'Ьрэтаиони-зояании в воде сзстпетстсенно 3,3; 4,3; 3,0).

Изучение микроструктуры почвы после окончания опыта показало,что для контрольной почш характер! м жогочкгязшйэ тргщтны, которые разбивают часть почвенной массы на кстжаетнуа участки.Б вашзнте с червями ветенззванкых изменений но на&гадэетгя.уважпиЕается по сравнения с исходной почяоЯ доля участков с губчатым строением (пористой микроструктурой).

^икробиояогическоэ изучениэ сочен в различных вариантах опыта свидетельствует с той,что дотдэвъ'э чэрна. оказыгаат значительное влияние на численность и видогсЯ состав иихрооргзтииов.Числгн-ность целлвдозсразрутаюпнх бактерий э присутствии доадешх чео-вей увеличивается по ерасненст с контрольной почвой з Э гзаза.э в копролитах - в 15 раз. Число жизнеспособных клеток азотобактера в варианта с чермия возросло з два раза. Ыякеимадъная степень обогащения почта» азотобактером отеечавтея во фракциях агрегатов тзазг.-ером 0,25-0,5 мм и 3-5 мл.Таким образом,деятельность дождевых

червей играет важную роль в изменении микрофлоры и агрегатного состояния исследуемых почв при орошении.

ВЫВОДЫ

1.На основе анализа литературных и собственных материалов определены условия,способствующие устойчивому состоянию гумуса степных почв при орошении: более холодный и континентальный климат,отсутствие в истории развития почв стадии засоления,осолонцевания;отношение содержания каолинита к монтмориллониту в илистой фракции почв

в пределах 0,5-2; наличие в структуре севооборота не менее 30% многолетних трав.

2.Длительное орошение (65-100 лет) в благоприятных природных и антропогенных условиях не приводит к заветному изменению фракцион-но-группового состава гумуса.

3.Сезонные изменения содержания гумуса в пахотных горизонтах почв наблюдаются на орошаемых полях только при выращивании многолетних трав.В почвах полей,занятых зерновыми,сезонная динамика содержания гумуса не выратена.

4.Количество водоустойчивых агрегатов при орошении исследуемых почв остается неизменным. Уменьшения пористости агрегатов при этом не происходит.

5.Макроструктура изучаемых почв подверяена сезонным изменениям. На неороиеемых почвах в летний период наблюдается увеличение глыбистости.на орошаемых - обратная тенденций.

На неорошаемом участке к концу лета происходят неблагоприятные изменения микроструктуры.На опытном участке,занятом люцерной.при регулярном орошении агрегированность почв к концу лета возрастает. 6.Одним из факторов,определяющих сезонную динамику гумуса и структу-

ы темно-каштановых почв при регулярном орошении является деятельность дождевых червей.В условиях повышенного увлажнения по»верме

черви благоприятно влияют на макро- и микроструктуру данных почв, способствуют значительному изменению микрофлоры.

В ряде случаев при правильной организации орошения деятельность дождевых червей может компенсировать отрицательное влияние орошения но агрегатный состав степных почв.

7.При определенных природных и антропогенных условиях деградации гумуса и структуры степных почв при орошении не происходит.

_Списюк £абот,£1^лш<ованных_по теме_щссетатацииг> _

¡.Влияние орошения на гумусное состояние лугово-черноземных почв юга Омской области//Вестник Моск.ун-та.Сер.17,почвоведение,1990.-№2.-С.26-31.

2.Органическое вещество длительноороиаемых степных почв Предкавказья/Тезисы докл.ХП научной конференции болгарских аспирантов в СССР с международным участием .¡Москва, 1590. -С. 31.

3.Гумусное состояние длительноорошаекых темно-каштановых почв Ставропольского края/Тезисы докл.Есесоязн.иколн-конференции молодых ученых "Экологические проблемы в почвоведении и земледелии" .Курск, 1991 .-С. 108-109.

4.Географические закономерности изменения гуыусного состояния степных почв при орошении (в соавторстве).-Биологические науки, 1992.-И0.

5.Изменение гумуса степных почв при орошении п связи с географической средой (в соавторстве) -в печати.

6.Влияние длительного орошения на деятельность дождевых червей и агрегатный состав тетз-ксатзносцх тточз Ставропольского края (в соавторстве)- в печати.