Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

ВЛИЯНИЕ ХИМИЧЕСКИХ МЕЛИОРАНТОВ В КОМПЛЕКСЕ С БЕСПОДСТИЛОЧНЫМ НАВОЗОМ НА ПЛОДОРОДИЕ СОЛОНЦОВЫХ ПОЧВ ЗАВОЛЖЬЯ

ВАК РФ 06.01.03, Агропочвоведение и агрофизика

Автореферат диссертации по теме "ВЛИЯНИЕ ХИМИЧЕСКИХ МЕЛИОРАНТОВ В КОМПЛЕКСЕ С БЕСПОДСТИЛОЧНЫМ НАВОЗОМ НА ПЛОДОРОДИЕ СОЛОНЦОВЫХ ПОЧВ ЗАВОЛЖЬЯ"

№ №

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРОПРОМЫШЛЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

МОСКОВСКАЯ ОРДЕНА ЛЕНИНА И ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ имени К. А. ТИМИРЯЗЕВА

На правах рукописи

ГАЙСИН Вил Фатхелисламович

УДК 631.445.53 : 631.61 : 631.862.2 : 631.81

ВЛИЯНИЕ ХИМИЧЕСКИХ МЕЛИОРАНТОВ В КОМПЛЕКСЕ С БЕСПОДСТИЛОЧНЫМ НАВОЗОМ НА ПЛОДОРОДИЕ СОЛОНЦОВЫХ ПОЧВ ЗАВОЛЖЬЯ

Специальность 06.01.03 — почвоведение

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

МОСКВА 1988

7

Работа выполнена на кафедре почвоведения Московской ордена Ленина и ордена Трудового Красного Знамени сельскохозяйственной академии им. К. А. Тимирязева.

Научный руководитель: доктор с.-х. наук, академик ВАСХНИЛ, профессор Н. П. Панов.

Официальные оппоненты: доктор сельскохозяйственных наук, старший научный сотрудник К. И. Балтян, кандидат сельскохозяйственных наук, старший научный сотрудник В. А. Девятых.

Ведущее предприятие —Всероссийский научно-исследовательский и проектно-технологическии институт химизации сельского хозяйства.

Защита диссертации состоится «& • & » . у/оі-і* . . . 1988 года в «I/* часов на заседании Специализированного совета К. 120.35.01 в Московской сельскохозяйственной академии им. К. А. Тимирязева.

Адрес: 127550. \вл, И-550, Тимирязевская ул., 49.

С диссертацией .;>/.<но ознакомиться в Ш!5-ТСХА.

Автореферат разослан «1Ь<1>» . •"!*?'* . . >1988 г.

Ученый секретарь Специализированного совета — кандидат биологических наук

~-зУ—У л- Саблина

Актуальность пообг.9лп. в принятой Продовольственной программе, решениях Октябрьского (1884 г.) Плеку:.а ЦК КПСС, директивах ХСУП сььзда и последукцпх Пленумах ЦК КПСС намечены перспективные, наиболее экономически выгодные пути развития сельского хозяйства, оскованние на его интенсификации;

Интенсификация сельского хозяйства, как и другие отрасли 'народного хозяйства, возможна только при внедрении з производство достижений научно-технического прогресса, новых технологий, мелиорации земель, направленных на повышение их производительной силы. Поэтому углубленные исследования путей повышения плодородия земель являются основной задачей современного почвоведения. Актуальной является ллоблеыа мелиорации низкопродуктивных солонцовых дочз и их комплексов. .

Общепризнанным и широко приг.:еняе;д:м мелиорантом для солонцовых почв является гипс. Однако ввиду ограниченности его запасов в настоящее время тормозятся темпы мелиорации солонцов. В связи с развитием химической промышленности в последнее враля открылись широкие возможности применения в качестве химических мелиорантов различного рода дешевых отходов промышленности. Обоснованное применение этих отходов, разработка способов и доз их внесения в почву требует всестороннего изучения их влияния на свойства почв и урожайность сельскохозяйственных культур. При этом важна оценка экономического эффекта различных их доз как при раздель- • ном применении, так и в сочетании с различными видами удобрений.

Цельго исследований явилось изучение эффективности различных . видов химических мелиорантов и доз при раздельном и совместном внесении с бесподстилочным навозом.

Задачи исследований. В задачу наших исследований входило: •

I. Изучить возможность применения флотационных отходов Баш-, • кирского ледно-серпого комбината (ИСК) в качестве химических ме-

«ад с'. Л]кд\£р"1»

- 2 -

лиорантов. ;•'

2. Изучить влияние фосфогипса Балаковского химического ' зя-.воца и отходов ШСК при раздельном и совместном их внесении с -бесгодстилочным навозом на основные показатели плодородия солонцовых почв и урожайность сельскохозяйственных культур.

3. Оценить экономическую эффективность применения различных ' приемов химических мелиорантов.

Научная новизна работы. Впервые получены экспериментальные данные об эффективности применения для химической мелиорации со- . лонцов отходов ЖСК.

. Получены новые данные, характеризующие динамику оптимизации основных показателей плодородия солонцовых почв при применении различных по природе и дозам химических мелиорантов при раздельном и совместном внесении о бесподстилочным навозом.

Дана комплексная оценка содеркания и качественного со-. става дисперсной фазы солонцов Заволжья и установлен характер ее изменений в процессе химической мелиорации. Изучена трансформация органического вещества солонцовых почв при их мелиорации.

Применительно к условиям Волгоградского Заволжья олределе-' на экономическая эффективность применения различных по природе и дозам химических мелиорантов в сочетании с бесподстилочным на-' возом. ' ••••'<" •"/;•••.:.;..'•:',.''• ••.'.'•'"••;.;.• •.'•.

Практическая'значимость и реализация результатов исследований_» - »

• • В условиях интенсификации сельского хозяйства для повышения плодородия солонцовых почв показана эффективность применения' в качестве химических" мелиорантов дешевых отходов промышленного . и сельскохозяйственного производства, утилизация которых имеет первостепенное значение как для охраны окружающей среды,-так и

для получения дополнительной продукция растениеводства.

Результатами исследования установлено, что при применении отходов урожайность сельскохозяйственных культур повышается на 30-43$ и чистый доход с I га составляет 59-63 рублей. Полученные результаты исследований внодрены в совхозе "Приморский" Еы-.ковского района Волгоградской области. Экономический эффект при отом составил 98600 рублей. Результаты исследований также используются при составлении проектов ороаения земель в институте "Басгипроводхоз".

Апробация работы. Основные положения, изложенные в диссертации, докладывались на научно-производственных конференциях Южного Урала и Поволжья (г.Уфа, 1982; 1985; г.Свердловск, 1987), на конференции молодых ученых (г.Волгоград, 1985, г.Уфа, 1985), научных конференциях Башкирского ОМ (г.Уфа, 1985; 1986).

Публикация результатов исследований. По материалам диссертационной работы опубликовано 7 научных работ.

Обтем и струкуупз работы. Диссертация изложена на 146 страницах машинописного текста, состоит из введения,,шести глав, выводов и предложений производству, приложений. Иллюстрирована 28 таблицами и 39 рисунками. Список использованной литературы включает 195 источников, в том числе 16 зарубежных авторов.

Объекты и, методы исследований. Объектами исследований были выбраны каштановые лугово-степные малонатриевые среднезасоленные сульфатные солончаковатые тяжелосуглйнистые солонцы северо-оапзд-ной части Прикаспийской низменности, сформировавшиеся под воздействием разнообразных и специфических природных условий, характерных для данного региона. ч '

Для пахотных горизонтов солонцовых почв экспериментального участка характерны следующие показатели их потенциального плодо-

родяя: низкое содержание гумуса (1,75 + 0,С6#); слабощелочная реакция среды (рИЛ] л 8,18 + 0,24); низкая емкость катионкого обмена (17,6 + 1,2 мг-экв.100 г. почвы) с преобладанием следующих катионов (кальций 9,8 + 0,19; магний 5,0+0,18; натрий 2,48+0,0 мг-экв.100 Г почвы); высокая плотность почвы (1,4Э±0,03 г/см3); низкая общая пористость'(42,8+.1,9# от обьег.а); относительно низкое содержание подлижных форм фосфора (6,31 + 0,13 мг/100 г почвы); более высокое содержание обменного калия (25,бри,I мг/100 г почвы). Карбонаты и гипс залегают обычно ниже 40 си. Учитывая более глубокое залоганде'почвенных карбонатов, гипса, неблагоприятные физико-химические, агрофизические свойства, некоторую выэдлочен-ность почвенного профиля от легкорастворЕлых солей нами был выбран для условий ороЕения химический мотод мелиорации. В качестве мелиорантов применяли фосфогкпс Балаковского химического завода, который соответствовал ТУ 6-С8-418-78 и флотационные отхода пирд- • та Банкирского модно-сорного обогатительного комбината (ВЛСК). Теоретическими предпосылками применения отходов В1СК являлось содержание в составе железа (38,6$) и серы (31,6 %). Для срав- . нитольного изучения мелиоративного оффокта, установления оптп- . дальних доз отходов Е1СК полевым опытам предшествовали модель-",. иыо опыты, заложенные по схеме: I. Контроль. 2. Гипс 15 т/га. 3. Сернокислое железо 21,3 т/га. 4. Отходы'Я82К 2 т/га. 5. Отходы ВЛСК 6 т/га. 6. Отходы ЕЖК 8 т/га. На модальных опытах изучали сравнительное действие различных мелиорантов на физико--химаческие свойства казтановых лугово-сгопных средненатрпевых . целинных солонцов Заволжья.

Полевые опыты были заложены на территории землепользования совхоза "Приморский" Быковского района Волгоградской области по схеме: I. Контроль. 2. «осфогипс 10 т/га. 3. Сосфогипс 5 т/га.

4. Пирит (отходи EJCK) 6 т/га. 5. 1Ъвоз бесподстплочкий 100 т/га. 6. Навоз 100 т/га + фосфогяпс 10 т/га. 7. Навоз 100 т/га + фос-фогипс 5 т/га. 8..Навоз 100 т/га + пирпт 6 т/га. Дозы рассчитана по поглощенное натрию. Полюя доза фосфогипса составила 10 т/га.

Размори ошяаш долянок 10x10 ы , повторность трехкратная. Делянки размокали методом полной рондомпзацяп. Все варианты опита сбалансирована элементами питания и влагой соответственно содержанию их в фосфогклео и навозо. Полив производился дождоваль-пым агрегатом Д11А-100 м. Сроки и нормы полива устанавливали с учетом гидрологических констант, запасов влаги в почве и фаз ' развития культурных растений. Урожай на опытных делянках учкты-вали подсляночно методом закладки учетных площадок в пятикратной повторности и сплоезюй уборкой с последущям взвегизанпем.

Для изучения химических, физико-химических, агрофизических свойств отбирали смеггищыо образцы в трехкратной повторности с пахотных и подпахотных слоов, а для изучения водных констант и солевого состава - методом бурения от Г до 2-х метров.

В отобранных образцах в 3-х кратной повторности.быти опро-долеш: состав поглощённых катионов реактивом Пфеффера (Молодцов, Игнатова,1975) с последующим определением катионов па атомпо-«б-сорбциопном спектрофотометре "Perkm- Elmer -503": воднопепти-зируемый и агрегированный ил с помещаю центрифуги "(ЕЬймухамотов, 1972); структурно-агрегатный состав,-водопрочность агрегатов по Саввннову; механический и кикроагрогатвнй состав по Качвисксму; максимальная гигроскопичность по Николаеву; плотность твердой фазы - пикноыетрически; плотность почвы методом цилиндров; водопроницаемость прибором Нестерова; КЗКМОНЬЕТЮ влзгоамкость методом заливки площадок; влажность - досовым методом; содержание гумуса по Тюрину; качественный состав гумуса по Кононовой и Боль-

ЧЕКОВОЙ; анализ водной вытяжки, ГИПС, карбонаты по общеприня- • той методике (Арикушкина, 1970).

Математическая обработка полученных результатов проводилась.; при помоши вычислительной техники " C с s s i o" и на ЭЕЛ Д-23 (язык "Бейсик") методом дисперсионного анализа (Доспехов,. 1986).

• ; ' ';'.'> • - РЕЗУЛЬТАТЕ ШЗЩЖАНИИ , '..•;;"':. /.

Состав почвенко-поглощающего комплекса . V

Состав гочвенно-поглощающего колшлекса ШК, определяющего основные агрономические свойства солонцов в год внесения мелиорантов претерпели существенные изменения (за исключением варианта с бесподстилочным навозом), что подтверждает''довольно быстрые реакция обмена в условиях оропения (табл.1). Доля обменного кат- : рая, являющегося вакнейсям $изпко-химическкм показателем степени солонцеватости, снизилась с 13,5 (контроль) до 8,3 % о?.емкости катионного обмена (ЕКО) (фосфогипс 10 т/га). В остальных варпан- -тах (3,4,6,7,8) содержание обменного натрия в ПИК более выравненное и варьирует от 9,0 до 9,8 от ЕКО. Сравнительно слабые обменные реакции в вариантах мелиорант-+ навоз, по-видимому, объясняются обволакиванием частиц почвы .и мелиорантов дисперсными не-разлоасивЕкмися растительными остатками, возможно, •' • раздач-.. ного рода органическими кислотаыд, и снижение ввиду этого активной их поверхности. ' "

Следует отметить, что в вариантах с отходами HCK как при • раздельном, так и совместном применении;с навозом соотношение/ S& составляла 6,23, что указывает на достаточно высокий мелиора-, тивныйэффект этих отходов. . - . •

Та байта I ;.

Влияние различных по природе и дозам химических • мелиорантов в комплексе с бесподстилочкым навозом на состав поглощенных катионов лугово-степных солонцов

Вариант Погло зенита катпони,# о> ЕКО ЕКО. ис/окв •ис++ ч> СаГ

С&++ У.л Л=а+ К+ + ш4 100 г почвы

I 21*3. 12*5 4,5 1*й 18.3 2.0 1*2

58,1 22,3 14,8 3,9 0,9 18,6 2,6 3,9

2 62.8 24.0 8.3 1*1 0.8 'Ж*7 2.6 2x5.

79,2 11.1 4,8 4,3 0,6 20,0 7.1 16,5

3 61.0 24.0 ,9*0 4.3 0*8 18.5 2*4 £*8

76;3 12,4 5,9 4,6 0.7 18,6 6,1 12,9

4 59.1 26.3 9.4 1*1 ЖЛЗ 2.3 6.2

75,6 13,2 6,4 5,3 0,5 18,6 5.7 11,8

5 54.8 25,6 1С2.2 5*1 2*2 2*1 4*5

63,4 21,3 9,4 5,5 1.1 12,7 3,0 7.1

6 63,6 2£М 9)6 4.8 1*5 19.3 2*1 6.6

.80,2 10,3 3,7 5,0. 0.7 21,4 7.8 21,5

7 £2*7 £Ъ& 2*5 4.4 1*£ 19.6 2*2 6.6 .

82,6 11,2 5,3 4,7 0,9 20,3 7,4 15,6

8 61.9 22.4 9Л8. £*2 1*2 19.3 2.8 £*2

78,0 10,7; 5,8 4.5 0,9- ' 20,5 7,3 13,&4

Примечание: в числителе - дапше первого года; в знаменателе

- тротього года мелиорации

Ь!акск1ильнае изменения состава ИХ по сравнению с контролем произойди в последующие года мелиорации. Наибольший" обмен Иа+ в ИХ на Са*4" мелиоранта выявлен в вариантах мелиорант + цзвоз, , при этом соотнотаниеуСа!"* в вариантах 2,3,4 узкое (11,8...16,5) и болое широкое в их аналогах с навозом (13,5...21,4). Ото,явле-нно объясняется наличием органических лиганпов, которые уволлча-

ваш емкость. обмена и плотность отрицательного заряда,способ- - • ствуюцего сорбции многовалентных катионов, особенно, кальция.

В условиях модельных и полевых опытов нами не выявлено юл -. ; ное вытеснение натрия из ППК: Отсутствуют и существенные отличия > в составеППК при сопоставлении полных и половинных доз фосфо- ' гипса. По нашему мнению, п со мнении других исследователей \ (Нинкин, 1973), этот фак* объясняется различием констант обмена . при сорбции ионов в разных сорбционных местах III К- т.е. по мере снижения количества натрия, уменьшается его подвижность.

По соотношению Са. вариант 5 (бесподстил, навоз) уже на третьем году молдорация несколько отличался от контроля. Возможно ак- . тивизация микробЕОлогических -процессов, продуцирование С02 ссособ-ствовали мобилизации кальция почвы с послодувдзл участием их в обмешшх реакциях.

Ьдгний вытеснялся кальцием мелиоранта слабее, чем катион • натрия, что объясняется больсей его устойчивостью в связи с положением в лиотропном ряду. Максиш льдов количество вытесненных катионов магния (45-55$),по сравнению 'с контролем, обнаружено только на третий год мелиорации. ;.

ЛИСПОРОВЗЯ чпетъ почтой яе качественная состав

Солонцовые почвы экспериментального участка характеризовались сильной даспергировашюстью почвенной' массы, значительная часть которой представлена воднопептизируемым илом (ил А). Боль-шя часть ила А состоит из предколлоидноа фракции (диаметром механических элементов менее 0,1 микрона). Содержание агрегированного лла (ил Б) невысокое и колеблется в;проделах 5,8-6,С# от массы почвы.. Снижение ила А с 15,6# (контроль) до 8,2 (фосфогипо 10 т/га + навоз), увеличение ила Б от 6,0 до 16,6#. (пирит 6 т/га), несомненно, указывает на процессы коагуляции и агрегации 'тонко-

дисперсных частиц в год внесения мелиорантов. УконыкдЕО ила А произошло в основном за счот предколлоидшх фракций, изменение агрегированного ила обусловлено за счет уволцчония эквивалент -ШХ количеств коллоидных и предяаллондных фракций. В то so время установлено, что в подпахотных горизонтах даже к 3-му году мелиорации существенных изменений в дисперсной фазе но обнаружено.

Установлена зависимость степени трансформации категорий ила от природы, доз хкмлчоских мелиорантов, сочотаний их с жидкими органическими удобрениями, продолжительности мелиорация. Количество ила А и Б в вариантах 2,3,4 на 3-ем году молпорацпи, по сравнонЕзз с 1-им годом, достоверно но изменилось. Суг;ествон-1шг и достоверные изменения категорий ила обнаружились в вариантах 5,6,7,8 (табл. 2) с максимальными з1гачониямц снижения (по сравнению с I-км годом) ила А га 2,7? (при КСР0 5 *»9) и увеличением ила Б на 4,9? при HCPQ 5 If8 в варианте пирит + навоз. Соответственно для этого варианта характерно болое узкоо соот-носанио А и болое вязкий фактор дисперсности почв, что объясняется процессами окисления пирита с образованном серной кислоты я, возможно, более СИЛЬНОЙ коагулирующей способностью соодяноняй жслоза, которые составляй? один из компонентов применяемого мо-лиорапта.

При интерпретация полученных даншх выявлено, что по содержанию и качественному составу дисперсной фазы варианты с половинными и полными дозами фосфогипса сусоственно отличаются.

Соктор дисперсности тесно коррелирует с соотпопонпом ила А ,хотя вариабельность содержания общего ила (С) по вариантам опыта незначительная. 1Ь отого слодуот, что степень пептизацпл и агрегации тошеодисперсных частиц солонцов не зависит от содержания общего ила', а обусловлены составом ШК, реакцией сродн, при-

'сутствием в почвенном растворе катиоков-коагулеторов.

Таблица 2 /

Сравнительная оценка различных категорий ила солонцовых почв по вариантам опита (слой Апах, , 3-Я год мелиорации) ,,

Вариант Категории ила ♦ А - • Сактор

А ь и Б дисперсно- % к массе почвы ~л сти

I, Контроль 16,2 У.6.2.; 29,9 •2,62 45,2

2. Сосфогипа 10 т/га 9,0 > 16,5 26,5 0,55 25,9

3. Оосфогипо 5 т/га 11,3 13,6 26,7 0,68 ' 31,4

4. Пирит. 6 т/га 8,5 16,6 26,1 0,51 22,1

'5.' Навоз босподстп-лочгеш.ЮО т/га ,. 11,3 9,9 : 28,9 1,14 36,2

> &. Навоз + фосфо-гипо 10 т/га 7,2 Г7.5 26,3 0,51 22,4

*%. Навоз + фосфо-гзпс 5 т/га 8,1 . 14,5 26,4 0,55 25,9

8. Навоз; + пирит 6 т/га 7.4 18,3 26,8 0,40 21,9

нс 5-:;,,-;,; 1.9. 1,8 0,84

Примечание: С - обсее количество ила по данным механического анализа

Структупяо-дгпегатныП состав еог.ощотх почв

Пахотные слои' экспериментального участка характеризуются сильной глыбистостио.-Количество структурных агрегатов диаметром "7*10 мм составляет 40-41&. Химическая мелиорация способствовала снижению глыбпстости с 40,62 (контроль) до 23,3 (фосфогилс 10 т/га + навоз). Соответственно, коэффициент структурности (Кет) изменился с 1,13 до 1,92. Установлено, что этот, коэффициент, в ва-

-11 - . . -риактах с половинными дозами (1,5-1,54) несколько шгаа по сравнена с полными (1,81-1,92). В 1-нй год мелиорации вариант 5 {6во~ под. навоз) по К.ст. от контроля не отличался. По результатам 3-го года мелиорации обнаруженная закономерность, за исключение» варианта 5, сохраняется, но с максимальными значениями К.ст.. в вариантах мелиорант + навоз. Вариант 5 по К.ст. отличается ог контроля, однако значонпо этого коэффициента (1,75) ниже по сравнению с другими вариантами опита (2,33...3,22).

Таблица 3

Ь'лкроагрегатний состав (мокрое просеиванао, % на сухуЮ массу почвы)

, 1 • 1 • - 1 Вариант 1 II -*• 1-й 1 II і II и*.. I), 1 I. 'І .. 'І год мрлпдащип п. . . 3-Я *і - і - *і год келпо попил

диаметр фракции ♦, мм

Г 14), ІЬ у и,2Б I •ьи.20 ли.іЬ

I 2,3 21,6 23,9 3,2 19,0 22,1

2 4,2 24,9 28,1 5,8 28,6 34,4

3 2,8 .24,8 27,6 4,2 26,1 30,3

4 1.5 24,2 25,7 6,1 27,5 33,6

5 1.7 20,3 22,0 3,2 22.2 25,4

6 2.1 23,0 25,1 7.6 29,5 37,1

7 1.6 22,7 24,3 5,1 , 30,5 35,6

8 1Д - 25,9 27,0 2,8 7,6 26,5 34,1 2.7

Необратимая коагуляция дисперсных частиц, условия, способ-, сгв/вдие дх склеиванию, агрегации, присутствие катионов кальция, хелеза, способствовали формированию водопрочных агрегатов (табл.3). К концу I года мелиорации достоверное уволичонио водопрочных агрегатов, по сравнению с контролем, выявлено в вариантах с фосфогипсом (2,3) и пирит +.навоз (8). Варианты с фосфо-

гипсом + навоз (6,7) по количеству водопрочных агрегатов суще-..../.. ственно отличаются от аналогов. Минимальная водопрочность агрегатов в вариантах (5,6,7), по-видимому, объясняется снижением .'../, -активной поверхности почвенных частиц и мелиорантов за счет .бесподстилочного навоза. :

Некоторые изменения качественного состава гумуса,; выщело- '; ценность верхних слоев от легкорастворнмых солей натрия в третьем году мелиорации сопряжено с заметным увеличением водопрочных лагрегатов во всех вариантах опыта, но с максимальными значениями в вариантах'мелиорант + навоз (табл. 3). Отмечено, что варианты с лоловякшая д полными дозами (2 и 3) по водопро-шостп агрегатов 'существенно отличались между собой. Достоверное увеличение,; водопрочных агрегатов выявлено и в варианте с бесподстплочным навозом по сравнению с контролем. .

Сизячоскио п водно-физические свойства Орогоние солонцов сспряяено с,уплотнением ирригационного : ♦слоя {Бондарев, 1978). При применении химических мелиорантов произосла существенная оптимизация физических свойств солонцов.. Дродеяы сниаения плотности почвы по вариантам опита в слое 0,»-20 см колебались от 0,17 (пирит 6 т/га) до 0,26 г/см3 (фос-фогипс 10 т/га + навоз). Исключение в 1-ом году мелиорации составляет вариант с бесподстплочным навозом, так как в.эхом варианте достоверное изменение плотности почвы по сравнении с контролем . не обнаружено. В последуювдо годы мелиорации происходит некоторая стабилизация физических свойств по вариантам опыта, но с максимальным снижением плотности почвы в вариантах мелиорант + навоз. Вариант с бесподстилочным навоз :м по плотности уже существенно •:' отличался от исходного состояния (1,46 исходное, 1,35 г/см3 Ш год мелиорации). Снижение плотности почвы в вариантах опыта сопряаено

• . : V: - 7 ' " . л V13' - "

с изменениями обеей пористости. Изменение пористости в слое 0;..20 см варьировало от 2,79 (вариант с бесшд.вавозом) до 9,Э1# от объема (вариант навоз + фосфогдпс 10 т/га). Плотность почвы в конце 3 года мелиорации'составила следующий- ряд: контроль •=» навоз бесподст. р- пирит 6 т/га Р* пирит + навоз > • фос-фогипсб т/то ~т- фосфогдос 5 т/га + навоз -л фосфогяпс 10 т/га?- • фосфогипс 10 т/га + навоз.

Оптимизация физических свойств, структурно- агрегатного состава при химической мелиорации отразилась и на водных свойствах солонцов. В вариантах с модиорантами наблюдалось снижение максимальной гигроскопичности (Мг) от 0,9 до 3.51? с максимумом снижения в вариантах с подними дозами фосфогипса. Варианты 2,3,4 по . величине наименьсей влагоемкости (13) существенно между собою не отличались.

♦ «Величина Ш (мм. водц.столба) в этих вариантах варьировала от 129 до 134 (слой 0-40 см). Для вариантов мелиорант + навоз (6,7,8) этот показатель несколько визе 135... 143, а в контроле - 121 мм. Увеличение влагоемкости и снижение МГ сопрлконо адекватными изменениями диапозодо активной влаги (ДАВ). Мпшгпалызглл значениями ДАЗ (ело- 0-40 см) характеризовался контрольный вариант - 30 'км, максимальными - 87 и 83 мм, варианты 6 и 7.

В результате химической мелиорации повысилась водопроницаемость солонцовых почв. .'йксиальной водопроницаемостью характеризовался вариант 6 (фосфогипс 10 т/га + навоз), минимальными -вариант 5 (бесподст.навоз) и контроль. Суммарный расход воды (ш вода. ст.)за 6 часов соответственно составил: 524; 69; 54.

Содержание п качественный состав гупугп За короткий 3-х летний период делать какие-либо окончательное выводы о гумусном состоянии мелиорированных солонцов считает-

- 14 -

ся невозможным. Но наряну с этим, моано отметить некоторые тенденции гумификации и~дегумификации, миграции и закропления органического вещества. ' " ' <

,/ В первом году мелиорации в вариантах фосфоглпс 10 и 5 т/га отмечалась тенденция к снижению гумуса (0,14...0,20# пра НСРЧ 5 0,12), которая объясняется процессами догумификации в результате улучпэнпя физических водно-йизпчсслпх свойств, а в вариантах с навозом и навоз + мелиорант - некоторое уволичонио (0,16...0,2154). В аспекте увеличения гумуса, по-видимому, нужно предполагать о ♦ преобладании гумификации над двгумпфикацией и закрепления над миграцией. Во втором году мелиорации в отмеченных вариантах наблюдалась ужо противоположная закономерность, т.о. тенденция . снижения гумуса в вариантах 5,6,7,8 (0,10...0,13 при НСРЧ 5

.0,08/5) и увеличение (0,17-0,18%) в вариантах 2,3,4. В З-ем году ..пределы изменения гумуса во всех вариантах опыта (кроме 4 и 8) не достоверны. В итоге содержание гумуса в конце 3-го года мелиорации имеет'недостоверное отклонение от исходного состояния. '

Оптимизация свойств солонцовых почв, а в связи с этим из-V менения биохимических процессов разложения, превращения, гумпфа-,' кации органического вещества почва в некоторой степени сопряже-нос изменениями'качественного состава гумуса солонцов. Эти из. менения хотя и незначительные, но более ощутимые по сравнению с контролем. В вариантах с мелиорантами увеличилась доля гумдно-вых кислот, связанных с кальцием, при некоторой снижении фулызокпо-лот. В овязи с этим соотношение Сгбольсе единицы (1,13...1,23)

- ' • , „Сф . • -

по сравнению о контролем (0,87) и бесподстилочшш навозом ', • .'(0,96),. что дает основание,тип гумуса" определять ужо как £уль-л ватно-гуматный. - ,.' •'."--. 5

4 У*5 -

; Содертянпе и, состав легкотостворлтах, солей

Для верхних слоев (0...25 см) солоццои хотя характерна некоторая вшцелоченность от легкораствордмых солей (сухой остаток 0,14-0,31$), но значительная часть их (76,9#) представлена токсичными солями в виде бикарбонатов и сульфатов натрия.

В первом году мелиорации для вариантов с мелиорантами характерно некоторое увеличение общего содержакия солей (слой 0...50 см), по сравнению с контролем, за счет образования водорастворимых солей в результате обменных реакций между ПК и мелиорантами. Но токсичные соли (гидрокарбонаты натрия) в профиле солонцов отсутствовали. Однако увеличение плотного остатка в ва-риантах.2,3,6,7 еще не свидетельствует об аккумуляции токсичных солей. Расчетами установлено, что в первом году мелиорации содор-ианяе токсичных солей в слое 0...25 см снизилось с 4,0 т/га (контроль) до 1,8...3,2 (варианты 2,3,4,6,7). Более существенное выталачиванпе ТОКСИЧЕШХ легкорастворкмых солей отмечалось в третьем году мелиорации за счет оптимизации свойств болео глубоких слоев (25...40 см) и условий ороаенпя. 3 контроле (слой 0...50 см) содержание токсичных солей составляло 12,0 т/га, а в вариантах с мелиорантами - от 2,0 (6,7,8) до 3,1 (4). Установлено, что при раздельном применении мелиорантов опресняется слой 0...50 см, а при совместном внесении о навозом - до 75 см.

. • Урожайность сельскохозяйственных культур и экономическая эффективность приемов химической мелиорации солонцов • Заволжья....... •._

Продуктивность агроценозов детерлинироваиа уровнями плодородия почв и природными условиями. Одним из основных лимитирую:дих факторов в условиях сухих степей - влагой, при проведении исследований растения обеспечивались в достаточном количестве за счет ородания. Поэтому наибольший интерес представляет реакция расте-

- 16 - ' \; - < НЕЙ на то ила иные изменения показателей; димптиругсих плодородно солонцовых почв в результате химической мелиорации. '.:•-* " ' ., Таблица 4

Урожайность зеленой ьасси кукурузы па солонцах в зависимости от приемов химической'.мелиорации (ц/га)

Ьарианти

4-й-

І*і/и» у^погетті

У,-п

Л-

уролай прибавка урояай"прибавка урожай прибавка

I 207,4 Г77.2 - 151,5 -

2 210,8 33,4 243,6 - 66,4 2-10,7 89,2

3 236,9 29,5 237,5 60,3 , , 224,3 72,8

4 233,3 25,9 233,2 "56,0 231,8 80,3

5 212,4 5,0 л 211,4 • 34,2. 201,9 53,4

6 218,6 41,2 259,7 82,5 256,5 105,0

7 217,5 40,1 258,5 81,3 -252,3 100,8

8 233,5 31,1 . 246,9 . 69,7 248,8 97,3

НСРЛ а 7,8 •II I . 9,8

Из да шли: таблицы 4 видно, что урожайность кукурузы на контрольном варианте низкая, хотя она возделывалась в условиях оропе-ния и лодворжопа колебаниям, а в вариантах с мелиорантами ока более стабильная. Установлено, что в течогаш 3-х лет исследований во всох вариантах опыта с мелиорантами получена достоверная прибавка урогая по сравнению с контрол&ч. Средняя прибавка урожая составила от 30,9 (бесподст.навоз) до 76,2 ц/га (фосфогипс 10 т/га + навоз). Урожайность повысилась при этом от 17,3 до 42,6/2. Результатами математической обработки выявлено, что в первые 2 года исследований варианты 2 и 3 между собою по прибавке урожая существенно не отличаются (табл. 4). Дэстоворкая разность

:прибавки отмечалась только в третьем году. По-видимому, этот факт объясняется изменениями свойств подпахотных слоев солонцовых почв при применении полных доз мелиорантов. Наряду с этим, в течение 3-х лет мелиорации,в вариантах фосфогипс 5 и 10 т/га + навод (6,7) наблюдались очень близкие значения по урожайности, разница которых по усредненным данным составляет 2,2 ц/га.

';. -Расчетами экономической эффективности приемов химической мелиорации установлено, что при аналогичном мелиоративном эффекте половинных и полных доз выявлена более высокая рентабельность (192,2%) половинных доз (таблица 5) . По экономическому эффекту пирит (вариант 4) не уступал полным дозам фосфогипса, а по рентабельности (127,5%) даже превосходил.

\- Таблица 5

Экономическая эффективность применения химических мелиорантов в сочетании с бесподстилочным навозом

Прибавка Чистый Рента- Окупао-

уроаая • доход бель- мость,

•-. ность лет

в рублях на I га . %

2 . Фосфогипс 10 т/га 123 5 62 8 103,5 1 8

3 . Сосфопшо 5 т/га . 105 8 69 6 192,2 1 0

4 Пирит С т/га у 105 8 59 3 127,5 1 5

5 . Навоз беспод.ЮО т/га . 6 0 , 8 -71 7 не ронт. 6 1

6. Навод+фосфог. 10 т/га 148 9 -39 6 1 но.рент. 4 0

? Навоэ+фосфог. 5 т/га 145 0 -20 8 ' не рент. ' 3 3

8. Навоэ+пирит 6 т/га .129 4 -44 7 не рент. 4 1

. Варианты с бесподстилочным навозом (5) и в комплексе с мелиорантами "(6,7,8) оказались нерентабельными, хотя в вариантах навоз + мелиорант получена максимальная прибавка урожая. Причина нерентабельности объясняется больвими затратами на транспортиров-

ку бесподстплочного навоза. По наспм расчетам наиболее элективной максимальной дальностью, транспортировки бесподстплочного навоза является расстояние 7 кн. При применении его совместно с мелиорантами минимально рентабельный радиус перевозки несколь. ко увеличивается и достигает 12 км.

0СК0ВШЗ Ш30Д1

1. Оро-аемие солонцовые почвы Заволжья характеризуются низкими показателями плодородия. Длительное оросеюо привело к выщелачивания в нижние слои карбонатов кальция и гипса. Позтог-у радикалыгцм приемом повысес я их плодородия является химическая мелиорация. .

2. Относительно негативные изменения $пзико-химическпх свойств в вариантах мелиорант + бесподстилочний навоз в год их применения обусловлены блокировкой актцзг.оЛ пэзорх::олгп мэлиоран-тов.и почвошпга коллоидов дисперсными неразложивЛигяся растительными остатками и, возможно,-пизкоколскуцярнымл органическими кис,: лотами. В последующе годы на этих вариантах отмечался максималь-, кый мзлисрируЕШцй оффект благодаря увеличению емкости поглощения

за счет органичоских лигавдов и селективности твердой фазы почв по относенет к кальцию. Продолжительность мелиорации даже в отих условиях не привела к полному вытеснению катионов натрия из ШГС.

3. Наибольшая часть общего ила представлена низкоагрегиро-

♦ ванной' фракцией. Максимальная коагуляция, а в связи с этим изменения количества и качества дисперсной фазы обнаружены в вариантах с отходами ЕЗЖ'и полными дозами фосфогппса.

4. 'Сульватно-гуматшй тип гумуса, введение катионов-коагуляторов, изменение рН в вариантах опыта с мелиорантами сопряжено

Л.процессами агрегации, с формированием водопрочных агрегатов, ко! „личество которых зависело отЛпродолжительности мелиорации, доз

мелиорантов и их сочетаний с.навозом. Варианты с полными дозами при'этом существенно отличаются от половинных. В сочетаниях с навозом эта закономерность не обнаружена.

5. Состояние показателей плотности почвы в вариантах опыта составили следувэий ряд: контроль ?-. навоз бесподстилочкый

100 т/га > пирит 6 т/га > навоз + пирит >" фосфогипз 5 т/га фосфогипс 5 т/га + навоз > фосфогипс 10 т/га > фосфогипс 10 т/га + навоз.

6. Снижение.'максимальной гигроскопичности, увеличение влагоемкости в вариантах с мелиорантами сопряжено адекватными изменениями диапазона актмной влаги.

7. Изменения агрофизических, водных свойств, а в зтой связи . и биохимических процессов при химической'мелиорации привели к

частичкой трансформации органического вещества. В вариантах с молиорантами тип гумуса характеризовался какфульватно-гуматшй по сравнению с гуматно-фудьватним па контроле. В порзом году мелиорации догумпфикация (0,I4...G,20# при KCPQ5 0,12) отмочалась в вариантах при раздельном применении фосфогипса, гумификация (0,16...0,21$) при комплексе с навозом. Во втором году мелиорации в вышеуказанных вариантах обнаружилась противоположная закономерность. Однако, к концу 3-го года корпорации содержание гумуса в вариантах опыта достоверно не отличалось от их исходного состояния..

8. При раздельном применении мелиорантов опроснялся от токсичных легкорастворимых солей 0...50 см слой, а в комплексе с навозом, до 75 см. Химическая мелиорация способствовала и изменению солевого состава солонцов. Снизилась щелочность за счет гидрокарбонатов натрия., /•"-'.

9. По сравнению с контролем урожайность зеленой массы куку-

- 20 - л рузы в вариантах с мелиорантами оказалась достаточно высокой п устойчива!. Прибавка урожая по осредпокным данным варьировала от 5-1,1 до 76,2 ц/то. Варианты с полными и половинными дозами фосфогипса по прибавке урожая в перзые 2 года мелиорации достоверно между собою не различаются. Разница в прибавке третьем - году мелиорации объясняется некоторой оптимизацией подпахотных слоов при применении полных доз фосфогплса. Максимальная прибавка урожая в точонил 3-х лот отмочена в вариантах мелиорант + па-воз. . „,. " V

10. Химическая мелиорация в условиях ороэемого земледелия Заволжья является эффективным приемом говыпондя плодородия солонцовых почв. Наиболоо выгодным оказался вариант с половинной дозой фосфогплса, рентабельность которого составила 142,5 % при чистом доходе с I га"'69,6 рублей. Ввиду значительных затрат па транспортировку бесподсхнлочного гавоза выявлена низкая экономическая эффективность вариантов мелиорант + навоз. Наиболее эффективной максимальной дальностью транспортировки бесподстп-лочного навоза является расстояние до 7 км,'а при комплексном применении с молиорантами - 12 км. ' ' •'

11. Лцторпротация полученного экспериментального материала модельных и полевых опытов го-изучепго мелиоративного эффекта отходов Банкирского медно-сорного обогатительного комбината дозволяет сделать вывод о высокой его" эффективности при прямононзи в качестве химического мелиоранта для повышения плодородия соловдо-ЕЫХ почв. А-' 8 '--'..",•>•

Преплохёнпя ПРОИЗВОДСТВУ \ В условиях оросаемого зелледёлия Заволжья коронным приемом совысонпя плодородия солонцовых почв являются приемы химической " мелиорации с применением отходов дромытяенкостя - фосфогшеа.

.-...г • . _ • ' . - • ' 21 -

При Получении чистого дохода 62,8...69,6 руб. с I га затраты окупаются в течении 1-2 лет мелиоративного периода. Экономично выгодным является применение половинной дозы фосфогппса. Для до-стикения максимального мелиоративного эффекта и утилизация бесподстилочного навоза необходимо комплексное применение фосфогип-са с навозом. Дальность транспортировки жидкого навоза при комплексном применении с мелиорантами не должна превышать 12 км.

Сппсок опубликованных пабот по теле i?: ее оптанта

1. Паков Н.П., Гончарова Н.А., Гайсин В.О. О возможности применения отходов Баксирского модно-серного комбината для по-

• выаения плодородия солонцовых почв // Тез.докл.конфорон. почвоведов, агрохимиков, земледелов Юяного Урала и Поволил. -Уфа -1981г.- с.237-238.

2. Карпухин А.П., Родионова Л.П.,Гайсин B.C. Гель-хромото-графия в изучошш солонцовых почв // Тоз.докл.конф. почвоводов, агрохимиков, землодолов Ю&ного Урала и Поволжья. - Уфа - 1982 -с. 41-42.

3. Карпухин А.И., Родионова Л.Н.,Гайсин В.о. Возможности применения головой хромотографяи для изучения солонцовых почв// Новые мотоды исслодовакая почв солонцовых почв. Тр. Почв.пнет. ил.В.В.Докучаева. - Москва - Г382. с. 9-17.

4. Гончарова Н.А., Гайсин В.О. Пошпонпо плодородия солонцовых почв приемами химической мелиорации // Тез.до'кл.конфор,-Уфа -.1985 с.69. -

5. Панов Н.П., Гончарова Н.А., Гайсин В.О. Ечияняв химичво-ких мелиорантов в комплексе с бесподстплочпым навозом на физические и водно-физические свойства солонцовых почв Заволжья//.

Современные процессы почвообразования и их регулирование в условиях интенсивных систем земледелия. - Ы,- ТСХА - 1985.-с.40-45. • '

: - 2 2"л , -. Л-/6; Панов Н.П., Гончарова Н.А;, Гайсш B.C. Влияние различных по природе и дозам химических мелиорантов на агрофизические свойства солонцов Заволжья // Тез.докл. Ш съезда Всесоюзного общества почвоведов. -Ташкент; -1985, с. 51.

7. Гончарова Н.А.', Гайсин B.C. Изучение некоторых параметров плодородия солонцовых почв црл применении химических мелиорантов, в комплексе с бесподстилочным навозом// Тез.докл; конф. -Свердловск - 1986. - с.9;

Л-38044 16.05.88 г. Объем 1'/2 п. л.

Зак. 1359. Тир. 100

Типография Московской с.-х. академии им. К. А. Тимирязева 127550, Москва И-550, Тимирязевская ул., 44

Бесплатно