Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

ВЛИЯНИЕ МЕЛИОРАТИВНЫХ ПРИЕМОВ НА СВОЙСТВА И ПЛОДОРОДИЕ МАЛОНАТРИЕВЫХ СОЛОНЦОВЫХ КОМПЛЕКСОВ САРАТОВСКОГО ЗАВОЛЖЬЯ

ВАК РФ 06.01.03, Агропочвоведение и агрофизика

Автореферат диссертации по теме "ВЛИЯНИЕ МЕЛИОРАТИВНЫХ ПРИЕМОВ НА СВОЙСТВА И ПЛОДОРОДИЕ МАЛОНАТРИЕВЫХ СОЛОНЦОВЫХ КОМПЛЕКСОВ САРАТОВСКОГО ЗАВОЛЖЬЯ"

МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА СССР

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

2оОТл/ л" пр"х рукописи

Александр Миронович ПЛАСТ КО В

ВЛИЯНИЕ МЕЛИОРАТИВНЫХ ПРИЕМОВ НА СВОЙСТВА И ПЛОДОРОДИЕ МАЛОНАТРИЕВЫХ СОЛОНЦОВЫХ КОМПЛЕКСОВ САРАТОВСКОГО ЗАВОЛЖЬЯ

Специальность 06.01.03—почвоведение

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

МОСКВА — 1977

-Хе/е&ри'№>иА14и{0£мг - <Мг *~Ш &р л и А

Работа выполнена в Саратовском сельскохозяйственном институте.

Научный руководитель — кандидат биологических наук доцент Данилова Е. А.

Официальные оппоненты: доктор сельскохозяйственных наук профессор ПершинаМ. Н., кандидат сельскохозяйственных наук Яковлева М. Е.

Ведущее предприятие — Саратовское областное управление сельского* хозяйства.

Защита"состоится «*7. » ф.*Л^.4&ЦлЯ> .. 1977 г.

в час. « на заседании специализированного Совета

К-120.35.01 при Московской сельскохозяйственной академии им. К. А. Тимирязева. Адрес; 125008, г. Москва, А-8, ул. Тимирязевская, 49. Сектор защиты диссертаций ТСХА.

С диссертацией можно ознакомиться в ЦНБ ТСХА.

Автореферат разослан ЛЧ. > 1/и^О8/иЬ '. 1977 г.

Ученый секретарь специализированного Совета канд. биол.наук

Л 2 Дорожкина Л. А-

0&®&4-

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Успешное выполнение решений КПСС, направленных на дальнейшее расширение работ по улучшению земель с низким естественным плодородием, куда относятся и солонцовые почвы, требует разработки и уточнения научно обоснованных приемов мелиорации этих почв. В основных направлениях развития народного хозяйства СССР на 1976—1980 гг., принятых на XXV съезде КПСС, намечается расширить работы по гипсованию и мелиоративной обработке солонцовых почв.

В Саратовской области имеется около 1666 тыс. га солонцовых комплексов, основная.часть которых находится в. Заволжье, и проблема их освоения является составной" частью общей задачи ирригации Заволжья.

Исследованием вопросов генезиса и мелиорации солонцов занимались: Антипов-Каратаев И. Н. (1953, 1966), Алешин С. Н. (1965, 1969), Кауричев И. С. (1956), Пак. К: П. (1966, 1975), Панов Н. П. (1969), Першина М. Н. (1956) и многие другие. В результате исследований установлено, что солонцы в природных условиях могут образовываться различными путями: при рассолении-солончаков, засоленных нейтральными солями, при воздействии на почву слабоминералн-зованных растворов, содержащих соду; в результате биогенного накопления натриевых солей; при высоком содержании в почвах различного рода гидрофильных коллоидов; под влиянием поглощенного натрия, фульвокислот и других причин.

Генетико-географическая неоднородность солонцов требует дифференцированных методов их освоения. Это вызывает необходимость расширить исследования по разработке мероприятий, обеспечивающих коренное улучшение солонцов; провести сравнительное изучение способов глубокой вспашки и выявить их агротехническую и мелиоративную роль; отыскать заменители гипса — отходы промышленности; сравнить и конкретизировать мелиорирующую роль гипса и отходов промышленности в каждом природнО'-эко»шшииишли,иЛ11(ша.

(деа1ую*гиэи|Ш}1:1-Л1>:А1аиа1ек-1 Моинвекой цл Деизм Седмоз. I 1. > Леашша им. и. Л. ТиаврязетИ

Широкое изучение солонцовых почв в различных биоклиматических условиях показало значительное распространение, в том числе и в Заволжье, солонцов с низким содержанием натрия в поглощающем комплексе, обладающих низким плодородием. Это определило постановку полевых опытов на остаточно- и малонатриевых солонцах в подзоне темно-каштановых почв Заволжья.

Задачи-исследований. В задачи исследований входило: 1. Изучить влияние мелиоративных вспашек и мелиорирующих веществ на свойства и плодородие остаточнонатриевых старопахотных .и. малонатриевых залежных, солонцовых комплексов в условиях Саратовского Заволжья. 2. Установить характер изменения дисперсности солонцов и темно-каштановых почв под влиянием мелиорации. 3. Выявить возможности применения- лигнина — отхода гидролизного производства — для мелиорации солонцов. 4. Дать сравнительную оценку изучаемых приемовиих сочетаний и разработать конкретные предложения по повышению продуктивности солонцовых комплексов. 5. Определить экономическую эффективность мелиоративных приемов в условиях засушливого Заволжья.

Автор в течение 1971—1975 годов проводил изучение влияния различных мелиоративных вспашек и мелиорантов на остаточно- и малонатриевых солонцах в условиях Саратовского Заволжья и в этот период собрал необходимый материал, который положен в основу данной работы.

Объекты исследований. Опыты проводились в совхозе-№ 592 Энгельского района Саратовской области на залежном и старопахотном участках.

Почвенный покров-совхоза является типичным для подзоны темно-каштановых почв Саратовского Заволжья и представлен комплексом темно-каштановых солонцовых солонча-коватых тяжелосуглинистых почв с солонцами степными солончаковыми малонатриевыми глинистыми с содержанием солонцов на старопахотном-участке до 25%, на залежном — до 50%.

Территория совхоза расположена на бакинской террасе. р. Волги. Почвообразующими породами опытных участков являются современные делювиальные отложения мощностью 2-2,5 м, Они представлены легкими глинами и суглинками сульфатного и хлоридно-сульфатного засоления.

Залежные солонцы степные средние малонатриевые солончаковые глинистые с содержанием гумуса в верхних горизонтах 2—3%. вскипают с поверхности,.залегание карбонатов с 36 см, растворимые соли с 60 см..Темно-каштановые почвы залежного участка имеют мощность гумусового горизонта 30— 35 см с содержанием гумуса 2,5—3,5%, механический состав

тяжелосуглинистый и глинистый, вскипают от соляной кислоты с 27—30 см, легкорастворимые соли — с 60—80 см.

Почвы старопахотных участков характеризуются большим рассолением, меньшим содержанием, поглощенного натрия. повышенным содержанием высокоагрегированных фракций ила.

Объем исследований и методика выполнения работы. Влияние мелиоративных приемов на свойства почв солонцовых комплексов изучалось в полевых. и лабораторных опытах. В!. 1971 году на старопахотном участке в производственных условиях был заложен однофакторный опыт по следующей схеме: 1) контроль (без мелиорирующих веществ); 2) гипс 3 т/га; 3) лигнин 30 т/га; 4) навоз 30 т/га. Лигнин, как отход гидролизного производства, содержит минеральные кислоты в~ переводе на серную кислоту до 3% к весу сухого лигнина, влажность—50—70%, содержание золы — до 3%, редуцирующих веществ (глюкоза, пентоза) — 1,5—8%, органическое вещество с содержанием углерода — до 65%, водорода — 5,4— 5,9%, кислорода — 29,1—30,1. удельный вес— 1,15.

Мелиорирующие вещества вносились навозоразбрасывателем ПТУ-3,5 с последующей заделкой культиватором. Размер делянок 2016 м2. Повторность опыта трехкратная.

На залежном участке был заложен двухфакторный опыт по схеме: 1; Отвальная вспашка на 25—27 см (контроль). 2. Трехъярусная вспашка на 40 см. 3. Плантажная вспашка на-40 см. 4. Безотвальная вспашка на 25—27 см. По мелиоративным вспашкам в поперечном направлении были внесены те же мелиоранты и в тех же дозах, что ив предыдущем 2опыте. Повторность опыта трехкратная, размер делянок 704 м2.

В лабораторных условиях был заложен модельный опыт по изучению воздействия различных доз мелиорантов на физические свойства солонца при' уровнях: увлажнения, соответствующих 45, 65, 75; 85 и 100% от полевой влагоемкости.

Новизна результатов исследований . .

Проведено сравнительное изучение влияния мелиоративных вспашек и мелиорирующих веществ на свойства и плодородие остаточно- и малонатрневых солонцовых комплексов. Также выяснен характер изменения дисперсности солонцов и темно-каштановых почв при мелиорации, определена возможность применения лигнина при мелиорации солонцов, проведена сравнительная оценка мелиоративных приемов. Изучена экономическая? эффективность их применительно к условиям Саратовского Заволжья.

Практическая ценность работы и предложения производству

*

1. Установлено влияние глубоких мелиоративных обработок на улучшение водно-физических и химических свойств малонатриевых, солонцов, что дает основание рекомендовать такие обработки производству как самостоятельный прием;

2. Выявлено, что внесение в мало- и остаточнонатриевые солонцы.гипса и лигнина в небольших дозах способствует улучшению качественного состава почвенно-поглощающего комплекса, в котором преобладающими становятся катионы кальция.

3. Применение лигина в дозе 30 т/га как в качестве самостоятельного приема, так и в сочетании с мелиоративными вспашками дает положительный результат.

4. При, отсутствии лигнина наиболее эффективно сочетание плантажной вспашки с гипсом.

5. Внесение навоза в дозе 30 т/га по обычной вспашке эффективно на комплексах с содержанием солонцов до 25%.

Апробация н реализация результатов исследований

Результаты исследований доложены на XII конференции Саратовского СХИ в 1972 г., на,Всесоюзном научно-техническом совещании по мелиорации солонцов в г. Омске в 1973 г., на научной-конференции Научно-исследовательского института сельского хозяйства Юго-Востока в 1973 г., на научно-производственном совещании в Волгоградском СХИ в 1975 г., на УШ научно-производственной конференции почвоведов и агрохимиков Южного Урала и Среднего Поволжья (г. Казань) в 1975 г., на научной конференции профессорско-препо-давательсокго состава Саратовского СХИ в 1975 г. Полученные результаты использованы в «Рекомендациях и технологии механизированных работ по мелиорации солонцовых почв Поволжья», М", 1976.

Объем работы

Диссертация изложена на 135 страницах машинописного текста,, состоит из введения, 5 глав, выводов и предложений производству, содержит 38 таблиц, 33 графика и рисунка, 52 таблицы в приложении. Список использованной литературы включает 275 наименований, в том числе 11 наименований зарубежных авторов.

ВЛИЯНИЕ МЕЛИОРАТИВНЫХ ПРИЕМОВ НА СВОЙСТВА И ПЛОДОРОДИЕ ЗАЛЕЖНЫХ МАЛОНАТРИЕВЫХ СОЛОНЦОВЫХ КОМПЛЕКСОВ

В первый год после распашки залежи на варианте с обычной вспашкой глыбнстость пахотного слоя остается почти без изменения, снижаясь лишь на 4% (ИСРо8=53,2%), в подпахотном слое онаувеличивается на 17% (НСРо5=2,7%). Глубокие обработки ухудшают структурный: состав пахотного слоя солонца. Глыбнстость возрастает по сравнению с обычной обработкой в слое 0—20 см на 19—31%, а в слое 20—40 см — на 11 — 17% (табл. 1).

Таблица 1

Изменение структуры и плотности солонца под действием вспашек

1. Действие мелиоративных вспашек и мелиорантов на структуру и плотность почв

Слой 0—20 сч

Слой 20—40 см

Вспашки

О* о с;

и. <и <■» <Ь* *- о -,© «э

1972 год

Залежь

40,9 34,4 1.34 41,7 19,4 1,36

1973 год

Обычная Ярусная Плантажная Безотвальная

37.3 44.4 1,12 58.3 44.3 1.30

56.4 37,7 1,09 69,1 24.3 1,25 68,2 31.8 1.П 75.8 39.4 1,26

26.5 42,7 1,28 49.5 47,6 1,35

1974 год

Обычная Ярусная Плантажная Безотвальная

52.9 40,7 49.2 58.9

47,9 1,16 67,4 55.4 1,37

41,7 1.08 53,4 45,4 1,20

47,6 1,12 69.6 53.3 1,25

50,5; 1.24 58,8 49.5 1.36

1975 год

Обычная Ярусная Плантажная Безотвальная

52.6 47,4 1,25 60.1 1 50.2 1.33

32.5 55.6 1,16 35.7 47,7 1.24

30,9 59.6 1,13 43.0 48.6 1,27

41,4 42,4 1,16 С0,7 1 55.0 1,34

В" последующие годы на отвальной вспашке идет усиление глыбистости,- а на мелиоративной вспашке характерны процессы улучшения структурного состава. Изучение действия мелиорирующих веществ на обычной вспашке показало, что гипс улучшает структуру солонца на второй год, а лигнин и навоз — на третий. . • • •

Мелиоративная вспашка в первый год снижает и количество водопрочных агрегатов в солонце в слое 0—20 см на 6,7— •12,6%; в слое 20—40 см —на 20—5%; на безотвальной обработке изменение.незначительное — 2—3%. В последующие годы иё всем мелиоративным обработкам различия в содержании водопрочных агрегатов сглаживаются,, разница в их содержании в верхнем слое не превышает 3—6%, а в нижнем-г 6—10%. На третий годна трехъярусной и плантажной вспашках водопрочность уже выше, чем на обычной. Такая же закономерность характерна и для темно-каштановых почв.

Из мелиорантов лучшие результаты дал лигнин: в первый год в солонце и темно-каштановой почве количество водо-прочных-агрегатов увеличилось в основном в пахотном слое на 12 и-9% соответственно; на второй и третий год и в подпахотном слое. '-. -

'Глубокие мелиоративные обработки , снизили плотность слоя 0—40 см солонца, где рыхлое сложение сохранилось в течение трех лет наблюдений;'медленная усадка по сравнению с другими обработками обусловлена, на наш взгляд, неуклонным улучшением здесь структурного состава. Почти такая же закономерность отмечается и в темно-каштановой почве.

2. Изменение водопроницаемости и влажности почв солонцового комплекса .. . под влиянием мелиоративных приемов

, Все виды обработок резко увеличивают водопроницаемость ♦ почв в первый год после распашки. Наибольшая скорость впитывания воды отмечена на плантажной и трехъярусной обработках — 3,7—3,4 мм/мин, при 0,9—0,6 мм/мин на безотвальной и обычной вспашке. В дальнейшем преимущество глубоких вспашек сохраняется.

На возрастание водопроницаемости почв но плантажной и ярусной обработкам указывают Л. П.Мершин, Н. П. Панов, 1965;.В. И. Кирюшин, Н. В. Туршатова, 1972, К. П. Пак, 1975.

Изменившиеся в результате обработок физические свойства повлияли на содержание влаги в почвах. Весной 1973 года, наибольшие запасы продуктивной влаги в метровом слое отмечались на 3-ярусной и плантажной обработках и превышали таковые по обычной обработке на солонце на 20—60 мм

на темно-каштановой'почве на 45—55 мм. В следующем-году закономерность накопления влаги сохранилась, только разрыв между плантажной и обычной вспашками сократился.

Внесение мелиорирующих веществ не всегда способствовало дополнительному накоплению влаги в почве. На солонце лишь на варианте с лигнином запасы влаги в метровом слое превышали запасы на контроле (на 29,1 мм). На темно-каштановой почве влагозапасы на мелиорированных делянках значительно выше, чем на контроле, особенно на варианте с лигнином и гипсом (на 37,2 и 36,4мы), •:. ..

3. Влияние мелиоративных приемов . -

на состав поглощенных оснований, количество и состав легкорастворимых солей

Через два года после распашки отмечено снижение содержания поглощенного натрия в слое 0—20 см солонца на обычной вспашке с 9,0 до 4,8%, а на трехъярусной и плантажной до 2,3 и 2,9% от суммы поглощенных оснований. Подобные изменения произошли в слоях 20—40 и 40—60 см. Уменьшается также содержание поглощенного магния в верхнем 0—20 см слое, но в нижележащих слоях содержание его несколько увеличивается. Количество поглощенного кальция возрастает.с 44,5 до 49,4—54,7%. Из мелиорантов более эффективными оказались лигнин и гипс (табл. 2). •

Таблица 2 Изменение состава обменных оснований в слое 0—60 см

Солонец Темно -каштановая почва

Варианты о й <8 Э«= >, г* та ы а я % от суммы оснований А 2 3 о © <Р * * 8 «"я 8.5 та % от суммы оснований

« и 1о 5% + та с* та ьо + та

Залежь 38,61 44.5 ЗЭ.2 -15,9 33.58 57,1 35.6 7,3

Обычная вспашка 37,18 44.7 49,1 6,1 32,86 53.0 43.8 3,6

3-ярусная » 34,24 49,4 45,5 4,9 36.41 62.0 37.3 0,3

Плантажная » 36.24 54,7 31,9 3,1 37,60 57.5 41,7 0.3

Безотвальная » 33.67 50.7 43,3 5,7 35.90 51,3 45.4 ' 3,1

Обычна я+ ГИПС 33,91 46.0 42,1 4,5 33,88 61,8 36,9 1.0

Обычная+ЛЯГННН 35,10 50.5 47,4 1,6 35,20 67,0 32.4 0.1

Обычкая-1- навоз 35,17 44,1 49,7 5,8 38,28 44,6 54,3 0,9

'Наибольшее рассоление в метровом слое солонца происходит на вариантах с плантажной и трехъярусной обработками, где плотный остаток составил соответственно 0,335 и'0,577 Уо

при 0,726% на обычной вспашке. Внесение гипса и лигнина на солонцах снизило количество солей в метровом слое в 1,5 раза. При внесении навоза рассоления не отмечено. . -На темно-каштановых почвах только при внесении лигнина снижается общее количество солей, на вариантах с гипсом и навозом оно несколько возрастает.

Одновременно на вариантах глубоких вспашек как в солонцах, так и в темно-каштановых почвах появляется сода и бикарбонаты натрия, что, по-видвнмому, связано с вытеснением натрия из поглощающего комплекса в почвенный раствор.

4. Изменение дисперсности почв под влиянием мелиоративных

вспашек

Исследования показали, что в солонцах залежного участка содержание воднопептизнруемого ила велико и составляет соответственно в слоях 0—20 и."-20—40 см 29,8 и 46,7% от веса почвы, из них низкоагрегированная. фракция составляет 20,3 и 37,7%, высокоагрегированная— лишь'9,0 и 9,5%.'Распашка солонцов, усиливая аэробные процессы, резко снижает степень дисперсности почвы, вызывает агрегацию ила. Содержание ннзкоагрегированного ила в слое 0—20 см через два года по обычной вспашке снизилось почти вдвое и соответственно возросло содержание высокоагрегированной фракции. Самое низкое содержание низкоагрегированной фракции ила в слое 0— 20 см отмечено на безотвальной и ярусной обработках: 7,57 и 8,81% при 10,26% на контроле (табл. 3). В слое 20—40 см сохраняется та же тенденция.

Таблица 3

«Влияние вспашек на содержание низкоагрегированной фракции ила

в почвах

Почва Глубина, см Обычная Ярусная Плантажная Безотвальная

1973 год

Солонец ..... Темно-каштановая . 0-20 20-40 0-20 20-40 10,26 11,32 6.39 9,34 8,81 10,01 5.69 5,85 10,63 19,26 4,60 6,23 7,57 6,88 7,26 6,00

1974 год

Солонец .... Темно-каштановая 0-20 20—40 0-20 20—40 8,36 8,60 3,26 4,73 3.11 4,21 2,47 3,30 • 5,75 8,48 2,37 4,11 11.76 17,25 .2,09 • -2,68

В 1974 году резкое снижение низкоагрегированного ила идет по трехъяруснойЛобработке (до 3,1—4,2%), что приближает солонец по этому показателю к темно-каштановой почве. Содержание высокоагрегированной фракции более стабильно. На темно-каштановой почве различия по вариантам менее значительные, чем на солонцах.

* 5. Влияние мелиоративных приемов на плодородие почв.

Экономическая эффективность приемов

Совокупность изменений, происшедших в почвах под влиянием мелиоративных вспашек и мелиорантов, получили отражение на урожайности возделываемых культур. Лучшими из

Таблица 4.

Экономическая эффективность освоения залежных солонцовых комплексов.

(50% солонцов) за мелиоративный период

Варианты

Урожайность, ц/га

У £ о =• — се га . Я V X о 3 — а — ъ "'Л § • •о % „• С" V <и —. к п

А

Й5 3

3- г еч мость продук а, руб о 3

сич- о .к: „,

со — Л 00 и £Г а.

2«е «и О •

о. -

— о

Обычная вспашка

Контроль 11,0 10,0 71.3 150,0 168,9 18,9

Гипс . . 15,0 13.6 108.5 173,0 223,9. • 52,9

Лигнин . 16,2 13,7 138,0 183,4 235 8 52,4

Навоз . 8,9 12,1 82.7 201,6 169,2 -32.4

3-ярус на я об

эаботка

13 31 29 0,2

Контроль Гипс . .' Лигнин . Навоз .

Контроль Гипс . . Лигнин . Навоз .

18.5 17,1 20,1

18.6

12,8 14,2 15,6 14,9

137,2

153.5 212,7

127.6

187,0 202,9 216,4 230,2

Плантажная обработка-

17,5 18,2 18,4 13,8

12,6 15,3 :4Д 12,1

115.0 136,6

162.1 115,0

185,8 201,7 213,2 232,6

244,2 247,0 282,0 262,6

234,8 263.6

255.5

204.6

57,2 44,1 65.6 32,4

49,0 61,9 42,3 28,0

31 22 30 14

26 31 20 12

Контроль Гипс . . Лигнин . Навоз .

Безотвальная обработка

!2,6 14,1 13,0 12,8

10,5 11,3 12,3 11,2

40.2 70,6 98.9

63,0

151,6 Е0,1 28,5

169,8 198,3 28.5

178.8 200,1 21.3

185.9 1188,0 2.1

16 14 11 1.1

-0

обработок оказались трехъярусная и плантажная вспашки,* на которых прибавка урожая ячменя в 1973 г. на комплексе с солонцами 50% составила соответственно 7,5 и 6,5 ц/га при урожае на контроле 11,0 ц/га; прибавка урожая пшеницы в 1974 г. была гораздо ниже — 2,8 и 2,6 ц/га, при урожае на контроле 10,0 ц/га (табл. 4). Среди мелиорантов по обычной обработке наибольший урожай получен на вариантах с лигнином и гипсом. Прибавки урожая ячменя здесь составили соответственно 4,0 и 5,2 ц/га, а пшеницы — 3,6 и 3,7 ц/га.

В 1975 году в связи с сильной засухой урожай не учтен. На четвертый год, как и в предыдущие годы, закономерность в эффективности мелиоративных приемов на плодородие сохраняется.

.Расчеты экономической эффективности показали преимущество трехъярусной вспашки, на которой прибыль за мелиоративный период составила 57,2 руб., среди мелиорантов наиболее эффективными оказались гипс и лигнин, прибыль на них получена 52,9—52,4 руб.

Сочетание ярусной вспашки с лигнином и плантажной с гипсом дает прибыль соответственно 65,6 и 61,1 руб. с 1 га.

ПОВЫШЕНИЕ ПЛОДОРОДИЯ СТАРОПАХОТНЫХ ОСТАТОЧНОНАТРИЕВЫХ СОЛОНЦОВЫХ

КОМПЛЕКСОВ ПУТЕМ ВНЕСЕНИЯ МЕЛИОРИРУЮЩИХ ВЕЩЕСТВ

Исследования показали, что внесенные мелиоранты (гипс, лигнин, навоз) в течение четырех лет оказали различное влияние на свойства и продуктивность мелиорируемых почв.

♦ 1. Влияние мелиорантов на структуру и плотность

В год внесения мелиорантов улучшение структуры солонцов произошло лишь под влиянием гипса, в следующем году — под влиянием гипса и лигнина. Однако к концу четвертого года, различия в структуре по вариантам опыта становятся незначительными.

Снижение плотности в первые два года отмечено ли3шь на варианте с лигнином, где оно составило 0,14—0,17 г/см3. Рыхление на ва3риантах с гипсом и навозом незначительное — 0,02—0,04 г/см . На четвертый год усиливается разрыхляющее действие гипса и затухает действие лигнина и навоза. Такая же закономерность отмечена и на темно-каштановой почве.

2. Влияние мелиорантов на водопроницаемость и влажность

Наблюдения, проводившиеся в конце четвертого года действия мелиорантов, показали, что самая высокая скорость впитывания воды на солонце за первый час наблюдений была на вариантах с лигнином и гипсом — 60 и 55 мм против 36 мм на контроле (табл. 5), на темно-каштановых почвах эта закономерность сохраняется.

Таблица 5

Влияние мелиорирующих веществ на водопроницаемость.почв, мм/час

Часы наблюдений Всего

Варианты за

5 часов

Солонец

Контроль 36 32 18 20 18 12*

Ги>пс 55 48 36 30 30 199

Лиги и я 60 48 36 30 30 204

Навоз 45 39 33 33 30 180

Темно-каштановая почва

Контроль 90 90 78 72 66 396

Гипс 132 105 72 52 48 409

Лигнин 150 132 120 120 102 624

Навоз 120 90 00 60 56 3?6

В 1971 г. на солонцах в слое 0—50 см запасы влаги на варианте с лигнином и навозом в начале июля после сильного дождя были выше по сравнению с контролем на 9—10 мм; подобное действие было и на темно-каштановой почве. В засушливом 1972 году различия во влагозапасах на мелиорированных вариантах незначительные, а по сравнению с контролем они были несколько ниже. Это связано, видимо, с уменьшением здесь плотности, что обусловило усиление физического испарения (П. К. Иванов, 1969), с одной стороны, и, с другой,— увеличением расхода влаги на дополнительный урожай. На четвертый год действия мелиорантов различия, в запасах влаги весной в слое 0—50 см были незначительные, а в слое 50— 100 см несколько выше на вариантах с навозом и лигнином.

3. Изменение дисперсности почв под влиянием мелиорантов

Определение воднопептизируемого ила через 3 года после внесения мелиорантов показало, что изменения в содержании инзкоагрегированной фракции на мелиорированных вариантах незначительные в слое 0—20 см. Более заметно действие мелиорантов в слое 20—40 см. Здесь наименьшее содержание низкоагреп\рованйой фракции ила наблюдается на варианте с лигнином и навозом, где оно составляет 8,7 и 7,7% (при 12% на контроле). На темно-каштановой почве существенные изменения отмечаются также в основном в слое 20—40 см. Снижение содержания низкоагрегированной фракции в темно-каштановых почвах под влиянием лигнина отмечено В. Ф. Узу-ном и Ю. В. Бессчастновым (1974). Более высокое содержание высокоагрегированной фракции было на варианте с лигнином в слое 20—40 см—21,1% против 16,5% на контроле» то есть здесь происходила агрегация ила. При внесении навоза сокращается содержание как низко, так и высокоагрегированной фракции ила, что свидетельствует о переходе его в более пассивные формы.

Таким образом, мелиорирующие вещества оказывают некоторое положительное действие н на дисперсность старопахотных почв.

4. Влияние различных доз мелиорантов и степени увлажнения на некоторые агрофизические свойства солонцов (лабораторный опыт)

Для уточнения влияния некоторых факторов на агрофизические свойства солонцов был заложен модельный опыт по следующей схеме: гипс — 3, 6, 12 т/га, лигнин и навоз — 20, 30, 60 т/га при различной степени увлажнения (45, 65, 75, 85 и 100% от ППВ); повторность опыта трехкратная, длительность опыта 30 дней. Изучалось содержание низкоагрегированного ила, структурный и агрегатный состав, плотность после месячного увлажнения, а затем после высыхания.

Определение низкоагрегированного ила показало четкую зависимость содержания его от степени увлажнения. При влажности 45—65% от ППВ количество ила было постоянным и составляло 12,5—12,6%. Дальнейшее повышение влажности до 75—85% от ППВ увеличило содержание низкоагрегирован-ной фракции до 15,3—17,4%. Коэффициент корреляции составляет 0,77. Внесение в почву гипса при различных дозах и уровнях влажности снижает содержание низкоагрегированно-го ила до 3—7%. Действие лигнина выражено несколько сла-

бее. При внесении навоза четко выделяется эффективность более высокой дозы при всех уровнях влажности.

Установлено, что с повышением влажности усиливается глыбистость структуры на 15—17%. Внесение мелиорирующих веществ снижает ее при низкой влажности на 5—10%; при высокой влажности (85—100% от ППВ) гипс и лигнин снижают глыбистость на 15—20% (при несущественных различиях между дозами). Действие навоза на глыбистость, как и на дисперсность, более эффективно при высоких дозах.

Максимальное количество водопрочных агрегатов отмечается при влажности 65—75% от ППВ. Внесенные мелиоранты повышают водопрочность структуры. Низкая доза гипса (3 т/га) более эффективна при увлажнении 65—85% от ППВ, лигнин и навоз улучшают водопрочность структуры в большей мере при низкой влажности и повышенных дозах.

Увлажнение почвы в течение месяца (без мелиорантов) при влажности 45—85% от 1111В приводит к разрыхлению почвы на 0,10—0,12 г/см3. При увлажнении до ППВ плотность снижается на 0,06 г/см3. После высыхания плотность на всех3 вариантах стала выше исходного состояния на 0,08—0,20 г/см3. Внесенные мелиоранты снизили плотность. Наибольшее разрыхление происходит при повышенных дозах мелиорантов.

5» Влияние мелиорантов.на урожай.

Экономическая эффективность

В первый год при возделывании пшеницы лучшие результаты были получены на солонце при лигнине и навозе, где получена прибавка урожая 2,2 и 2,7 ц/га, по гипсу прибавка составила 1,0 ц/га (табл. 6). В засушливом 1972 году повтор-ности по вариантам были очень пестрыми, при математической обработке ошибка опыта была очень высокая, поэтому урожай за этот год не приводится. В 1973 году лучший урожай был также на варианте с лиЛном и навозом как на солонцах, так и на темно-каштановых почвах. На четвертый год действия по мелиорантам наибольшая прибавка на солонцах получена на лигнине и гипсе, на темно-каштановых почвах— на навозе (табл. 6). * '

Расчеты экономической эффективности за мелиоративный период показали, что затраты на внесение мелиорантов окупаются на третий год их действия. Наибольшие затраты произведены при внесении лигнина и навоза (198 и 127 руб. на 1 га), на этих же вариантах получена и большая стоимость продукции (251,1—258,5 руб.), на гипсе —231,6 рубля. Наибольшая прибыль получена при внесении лигнина (52,8 руб.) и гипса (45,7 руб.) с 1 га. Из-за больших затрат внесения на-

4 Таблица 6

Влияние мелиорирующих веществ на урожай сельскохозяйственных культур,

ц/га

Яровая яшенина Люцерна

Варианты 1971 г. 1973 г. среднее прибавка 1974 г. .прибавка

Солонец

Контроль 5,6 12,8 9,2 — 27,4 _

Гипс 6.6 15,8 11,2 2.0 40.1 12,7

Лигнин 7.8 (18,3 13.1 3.4 37.2 9.8

Навоз 8.3 17,2 12,8 3,6 33,7 0,3

Р. % 6,3 5,0 _ 3.7

НСРо,8 Ц/га 2,2 0,7 4,2

Темно-каштановые почвы

Контроль 8,7 17,3 13.0 44.1 —.

Гипс 12,5 21.3 16.8 3.8 49.5 5,4

Лигнин 13,5 23.5 18.5 5.5 53,8 9,7

Навоз 8.3 23.0 15,7 2,7 59,3 15,2

Р. % 3.1 3.8 2,1

НСРо,б и/га 1,1 из 3,8

воза прибыль на этом варианте получена наименьшая — 31,7 руб. (табл. 7).

Таблица 7

Экономическая эффективность применения мелиорантов на комплексах почв с солонцами до 25% за мелиоративный период

Йариэнты - Всею затрат на 1 га, руб. Средняя урожайность, ц/га Валовая стоимость продукции с 1 га. руб. Прибыль, руб. -Ь

пшеница . (2 года) люцерна (зеленая масса! III

Контроль 160,0 10.7 39,9 190,0 30,0 19

Гипс. 185,9 . 13.5 47,1 231,6 45,7 26

Лигнин 198,3 14.3 49,6 251,1 52,8 27

Извоз 226,8 15,0 52,9 258,5 31,7 14

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ И ПРЕДЛОЖЕНИЯ Выводы

1.-Внесение мелиорирующих веществ в старопахотные солонцовые комплексы в богарных условиях в небольших дозах приводит к улучшению их физического состояния: улучшается

структурный состав, сложение верхних горизонтов становится оптимальным, водопроницаемость возрастает в 1,5—1,7 раза, снижается степень дисперсности твердой фазы почвы. Модельные опыты подтвердили целесообразность применения малых доз мелиорантов в богарных условиях.

2. При внесении в старопахотные солонцы гипса и особенно лигЪна за четырехлетний период содержание поглощенного натрия и магния снизилось, количество обменного кальция в солонцах возросло с 33 до 51—61% и поэтому показателю солонцы приблизились к темно-каштановой почве.

3. Улучшение агромелиоративного состояния почв старопахотных солонцов*7*комплексов увеличило их продуктивность, Наибольшая прибавка урожая пшеницы на солонце получена при внесении лигнина и навоза (3,9—3,6 ц/га), зеленой массы люцерны (на четвертый год) —на гипсе и лигнине (12,7— 9,8 ц/га). На темно-каштановой почве наибольшая прибавка урожая пшеницы составляла 3,8—5,5 ц на варианте с гипсом и лигнином, прибавка урожая люцерны на варианте с лигнином и.навозом была 9,7—15,2 ц/га. Наибольшая прибыль за 4-летний период на комплексе с 25% солонцов получена при внесении лигнина и гипса—52,8—45,7 руб. с 1 га.

По воздействию на свойства почв н по экономической эффективности лучшим мелиорантом является лигнин.

4. Освоение залежных солонцовых комплексов приводит к изменению физических свойств почв: обычная и безотвальная вспашки (на 25—27 см) в первый год улучшают структуру пахотного слоя, однако это улучшение кратковременное. При трехъярусной и плантажной обработках (на 40 см) структура в первый год ухудшается, в последующие годы — улучшается.

5. Глубокие мелиоративные обработки залежных солонцов вызывают разрыхление слоя 0—40 см, улучшают их водопроницаемость, услиливают агрегацию воднопептизируемого ила. В годы наблюдений запасы влаги весной в метровой толще были выше в среднем на 30—50 мм. На темно-каштановых почвах действие обработок выражено слабее.

6. Распашка приводит к значительному изменению состава поглощенных оснований. Содержание обменного натрия в слое 0—60 см сократилось до 3—6% при 16% на залежи, при этом возросло содержание кальция и магния. Интенсивно идет рассоление метровой толщи, особенно на плантажной и трехъярусной вспашках, где плотный остаток на третий год снизился до 0,34—0,57% при 0,72% на отвальной вспашке. В составе солей значительно сокращается содержание хлоридов, на вариантах с наибольшим рассолонцеванием и рассолением повышается щелочность почвенного раствора. _ .

7. При трехъярусной и плантажной обработках солонцы по многим свойствам приближаются к темно-каштановым почвам: по содержанию глыбистой фракции, плотности, составу поглощенных оснований-и плодородию.

8. Наибольший урожай зерна и зеленой массы получен на трехъярусной и плантажной обработках. Чистый доход на этих вариантах за 3 года составил 57,2 и 49,0 руб. с 1 га. В относительно благоприятные по погодным условиям годы затраты на этих вариантах окупаются на второй год.

9. Более эффективно сочетание трехъярусной вспашки с лигнином и плантажной с гипсом. На этих вариантах, несмотря на значительно большие затраты, получена и максимальная прибыль. Чистый доход с 1 га равен соответственно 60 и 62 руб.

Предложения производству

1. На малоиатриевых солонцовых комплексах можно рекомендовать применение трехъярусной и плантажной мелиоративных вспашек, которые улучшают свойства почв и экономически себя оправдывают.

2. На залежных и старопахотных мало- и остаточнонатрие-вых солонцовых комплексах целесообразно применять небольшие дозы гипса (3 т/га). Применение навоза (30 т/га) наиболее эффективно на комплексах с содержанием солонцов до 25—30%.

3. В районах, расположенных вблизи (до 70—80 км) от гидролизного завода, рекомендуется применение лигнина в дозе 30 т/га как в качестве самостоятельного приема, так и в сочетании с трехъярусной и плантажной вспашками.

4. В районах, удаленных от гидролизного завода, наиболее эффективно сочетание плантажной вспашки с небольшой дозой гипса.

Материалы диссертации опубликованы:

1. Влияние мелиорантов на агрофизические свойства старопахотных солонцовых комплексов Саратовского Заволжья (в соавторстве). Тезисы докладов на Всесоюзном научно-техническом совещании «Новое в мелиорации солонцов». Омск, 1973.

2. Мелиоративные приемы повышения, плодородия солонцовых почв Саратовского Заволжья (в соавторстве). Информационный листок № 206—76. Саратов, ЦНТИ.

3. Применение методов математической обработки для выявления особенностей свойств высокодисперсной фазы и ее

взаимосвязи с физическими свойствами почв (в соавторстве). Первая Всесоюзная конференция «Применение математических методов и электронных вычислительных машин в почвоведении». Москва, 197&

4. Повышать плодородие солонцовых комплексов (в соавторстве). «Степные просторы», № 6, 1976.

Объем 1/« п. л. Заказ 2344. Тираж 150

Типография Мбсковской с.-х. академии им. К. А. Тимирязева 125008, Москва А-8, Тимирязевская ул, 44