Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

ВЛИЯНИЕ ОРОШЕНИЯ СЛАБОМИНЕРАЛИЗОВАННЫМИ ЩЕЛОЧНЫМИ ВОДАМИ ОЗЕРА САСЫК НА КОШЕ ЧЕРНОЗЕМЫ И КАЧЕСТВО ВЫРАЩИВАЕМОЙ НА НИХ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОЙ ПРОДУКЦИИ

ВАК РФ 06.01.08, Виноградарство

Автореферат диссертации по теме "ВЛИЯНИЕ ОРОШЕНИЯ СЛАБОМИНЕРАЛИЗОВАННЫМИ ЩЕЛОЧНЫМИ ВОДАМИ ОЗЕРА САСЫК НА КОШЕ ЧЕРНОЗЕМЫ И КАЧЕСТВО ВЫРАЩИВАЕМОЙ НА НИХ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОЙ ПРОДУКЦИИ"



- МОСКОВСКИЙ ОРДЕНА ШШ, ОРДША ОКИБРЬСКСЙ РКВОПЩ« И ОРДЕНА ТРУДШОГО КРАСНОГО ЗШЕШ ГОСУДАРСТВ®®® . ' УНИВЕРСИТЕТ ш. М.В.ЛОМШХСША

ФАКУЛЬТЕТ ПОТВОВВДШИЯ

На правах рукописи УДК 631.432.24:631.4:631.559

ДХИНДВАЛ АЗАД СИНГХ

' ВЛИЯНИЕ ОРШШИ (ЖБОШЕРАЛИЗОВАННаЮ ЩЕЮЧНЕМИ водами ОЗЕРА САСЫК НА ШШЕ ЧЕРНОЗИИ И КАЧЕСТВО ВЫШИВАЕМОЙ НА НИХ сельскохозяйствшнсй продгащи

Специальность 06.01.08 - почвоведение

Автореферат диссертации ва соискание ученой степени кандидата биологических наук

Москва - 1986

Работа выполнена в& кафедре Общего почвоведения факультет* Ш>чвоведе«ия Московского государственного университета меня Н. В. Ломоносова.

НаучшИ даоводитвяь оппоненты:

- доктор биологически щук, профессор Е.Г.Р03АЮВ

- доктор ссяьсдндвааймдшш Зямоввц

йгпиья Пжгорьввна Зборщух

- Институт почвоведам ■ фотонеук СССР.

состоится 1966 г. в "/У ' час., в

«уд. М-2 на авеардо« сяецвалющровмиюро совета К 063.05.16 в МГУ им. М.В.Ломоносова: 119899, Москва, Демянские горн, МГУ, факультет Почвоведения. Учмшй сове*.

С диссертация* можно оанакошгься в библиотеке ^шушвт Почвоведения МГУ.

ИсЛХ^ 1966 р.

I. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность тема. Важнейшей задачей роста производства про- _ довольствия является увеличение валового сбора и повышение качества сельскохозяйственной продукция на базе повышения урожайности сельскохозяйственных культур* В последние двадцать-тркдаать лет на веек континентах мира значительную роль в решении этой задачи играло расширение орошаемого земледелия. Однако к настоящему времени темпы расширения оролаеилс земель существенно снизились -в связк е исчерпанием, прежде всего, водньк ресурсов. Все больше используются для орошения вода низкого качества -дренажные и сбросные, солоноватые, с неблагоприятным соотношением катионов в составе. Использование вод с повышенной (более I г/л) минерализацией или с неблагоприятным составом и высокой щелочностью для целей ороаенкя сельскохозяйственных культур в черноземной зоне, к сожалей*», стало фактом на сотнях тысяч гектаров в условиях дефицита доброкачественной оросительной вода в ккных районах недостаточного идя неустойчивого атмосферного увлажнения. В указанных условиях возникает ряд проблем устойчивого получения достаточно высокого объема доброкачественной сельскохозяйственной продукции в связи с особым характером влияния таких оррсительшх вод как на почвы, так и на растения. В литературе появляются противоречивые материалы по этому вопросу: наряду с положительными примерами использования слабоминералкзо-ваннмх вод описаны и резко отрицательные случая. /

Исследование вопросов почвообразования в условиях орошения разных почв минерализованными водами и влияние таких вод на рост, развитие и урожаи сельскохозяйственных культур на разных почвах и в разных условиях орошения имеет весьма актуальное значение как в теоретическом, так и в практическом аспекте. -

Цеяь_и задачи исследований. Основной целью данной работы явилось выявление тенденций изменения чернозема и качества сельскохозяйственной продукции при использовании слабомкнерализован-ных щелочных вод для орошения. В соответствии с этим были поставлены сдедущие конкретные задачи:

I. Оценить изменения в почвах а результате орошения водами неблагоприятного качества. ' л

ь/т А1чоч . _

■ Г : ; : ■ ;

г.".."" I. ■ ' э ;

Сг~.:> !;■■■':: > \ - ,

" к. л. 1,-.. -л ? "

2. Дать оценку состояния к. продуктивности важнейших культур при орошении на разных стадиях хх развития.

3. Научить изменения биохимических показателей главных сель. скохоэяЯственных культур в условиях орошения.

, 4. Оценить доступность элементов питания для разных культур в орошаемой почве.

Научная новизна. Впервые проведено сопряженное изучение в динамике морфометрическкх, физиологических к биохимических параметров роста и развития растений тшщ, кукурузы, ячменя, лю-цедеы и почвенных процессов при орошении вжных черюэемов слабо-' минерализованной щелочной водой неблагоприятного ионного состава. Выявлено, что в результате четырехлетнего орошения в исходно незасолекных и несодонцеватых почвах не произошло существенных изменения, хотя и наметились определенные негативные тенденции, требующие постоянного почвеино-мелиоративного контроля. В то же время орошение существенно сказалось на повышении урожайности всех культур при одновременно наметившейся тенденции снижения их качественных характеристик, что требует особого внимания к минеральному питанию растений в условиях орошения.

Практическая ценность работы. Полученные выводы позволяют внести коррективы в технологи» орошаемого земледелия на шннх черноземах, в частности позволят рекомендовать в этих условиях профилактическое гипсование для поддержания физико-химического равновесия почв я ах кальциевого резерва; усиление минерального, особенно азотного, питания растений путем повышения доз минеральных удобрений; строгое соблюдение поливных режимов при исключении поливов в благоприятные по атмосферному увлажнении годы; обязательные посевы многолетней лжцерш в севообороте, имеющей весьма положительное биомелиоративное влияние на почву.

Апробация работы. Диссертация рассмотрена и рекомендована х защите на заседании кафедры Общего почвоведения факультета Почвоведения МГУ 9 октября 1966 года.

Огруктура и объем диссертации. Диссертационная работа изложена на /5*6 страницах, содержит 30 таблиц и 15 рисунков. Она состоит из введший, четырех глав, заключения и выводов. В спис-

яе литературы 207 источников, в том числе 102 на иностранных языках.

2. УСЛОВИЯ, ОБЪШИ И ИЕГ0Д1 ИССЛЕДОВАНИЙ

Исследуемая территория Дунай-Днестровской оросительной система (ДЦРС) расположена в Причерноморской подобласти атлантюсо-гонтинентальной степной области умеренного пояса. В ландшафтном отношении - это умеренно-континентальная зона галых степей с высокими годовыми и суточными температурами, калым количеством осадков. Среднегодовые температуры составляют 10,7-10,9°С. Средние многолетние осадки - 350 мм, суммарное испарение 347 мм, испарение с водой поверхности - 855 мм. На летние месяцы приходится до 90$ всей испарившейся,влага. Зимой выпадает 20-25$ осадков; с мая по сентябрь более 50$; осадки часто имеет эпжэоджчес- -кий ливневый характер. Сумма активных температур ( £ У 10°С) 3200-3400°С.

Орошаемые массивы ДДОС расположены на водораздельном плато в междуречье рек Сараты и Хадаидер. Местность имеет плоский характер с уклоном 1-2° на ер в сторону моря. Грунтовые воды здесь залегают глубоко (глубже 15 м), минерализация их - 10 г/л при сульфатно-хлорндно-натриево-магниевом составе.

Почвенный покров представлен юшшга мицеллярко-к&рбонаткимн тяхелосуглкнистыми малогу^сными (2,1-2,6?) черноземами. Верхняя толща почвы отмыта от солей (0,04-0,07$). Екшость катионного об-v мена почв составляет 25-32 мг-экв/100 г, в составе обменных катионов ведущую роль играет Са^+ (65-75$). Количество обменного На. + не превышает 2$.

Для поливов на ДДОС используется вода озера Сасык, представ-лящего собой отдамбованный и опресненный морской лиман, в который вода закачивается из реки Дунай. Вода - щелочная хлоридно-натриевого типа. Более 50$ состава растворимых солей приходится на хлористый натрия (табл.I).

Исследования были проведены в I984-1985 гг. на полях колхо-' зов "Пограничник" и "им,Суворова" Татарбунарского района Одесской области, земли которых обслуживаются Дунай-Днестровской оросительной системой, действущей здесь с 1931 г. Были выбраны 5 полей, занятые пшеницей (сорт Эритросперыум-127), ячменем

(сорт Одесский-100), кукурузой (сорт Ыоддавский-420), люцерной (сорт Одесская ЗаЯкевкча). Отбирались парные аналоги орошаемых и неорошаемых культур в пределах одного поля в трех повторное-тях (неорошаемые участки за пределами действия агрегатов по храпы) . Орошаемые участки поливали в 1931-1963 гг. и 1985 г. довде-ванием с поливной нормой 350-600 иэ/га. Уеловид естественного - увлажнения в 1984 г. были благоприятными« и поливы не цроводи-'лись.

Таблица I

Динамика химического состава вода оз,Сасых

мг-экв/л[Ыине-

Дата 1 1 ---г НС0§| I т-Г К! Са2+ } 1 1- | На* 1 рали-зашш, ] Г/л >

14.07.83 9,4 0,5 2.4 5,9 12,6 1,9 5,3 14,4 1.34

1.08.83 9,0 -0,3 2,7 П,1 21,6 3,0 7.0 25,7 2,19

30.06.84 8,3 0,3 3,0 7.1 20,6 4,8 7.9 18,3 1,83

14.06.84 8,2 следа 9,4 4,1 15,0 3,5 7.1 10,9 . -

I2.C7.85 8,0 - 2,7 2,7 И,6 2,9 4,1 10,0 1,04

24.07.85 8,2 следа 3,3 6,2 12,8 3,4 6,2 ,12,7 1,38

24.08.85 8,6 -0,2 2,0 8,4 14,4 6,4 5,2 14,3 1,54

Кроио этого были заложены две опытные площадки на неорошаемо {Г части поля люцерны. Поливы на этих площадках проводились три раза с поливной нормой 1000 м8/га за вегетационный сезон, начиная о 1983 г. На одной площадке бил внесен гипс нормой 5 т/га.

Шли изучены биометрические параметры культур и структурные элементы урожая во время уборки: Образцы растений отбирались о каждого варианта на разных фазах развития к сразу же в свежем растительном материале в полевой лаборатории определяли; транс-пирацкв; сосущую силу; водный дефицит «иста; КПП; содержание хлорофилла (а+в) и прочность связи хлорофилла с бедками; общую кислотность; содержание витамина С; активность каталазы и перок-емдазы. Определяли в динамике рН, рСа, и ЕС клеточного сока растений.

После температурной фиксации растительного материала в нем

определялось содержанке азота, фосфора, калия, кальция, магния, натрия стандартными методами. Определение сахара и крахмала проводилось методом Антропова, белкового и небелкового азота - методом Барнштейна. Аминокислотные состав белков исследовался на аминокислотном анализаторе.

В почвенных образцах определялись: влажность, рН, рСа, рМа, ЕС; общий азот по Къельдалю; доступный фосфор и калий по Кирсанову; водорастворимые и обменные , нв2+ , а также водорастворимые С1~, "НСОд", 30 42- стандартными методами.

Экспериментальны в данные были подвергнуты математической обработке с использованием дисперсионного анализа. Наименьшая существенная разница была определена на Ъ% уровне значимости.

3. ВЛИЯНИЕ ОРОШЕНИЯ № ПОЧШ

В целом содержание водорастворимых солей в исследуемых почвах очень низкое, варьируя в пределах 0,04-0,03£.

Полученные данные (рнс.1) показывают, что в конце 1984 г. под всеми культурами, при отсутствии вегетационных поливов в условиях относительно влажного года, соли были вынесены из верхней части профиля 0-60 см под действием атмосферных осадков, и существенной разницы в содержании солей между орошаемыми и неорошаемыми почвами не наблвдалось. В нижних горизонтах орошаемых почв при этом накопилось небольшое количество хлоридов и сульфатов, преимущественно натрия, поступивших в почву с оросительными водами в предыдущих годах (I98I-I983 гг.).

Содержание ионов Са^+ и Hg в почвенном профиле незначительно колебалось по глубинам и в целом не различалось в орошаемых и неорошаемых почвах. Однако на участке под ячменем в'1984 г. (после распашки пласта лхщерны) отмечено более высокое содержание иона Са^+ и более низкое содержание Ка + в поверхностных горизонтах почвы, чем на участках под другими культурами, что может быть связано с извлечением корнями дпцеркы кальция из глубоких горизонтов почвы и выносом его в верхний слой. Одной из причин понижения содержания натрия является культура ячменя, которая выносит по сравнении с другими культурами большее количество натрия из почвы.

В 1985 г. в почвах некоторых полей содержание солей под действием вегетационных поливов несколько увеличилось, однако в

• р-тз

Пол кукурузой в 1934г.(после сой) Пол ячменем в 19&5г,(после кукуруза)

§ Са2+- ШЩ2^ ' ИВС03- ЩсГ

Рис;е.' Солесодерхаяяе неорошаемых я орошаемых почв под раэлячанмз культурам, кг-экв/ЮОг А- без орошения., Б- с орошением

пределах того хе низкого общего фона, в других осталось без изменения.

На характер миграции растворимых солей в почвах в 1905 г. оказал влияние род факторов, среда которых следует отлететь изменение ионного состава поливных вод и неболыгое количество ат-иосфершх осадков. Пониженное содержание водорастворимого в поверхностных слоях почвы под посевом' люцерны по сравнение с другими культурами, по-видимому, связано со спецификой лвцеркы как Са-любивой культуры, которая выносит большое количество кальция надземными органами из почвы.

Все наблвдавшиеся изменения солесодержания, вообще говоря, имели место в рамках довольно низкого общего солевого фона. Почвы как били до орошения незаселенными (0,06-0,07$ солей по всему профили)» так незаселенными и остались после нескольких лет орошения слабоминерализованной водой (0,06-0,06$ солей в верхних горизонтах).

Б верхних горизонтах почв орошаемых полей было выявлено возрастание суммы обменных «атионов на 1-5 кг-екв/100 г до глубины прокачивания при поливах (табл.2), в основном за счет увеличения обменного кальция. Отмечается слабая тенденция к уыеньненюо магния в ППК оротаеодх почв. ,

Таблица 2

Изменение состава обменных катионов почвы при орошении на опытном поле Ш, мг-зкв/100 г

Глубина,см Без орошения С орошением

Са^ На* }Суш 11 1 1 1 1 {от ¡Суммы Сай+ ¡Нв2+{ на»1 {Огмма|$Иа+ 1 1 1 1 от 1 1 (

Под кукурузой в 1904 г. (после сон)

0-20 15,3 5,4 0,6 21,3 2,8 16,8 4,8 0,7 22,3 3,1

20-40 14,8 6,8. 0,7 22,3 3,1 ■ 17,6 6,0 0,8 24,4 3,3

40-60 16,3 6,0 0,7 23,0 3,0 17,3 7,6 0,7 25,6 2,7

60^0 18,3 8,9 0,6 27,8" / 2,2 19,4 8,6 0,7 28,7 2,4

Под-ячменем в 1985 г . (после кукурузы)

0-20 .16,2 6,0 ' 0,5 22,7 2,2 19,3 5,1 0,8 25,2 3,2

20-40 " 16*6 7,0 0,6 24,2 2,5 18,8 6,6~ 0,8 26,2 3,1

40-60 16,3 6,8 . 0,8 •23,9 3,3 17,4 8,1 0,8 26,3 3,0

60-80 19,4 8,6 0.7 28,7 2.4 20,6 8,4 0,7 29,7 2,4

Количество обменного натрия в целом в данных почвах достаточно низкое (0,4-0,7 иг-экв/100 г) и имеет слабую тенденцию к возрастанию в пределах гумусовых горизонтов при орошении. Содержание обменного натрия в почвах составляет обычно 1,5-3,0$ от суммы обменных катионов. При орошении оно изменяется незначительно во всех вариантах.

Одной из причин увеличения ЕГО почв при орошении может быть то, что в этих условиях образуется большее количество растительной биомассы и, следовательно, после распашки большее количество пожнивных остатков и корней поступает на гумификацию. Благодаря большему количеству органических веществ в почве и повышается ее емкость катионного обмена.

Результаты измерений электро- и ионометричесхих показателей почвы (табл.3) выявили, что при орошении в почвах одних.полей величииа-рН уменьшалась, а других, наоборот, увеличилась или осталась без изменения. В 1984 г. на орошаемых и неорошаемых шлях значения рН и ЕС были сходны в пределах всей почвенной толадо. Однако в 1985 г. под действием вегетационных поливов на орошаемых -полях рН несколько снизился вследствие изменения характера оросительной воды, которая стала менее минерализованной и менее щелочной.

Величина удельной электропроводности почвы (ЕС) отражает динамику солесодержания почв. В целом отмечены небольшие колебания ЕС, связанные с малыми изменениями солесодержания при орошении. В 1985 г. при поливах было отмечено большее изменение ЕС на орошаемых почвах, чем в 1984 г. Изменения прослеживаются лишь в верхней промачиваемой поливной водой толще и свидетельствуют о небольшом дополнительном поступлении солей в почву"при поливах, которое, одаако, не превышает порога токсичности.

Орошаемое и неорошаемое поля в 1984 г. при отсутствии поливов характеризовались в общих чертах близкими значениями рСа и рН». Цры поливах активность кальция и натрия в почве возрастает. В 1985 г. их активности при орошении повысились в I,5-4 раза в пределах гумусового горизонта.

Орошение не сказывается ни в коей мере на содержании азота в почвах под всеми культурами, но содержание азота несколько повышается в почве под лщерыой в связи с нарастанием ее биомассы дрн орошении и, следовательно, с усилением азотофиксации. Распре-

' Таблица 3

' Изменения физико-химических свойств почвы при ' .: орошении на опытных. полях Ш и 1У

Глубина,си IНеорошаемый участок | Орошаемый участок

} уН | рСа ) рМа { ЕС | рД |рСа } рМя

ЕС

Ш

Под кукурузой в 1904 г. (после сои)

0-20 7,80 3,80 3,16 0,50 8,20

20-40 „ 8,06 3,95 3,09 1,29 7,76

40-60 - 8,02 3,45 3,25 1,38 7,75

60-80 8,11 3,40 3,51 1,76 8,04

' Под ячменем в 1965 г. (после кукурузы)

0-20 7,18 3,65 3,41 0,96 6,68

20—40 7,40 3,51 3,38 0,93 6,94

40-60 7,8§ 3,32 3,31 1,41 7,26

.60-60 7,93 3,25 3,59 1,79 7,43 . 1У

■ Под люцерной в 1984 г. (2-го года)

0-20 6,74 3,61 3,39 0,41 6,96

20-40 ' 6,75 3,60 3,48 0,96 6,95

40-60 7,17 3,40 3,65 1,13 7,02

60-80 7,95 3,36 3,64 1,69 7,77

Под люцерной в 1985 г. (3-го года)

0-20 6,43 3,60 3,30 1,13 6,51

20-40 , , 6,69 3,63 3,46 Г, 17 6,78

40-60 ' 7,36 3,46 3,68 ^ 1,62 7,18

60-80 7,75 3,28 3,50 1,32 7,55 3,15 3,61 1,92

3,60 2,90 0,53

3,70 2,76 1,43

3,32 3,16 1,68

3,30 3,31 1,73

3,23 3,05 0,76

3,26 3,05 1,01

3,19 3,21 1,27

3,12 * 3,43 1,58

3,40 3,06 1,43

3,35 3,28 1,69'

3,20 3,77 1,72

3,35 3,62 1,81

3,33 2,94 2,08

3,45 3,32 1,97

3,31 3,73 1,67

деление азота по профилю почв полностью повторяет распределение гумуса, закономерно уменьшаясь по глубине.

Содержание доступного фосфора несколько повышается при орошении в пахотном и подпахотном горизонтах почв под всеми культурами (на 2-6 мг/100 г), что, вероятно, связано с повышением растворимости фосфатов в условиях дополнительного увлажнения. .

Что же касается доступных соединений калия, то в почвах под всеми культурами их содержание в условиях орошения существенно увеличивается {табл.4), причем рост содержания их прослеживается 5-/Ш . . '

вплоть до глубины 60 см. Под действие» вегетационных поливов в 1985 г. произошло более существенное повышение содержания доступного калия в орошаемых почвах по ¿равнение с неорошаемыми, чем в 1964 г. . ^

\ Таблица 4

Изменения содержания питательных элементов в почвах При орошении в 1964-1985 гг. на опытных полях Ш и 1У

Глубина, см . Неорошаемый участок Орошаемый участок

Азот, % Доступные соединения, мг/100 г ¡Доступные соедм-Аэот. % {нения,мг/100 г

Р2°5 1 «2° 1 г % 1

Поле Ш

под кукурузой в 1934 г. (после сои на зерно)

0-20 0,19 13,2 17,6 0,18 15,6 - 18,9

20-40 0,14 II,9 16,3 0,13 ■ 12,9 16,9

40-60 „ 0,08 11,9 12,1 0,09 ' 12,8 10,3

60-80 0,0? 0,6 10,3 0.СГ7 0,5 9,3

под ячменем в 1985 г. (после кукурузы)

0-20 0,15 15,2 19,8 0,18 16,7 24,7

20-40 0,12 ■ 9,2 14,3 0,14 12,3 20,3

40-60 0,09 9,1 10,1 0,10 10,3 8,3

60-80 0,07 1,3 8,3 0,07 1*4 7,4

% Поле 1У

ПОД люцерной (2-го года)', 1984 г. - '

0-20 0,20 17,2 21,6 . 0,23 19,7 22,3

20-40 0,16 13,1 20,3 0,18 15,7 18,2

40-60 0,П 13,2 10,2 0,12 15,2 9,3

60-80 0,07 1,6 10,1 0,07 1,4 9,1

под ляцерной 3-го года (1985 г.) 1

0-20 0,20 19,7 . 22,1 0,22 23,3 29,4

20-10 0,17 14,8 17,3 0,18 16,6 22,7

40-60 0,12 13,6 8,1 0,13 15,3 10,2

60-80 0,10 1,9 ' 9,3 0,10 2,2 8,6

Таким образом, орошение черноземов сасьосскОЯ водой привело к повышению содержания доступных растениям питательных элементов в почве, что является благоприятным фактором. Однако.это свидетельствует, с одной стороны, о тон, что орошение ведет к мобилизации и возможному исчерпанию почвенных резервов питательных элементов и к необходимости повышенного внесения минеральных удобрений. Это связано, в частности, с ускорением минерализации органических веществ.в условиях орошения.

4. ВЛИЯНИЕ ОРОШЕНИЯ НА. СОСТОЯНИЕ КУЛЬТУР

При отсутствии орошения в 1964 г. вследствие благоприятного распределения осадков в течение вгетационного периода (309 мм за сезон) величины параметров роста растений и биомассы пшеницы были одними и теми же как на орошаемых, так и на неорошаемых: полях! В результате урожай зерна на неорошаемом поле составил 34,2 и на - орошаемом - 35,2 ц/га, урожай соломы^ соответственно, 36,8 и 37,9 ц/га (табл.5).

Орошение пшеницы в 1985 г. дождеванием (четыре полива по 350 м®/га) положительно повлияло на параметры рбста и структурные элементы урожая. Результатом этого явился более высокий урожай зерна (на Т7%) и соломы (на 66,3$) по сравнению с неорошаемым полем. Основной причиной низкого урожая на неорошаемых участках в 1985 г. явился дефицит влажности почвы и воздуха в критических стадиях развития культур, который отрицательно повлиял на кущение растений, в результате чего их число на единицу площади было меньшим; привел к определенной стерильности цветков; нарушил ход оплодотворения; губительно повлиял на озерненность колосьев растений и, в конце концов, на урожай.

На орошаемых землях наблюдалось существенное увеличение почти всех ростовых и структурных элементов урожая ячменя в оба Года. Урожай зерна ячменя в условиях орошения в среднем за два года составил'36,5 ц/га, а без орошения 26,0 ц/га. Кроме того, на орошаемом поле в 1985 г. прирост урожая был выше (53,3$), чем в 1984 г. (19,4$), что было обусловлено более существенным ухудшением всех структурных элементов урожая в условиях дефицита почвенной влаги в 1985 г. на неорошаемом участке. В 1985 г. при орошении высота растений оказалась почти на 18 см выше, чем на неорошаемом участке, а средний прирост сухого вещества был выше

Урожай культур и его структура при орошении в. сравнении -Г

Таблица 5 с неорошаемыми полями

{Средний прирост) Число эеоен | Пасса 1000'эе-

Культура

Урожай, ц/га

(зеленая масса" зерно стеблей '

¡сухого вещест- в колосе/по- ) рен, )

|аа ,г/иг*сут ча*ке | г' |

¡1984 г.[1985 г. 1984 г.}1985 г,¡1994 г.¡1985 г. ¡1954 г.¡1985 г.¡1984 г.¡1985 г.

I

Люцерн

орош.

неорош. 5,5 4,1 41,8 31,8' 41,8 39,3 34,2 21,3 36,8 22,2

' орош. .5,7 5,8 42,3 41,6 41,8 42,2 36,2 35,2* 37,9 39,3

неорош. 5,1 4,4 36,3 33,9 38,6 27,3 34,2 26,6 '30,1 26,6

орош. 5,7 5,8 37,8 37,4 .40,0 40,7 39,7 39,9 35,9,' 37,4

неорош. 0,0 7,3 581,2 602,6 276,6 256,3 112,1 103,4 ' 62,4 54,4

а орош. 6,4 8,6 634,2 699,5 281,7 276,9 129,6 139,3 75,3, 66,2

неорош. 4,1 3,1' - - - - . ' 119,6 89,5 - -

1 орош, 4,7 4,1 - . - - - Ш,6 113,2 - -

без гипса '4,9 4,2 , - . - - . 151,2 136,4 ■ -

с гипсом 5,1 4,3 - - - - 163,2 126,4 -

1 - За весь вегетативный сезон

2 - Сумма трех укосов .

1,65 г/м^'Сут. В условиях орошения урожай зерна возрастает больше, чем .урожай стеблей. Это можно объяснить тем, что в богарных условиях дефицит влажности почвы во время вегетации действует бо- ' лее отрицательно на число.и массу генеративных органов, чем на ростовые параметры культуры ячменя.

фи выращивании кукурузы на орошаемых землях наблюдалось увеличение почти всех ростовых параметров и структурных элементов урожая, хотя густота стояния растений в пересчете на м2 была в пределах 4,6-5,0 как на орошаемом, так и на неорошаемом участке. Дефицит влаги почвы на богаре в фазе роста снизил накопление сухого вещества на единице площади как и высоту растений, в результате урожай стеблей упал. Недостаток влажности почвы и воздуха в период начала формирования пыльцы и вплоть до цветения вызвал стерильность значительной части пыльцы* резко ухудшая процесс плодотворения. Это.обусловило образование мелких початков с пониженным количеством зерен я чёреэзерницей.

В 1984 г. на участке орошения урожая стеблей и зерна кукурузы повысился на 15,6$ и 20,бЖ соответственно, по сравнению с неорошаемым полем, а в 1905 г. при четырех вегетационных поливах по 400 мэ/га - на 34,7 и 58,4$ (табл.5).

На второй и третий годы жизни.в условиях орошения люцерна росла и развивалась значительно лучше, чем на неорошаемых участках, В условиях орошения средний прирост сухого вещества был больше на I г/и^-сут., а высота растений на 20 см. В результате накопления большой биомассы на единице площади в среднем эа два года урожай увеличился на 22&

При внесении гипса в почву (5 т/га ежегодно) при высокой норме полива (1000 м3/га) по три раза в 1984 и 1985 гг.«урожай зеленой массы лицерны превышал на 12 ц/га в 1934 Р. и на 10 ц/га в 1965 г. урожаи, полученные на участках без гипсования.

Таким образом, при данном количестве поливной воды мелиоративный эффект гипсования черноземов проявляется достаточно четко. Кроме того, гипс может быть и дополнительным источником кальция для таких кальцефильных культур как люцерта. В условиях дефицита кальция в верхних слоях распространенных здесь черноземов это может играть существенную роль.

Выявляется четкая коррелятивная зависимость между средним приростом сухого вещества и урожаен, что, впрочем, отмечено для

всех изученных культур как в условиях орошения, тая и без орошения. Также выявляется тесная зависимость урожая кукурузы и люцерны от содержания влаги в почве на трех фазах их развития, что хорошо видно при сопоставлении хода роста и динамики влажности на орошаемом и неорошаемом полях в 1965 г.. В более влагоом 1984 г., эта зависимость была выражена значительно слабее.

Содержание азота в зерне пшеницы, выращенной на орошаемых участках, значительно понижено по'сравнении с его концентрацией в растениях без орошения (табл.6). Содержание же фосфора и калия в зерне орошаемой пшеницы превышало таковое неорошаемой существенно только в 1985 г. Существенной разницы в процентном содержании кальция и магния в растениях в обоих вариантах не наблцца-ется. Однако концентрация натрия в стеблях пшеницы существенно увеличилась при орошении, в то время как в зерне осталась неизменной.

В растениях ячменя на орошаемых почвах тоже уменьшается содержание азота, тогда как концентрация фосфора, калия, кальция и магния остается более или менее стабильной. Отмечается существенное возрастание содержания натрия в ячменной соломе при орошении, причем наибольшее из всех исследованных культур.

Орошение оказывает существенное'влияние на содержание азота, фосфора, и калия' в растениях кукурузы (табл.6). Концентрация азота при орошении.в 1965 г. уменьшилась на 0,4$ в зерне, а в -стеблях на 0,11$,по сравнению с растениями без орошения. Одновременно с уменьшением содержания азота увеличилось содержание фосфора. Содержание калия при орошении возросло в стеблях только в 1985 г. Растения кукурузы, выращенные при орошении и без него, практически не отличались по концентрации кальция, магния и натрия в зерне и стеблях. ■ . .

В растениях люцерны содержание азота при орошении понизилось на 0,1-0,25$, а концентрация фосфора, калия и кальция, наоборот, возросла, в то время как содержание магния и натрия практически не изменилось. - .

На участках под люцерной второго и третьего годов развития внесение гипса и орошение привели к понижению концентрации азо- . та в зерне и стеблях. Повышенное содержание фосфора при гипсовании было отмечено только в 1965 г. в зерне (табл.6). Кроме того, гипсование при орошении оказало существенное влияние на содержание кальция и натрия: концентрация кальция возросла как

Таблица б 1

Содержание питательных элементов в растениях, % от сухого вещества

Культура Вариант В зерне В стеблях

1984 г. {. ■ ■ 1985 г. - 1984 г. { 1985 г.

- Ы | КгО | N | р2°5 1 ¥> N 1 Р205| ^О 1 Ы { р2051 к2о

Пшеница неорош. орош. 2,47 2,33 0,88 0,89 0,32 0,36 2,59 2,12 0,96 „1.06 0,30 0,38 0,91 0,86 0,32 0,36 0,77 0,66- 0,98 0,74 0,28 0,29 0,80 0,89

Ячмень неорош. орош. 1,99 1,78 0,86 0,90 0,48 0,52 1,94 1,64 0,96 1,12 0,49 0,49 0,76 0,64 ' 0,39 0,39 0,87 0,83 0,71 0,61 0,35 0,38- 0,81 0,81

Кукуруза неорош. орош. 1,91 1;80 0,68 0,69 0,37 0,27 2,26 1,85 0,98 1,26 0,42 0,4В 0,99 0,93 0,44 0,42 1,37 1,30 0,96' 0,85 0,35 0,46 0,97 1,12

Лсцерна неорош, орош. 2,95 2,85 0,87 0,91 0,81 0,82 , 3,69 3,47 0,97 1,31 1,03 1,29 2,42 2,22 0,38 0,41 0,58 0,62 2,80 2,55 0,41 .0,53 0,53 0,66

Люцерна (орош.) без гипса 3,01 с гипсом 2,7? 0,94 0,92 0,870,84 3,82 3,41 1,10 1.27 ' 1,04 1,08 2,37 2,12 0,39 0,40. 0,77 0,72 2,84 2,53 0,42 0,42 0,73 0,68

в зерне, так и в стеблях при одновременном уменьшении содержания натрия.

Основная причина понижения содержания азота в растениях всех культур при орошении состоит в тон, что растения при орошении образуют большую вегетативную массу, что, в свою очередь, увеличивает потребность растений в азоте, то есть"происходит так называемое азотное разбавление. Увеличение содержания вода в почве увеличивает, количество фосфора и калия в почвенной растворе и их доступность растениям. Как известно, в условиях орошения общий объем корней и их поглопдешщая способность возрастают, что тапке, в своп очередь, влияет на содержание и вынос питательных элементов растениями. С другой стороны, недостаток воды ослабляет фотосинтез, так что образуется меньше сухоро вещества, и питательные вещества используются менее эффективно.

Вынос элементов питания из почвы с урожаем всех культур был выше при орошении за счет прироста массы зерна к соломы.

Динамика нарастания листовой поверхности и некоторых параметров, характеризующих особенности водного режима-растений кукурузы и люцерны, приведена на рис.2. Из зтих данных видно, что в 1904 г. водный режим растений и нарастание листовой поверхности не различались на орошаемых и неорошаемых полях. В 1985 г. под действием поливов общая площадь листьев и транспкрация существенно возросли, что сопровождалось уменьшением величины водного потенциала и водного дефицита листьев. Это объясняется тем, что при снижении содержания влаги в почве (неорошаемый участок) уменьшается ев( доступность растениям, а При повышенной сухости ,, воздуха снижается содержание воды в растениях; в результате вод-'ный дефицит и водный потенциал листа увеличиваются, падает тур-гор и устьица закрываются.

ИЛИ и интенсивность тр&нспирации были максимальны во время цветения метелки для кукурузы и бутонизации для люцерны и затем уменьшались по мере увядания нижних листьев. В то же время'уровень водного потенциала листа увеличивался постепенно по фазам развития вследствие возрастания концентрации клеточного сока с возрастом растений.

Выла установлена прямая зависимость ШП кукурузы и люцерны от содержания влаги в пахотном слое почвы. На дефицит вода в почве растения реагируют сшханием устьиц при ослаблении турго-ра, подавляя транспирации в большой степени, что тормозит пос-

g

И Ж.И , vP/iP

« н

4

о .

g '

8 ^

R ta

5 0

ï

„ «

й ш S s •о a

S g

" в

■ о

H

tf ы я

S w

>• Я

Щ 1

■a s

Éo ta

И

C3

m o> ai о

—Г7Г-1-1-1-—> .

M ** a* a>.

S

r Водннй потенциал ласта, -бар са m to м Sí

. о

s-

О 'S

g g

s 1

О й

. » «

о „

M D

о П>

ь а

s I

3 i

о

, w

i о

. g

I s

• -g

1 о

» 3

I i

•a

e

ID til te

•o M

O)

tu

•4 M

n)

M

o»

Траяспиращя, г/час. M2

It 00 к» <т> о

Р '

В о

а чэ

: i Л

íii 'S

5 S § i

i 1

S'e

¿i « S 0

I S

ta ев

И Й

* a»

to 1

•т)

Ci 1

О

a о

to ел о о

M

S

to о да. <л

о

•о 1

ВоднвЙ дефицит листа, %

О О Й (л О (О «1 Ii ß

сл

¿7>

-ЛГ-

тупление СО2 в листья, в результате чего ослабевает фотосинтез. При этом уменьшается площадь листьев и общее образование сухого вещества.

Для суждения о концентрации электролитов и их активности в клеточном соке листьев кукурузы и люцерны были определены в све-жеотжатом соке величины ЕС, рН, рСа и рКа на разных стадиях кх развития. Значение ЕС клеточного сока листьев кукурузы и люцерны в 1984 г. не различались у растений, выращиваемых на орошаемых и неорошаемых участках. Однако, в 1985 г. сояесодеркание в клеточном соке было выше у растений, растущих на неорошаемом участке. Величина ЕС не постоянна, а увеличивается постепенно к концу вегетационного сезона как в орошаемой культуре, так и без орошения Орошение не оказало какого-либо влияния на активность ионов Н*, Са^+ и На* в клеточном соке.

Были обнаружены повышенные значения рИа и пониженные величи на рСа в клеточном соке лрцерны при гипсовании, тогда как величи ны рН и ЕС остались неизмененными.

Отмечено, что активность каталазы и пероксидазы в свежих листьях была выше при орошении в 1965 г. по сравнению с неорошае мым полем и лишь несущественно отличалась в 1984 г. Это свидетельствует о том, что при обезвоживании растительных тканей изме няется направленность действия ферментов в сторону гидролиза и задерживаются синтетические процессы. Кроме того, при орошении улучшается азотный, фосфорный и углеводный обмен растений, что сказывается на повышении активности ферментов в листьях. В про-* цессе развития растений количество ферментов сначала увеличивается, достигает определенного'максимума, а затем уменьшается по мере старения листьев.

Существенной разницы в содерванин витамина-С в листьях орошаемой и неорошаемой кукурузы не обнаружено, хотя есть слабая тенденция к повышению его содержания при орошении. В листьях люцерны содержание витамина-С возросло значительно дри орошении в 1985 г. • •

■ Общая кислотность в листьях кукурузы и люцерны при орошении в 1985 г. возросла значительно по сравнению с'неорошаемым посевом, что, вероятно, связано с накоплением органических кислот в клеточном соке растений при повышении поглощения ими катионов из почвы, особенно натрия. ,

Орошение Кукурузы и люцерны оказало большое влияние на хло-рофиллоносный аппарат листьев растений. На протяжении всего вегетационного периода листья;кукурузы и люцерны без орошения в 1985 г. характеризовались более высокий содержанием хлорофилла. Это обусловлено, возможно, повышением темпа роста листовой поверхности растений при орошении, что, в свою очередь, увеличивает потребность растений в азоте и ведет к так называемому разбавлению многих элементов, особенно азота. С другой стороны, повышение содержания хлорофилла в растущих без орошения растениях может быть связано с накоплением продуктов окисления углеводов - про- , дуктов гидролиза белков, необходимых для его синтеза.

При выращивании'растений на орошаемой почве с ростом урожая всех культур содержание белха, а также белкового и небелкового азота в зерне и соломе уменьшается. В.то же время содержание.сахара в зерне в 1985 г. возросло. Что же касается содержания крахмала, то существенной разницы между орошаемыми и неорошаемыми растениями не обнаружено (рис.3). Дело в том, что накопление азотистых веществ при небольшой засухе почвы идет быстрее, чем потребление азота на образование новых тканей и органов. Кроме того, недостаток влаги в почве, с одной стороны, тормозит нормальную деятельность ассимиляционного аппарата растений, а с другой -усиливает процесс дыхания, а в связи с этим и расход углеводов. Эти два процесса обусловливают повышение содержания белка в растении. Однако, общее количество азота, поступившего в зерно, в пересчете на единицу площади существенно увеличивается, возрастает валовой сбор белка с гектара.

Рассмотрение результатов опытов с гипсованием при повышенных поливных нормах показало, что внесение гипса приводит к снижению содержания в люцерне белка и белкового азота, в то время как содержание небелкового азота, крахмала и сахара при этом остается неизменным.

Под влиянием орошения понижается сумма аминокислот, что особенно было заметно в 1985 г. В частности, в зерне пшеницы и ячменя при орошении происходит уменьшение количества таких аминокислот как серин, пролин, аланин, цистин, лизин, а содержание остальных аминокислот не изменяется. В зерне орошаемой кукурузы содержание суммы аминокислот уменьшилось на 11,7 и 15,0$ в 1984 и 1985 гг. соответственно. Орошение привело к падению содержания глютаминовой кислоты, прелина, аланина и лейцина.

«

. белок ^ крахмал ■ 0 сахар

I П I П 1984г. 1985г.

Пшеница

I И I П . 1984г. 1985г.

Ячмень

I П I П ■ 1984г. 1985г.

Кукуруза" ■

Рис. 3. Содержание. белка, крахмала, и сахара в зерне растений. ■ I- неорошаемая культура., П- орошаемая культура

?

i п i ц 1984г. 1985г.

Лвдерна

Повышение содержания аминокислот в зерне под влиянием водно-. го стресса, по-видимому, связано с недопотреблением поступающих азотных веществ на ростовые процессы и нарушением белкового обмена. При невозможности использования образующихся аминокислот в синтезе белков они остаются в свободном состоянии.

Следует обратить внимание на то, что возрастание содержания аминокислот в зерне по мере увеличения содержания белка довольно одинаково для всех изученных вариантов.

ВЫВОДЫ __

I. Четырехлетнее' орошение южного чернозема слабоминерализованной щелочной водой оз.Сасык не привело к заметному изменению солесодеряания почв, что, вероятно, обязано осенне-зимнему взыванию атмосферными осадками приносимых поливными водами за оросительный сезон солей. Не изменился существенно и качественный ■ состав водорастворимых солей в почвах.

2.. В почвах после четырех лет орошения несколько возросла емкость катионного обмена, увеличилось содержание обменного кальция,' относительная,роль магния н натрия практически не изменилась, несмотря на их регулярное поступление с поливной водой.

3. При орошении отмечено незначительное снижение в почве рН, рСа и р®*"' , хотя, будучи весьма динамичными, эти параметры почвенного состояния, вероятно., в значительной степени отражают сезонные особенности динамики почвенных процессов, что подчеркивается соответствующими различиями в их значениях во влажном 1984 и сухом 1985 годах.

4. В орошаемых почвах не отмечено изменения обеспеченности азотом, а обеспеченность доступными растениям соединениями фос- , фора и калия возрастает, хотя и в небольших пределах, не выходя за рамки средней. 1

5. Ежегодное внесение гипса в орошаемые почвы в норме 5 т/га способствует улучшению свойств почвы, определяемых аналитически.

. 6. Орошение ведет к усилению скорости роста и развития сельскохозяйственных культур; улучшаются ростовые параметры и структурные элементы урожая. Урожайность на орошаемых землях во влажный год ненамного превышает, а в засушливый существенно (на 3050$) превышает урожайность тех же культур на неорошаемых землях.

*

'7. Орощенив способствует увеличению потребления питательных элементов растениями и их накопление как в зерне, так и в вегетативной массе. Получаемые прибавки урожая сопровождается выносом больших количеств питательных веществ из орошаемых почв по сравнение с неорошаемой.

8. Ори орошении улучшается водный режим растений, возрастает интенсивность транспирации, падает водный дефицит листа, уменьшается концентрация солей в клеточном соке, что в свою очередь положительно влияет на фотосинтетическую способность растений.

9. В листьях кукурузы и люцерны при орошении повышается активность ферментов по сравнению с неорошаемыми растениями, однако при этом практически не меняется содержание витамина-С, а кислотность клеточного сока существенно возрастает.

10. В условиях орошения обнаруживается пониженное содержание хлорофилла и рост прочности связи хлорофилла с белково-липоид-ным комплексом в листьях кукурузы и люцерны. ■

11. В связи с понижением содержания азота в растениях при орошении, общее содержание белка и сумма аминокислот в них также уменьшается, особенно в зерне. Несмотря на понижение содержания белка в растениях, общий' сбор белка с единицы площади орошаемой пашни повышается вследствие роста урожая. -

' )

Подписано к догат* к я ее.

Форчаг 60x90/16, Усл. им. л. С Уч^-аад. п. Тарам *С0 ш. Зохвэ № /МЗ

Ордам *3важ Поч«та**апимьство Ммжовасога уввверсжпга. 10Э009, Москва, ул. Герма*, 5/7, . Типограф« С(««Н *Эв«к Почета* >аа«гваьсты МГУ. ИЭ899, Моей*, Лепюи горы.