Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

ВЛИЯНИЕ ПОЛИМЕРОВ И ОРГАНИЧЕСКИХ УДОБРЕНИЙ НА СТРУКТУРУ И ГИДРОФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ПОЧВ

ВАК РФ 06.01.03, Агропочвоведение и агрофизика

Автореферат диссертации по теме "ВЛИЯНИЕ ПОЛИМЕРОВ И ОРГАНИЧЕСКИХ УДОБРЕНИЙ НА СТРУКТУРУ И ГИДРОФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ПОЧВ"

Я'196840

МОСКОВСКИЙ ОРДЕН Л ЛЕНИНА» ОРДЕНА ОКТЯБРЬСКОЙ РЕВОЛЮЦИИ И ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ им. М. В. ЛОМОНОСОВА

Факультет почвоведения

На правах рукописи УДК 631.43:631.86

ФИЛИППОВА Маргарита Владимировна

ВЛИЯНИЕ ПОЛИМЕРОВ И ОРГАНИЧЕСКИХ УДОБРЕНИЙ НА СТРУКТУРУ И ГИДРОФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ПОЧВ

Специальность 06.01.03 — агропочвоведение и агрофизика

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Москва — 1990

Работе шполкеяа на кафедре $иэнки в мелиорации почв факультета почвоведения Ш7.

Научный руководитель: доктор биологических наук,

профессор АХБОРОШН Официальные оппонента: доктор сельскохозяйственных наук.

Ведущее учреждение - Украинский научно-исследовательский институт почвоведения и агрохимии им. А. Н.Соколовского.

в ауд. М-2 на заседании специализированного совета в МГУ ин.М.Б.Ломоносова (II9899, Москва, Ленинские гор«, МГУ, факультет почвоведения).

А.Г.БОЦДАРЕВ кандидат биологических наук

И.Ф.К ССАРОВА

:тьоя в библиотеке факультета

е в обсуждения диссертации > 'овета но почвоведению в на автореферат в двух эк-сим направлять по адресу: МГУ, факультет почвоведе-

Актуальность ггооблемы. В условиях механизации и интенсификации земледелия, приводящих к потере гумуса,разрушению почвенных агрегатов и ухудшению физических свойств почв, возрастает значение проблемы сохранения и улучшения структуры лочв. Известно, что для увеличения содержания агрономически ценных агрегатов в почвах и повышения их водоустойчивости используют органические высокомолекулярные соединения, как естественной природы - продукта разложения органических удобрений (навоз), так и созданных человеком* Б перспективе доля последних в улучшении структуры почв, вероятно, будет возрастать, т.к. органических соединений естественной природа не хватает уже в настоящее время.

Несмотря на то, что проблема использования полимеров для улучшения структуры почв изучалось многими исследователями (Вершинин,1958,1960; Колясев.1946; Качинский,1563,1965; Мосолова, 1970,1982; Гуссак,Кв1Д9е4; Паганяс,1972,1982; Кульман, 198и др.,1933; 1984 и др.) вопрос о

механизме их взаимодействия с поверхностью почвенных частиц остается нерешенным, Б этой связи представляет интерес изучение механизмов взаимодействуя высокомолекулярных соединений с . почий.

Цель и задачи исследований. .Пелью работы явилось изучение влияния полимеров и навоза на структуру почв на разных уровнях ее организации и на их гидрофизические свойства.

Для выполнения работы были поставлены следующие задачи:

1. Изучить в лабораторных условиях влияние различных доз полимеров (полиакрилаыкд, К-9) на удельную поверхность светло-каштановых почв (Ары.ССР) и чернозема типичного (Курская область) .

2. Изучить в условиях полевого производственного опыта

.ЦЕНТРАЛЬНАЯ НАУЧНАЯ БИБЛИОТЕКА' Моск. сельскохоз. академии

вякание различных лоз потиакриланида на структуру и водно-ййзи-ческие своЗетва светло-каштановых пота (Арм.ССР).

3. Изучить в условиях полевого производственного опыта влияние навоза (60 т/га) в первый год после внесения на агрофизические свойства дерново-подзолистих почв Московской обл.

4* Выяснить влияние больших доз навоза (100 т/га, 4 раза по 50 т/га в ротацию) на структуру и гидрофизические свойства дерново-цодзолистих почв на четвертый и пятый год после внесения.

Научная новизна. Показано, что установленный ранее рядом исследователей диффузный характер распределения полимеров в почвах» при кото|ш ассоциаты молекул полимеров рассеянн в почвенных агрегатах отдельными зонами и практически не оказывают влияния на величину и качество удельных поверхностей твердой фазы почв, определенных по десорбции паров воды, более резко проявляется в случае взаимодействия почвы о гушновыш веществами образованными в процессе трансформации навоза в почве. Это связано, вероятно, не только-с более крупными ассоциатама молекул гуминовнх веществ, йлокирумцими заметную часть пор, но и с диффузным характером распред ления навоза на поверхности почва. Блокировка части пор подтверждается данными по определению площади поверхностей положительно и отрицательно заряженныш красителями. С рассеянным по почвенной массе полимером связано и то, что заметное изменение структуры почвы под действием высокомолекулярных соединений найлвдается на агрегатном уровне преимущественно в диапазоне агрегатов глыбистых размеров при сухом просеивании. Установлено, что внесенный в почву в больших дозах навоз оказывается эффективным для улучшения агрегирования почв лишь в последующие несколько лет. Показано, что применение ПАА

ка светло-каштановой почве приводит к увеличению влажности почва не только за счет увеличения перового пространства, во и за счет взаимодействия с монтмориллонитом содержащимся в илистой фракции и образования набухающего полимерчвдитмориллонитового комплекса.

Повышение влажности почв приводит к уменьшению содержания легкорастворимых солей в профиле светло-каштанова почв.

Практическая .деннооть работы. Результаты исследований и выводи могут быть использованы при составлении рекомендаций по применению полимеров в агротехнических и мелиоративных целях.

Апробация. Основные положения диссертационной работы зас-лушены на областной конференции "Молодые ученые и специалисты сельскому хозяйству" (г.Курск, 1984 г.), на Всесоюзной научной конференции (г.Ленинград,1986 г.) яа заседании кафедры физики и мелиорации почв факультета Почвоведения МГУ (1986 г.).

Объем работы. Диссертация изложена на ^"страницах машинописного текста и состоит из введения, ^ глав и шведов. Работа содержит/таблиц, рисунков. Список литература включает /5?источнинов, из которыхX У работа зарубежных авторов.

Пуйликацщ. По теме диссертации опубликовано 5 работ.

СОДЕШВИЕ РАБОТЫ Глава I. СОСТОЯНИЕ ПРОБЛЕМЫ

Проведен обзор литературк по применению полимеров и органических удобрений в земледелии. Основное внимание уделено истории вопроса, механизму взаимодействия полимеров с почвой, действию полимеров и навоза на агрофизические свойства почв.

Глава П. УСЛОВИЯ ПОЧВООБРАЗОВАНИЯ

Рассмотрены условия почвообразования в районах исслздова-

ния: климат, растительность, почвообраэующие породы.

Глава Ш. ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

Изучение влияния полимеров на удельную поверхность почвы в лабораторных условиях проводили на образцах из пахотного горизонта чернозема типичного тяжелосуглинистого (ОППХ ВШИ Земледелия и защиты почв от є^озии, Курская обл.). Полевой производственный опыт по блеянию полиакрилащда на структуру в гидрофизические свойства почв был заложен на светло-каштановой среднесутлинистой почве Октемберянского опорного пункта института водных проблем и гидротехники АН Арм.ССР. Полевой производственный опыт по влиянию навоза на структуру и гидрофизические свойства почв был заложен на дерново-подзолистой среднесуг-линистой почве АБС Чашниково MIT, Московская обл. Для острукту-ривания почв применяли полимеры-полиэлектролиты на основе поли-акршговитрила-К-9 и полиакриламяд (ПАА) и навоз смешанный с опилками. При изучении агрофизических и физико-химических свойств почв использовались общепринятые методики (Вадюнина, Корчагина,1973; Аринушкина,1970). За основу определения удельной поверхности почв по адсорбции красителей была взята методика, предложенная Лефлером (¿a ffeuz ,1973). Наш предложено для регулирования рН раствора красителя пользоваться ацетатно-аммонийным буфером. Определяли основную гидрофизическую характеристику почв (Воронин,1984),

Оструктуривание чернозема типичного полимером К-9 в лабораторных условиях проводили при дозах К-9 0,01; 0,05; ОД; 0,5$ к весу почвы. Предварительно растертую и просеянную через сито I мм почву оструктури вали водным раствором полимера. Контролем. слуниш образцы, обработанные водой аналогичным способом. Поле-

Некоторые химические и физико-химические свойства почв

"Ьа1^

7л

Горизонт, глубина, см

Ж

ГГ Уа+

мг-экв, на 100 г

ыг/100 г

Дерново-подзолистая почва

кпах, 0-34 2,68 6,8 0,22 16,2 0,9 н/о - 8,4

А2Б 34-59 0,02 6,9 0,15 II ,0 0,8 н/о - 8,7

В1 59-80 0,03 5,6 0,10 II,0 1,34 ц/о • 10,6

Чернозем типичный

/шах. 0-20 6,3 6,4 1 0,3, - - - - -

А1 20-70 5,9 7,5 0,22 - - - - -

АВ1 70-90 3,6 7,0 0,15 - - - - -

В 90-160 1.6 7,0 0,07 - - - - -

Бк 160 и гл. 0,7 7,2 0,05 - - - - -

Светло-каштановая почва

Алах. 0-25 1,35 8,3 0,06 18,16 3,00 - 1,90 29,8

В1 25-60 0,93 7,8 0,02 21,68 2,40 - 1,90 20;8

В2 60-90 0,74 8,55 0,04 21,72 2,12 - 2,01 9,6

ЕЗ 90-150 0,43 8,5 0,03 24,40 2,44 - 1,90 9,3

ВЗС 150-18С 0,35 8,6 0,04 23,44 3,20 - 2,01 6,7

I

«1 1

Грануложгрлчеспий состав кссяедовант .; почв

Томэовт Фракции мм, % Потеря

íftR С,5- 0,25- 0,05- 0,01- 0,005- ,nmT 0T 1101 I**0'5 0,25 OJOS 0¡0I 0,005 0^001 <Ü,UUI

Де ряово-подэ олистая почва

Аяах 5^0 0,8 1.8 10,9 51,7 10,5 11,4 9,5 3,4

А23 40-55 0,5 2,8 15,8 45,7 7,3 17,0 2,7

Ъ1 . 60-75 0,8 2,2 8,3 36,5 8,9 9,7 2?,3 4,3

Чернозем типичный

Алах. 5-20 0,07 2,23 45,91 8,24 9,34 32,21 2,0

И . 25-50 - 0,02 3,03 44,29 9,99 10,81 29,65 2,21

кВ 60-80 0,03 3,0* 45,99 10,14 9,35 29,85 1,60

В '. 100-130 ■ - ■ 0,02 2,57 51,40 8,70 7,52 28,07 1,72

Вк 170-180 .' - 0,02 2,74 36,55 8, II 10,62 30,70 И, 26

Светло-каштановая почва ■

Алах. 5-20 0,5 0,7 20,0 31,8 10,2 15,0 7,8 14,0

Б1 35-50 0,7 16,4 29,9 8,4 16,9 12,3 15,4

Б2 65-S0 - - 22,3 48,8 М 1,6 8,4 14,8

ВЗ Ю0-130 ■ - - 3,1 27,2 14,7 26,1 12,0 16,9

ЕЗС 155-175 - ■ - 1,8 25,4 14,4 28,3 13,1 17,0

вой опыт на светло-каштановых почвах включал четыре варианта: контрольный и три с внесением ПАЛ в дозах 0,01; 0,05 и 0,1% к весу почвы. Площадь опытных делянок 50 кв.м. Образцы для исследования отбирались с глубин 0-20, 20-40 см, ПАА растворяли в объеме поливной нормы и вносили в почву при поливе наплывом по полосам в мае 1994 года. Для ускоренного окультуривания дерново-подзолистых почв группой сотрудников АБС Чатниково под руководством с.н.с. В.Е.Лазарчика был заложен опыт по следующей схеме:

1 вариант- контроль;

2 вариант-100 т/га навоза;

3 варианг-по 50 т/га навоза четыре раза (1977-1980 гг.). Дополнительно к опыту в сентябре 1984 г. был заложен вариант с дозой навоза 60 т/га. В 1984 г* на опытных полях выращивалась озимая пшеница, в 1985 г. - кукудгэа. Общая характеристика почв представлена в табл.1,2.

Глава 1У. ВЛИЯНИЕ ПОЛИМЕРОВ И ОРГАШЕСШ; УДОБРЕНИЙ НА СТГУНШУ И 1ВДР0ЖЭШСКИЕ СВОЙСТВА ПОЧВ

Одной из вакнейших характеристик почвы, отражавшей совокупность целого ряда почвенных свойств, является удельная поверхность (УП). В той или иной степени все свойства почвы и протекающие в ней процессы связаны с поверхностными явлениями. Применение минеральных к органических удобрений, эффективность обработки почвы в определенной-степени завискт от величины и соотношения видов УП почв. В свою очередь, интенсивное земледелие приводит к изменению этих параметров, слояившихоя в результате естественного почвообразовательного процесса. Правомерно предположение, что вопроси изменения УП наиболее актуальна при использовании в земледелии высокомолекулярных соединений (ВМС), Рассмотрим влияние ВМС на эффективную УП основных типов почв лесной, степ-

Поверхностные свойства исследованных почв

Доза по- Уделышя поверхность, Ж Дифферен-

Бари&ят лимера, Глубина, ——— ■ — ■ шальная

опыта навоза,см об- внеш- внут- по по теплота

т/га тая няя реиняя МГ 0_-2 адсорбдии,

Чешюзем типичный

Контроль 0 0-34 ІЇ7 36 81 120 14

К-9 0,01 0-34 114 35 79 107 34 -

К-9 0,05 0-34 113 34 79 107 30 -

К-9 од 0-34 116 31 85 107 30 - ;

К-9 0,5 0-34 114 43 71 63 14 -

Светло-каштановая почва

Контроль 0 0-20 112 59 52 160 - 4604

Контроль 0 20-40 135 53 83 _ - 3289

ЕАА 0,01 0-20 106 56 50 135 - 4580

ПДА 0,01 . 20-40 115 51 64 - - 4410

ПАА 0,05 0-20 XI? 58 59 106 4482

ПАА 0,05 20-40 І24 53 71 ■ _ - . 4945

ПАА ОД 0-20 125 73 52 83 - 4482

ПАА од 20-40 д.29 61 68 - ■ - 4384

Дерново-подзолистая почва

Контроль 0 . 0-20 44 22 22 78 5919

Навоз 60 0-20 48 21 27 32 - 5993 '

Навоз 200 0-20 49 24* 25 25 5725

ной и сухостепной зон. Результаты исследования представлены в табл.3. Применение полимера К-9 практически не сказалось на изменении величин общей я внутренней УП, определенной по десорбции паров поди. Наблвдяется увеличение внешней УП чернозема шгтч-

ного с величину 36,0 м^/г на контроле до 43,0 м^/г при дозе полимера 0,5^ к весу почвы, что связано с блокировкой части пор почвы крупными молекулами и ассоциатами молекул полимера. Под действием ПАА увеличилась как общая, так и внешняя УП светло-каштановнх почв в верхнем 20 см слое. На глубине 20-40 см закономерных изменений УП не выявлено. Навоз практически не оказывает влияние на величину и соотношение видов УП дерново-подзолистых почв, определенной до десорбции паров вода.

Взаимодействие органических веществ с минеральными поверхностями способствует возрастанию энергетической неоднородности поверхностей. УП почв, определенная по адсорбции полярных красителей изменяется при применении высокомолекулярных соединений в зависимости от типа почв. Наибольшее уменьшение площади отрицательно заряженных участков поверхности отмечается при воздействия ПАА на светло-каштановую почву и навоза на дерново-подзолистую почву. Прячем при максимальных дозах этих соединений УП уменьшается в 2-3 раза по сравнению с контрольными вариантами. Изменение площади как отрицательно, так и положительно заряженных участков поверхности чернозема типичного при применении полимера К-9 менее выражено. Отмечается уменьшение гоюшди отрицательно заряженных участков поверхности со 120 з^/г на контроле до 107 м^г при дозах полимера от 0,01 до 0,1£ к лесу почвы и увеличение площади положительно заряженных участков с 13,8 м2/г на контроле до 34,0-30,0 ьР/т при дозе полимера 0,01-0,1%. Значительное уменьшение площади как отрицательно, так и положительно заряженных участков поверхности при дозе К-9 0,5^ к весу 'почвч можно объяснить блокировкой полимером норового пространства почвы, которое делается недоступным для крупных молекул красителя. Применение полимера К-9 на черноземе типичном, содержа-

щем 5,9-6,3$ хуиуса, практически не оказало влияния на УП почвы, что, по—видимому, связано с хорошей агрегированностью чернозема, преобладанием в нем крупных пор, которые подвержены в значительно меньшей степени блокировки молекулами к ассоциатами молекул полимеров, чем мелкие поры светло-каштановых и дерново-подзолис-тах почв.

Ь-ккроагрегатяый состе 1 дерново-подзолистой и светло-каштановой почв представлен главным образом фракциями мелкого песка (30-40$) и крупной пыли (44-49%). фракции размером менее 0,01 ш составляют в среднем 15-20$. Навоз практически не оказывает влияния на микроагрегатный состав дерново-подзолистой почвы. Кд (фактор дисперсности), рассчитанный яо Н.А.Качинскому, указывает на достаточно высокую способность почвы к агрегирования?(К^» 8-10$), однако применение навоза не вызвало изменения его величины.

Применение ПАА на светло-каштановых почвах приводит к увеличению содержания фракций мелкого песка (на 8-10$) при уменьшении фракций пыли и ила. Фактор дисперсности уменьшился в среднем до 30$, что указывает на повышение водоустойчивости микроструктуры почвы под действие** ПАА (табл.4).

Применение ПАА на светло-каштановых почвах привело к увеличению водоустойчивости макроструктуры (табл.9). Если выход водопрочных агрегатов > 0,25 ш составлял на контроле 11$ в верхнем 20 см слое, то после применения ПАА он увеличивается в среднем до 22$, 25#, 32$ при дозах полимера 0,01; 0,05; 0,1$ соответственно. Увеличение выхода водопрочных агрегатов наблюдается, главным образом, для фракции размером 0,5-0,25 мм. Ее содержание увеличивается в 2-2,5 раза по сравнению с контролем. Применение навоза на дерново-подзолистых почвах также способствует

Влияние ПАА и навоза на шкроагрегатный состав исследованных почв

!ариант Доза Глубина,-Фракции, %-к

опыта ПАА, см '0,5- 0,25- 0,05- 0,01- 0,005~.0 опт __0^25 0.05 0101 0|005 0.001 °'001 *

Светло-каштановая почва

Контроль 0 0-20 - 30,4 48,3 8,3 9,3 3,7 49

20-40 - 13,7 65,0 9,7 8,6 3,0 40

НАД 0,01 0-20 0,5 29,9 49,0 8,4 9,4 2,8 37

20-40 - 29,1 52,5 8,8 7.2 2,4 32

ПАА 0,05 0-20 0,5 38,3 44,7 7,5 6,6 2,4 31

20-40 - 52,7 37,5 4,3 3,6 1,9 26

ПАА 0,1 0-20 0,4 40,7 44,2 6,3 6,2 2,2 29

20-10 - 28,1 54,6 8,2 6,9 2,2 29

Дерново-подзолиотая почва

Контроль 0 0-20 1,04 19,7 64,3 7,8 6,9 0,9 8

Навоз 60 0-20 0,6 21,0 65,0 6,2 6,0 1.2 10

Навоз 200 0-20 1.2 20,8 62,5 7,9 6,6 1.0 9

повышению водоустойчивости макроструктуры. Причем, как ввдко из табл.5, применение навоза в дозе 60 т/га в первый геи внесения практически не оказывает влияния на водоустойчивость .макроструктуры. В то время как навоз в дозе 200 т/га (по 50 т/га четыре раза в ротацию) способствовал увеличению выхода водопрочных агрегатов > 0,25 ш с 18$ на контроле до 30 на четвертый год после внесения. И даже на пятый год после внесения завоза в дозе 200 т/га водоустойчивость макроструктуры почва на варианте с навозом на 1$ выше, чем водопрочность агрегатов контрольного варианта, Поскольку доза навоза 60 т/га достаточно высокая, но не

Водопрочность макроструктуры исследоинных почв

Вариант Глубина, _Соле^ние фракций, ш, %_

опыта ^ т/г4 см >5 5_3 д_2 2-1 1-0,5 0,5-0,25 <0,25 >0,25

Светло-каштановая почва

Контроль 0 0-20 - 0,2 0,3 0,7 2 7 89 II

Контроль 0 20-40 0,2 0,6 0,5 0,5 3 6 88 12

ПАА 0,01 0-20 I I I 0,5 4 14 78 22

ПАА 0,01 20-40 - 0,1 0,2 0,2 I 7 91 9

ПАА 0,05 0-2й 2 0,5 I 0,5 3 17 75 25

ПАА 0,05 20-40 - 0,1 0,2 0,2 I . 6 90 10

ПАА од 0-20 6 2 2 2 6 14 68 32

ПАА 0,1 20-40 I 0,5 0,2 0,6 3 II 84 16

1934 Г. Дерново-подзолистая почва

Контроль 0 0-20 2 0,5 2 3 9 2 82 18

Навоз 100 0-20 . I 0,3 0,7 2 6 II 80 20

Навоз &-20

1985 г. 200 — 0,6 2 3 II 14 69 31

Контроль 0 0-20 2 3 2 4 8 31 51 49

Навоз 60 0-20 I 3 2 4 7 34 . 49 51

Навоз 200 0-20 — I 2 2 7 44 44 56

вызывает изменения водоустойчивости макроструктура, в то время как навоз в дозе 200 т/га приводит к повышению водоустойчивости агрегатов как на 4, так и на 5 год после внесения, можно предположить, что свежий навоз обладает меньшими структурообразующий свойствами, чем продукты разложения навоза. ГУмусояо-добше вещества, образующиеся при разложении навоза способствуют " склеиванию" отдельных почвенных частиц, с образованием более водоуетойчщых агрегатов. Относительно невысокий шход водопрочных агрегатов как после применения ПАЛ» так я навоза на светло-каштановых и дерново-подзолистых почвах соответственно можно объяснить довольно низким содержанием в исходных почвах агрегатов > 0,25 мм. А еще Н.А.Качинский (1965) отмечал, что высокомолекулярные соединения обеспечивают большую прочность и водоустойчивость уже существующих в почве агрегатов по сравнению с искусственными, создаваемыми из распыленной почвы.

Плотность сложения почвы, являясь динамичной характеристикой почвы, тем не менее определяет водный, воздушный и тепловой реннш почв. Она зависит главным образом от агрегированности " почв и поэтому внесение ВМС в почву изменяет ее величину. На светло-каштановых почвах плотность сложения уменьшилась при применении ПАА с 1,23 г/см3 на контроле до 0,98 r/ciP при дозе полимера 0,1£ в верхнем 20 см слое. На глубине 20-40 см наблюдается небольшое увеличение плотности сложения почти (табл.6). Применение навоза на дерново-подзолистых почвах привело к уменьшению плотности сложения как при дозе навоза 60 т/га в первый год после внесения, так и при дозах 100 т/га навоза и 200 т/га на четвертый и пятый год после внесения.

Общая пористость исследованных почв по шкале Н.А.Качинсхо-го находится на границе межгаг удовлетворительной и неудовлетво-

Таблица 6

Влияние ПАА я навоза на некоторые физические свойства почв

Вариант опыта

Глубина»

Плотность......Пористости, .,_,........

^г/У*' «*»* ратная фрегатная

Водопрони-met.ro сть, шл/шя

Светло-каштановая почва

Контроль 0 0-20 1,23 51,4 30,0 21,4 0,49

Контроль- 0 20-40 1,29 49,0 37,3 II,7 0,57

на 0,01 0-20 Г, 18 53,4 38,1 . 15,4 0,58

ПАА 0,01 . 20-40 1,32 47,8 40,5 7,3 0,51

ПАА 0,05 0-20 1,15 54,5 39,4 15,1 0,61

ПАА . 0,05 20-40 1,37 45,8 44,9 1,0 0,85

ПАА о,Х 0-20 0,98 61,3 41,4 19,9 0,46

ПАА 0,1 20-40 1,39 45,1 39,9 5,2 0,23

Дерново-подзолистая почва

Контроль 0 0-10 1,26 50,8 36,5 14,3 1,37

Контроль 0 10-20 1,44 43,8 - - 1,27

Навоз 60 0-10 1,18 53,9 36,4 17,5 5,28

Навоз 60 10-20 1,32 48,4 3,06

Навоз 200(в ротадию)0-Ю 1,18 53,0 36,8 16,2 3,39

Навоз 200 10-20 1,35 46.2 - - 2,12

рительной дня пахотного слоя и составляет 48-50$ для дерново-подзолистой и 49-51$ для светло-каштановой почв. Применение навоза способствует увеличению общей пористости дерново-подзолистой почвы до 50-54$ как в первый, гещ, так « через 4 и ,5 лет после внесения. Увеличение обцей пористости дерново-подзолистой почвы произошло, главным образом, за счет увеличения межагрегатной пористости (табл.6). Общая пористость светло-кашта-1ІОВОЙ почвы увеличивается в верхнем 20 см слое и практически не изменяется на глубине 20-40 см. Общая пористость увеличивается за счет увеличении агрегатной пористости.

Увеличение пористости почв, уменьшение плотности ее сложения под действием ШС приводит к увеличению водопроницаемости исследованных почв. Небольшое уменьшение водопроницаемости светло-каштановой почвы отмечается при дозе ПАА 0,1$, что, по-видимому» связано с гидрофильностыо полимера, который удерживая влаїу, создает водонасмценный слой и скорость фильтрации воды замедляется.

Основная гидрофизическая характеристика (ОГО является интегральной структурной характеристикой почвы. Применение навоза . и ПАА на дерново-подзолкстых и светло-каштановых почвах приводит к изменению таких характеристик почвы, как плотность сложения, пористость, водопрочность макроструктуры и др., что должно привести и к изменению СО. Полученные нами кривые основной гидрофизической характеристики почв (рис.1) показывают, что применение ПАА на светло-каштановой почве способствует увеличению-водоудерживаемости почвы до глубины 40 см и тем больше, чем выше доза полимера. Навоз оказал незначительное воздействие на ОГХ, некоторое увеличение ее наблюдается при дозе навоза 60 т/га, что может быть связано с некоторой гидрой)яльностыо неразлсетэ-

2О-Ч0сп

о,ч у Г/г

— -0,01*/» --0,1 •)>

- КОЧГреЛЬ

---200 г/гч

----60 т(их

Рис.1. Основные гидрофизические характеристики (ОГХ)

при применении ПАА и навоза, а) оветло-каитаповая почва; б) дерново-подзолистая почва.

шегося навоза. ОТХ позволяет определить многие структурно-функциональные физические свойства почв. В таблице 7 представлены данные по влажностям предела усадки почш, низшего и верхнего пределов пластичности. Определение оптимальной влажности агрегирования почв с помощью полимеров показало, что эта величина в среднее равна 23-25&, что хорошо согласуется с литературными данными (Кульман,1982; Пагаяяс,1982). Применение ПАА на светло-каштановых почвах вызвало увеличение содержания воды в почве. Выло установлено, что влажность делянок с применением полимера во все сроки определения выше, чем влажность контрольных делянок (табл.8,9). Влажность почвы вше нижнего предела цредполлв-ной влажности на участках, обработанных ПАА сохранялась в среднем на 10 суток дальше, чем на контрольных •участках. Это может способствовать изменению режима полива, снижению общего потребления поливной воды за вегетационный период.

Расположение молекул и ассоикатов молекул ПАА и продуктов разложения навоза, по-ввдшому, имеет в почве диффузный характер. Это может объяснить то, что при неизменных поверхностных свойствах дерново-лодз олистой и светло-каштановой почв, наблюдается улучшение структуры почв на агрегатном уровне и связанных с ней функциональных свойств.

Вредные последствия в орошаемом земледелии вызывает процессы вторичного засоления почв, обусловленное поднятием уровня минерализованных грунтовых вод до высоты, с которой происходит их испарение.

Исследованные нами светло-каштановде почвы по типу засоления относятся к хлорид но-сульфатный, а по степени засоления -к среднезасоленным {величина плотного остатка 0,5$). По расположению хлоридов и сульфатов в профиле почш (хжориды в верх-

Таблица 7

Некоторые физические показатели исследованных почв, определенные по 0ІХ

Доза Оптимальная _Влажность, %_

іаркант полимера, Глубина, влажность поедела ІІ1ш.его вепхн»го

опыта *рвоза, си агрегирования ЇЖСВ предела тшцго верхнего

_,7. _,_„_;_плаоткч. плзстич.

Светло-каштановая почва

Контроль 0 0-20 23,0 33,0 6,2 23,0 33,0

Контроль 0 20-40 23,0 30,0 6,0 23,0 33,0

ПАА 0,01 0-20 ' - 29,0 6,3 . 23,0 34,0

ПАА - 0,01 20-40 32,0 6,2 25,0 40,0

ПАА 0,05 0-20 29,0 6,4 23,0 35,0

ША 0,05 20-40 . - ; 33,0 6,3 26,0 40,0

ПАА ОД 0-20 - 31,0 6,6 26,0 38,5

ПАА 0,1 20-40 34,0 6,5 —..... - 26,0 41,5

Дерново-подзолистая почва

Контроль 0 0-20 24,0 33,3 3,3 24,0 38,0

Навоз 60 0-20 - 36,6 3,5 26,5 40,0

Навоз 200 0-20 - 33,3 3,3 24,0 38,0

Влажность в % ж весу почвы

Вариант Лоза ПАА, Глубина Дата определения вдакности опыта % взятия

образца, 20 ЛП 25 .УК ЗО.УП 8.УШ см

Контроль

ПАА

ПАА

ПАА

0,01

0,05

0,1

0-25 25-50 50-75 75-100

0-25 25-50 50-75 75-100

0-25 25-50 50-75 75-100

0-25 25-50 50-75 75-100

15,8

16.7

15.6

18.8

17.8

19.9 20,4 21,0

21,2 22,4 22,1 20,0

24.7

24.8 23,3 23,0

13,3

14.1 16,0 15,5

17,3 17,8

18.2 19,0

13.7 20,4

24.4

28.8

23.5 25,7 23,3 22,3

20.0 25,3

20.1 29,8 19,4 28,9

. 29,1

21.2 26,4 18,8 34,8 21,2 34,4 21,0 36,5

9,8 12,0

13.2 17,1

14,9

21.3 29,5'

24.4

12,6. 15,8

17.4

26.5

26,5

34.5

32.6 35,6

Полив 29 поля

Общие запася волы в м3/га на участках с полимером развой концентрации

Вариант Доза ПАА, Глубина, Общие запаси уди, 1?/та

опыта * см 20.УП. 25.УП 30.УП 8.УШ

Контроль 0. 0-25 486 409 575 301

Контроль 0 25-50 539 455 «658 387

ПАА 0,01 0-25 525 510 '693 \ 440

ПАА 0,01 '' 25-50 657 587 ' 848 703

ПАА 0,05 0-25 609 575 727 362

ПАА 0,05 25-50 767 :688 1021 541

ПАА ОД 0-25 605 519 647 649

ПАА од 25-50 862 653 1209 1198

Полив 29 июля 1984 года

ней части, сульфаты - в нинней) можно говорить о наличии в почве восходящих токов вода, а, следовательно, и возшяности вторичного засоления почвы. Одним из методов предотвращения вторичного засоления почв является применение полимеров (Артыкбае-ва, Ахмедов,1970; Батки,1978 и др.).

Применение ПАА на светло-каштановой почве привело к уменьшению величины плотного остатка с 0,5-0,3$ на контроле до 0,20,1%, Отмечается заметное уменьшение содержания сульфат-ионов, ионов хлора, натрия во всех вариантах опыта по сравнению с контролем (табл.10). Шштеры-полиэлектролктн при введении в почву, ■содержащую водорастворимые соли, вступают во взаимодействие о ними, в результате чего могут образовываться водонерастворимые соли полимера. Увеличение влажности почвы способствует уменызе-

Изменение состава водной вытяжки из светло-каштановой почт при применении ПАА ( —) на сухую почву)

Вариант опыта Доза полимера,;? Глубина, см , Сухой остаток,^ Щелочность т2- общая ш3 : НС03 СГ Са2* Щ2* Л/а+

Контроль 0 0-20 . 0,52 нет 0.03 0,05 0,30' 0.07 0.01 0.06

0,48 1,50 6,21 3,24 0,84 2,68

Контроль 0 20-40 0,30 - 0.03 0.03 0.16 0,05 йЖ о.ох

0,56 0,76 3,37 2,64 0,84 0,57

ПАА 0,01 0-20 0,10 0.04 о.ох 0.03 0.01 0,003 №

0,64 ; 0,24 0,60 0,64 0,24 0,49

ПАА 0,01 20-40 0,13 —' 0.04 . 0.01 0.05 0,01 0.003 ОЖ

0,62 0,34 1,06 0,56 0,22 0,52

па 0,05 0-20 0,11 0.04 0.01 0,05 0.001 0.01

0,62 0,36 1,04 0,72 0,08 0,49

ПАА 0,05 20-40 0,12 0,04 0.01 0,04. 0,01 0.004 ОіШ

0,64 * 0,32 0,80 0,62 0,30 0,52

ПАА 0,1 0-20 0,11 0.04 0.01 0,03 0.01 0.003 МІ

0,72 0,24 0,67 0,54 0,26 0,52

ПАА 0,1 20-40 . 0,22 0,03 0,01 0.14 0.03 0x21 0.02

0,66 0,24 3,01 1,40 1,14 0,84

кию миграхши легкорастворимшс солей из нижних горизонтов почва в верхние, что токе снижает опасность вторичного засоления почв.

ВЫВОДЫ

1. Установлено, что применение полимеров и навоза практически не оказывает влияния на величину и соотношение ввдов УП исследованных почв, определенной по десорбции паров воды.

2. Энергетическая характеристика поверхности високогуъу-

сированных, хорошо агрегированных почв типа чернозема, практически не изменяется под действием полимеров. Применение навоза и ПАА на почвах с низким содержанием гуадуса (дерново-псдзо-листые и светло-каштаноше почвы) приводит к уменьшению плсгаа-ди отрицательно заряженных поверхностей в 2-3 раза.

3. Применение ПАА: и навоза на светло-каштановых и дерво-во-подзолиотых почвах приводит к увеличению водоустойчивости макроструктуры почв. Увеличение водоустойчивости макроструктуры светло-каштановой почвы под действием ПАА тем больше, чем шше доза полимера. Навоз на 4-5 год после внесения оказывает большее влияние на водоустойчивость макроструктуры дерново-подзолистой почвы, чем в первый год после внесения.

4. Установлено, что ПАА и навоз способствуют увеличению пористости, водопроницаемости, уменьшению плотности сложения исследованных почв,

5. Под действием ПАА увеличивается водоудерживавдая способность светло-каштановой почвы. Навоз оказывает влияние на водоудерживаюцут) способность дерново-подзолистой почвы только в первый год после внесения.

6. Применение ПАА приводит к увеличению влажности почвы

и уменьшению содержания легкорастворимых солей в профиле светло-каштановых почв.

7. Расположение молекул и ассодаатов молекул ПАА и продуктов разложения навоза носит в почвах диффузный характер.

По теме диссертации опубликованы следующие работы:

1. Влияние полимера К-9 на энергетическую неоднородность удельной поверхности чернозема // Молодые ученые и специалисты сельскому хозяйству / Тезисы докладов областной научно-практической конференции.- Курск.- 1984.- С.26-27 (в соавторстве).

2. Повышение влажности светло-налггановых почв Араратской долины под влиянием полиакриламвда // Науч.-техн. бюлл. ВНИИЗиШЭ. - Курск,- 1986. - С:63-68 (в соавторстве).

3. Улучшение водного режима светло-каштановых почв Араратской долины под действием полиакриламида (ПАА) // Всесоюзная научная конференция / Тезисы докладов. - Ленинград.-1986. - С.87 (в соавторстве).

4. Влияние полимера К-9 на удельную поверхность (УШ чернозема типичного // Вестн.МГУ, сер.Почвоведение1987, й 4. -С.53-55 (в соавторстве). :

5. Характеристика агрофизических свойств дервово-подзо-листой почвы в зависимости от обработки и окультуренности // Вестн.ШТ, серЛочвоведение, - 1967, №. 3. - С.32-37) (в соавторстве).

Подл, в пет. '¿А.04.90г. JI-I0920 Тираж 100 экз. Заказ № 734 Централизованная типография ХОЗУ МПСМ СССР