Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Влияние приемов основной обработки на свойства алювиальных луговых дренированных почв и урожайность столовой свеклы

ВАК РФ 06.01.03, Агропочвоведение и агрофизика

Автореферат диссертации по теме "Влияние приемов основной обработки на свойства алювиальных луговых дренированных почв и урожайность столовой свеклы"

На правах рукописи

АБРЕГОВ МУРАТ МУХАМЕДОВИЧ

ВЛИЯНИЕ ПРИЕМОВ ОСНОВНОЙ ОБРАБОТКИ НА СВОЙСТВА АЛЛЮВИАЛЬНЫХ ЛУГОВЫХ ДРЕНИРОВАННЫХ ПОЧВ И УРОЖАЙНОСТЬ СТОЛОВОЙ СВЕКЛЫ

06.01.03 -агропочвоведение 06.01.02-сельскохозяйственная мелиорация

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

Москва -1999

Работа выполнена в отделе земледелия Всероссийского научно-исследовательского института овощеводства и на кафедре почвоведения, агрохимии и агроэкологии сельскохозяйственного факультета Российского университета дружбы народов. Полевые исследования проводились в 1996 -1998 гг на дренированных землях Яхромской поймы Московской области.

Научные руководители: доктор сельскохозяйственных наук, профессор А.В. Шуравилин доктор технических наук, профессор А.Е. Касьянов

Официальные оппоненты:

доктор сельскохозяйственных наук, профессор AJM Гасанов кандидат технических наук, старший научный сотрудник B.C. Печенина

Ведущая организация: ШШСХ центральных районов Нечерноземной зоны России

Защита диссертации состоится 14 "_ 1999 г в_

часов на заседании диссертационного совета К 053.22.18 в Российском университете дружбы народов по адресу: ] 17198, г. Москва, ул. Миклухо-Маклая, д.8, корпус 2 (сельскохозяйственный факультет)

С диссертацией можно ознакомиться в Научной библиотеке Российского университета дружбы народов по адресу. 117198, г. Москва, ул. Миклухо-Маклая, д. 6

Автореферат разослан ** "_1999 г.

Ученый секретарь диссертационного совета кандидат биологических наук, доцент

В.М. Малофеев

Российская

Государственная

библиотека ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

1йЭ&ктуалигоггь темы. В технологии выращивания овощей важное

--'значение придается приемам основной обработки почвы, которая повышает ее

плодородие. На дренированных пойменных почвах наблюдается переувлажнение пахотного и подпахотного слоев из-за неблагоприятных водно-физических свойств.

Одним из путей улучшения агрофизических свойств почв и повышения их плодородия является проведение агромелиоративных мероприятий в комбинации с дренажом н, в частности, щелевание, гребневание, грядование. Эти обработки разрушают относительно водонепроницаемый уплотненный подпахотный горизонт, увеличивают модность активного слоя почвы, улучшают их водно-физические свойства и стабилизируют на более продолжительное время разрыхленную структуру. Совместное применение разных приемов глубоких обработок обеспечивает своевременный отвод поверхностных вод и более рациональное регулирование водно-воздушного режима почв, путем перераспределения влаги в подпахотные горизонты и их отвода дренажом.

Отсутствие конкретных рекомендаций по малозатратным агромелиоративным мероприятиям на аллювиальных луговых пойменных почвах Московской области послужило основой для изучения вопросов регулирования водного режима осушаемых земель с применением комплексной технологии щелевания и профилирования дренированных почв.

Цель н задачи исследований. Основной целью исследований является установление влияния малозатратных агромелиоративных приемов (почвоуглубление и профилирование поверхности, и их сочетания) обработки на водно-воздушный режим, свойства н плодородие аллювиальных луговых пойменных почв с разной интенсивностью дренирования.

Для достижения поставленной цели решались следующие задачи;

- изучить влияние разных видов глубоких обработок на водно-физические и агрохимические свойства почвы;

- выявить влияние различных видов глубоких обработок на водно-воздушный режим почвы, осушенных горизонтальным дренажом с разными междренными расстояниями (20 и30 и);

- определить влияние агромелиоративных обработок на режим работы дренажа;

- установить зависимость продуктивности и качества столовой свеклы от различных видов глубокой обработки почвы;

- выявить наиболее эффективные виды глубоких агромелиоративных обработок и их комбинаций для аллювиальных луговых почв, используемых под овощные культуры (столовая свекла).

Научная новотна. В условиях Яхромской поймы на мелиорированных аллювиальных луговых почвах, используемых под овощные культуры, выявлено влияние глубоких обработок (почвоуглубление, щелевание, профилирование поверхности) на свойства, водный режим почвы, режим работы дренажа, уровень сбросов нитратов с дренажной водой, урожайность н ■ качество столовой свеклы. Наиболее существенное положительное влияние на плодородие почвы оказывает грядование в сочетании с щелеванием, особенно,. в основании гряды, воздействие которых проявляется в течение всего периода

вегетации. Наименьшее влияние оказывают обычная вспашка в сочетании с почвоуглублением, которую выполняют один раз за ротацию севооборота.

Установлена динамика параметров водно-физических и агрохимических свойств почв во времени и урожайность столовой свеклы. Наиболее благоприятный водно-воздушный режим аллювиальных луговых почв обеспечивает интенсивность дренирования с междрепьями 20 м в сочетании с агромелиоративными обработками.

Получены закономерности в изменении влажности и плотности сложения почвы, агрегатного состава, параметров режима работы дренажа в зависимости от применяемых агромелиоративных обработок и интенсивности дренажа.

Отмечено снижение сброса нитратов с дренажной водой при устройстве щелей в оснований гряд, по сравнению с традиционными технологиями щелевания и гребневания.

Практическая значимость. На основании выполненных исследований разработаны элементы технологии щелевания и профилирования поверхности, включающей устройство дренажа с междреньями 20 м. На фоне агромелиоративных обработок, обеспечивается получение прироста урожая столовой свеклы на 17,7-19,5 % по сравнению с контролем (в среднем за три года 39,6 тУга). Грядование с щелеваниеи в основании гряды дает снижение концентрации нитратов в дренажном стоке ниже ПДК.

АвроСацня работы. Основные положения диссертационной работы были доложены на научных конференциях университетов МГУП и МГУЛ в 1996, 1999 годах и на заседании кафедры почвоведения, агрохимии и агроэкологии РУДН в 1999 году. По результатам исследований опубликованы три статьи.

Объем работы. Диссертация изложена на 187 страницах машинописного текста и включает 42 таблицы. Она состоит из введения, 5 глав (литературный обзор, объекты и методика исследований, результаты экспериментальных исследований), выводов и рекомендаций производству. Список использованной литературы насчитывает 184 наименования, в том числе б зарубежных источников.

ОБЪЕКТЫ, УСЛОВИЯ И МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЙ

Полевые опыты проводились в 1995-1998 гг в АО "Дмитровский" Дмитровского района Московской области. Опытный участок расположен в центральной части Яхромской поймы.

Почва опытного участка аллювиальная луговая тяжелосуглинистая с мощностью пахотного слоя до 25 см, ниже которого залегают бесструктурные, тяжелосуглинистые и глинистые иловатые оглеенные горизонты до 1,0 м. Пахотный горизонт характеризуется глыбистой слоистой структурой, с заметным переходом к нижним слоям, слабокислой реакцией рНомйое'ЗА невысоким содержанием гумуса (2,84 %) и общего азота (0,18 %).Подвижный фосфор варьирует в пределах 3,9-5,5 мг на 100 г почвы и обменный калий - 2,24,1 мг на 100 г почвы. В пахотном слое плотность сложения составляет 1,22 г/см3, общая пористость - 51,6% и наименьшая влагоемкость - 31,5 %. Уклон участка - 0,0005-0,0008.

Водное питание - смешанное атмосферио-грунтовое. На опытном участке заложен горизонтальный дренаж, выполненный из гончарных трубок с

межлрениыми расстояниями 20 и 30 м и глубиной заложетм 1,1-1,2 м с длиной дрен 110 м и средним уклоном 0,005. Оросительная система включает закрытые трубопроводы, гидранты - водовыпуски, оросители в бетонных лотках. Полив проводили дождевальной машиной ДДА-100МА. На опытном участке выращивалась свекла столовая сорта "Бордо-237" по общепринятой в Московской области агротехнике.

Было заложено два опыта в соответствии с методикой АН Костикова по следующей схеме (табл. 1).

Таблица 1

Схема опыта _

Номер варианта Основная обработка почвы

1 Вспашка на 25 см (контроль)

2 Вспашка в сочетании с почвоуглублением до 40 см

3 Гребневание + шелевание

4 Грядование +• щель между грядами

5 Грядование + щель под грядами (в основании гряды)

В опыте 1 расстояния между дренами составляли 20 м, а в опыте 2-30 м. Псаторность опыта четырехкратная.

В работе применялись полевые и лабораторные методы исследований. Глубокие обработки (гребневание, щелевание, грядование и их сочетания) проводили ежегодно весной, а почвоуглубление один раз за период исследования. Водно-физические и агрохимические свойства, а также параметры водного режима почвы определили по общепринятым методикам.

Концентрацию нитратов в дренажной воде фиксировали ионно-селективным методом. Биометрические показатели измеряли по 5 растениям на каждой повторноети. Учет урожая проводили поделяночно, с взвешиванием и разделением продукции на стандартную и нестандартную части. Биохимический анализ выполняли по стандартным методикам. Результаты исследований математически обрабатывали по методикам, изложенным Доспеховым (1985).

ИЗМЕНЕНИЕ СВОЙСТВ АЛЛЮВИАЛЬНОЙ ЛУГОВОЙ ПОЧВЫ ПРИ ГЛУБОКИХ ОБРАБОТКАХ И ПРОФИЛИРОВАНИИ ПОВЕРХНОСТИ НА ФОНЕ СИСТЕМАТИЧЕСКОГО ДРЕНАЖА

Применение агромелиоративных обработок на дренированных почвах существенно изменило физические, водно-физические и, отчасти, химические свойства аллювиальной луговой почвы.

При окультуривании и проведении глубоких обработок гранулометрический состав этой почвы оставался практически постоянным, а микроагрегатный состав изменялся незначительно, при некотором улучшении фактора дисперсности. В пахотном слое (0-25 см) он уменьшился от 13,0 до 11,6-11,9.

Глубокие обработки заметно улучшили структурно-агрегатный состав почвы, особенно подпахотного слоя. Содержание агрономически ценных агрегатов увеличилось на 4-8% и в наибольшей степени в вариантах 4 и 5

(грядование в сочетании с щелеванием), а при почвоуглублении ~ на 3,8 % и только в первый год действия.

Агромелиоративные обработки увеличили на 2,8-6,4 % в первый и на 0,9-7,0 % в третий год количество водопрочных агрегатов. Наибольшее содержание водопрочных макроагрегатов (более 0,25 мм) зафиксировано при грядованин в сочетании с нарезкой щелей в основании гряды (60,5-61,3 %) (табл.2).

Таблица 2

Влияние обработок на структурно-агрегатный состав _почвы в слое 25-50 см (опыт 1)_

Номер 1996 г 1998 г

варианта Содержание фракций >0,25мм Содержание фракций >0,25мм

при сухом при мокром при сухом при мокром

просеивании просеивании просеивании просеивании

1 88,5 54,1 88,8 54,3

2 92,3 56,9 89,4 55,1

3 93,6 58,2 93,9 58,5

4 95,1 59,8 96,0 60,7

5 95,8 60,5 96.4 61,3

Глубокие обработки способствовали разуплотнению подпахотного слоя почвы (25-50 см). Плотность сложения в этом слое снизилась с 1,35-1,36 г/см3 до 1,28-1,30 г/см3 или на 4-6 % (табл.3).

Таблица 3

Влияние глубоких обработок ка плотность сложения почвы

Год исследований ВАРИАНТЫ

1 2 3 4 5

До обработки 1,35±0,04 1,36±0,07 1,35±0,06 U5±006 1,35±0,06

1996 1,34±0,04 1,30*0,05 1,31±0,06 1,29*0,05 1,29±0,04

1997 1,34±0,05 1,31±0,04 1,30±0,05 1,29±0,06 1,29±0,05

1998 1,35±0,05 1,331:0,06 Ul±0,06 1,29±0,06 1,28±0,06

Более низкие показатели плотности сложения имели место при грядованин в сочетании с щелеванием, а при почвоуглублении плотность сложения заметно уменьшилась только в первый год действия.

Общая порозность в подпахотном слое 25-50 см после проведения глубоких обработок была выше по сравнению с контролем на 1,3-3,3 % от объема или на 2,7-7,0 %, Самые высокие показатели порозноста 50,0-50,4 % наблюдались в вариантах грядования в сочетании с щелеванием. Это объясняется большей полнотой рыхления подпахотного слоя. На фоне почвоуглубления (вар.2) отмечалось постепенное снижение порозноста с 49,6 (1996) до 48,6 % (1998), но ее величина оставалась выше контроля ка 1,3 % от объема (47,3 %).

Глубокие агромелиоративные обработки существенно уменьшали твердость почвы (табл.4). После проведения грядования в сочетании с щелеванием твердость почвы в подпахотном слое снизилась на 35,0-35,3 %, а в годы исследований (1996-1998 гг) - в среднем на 15 %. Другие обработки в

меньших размерах снижали твердость почвы (12-13 %). При почвоуглублении снижение твердости почвы было существенным только в первый год исследований (10 %), а на третий год - соответствовало контролю, но оставалась ниже исходных дагашх на 2,2 "Л.

..Таблица 4

Твердость почвы (Мла) в опыте 1 а среднем с глубин 25 и 50 си

Годы нсследовдннй ВАРИАНТЫ

1 2 3 4 5 НСР0!

До обработки 1,4<Ш>,06 1,3940,06 1,41*0,07 1,4040,05 1,39*0,06 0,16

Пекле обработки 1,34*0,05 1,0510,05 0,98*0,04 0,91*0,04 .0,90*0,04 0,25

19% 1,36*0,06 1,25*0,06 1,22*0,06 1,19*0,05 1,18*0,06 0,13

1997 1,35*0,07 1,31*0,05 1,23*0,05 1,20*0,06 1,19*0,06 ' 0,12

1998 1,36*0,06 1,36*0,07 1,27*0,06 1,19*0,05 1,19*0,07 0,14

В зависимости от различных видов глубоких обработок запасы продуктивной влаги в слое почвы 0-50 см мало изменялись. Наиболее благоприятное воздействие на увеличение влагозаласов были созданы в вариантах 4 и 5, где проводилось ежегодное грядование в сочетании с нарезкой щелей на 45 см. Если в контроле запас продуктивной влаги в слое 0-50см составлял 132,9-138,4 мм, го при совместном действии грядованкя с щелеванисм он увеличился до 145,9-148,3 мм или в среднем на 11,4 мм (на 7,7%).

Агромелиоративные обработки оказывали положительное влияние на водопроницаемость почвы в результате ее разуплотнения (табл.5). С поверхности почвы пря глубоких обработках водопроницаемость увеличилась в 2-2,5 раза.

Более высокая водопроницаемость в пахотном слое по сравнению с контролем отмечалась в течение всего периода исследований при проведении грядования с нарезкой щелей (вар. 4 и 5). При этом водопроницаемость была выше а 2,4-2,6 раза по сравнению с контролем. При почвоуглублении существенное увеличение водопроницаемости отмечалось только в первый год исследований. Во второй и третий годы этот процесс затухал, но водопроницаемость оставалась выше контроля. Весьма существенное увеличение водопроницаемости отмечалось в разрыхленном подпахотном слое, с глубины 25 см сгг поверхности. Здесь после проведения глубоких обработок водопроницаемость увеличивалась в 3-5 раз. Наибольшие ее величины характерны для варианта 5, где проводилось грядование с нарезкой щели на глубину 45 см в основании гребня.

Почвоуглубление на 40 см один раз за ротацию севооборота по сравнению с ежегодной обычной вспашкой повышает водопроницаемость с поверхности почвы (в среднем за три года) на 65 %. При этом последействие глубокого рыхления прослеживалось в течение трех лет. Ежегодное проведение грядования с щелеванием под грядой на 45 см повышает водопроницаемость почвы с поверхности на 130-140 %.

Таблица 5

Водопроницаемость почвы при глубоких обработках в опыте 1, м/суг.

Годы Глубина, см ВАРИАНТЫ

1 г 2 3 4 5

1996 С поверхн. 0,34±0,04 0,71 ±0,05 0,694:0,04 0,78±0,06 0,83±0,06

25см. 0,11±0,01 0,36±0,04 0,42±0,04 0,4б£0,05 0,47±0,04

1997 С поверхн. 0,32±0,03 0,65±0,05 0,70±0,05 0,76±0,06 0,82±0,06

25см 0,10±0,02 0,31±0,04 0,44±0,04 0,45±0,05 0,46Ы>,04

1998 С поверхн. 0,36±0?04 0,41 ±0,04 0,68±0,05 0,79±0,06 0,85±0,05

25см 0,12±0,02 0,24±0,03 0,43±0,04 0,47±0,05 0,49±0,03

Следует отметить, что основные показатели физических и водно-. физических свойств почвы были практически одинаковы как в опьпе/1, так и в опыте 2 во все годы исследований. Физико-химические и агрохимические свойства почвы мало изменялись в зависимости от особенностей основной обработки и ее глубины (табл.б и 7).

Таблица б

Кислотность почвы и содержание в ней поглощенных оснований

в слое почвы 0-50 см в опыте 1

Номер рНш ГНДЛОЯЯТлЧ Суыма % от суммы

варианта кислот- поглощенных

ность. оснований, Са

ыг.ууЫ 100Т мг.эга/100г

1 5.4 1.73 20.4 88Д 11,5

5.2 1.90 20.1 87,6 12,4

2 5.6 1.66 ?и .8«,7 11,3

5.4 1.82 20.4 87,7 12,3

3 5.5 1.70 20.7 ш 11,7

5.4 1.75 20.4 87,7 12,3

4 56 1.69 ¿и 88.6 11,4

5.5 1.76 21.1 87,5 12,5

5 5.6 1.68 21.5 88,2 11.8

5.5 1.82 21.0 87,6 12,4

Примечание Числитель - начало исследований (май 199бг); знаменатель - конец исследований (сентябрь1998 г).

Реакция почвенного раствора была слабокислой ( рН-5,2-5,6), гидролитическая кислотность составляла 1,66-1,90 мг.экв на 100 г почвы, при тенденции снижения гидролитической кислотности на фоне грядования в сочетании с щелеванием. В целом глубокие агромелиоративные обработки оказывали положительное воздействие на почвенную кислотность. В наибольшей степени проявилось положительное влияние грядования с нарезкой щелей под грядой.

Сумма поглощенных основании в слое 0-50 см увеличивалась на 0,9-1,1 мг.экв на 100 г почвы на фоне грядования в сочетании с щелеванием и на 0,30,7 мг.экв на 100 г почвы при проведении почвоуглубления и гребневания в сочетании с щелеванием. Следовательно, ежегодные глубокие обработки способствовали повышению поглотительной способности почвы.

Содержание гумуса и общего азота в слое почвы 0-50 см не изменялось в зависимости от агромелиоративных обработок н составляло соответственно 2,37-2,53 % и 0,164-0,176 %.

Таблица 7

Агрохимические свойства аллювиальной луговой почвы в зависимости от

Номер варианта Гумус Азот общий Лепсогндролюуемый ísot Подвижный фосфор Обменный калий

мг/1СЮг

] 2,48 2,45 0,167 0,164 6J7 6,73 3.78 3,72 3J9 3,14

г 2,42 2,37 0,170 0,156 6¿U 6,77 2№ 3,S2 3,23 09

3 2,45 2,39 0,171 0,167 ¿85 6,84 3,83 3,78 ¿24 3,20

4 2,49 2.46 0,173 0,16$ 6J9 6,84 3,91 ÍM 3j38 3,30

5 2,53 2,48 0,176 0,170 6¿S 6,90 3,98 3,92 ¿54 3,49

Примечание. Числитель - начало исследований (май 1996г); знаменатель-конец исследований (сентябрь 1998 г)

Различные глубокие обработки не оказывали существенного влияния на питательный режим почвы. Содержание легкогндролизуемого азота в .слое почвы 0-50 см на начало исследований составляло 6,77-6,95 мг; на 100 г, а в конце исследований наметилась тенденция повсеместного его снижения до 6,73-6,90 мг на 100 г. Содержание подвижного фосфора снизилось с 3,78-3,98 до 3,72-3,92 мг на 100 г почвы, а обменного калия - с 3,19-3,54 до 3,14-3,49 мг на 100 г.

Таким образом, проведение глубоких агромелиоративных обработок позволяет сохранить благоприятные в агрономическом отношении физико-химические и агрохимические свойства аллювиальных луговых почв. При этом изменение междренных расстояний от 20 м (опыт 1) до 30 м (опыт 2) эти свойства практически не меняют.

ВОДНЫЙ РЕЖИМ АЛЛЮВИАЛЬНОЙ ЛУГОВОЙ ПОЧВЫ

Агромелиоративные обработки, изменяя водно-физические свойства отдельных слоев почвенного профиля, оказывают существенное влияние на режим работы дренажа и водный режим почвы. За счет увеличения подпахотных слоев на разрыхленных глубокими обработками участках существенно повышается интенсивность действия дренажа, которое проявляется в увеличении дренажного стока и изменении динамики уровня грунтовых вод. В наибольшей мере эти явления наблюдаются в годы с повышенным и средним уровнем естественного увлажнения (1996,1998 гг).

В среднем за период наблюдений (1996-1998 гг) величина дренажного стока изменялась от 61,3 мм на контроле до 76,0 им в варианте грядования со щелями под грядой в опыте 1. Увеличение междрений до 30 м в опыте 2 уменьшало слой стока на контроле до 59,4 мм, а на варианте грядования с щелеванием до 73,4 мм.

■ Максимальный прирост дренажного стока по сравнению с обычной вспашкой зафиксирован на вариантах с грядованием в сочетании с щелеванием (13,6-14,7 мм)

С увеличением естественной увлажненности слой стока повышался в 3-4 раза, по сравнению с сухими годами. По периодам вегетации во все годы исследований отмечалось резкое снижение дренажного стока от весны к лету. В опыте 1 они лежач:: в интервале от 6,8 мм в июле на фоне вспашки с почвоуглублением до 48,2 мм в апреле на варианте грядования с щелями в его основании. Значения стока на контроле в апреле и мае были ниже, чем на остальных вариантах с глубокими обработками. Следует отметить сокращение слоя стока при увеличении междренного расстояния на всех вариантах.

Модули стока численно связаны с продолжительностью стока и его слоем. В среднем за 1996-1998 гт модуль дренажного стока в опыте 1 изменялся от0,17 л/с с 1 га на контроле до 0,23 л/е с I га при грядовании с щелями между гряд, а в опыте 2 - соответственно от 0,16 до 0,21 л/с с 1 га или уменьшался на 5,9-8,7%. По периодам вегетации значения модуля стока варьировали в широких пределах. Глубокие обработки по сравнению с обычной вспашкой дали прирост модуля дренажного стока 0,02-0,05 л/с с 1 га.

В среднем за три года исследований глубокие обработки и профилирование поверхности обеспечили повышение коэффициента стока в опыте I от 0,34 до 0,43, т.е. на 26 %. Несколько большее увеличение коэффициента дренажного стока отмечалось на вариантах опыта 2 - от 0,31 до 0,42, т.е. на 35 %, т.е. на фоне более разреженного дренажа влияние глубоких обработок проявляется в большей мере.

Между вариантами глубоких обработок изменения коэффициента дренажного стока незначительны. Наибольший прирост коэффициента стока (0,09-0,11) по сравнению с контролем обеспечило грядование в сочетании с щелеванием, а наименьшее - почвоуглубление (один раз за годы исследований)- 0,03 (табл.8).

Таблица 8

Динамика коэффициентов дренажного стока _в среднем за 1996-1998гг___

Показатели ВАРИАНТЫ

1 1 2 | 3 | 4 | 5

Опыт 1

Осадки, мм 178,6 172,8 179,8 173,1 185,8

Дренажный сток, мм 61,3 67,9 72,2 74,9 76,0

Коэффициент стока 0,34 0,37 0,40 0,43 0,41

Опыт 2

Осадки, мм 170,4 197,2 195,7 174,3 189,8

Дренажный сток, мм 59,4 65,3 72,2 73,4 73,4

Коэффициент стока 0,31 034 0,37 0,42 0,39

Таким образом, глубокие обработки обеспечивают увеличение всех параметров стока, причем, чем глубже обработка, тем более значим прирост показателей.

Динамика уровней грунтовых вод на дренированных землях с орошением зависит от многих составляющих водного баланса активного слоя

почвы, а также от строения почвенного профиля, параметров дренажа и других факторов.

В среднем за три года исследований уровень грунтовых вод (верховодки) по вариантам опытов 1 и 2 колебался от 0,70 до 0,76-0,77 м. Так, в опыте 1 (в предпосевной период) разница этих значений составляла 0,05 м, в первый период вегетации - 0,10 м, во второй - 0,06 и и в третей период роста -0,08 м. Общая тенденция изменения уровня по периодам вегетации характеризовалась увеличением глубины залегания грунтовых вод от весны к осени.

Результаты исследований подтверждают положительное влияние глубоких обработок на динамику грунтовых вод. Так, на вариантах грядования. с щелями глубина залегания грунтовых вод в среднем составляла 0,77 м против 0,70 м на контроле, пахота с почвоуглублением и гребневание с щелеваннем также обеспечили снижение уровня грунтовых по сравнению с контролем (на 0,03-0,04 м). Тенденции изменения уровня верховодки оставалась такой же и в опыте 2 с междренньш расстоянием 30 м (табл.9). '

Таблица 9

Динамика уровня верховодки в среднем за 1996-1998 гт, м_

Период вегетации ВАРИАНТЫ

1 | 2 ! 3 | 4 | 5

Опыт!

Предпосевной 0,50. 0,53 0,55 0,55 0,55

1 0,71 0,76 0,77 0,81 0,81

2 0,79 0,80 0,82 0,85 0,84

3 0,80 0,82 0,83 0,88 0,87

Среднее 0,70 0,73 0,74 0,77 0,77

Опыгг2

Предпосевной 0,49 0,51 0,53 0,55 0,54

1 0,70 0,73 0,75 0,79 0,79 "

2 0,78 0,79 0,82 0,84 0,83

3 0,80 0,81 0,83 0,86 0,86

Среднее 0,70 0,71 0,73 0,76 0,76

Однако во все периоды вегетации глубина залегания верховодки при междреньях 30 м была, как правило, меньше, чем при междреньях 20 м.

Минимальная продолжительность нахождения верховодки в пахотном слое в среднем- за три года отмечена в вариантах грядования с щелеванием (11,3-12,3 суток), а максимальная в контроле - 22,7-24,0 суток иди на 11,4-12,0 суток продолжительнее.

В верхнем слое почвы 0-20 см продолжительность стояния в среднем за три года была наименьшей в опыте 1, варьировала от 1 до 7,6 суток, а в опыте 2 от 1,7 до 8 суток Причем с увеличением глубины обработок продолжительность стояния верховодки снижалась. В среднем за три года в опыте I продолжительность стояния верховодки в слое 0-20 см составляла 7,6 сут. в контроле и 1,0 сут. при грядовании с щелями между гряд. В слое почвы 040 см зти показатели соответственно составляли 30 и 19,7 сут., а в слое 0-60 см - 42,7 и Зб,7сут. С глубиной различия в продолжительности стояния верховодки сохранялись, но они постепенно сглаживались.

Увеличение междрешюго расстояния до 30 м (опыт 2) несколько увеличило продолжительность стояния верховодки по слоям почвенного профиля (таблЛО).

Таблица 10

Влияние агромелиоративных обработок на

Слой почвы, см ВАРИАНТЫ

1 ! 2 | 3 | 4 | 5

Опыт 1

0-20 7,6 3,3 2.3 1 2

0-Ю 30,0 26,7 22,0 19,7 20,3

0-60 42,7 40,3 37,6 36,7 36,0

0-100 57,3 56,3 52,0 48,0 48,3

Опыт 2

0-20 8 33 2.3 1.7 2

0-40 23,3 27,3 22,3 20,7 203

0-60 44,3 41,3 37,7 36,7 38,0

0-100 58,7 57,7 53,7 50,3 50,7

Динамика верховодки характеризуется среднесуточными величинами повышения и понижения их уровня. Здесь четко просматриваются два периода: спада и подъема. Глубокие обработки в среднем за три года оказали существенное влияние на скорость подъема и спада уровней. Так, при спаде скорость понижения верховодки на вариантах с грядованием и щелеванием составляла 3,2-5,1 см/сут, а на контроле - 2,8-3,7 см/сут. В фазе подъема наблюдалась обратная зависимость. Скорость подъема на вариантах 4 и 5 составляла 1,7-4,3 см/сут, а на контроле она возросла до 1,8-6,3 см/сут. Результаты исследований показали положительное влияние глубоких обработок на поддержание благоприятных гидрогеологических условий и гидрологического режима аллювиальных луговых почв.

Следует отметить, что закрытый дренаж не обеспечивает оптимальный режим влажности почвы во все периоды вегетации. Поэтому в момент повышенного уровня естественного увлажнения необходимо увеличивать интенсивность действия дренажа. При дефиците естественного увлажнения дренированные земли необходимо поливать. Для полива монтируют оросительную систему.

В годы исследований во все периоды вегетации влажность активного слоя почвы поддерживалась поливами не ниже оптимального уровня. В 1997 году было проведено два полива в июле и августе нормами по 250 м3 /га. В 1998 году поливали один раз в июле нормой 250 м3 /га. Данные по изменению влажности почвы в среднем за период вегетации по годам исследований отображают влияние глубоких обработок. В относительно влажном. ,4996 г на контроле (опыт 1), в слое 0-60 см влажность почвы за вегетационный период составляла 82,6 % ИВ, а в вариантах с грядованием в сочетании с щелеванием этот показатель был несколько ниже (79,3-79,8 % НВ). В сухом (1997>,году указанная тенденция сохранялась. Влажность почвы в слое 0-60 см на контроле составляла 76,5 % НВ, а в вариантах грядования в сочетании с щелеванием -75,1-75,3 % НВ. Максимальные колебания влажности отмечаются на контроле в

слое 0-20 см (коэффициент вариации по годам составляет 16,8-18,4). При глубоких обработках ока более стабильная (коэффициент вариации - 13,9-

При увеличении межи рений до 30 м в опыте 2 отмечается некоторый рост влажности слоя почвы 0-60 см по всем вариантам. Так, во влажном 1996 году влажность почвы на фоне междрений 30 м изменяется от 79,8 до 83,6 % НВ, против 79,3-82,6 % НВ в опыте 1 на фоле междрений 20 м.

Динамика влажности почвы обеспечивала оптимальные условия для роста и развития столовой свеклы во все годы исследований. В первый межфазный период (массовые всходы -начало формирования урожая) влажность почвы в слое 0-30 си изменялась на всех вариантах опытов 1 и 2 в пределах 75,6-78,7 % НВ. В вариантах с глубокой обработкой она была ниже контроля на 1-2 % НВ.

Во второй межфазный период (начало формирования урожая - начало технической зрелости) влажность почвы в расчетном слое почвы 0-40 см поддерживалась на всех вариантах опытов 1 и 2 не ниже 80 % НВ. В среднем во второй межфазный период она составляла 80,7-82,4 % НВ на контроле, 80,381,4 % НВ при вспашке с почвоуглублением, 81,0-82,2 % НВ при грядовакки с щелеванием.

В третий иежфазный период (качало технической зрелости - уборка) влажность почвы в слое 0-40 см на всех вариантах опытов 1 и 2 была не ниже 75 % НВ и составляла 75,1-77,2 % НВ ка контроле, а при глубоких обработках -75,4-76,7 % НВ. При этом глубина обработки не проявила заметного влияния на изменение влажности почвы.

Концентрация нитратов в дренажной воде характеризует степень влияния производства овощей на окружающую среду. Если содержание нитратов в дренажной воде выше предельно-допустимой концентрации (ПДК) необходимо менять агротехнику выращивания продукции.

Глубокие обработки способствуют повышению концентрации нитратов в дренажной воде. В период спада дренажного стока (весной 1996г, опыт 1) концентрация нитратов на контроле составляла 1,5 мг/.т, а на вариантах с глубокими обработками она была значительно выше и составляла 1,9-3,8 мг/л. Нарезка щелей в основании град обеспечило снижение концентрации нитратов в дренажной воде до 2Д мг/я или на 81 % по сравнению с размещением щелей между грядами. Варианты 2 и 3 с пахотой и почвоуглублением, а также щелевание с гребневанием дают по сравнению с контролем прирост на 0,4-0,7 мг/л.

Во втором опыте при междреньях 30 м'значения концентрации нитратов в дренажной воде существенно не различались с показателями, отмеченными в опыте 1. Эти показатели (фаза слада) на 0,1-ОД мг/л были меньше, чем в опыте 1 (табл. 11).

Таким образом, на дренированных почвах, с целью снижения содержания нитратов, необходимо проведение дифференцированных глубоких обработок.

Таблица 11

Влияние глубоких обработок на концентрацию нитратов (мг/л) __в дренажной воде за 1996 г_

Номер еарианта ПЕРИОДЫ НАБЛЮДЕНИЙ

Предпосевной Летний

Периоды стока Периоды стока

начало максимум спад начало максимум спад

Опыт 1

1 0,9 1.1 1,5 1,2 1,5 2.2

2 ' 1,0 1.3 1,9 1,4 1,6 2,7

3 1.1 1,4 2,2 1,6 1,7 . 3,9

4 1.3 , 1,6 3,8 2,2 2.7 4,9

5 1.2 1.1 2,1 1,3 2,6 4,8

Опыт 2

1 0,8 1.0 1.4 1.2 1,4 2,1

2 1,0 1Д 1,8 и 1.6 2,4

3 1.0 1.3 2,1 1,3 1,6 3.7

4 1,2 1,5 3,6 2,1 2,5 4.5

5 1.1 1.2 2,0 1,7 2,5 4.6

РОСТ, РАЗВИТИЕ, УРОЖАЙНОСТЬ И КАЧЕСТВО СТОЛОВОЙ СВЕКЛЫ

Проведение глубоких обработок повышало биометрические показатели столовой свеклы, особенно в вариантах с грядованием в сочетании с щелеваиием. При междреньях 30 м (опыт 2) они были несколько ниже, чем в вариантах опыта 1 с междреиным расстоянием 20 м. Однако закономерности изменения параметров биометрических показателей повторялись.

Таким образом,' динамика биометрических показателей отражает существенное влияние агромелиоративных мероприятий и дренажа на рост и развитие растений. Наиболее благоприятные условия для формирования, урожая создают глубокие обработки с профилированием поверхности на фоне дренажа с междреньями 20 м.

Положительное влияние глубоких обработок сказывалось, также, на росте и развитии корневой, системы столовой свеклы. Максимальное содержание корней в верхних слоях почвенного профиля в среднем за три года исследований при междреньях 20 м отмечалось на участках с обычной вспашкой. Так, в слое 0-20 см находилось 62 % массы корней, а в слое 0-40 см -83 %. На вариантах грядования с щелями в основании гряды содержание корней в верхних слоях почвы было значительно ниже и составляло 4246 % в слое 0-20 см и 61-68 % в слое 0-40 см. На фоне вспашки с почвоуглублением и гребиевакия с щелеванием в слое 0-20 см количество корней увеличивалось до 55-56 % и в слое 0-40 см - 73-74 %. Максимальное содержание корней отмечено на контроле. Здесь в слое 0-20 см находилось 60% массы корней, а в

слое 0-40 см - 79%. На вариантах с глубокими обработками и щелеванием эти показатели были ниже (табл.12).

Таблица 12

Слой почвы, см ВАРИАНТЫ

1 1 2 I 3 | 4 | 5

Опыт!

0-20 62 56 55 46 42

0-40 83 74 73 68 61

0-60 97 92 90 94 92

Опыт 2

0-20 60 54 54 50 43

0-40 79 71 72 71 62

0-60 98 90 89 93 90

В целом глубокие мелиоративные обработки и дренаж способствовали более интенсивному развитию корневой системы растений, которая проявлялась в более равномерном распределении корней по слоям почвенного профиля. Это обеспечивает более полное извлечение питательных веществ и воды из почвы, рост урожая и улучшение его качества.

Урожайность столовой свеклы в среднем за три года колебалась в пределах 39,6-47,3 т/га в опыте 1 при мездренном расстояния 20 м н 37,3-45,2 т/га в опыте 2 при расстоянии 30 м. Наименьшая урожайность столовой свеклы была получена в контроле (39,6 т/га и 37,3 т/га соответственно в опытах 1 и 2).

Проведение почвоуглубления один раз за ротацию севооборота на фоне ежегодной вспашки на глубину до 25 см (вариант 2) повышало урожай столовой свеклы по сравнению с контролем в среднем на 8,6-9,4%.

Ежегодные глубокие обработки (вар. 3-5) способствовали значительному росту урожайности столовой свеклы и существенной ее прибавки по сравнению с контролем (в среднем на 16,4-21,2 %). Максимальная урожайность была получена в варианте 5, где ежегодно проводилось грядовакие в сочетании с щелеванием в основании грады. В среднем она составила 47,3 т/га в опыте 1 и 45,2 т/га в опыте 2 и превышала контроль соответственно на 7,7 т/га (19,5 %) и 7,9 т/га (21,2 %). Проведение агромелиоративных мероприятий на фоне междренных расстояний 20 м способствовало росту урожайности столовой свеклы на 2,1-2,8 т/га, по сравнению расстоянием 30 м.

Таким образом, наиболее благоприятные условия для получения максимальной урожайности столовой свеклы были созданы на участках с междрепными расстояниями 20 м, где ежегодно проводилось грядование с щелеванием под грядой (табл. 13).

, Таблиш 13

Урожайность столовой свеклы, т/га_-_

Номер варианта Годы Среднее Прибавка

1996 | 1997 | 1998 т/га | %

Опыт 1

1 39,5 39,1 40,2 39,6 - -

2 45,3 43,1 40,6 43,0 3,4 8,6

3 46,8 45,2 46,3 46,1 6,5 16,4

4 47,2 45,7 46,9 46,6 7,0 17,7

5 47,9 46,2 47,5 47,3 7,7 19,5

НСР« 1.1 0,9 1,0

Ошибка опыта, % 3,7 3,1 3,5

Опыт 2

1 38,0 36,5 37,4 37,3 - -

2 42,9 41,1 38,4 40,8 3,5 9,4

3 45,0 42,5 44,2 43,9 6,6 17,7

4 45,1 43,8 44,6 44,5 7,2 19,3

5 45,6 44,7 45,3 . 45,2 7,9 21,2

НСР„, 0,9 0,6 0,8

Ошибка опыта, % 3,6 2,9 3,3

В структуре урожая стандартная часть изменялась от 93,7 до 96,4 % (опыт 1) и от 92,8 до 95,8 % (опыт 2). На вариантах с глубокими обработками стандартная часть урожая была выше, чем в контроле в среднем на 0,6-3,0 %.

Глубокие мелиоративные обработки оказали положительное влияние на биохимический состав продукции и уровень их загрязнения нитратами. Содержание сухих веществ, в среднем за три года по всей вариантам превышало 18 % (18,64-18,88 % в опыте 1 и 18,51-18,68 % в опыте 2). Все варианты обеспечивали высокое содержание витамина С. Наибольшие значения были отмечены в урожае, полученном с вариантов 4-5 - 22,3 -22,4 мг % (опыт 1) и 22,7-22,8 мг. % (опыт 2). Отмечается высокий уровень Сахаров в продукции на всех вариантах, более 9%. Максимальные показатели установлены в варианте 5 с грядованием и устройством щели в основании гряды (10,22 и 9,46 % соответственно в опытах 1и 2), а минимальные (8,94 -9,82 %) в контроле на фойе обычной вспашки. Содержание нитратов в продукции в среднем за три года по всем вариантам опыта было ниже ЦДК. Их количество варьирует от 265 до 307 мг/кг (опыт 1) и от 327 до 356 мг/кг (опыт 2).

Максимальное значение отмечено в контроле, а минимальное - на фоне грядования с устройством щелей под грядой. Грядование и щелевание обеспечивало снижение на 30-40 мг/кг концентрации нитратов в продукции.

Увеличение междренных расстояний с 20 до 30 м не улучшало качество продукции, а наоборот, отмечалось ухудшение биохимического состава корнеплодов (табл. 14).

Таблица 14

Биохимический состав корнеплодов столовой свеклы _ в среднем за 1996 - 1998 гг_

Номер варианта Сухое вещество, % Витамин С, мг% Нитраты, кг/кг Сахар, %

до инверсии после инверсии

Опыт 1

I 18,64 21,9 307 0,43 9,82

2 18,71 21,6 304 0,41 9,95

3 18,85 22,1 297 0,42 . 10,06

4 18,86 22,3 283 0,44 10,17

5 18,88 22,4 209 0,46 10,22

Опыт 2

1 18,51 21,7 356 0,38 8,94

2 18,56 22Д 354 0,33 9,22

3 18,58 22,5 347 0,39 9,38

4 18,63 22,7 343 0,39 9,42

5 18,68 22,8 327 0,40 9,46

ВЫВОДЫ

1. Агромелиоративные обработки на фоне систематического закрытого дренажа являются эффективным средством повышения плодородия дренированных аллювиальных луговых почв, используемых в интенсивном овощном севообороте.

2. Грядование с нарезкой щелей глубиной до 45 см на дренированных землях улучшает физические свойства почв. В подпахотном горизонте повышается содержание агрономически ценных и водопрочных агрегатов на 4-5 %, снижается плотность сложения на 0,1 г/см3, твердость - на 32 % и более и повышается пористость на 2-5 %.

3. Агромелиоративные обработки дренированных земель (почвоуглубление, гребневание и грядование в сочетании с щелеванием) улучшают водные свойства пойменных аллювиальных луговых почв, Наиболее высокая эффективность достигается проведением гр¡копания с нарезкой щелей под грядой на 45 см. По сравнению с контролем диапазон продуктивной влаги увеличивался на 7-11 %, а водопроницаемость повышалась на 130-140 Другие виды глубоких обработок были менее эффективны.

4. Агромелиоративные, глубокие обработки позволяют сохранить благоприятные в агрономическом отношении физико-химические и агрохимические свойства аллювиальной луговой почвы. Выявлена тенденция повышения суммы поглощенных оснований и снижение содержания гидролизуемого азота, подвижного фосфора и обменного калия.

5. Проведение грядования в сочетании с щелеванием повышает интенсивность действия дренажа, обеспечивая увеличение модулей дренажного стока и его объема. В среднем за три года модуль дренажного

стока при междреньях 20 м повышался на 30-35 % (с 0,17 до 0,22-0,23 л/с на 1 га), слой дренажного стока возрастал на 24% по сравнению с обычной вспашкой (от 61,3 до 76;0 мм). При этом коэффициент дренажного стока увеличивался с 0,34 до 0,43.

6. Глубокие агромелиоративные обработки на фоне интенсивного дренажа способствовали поддержанию оптимального уровня грунтовых вод в весенний период, снижая глубину их залегания на 5 см по сравнению со вспашкой. Одновременно сокращалась продолжительность нахождения верховодки в пахотном слое в 1,8-2,0 раза (10,4-11,4 суток).

7. На дренированных землях в условиях естественного увлажнения ежегодные глубокие обработки снижали переувлажнение пахотного слоя почвы в весенний период и повышали запас влаги в активном слое в период дефицитов естественного увлажнения.

8. Глубокие обработки повышали концентрацию нитратов в дренажной воде в 1,87-2,2 раза по сравнению с контролем. Грядование с нарезкоудцели в основании гряды ' способствовало снижению этой концентрации по сравнению с профилированием и открытыми щелями на 8,7-52,2 %.

9. Снижение интенсивности дренирования при увеличении междренни от, 20 до 30 м ухудшало параметры водного, и пищевого режимов аллювиальной луговой почвы.

10. Максимальная урожайность столовой свеклы в среднем за три года (47,3 т/га) на фоне дренажа через 20 м получена при грядовании и нарезке щелей глубиной 45 см в основании гряды. Прибавка урожая по сравнению с контролем составила 7,7 т/га (17,7 %). Грядование с устройством открытых щелей дапо меньшую прибавку 7,0 г/га (12,5 %). При этом не отмечено существенного изменения структуры урожая, при разных агромелиоративных обработках, в котором 93,7-96,4 % составляет стандартная продукция.

11. Глубокие обработки на фоне дренажа через 20 м обеспечили высокий уровень содерзкашш сухих веществ, витаминов и Сахаров в продукции. Уровень содержания сухих веществ превышал 18 %, витамина С - 21 мг %, Сахаров - 9 мг %, Увеличение расстояния между дренами до 30 м не отразилось на биохимическом составе корнеплодов.

12. Агромелиоративные приемы (почвоуглубление, гребневание и грядование с нарезкой щелей) не увеличивали концентрацию нитратов в продукции выше ПДК. В среднем за три года концентрация нитратов составляла 269304 мг/кг. Увеличение расстояния между дренами повышало концентрацию нитратов в продукции до 327-357 мг/кг.

РЕКОМЕНДАЦИИ ПРОИЗВОДСТВУ

1. На аллювиальных луговых пойменных почвах, используемых в интенсивном овощном севообороте, целесообразно ежегодно проводить грядование с нарезкой щелей на фояе систематического дренажа с междреньями 20 м.

2. Для снижения уровня загрязнения окружающей среды нитратами, поступающими с дренажной водой, рационально проводить грядование с нарезкой щелей в основании гряды, что обеспечивает снижение скорости фильтрации воды вдоль щели до допустимых пределов.

СПИСОК ОПУБЛИКОВАННЫХ РАБОТ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Касьянов А.Е., Абрегов М.М. Расчет экологических режимов орошения овощей в Нечерноземной зонеУ/Гезисы докладов научно-технической конференции 25-26 апреля 1996. - М.: МГУП, 1996,- С.44 -46.

2. Касьянов А.Е., Абрегов ММ. Природоохранные технолопш обработки дренированных земель.//Природообустройсгво и экологические проблемы водного хозяйства и мелиорации.: Тез. докл. науч.-техн. конфер,- М.: МГУП, 1999,-С.80.

3. Касьянов А.Е., Шуравнлин А.В., Абрегов М.М. Способ снижения сбросов нитратов с дренированных земель.//Дск/гады научно-технической конференнии. -М.: МГУЛ, 1999,- С.46-51.

АБРЕГОВ МУРАТ МУХАМЕДОВШ (РОССИЯ) Влияние приемов основной обработки на свойства аллювиальных луговых дренированных почв и урожайность столовой свеклы Приведены результаты исследований за 1995-1998 гг по выявлению влияния агромелиоративных обработок на свойства и плодородие почв и урожайность столовой свеклы в условиях Яхромской поймы. Установлено, что на аллювиальных луговых пойменных почвах, используемых в интенсивном овощном севообороте, целесообразно ежегодно проводить грядование с нарезкой щелей в основании гряды на фоне гончарного дренажа с междреньями 20 ы. При этом урожайность столовой свеклы повышается на 7,7 т/га или на 17,7 % по сравнению с обычной вспашкой.

ABREGOV МШАТ MUHAMEDOY1CH (RUSSIA) The effect of the methods of the main processing on the characteristics of the alluvial meadow drain soil and productivity of the table beets Are shown the results of 1995-1998 years researches into determination of influence of deep cultivation on characteristics, fertility and productivity of the table beets in the conditions of Yahromskoi flood plain. It was established that on alluvial meadow flood plain soil, which using of vegetable crop rotation, worth while conduct of deep cultivation yearly on background of drainage over 20 m. This steps exceeding productivity of the table beets to comparison to with usual plough compiling 7,7 t/ha (17,7 %).

21.07.99г._О^ъем In. л ._Тир . 100 Зак. 571

Тип. РУДН, ОрдЕояжкидза, 3 " .

Текст научной работыДиссертация по сельскому хозяйству, кандидата сельскохозяйственных наук, Абрегов, Мурат Мухамедович, Москва

Ä С

Ордена дружбы народов Российский Университет дружбы народов

На правах рукописи

АБРЕГОВ МУРАТ МУХАМЕДОВИЧ

ВЛИЯНИЕ ПРИЕМОВ ОСНОВНОЙ ОБРАБОТКИ НА СВОЙСТВА АЛЛЮВИАЛЬНЫХ ЛУГОВЫХ ДРЕНИРОВАННЫХ ПОЧВ И УРОЖАЙНОСТЬ СТОЛОВОЙ

СВЕКЛЫ

06.01.03 - агропочвоведение 06.01.02 - сельскохозяйственная мелиорация

Диссертационная работа на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

Научные руководители: доктор сельскохозяйственных наук, профессор A.B. Шуравилин; доктор технических наук, профессор А.Е. Касьянов

Москва -1999

ОГЛАВЛЕНИЕ

Стр

ВВЕДЕНИЕ............................ 7

1. АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР ПО ПРИМЕНЕНИЮ АГРОМЕЛИОРАТИВНЫХ И АГРОТЕХНИЧЕСКИХ МЕРОПРИЯТИЙ ПО УЛУЧШЕНИЮ СВОЙСТВ И ПЛОДОРОДИЯ ПОЧВ...... 11

1.1 Особенности основных глубоких обработок почв и мелиорированных земель................ 11

1.2 Требования сельскохозяйственных культур к водно-физическим свойствам почв............... 14

1.3 Обзор исследований по влиянию агромелиоративных мероприятий на улучшение водно-физических свойств

и водно-воздушного режима почв............ 19

1.4 Анализ данных по эффективности глубоких обработок и профилирования поверхности....... 25

2. ХАРАКТЕРИСТИКА ОБЪЕКТА И МЕТОДИКА

ИССЛЕДОВАНИЙ ....................... 36

2.1 Краткая характеристика природно-климатических условий долины р. Яхромы ............... 35

2.1.1 Климатические условия долины р. Яхромы .... 37

2.1.2 Геологическое строение и гидрогеологические условия .......................

2.1.3 Рельеф местности ................. 43

2.1.4 Почвы ........................ 45

2.2 Характеристика мелиоративной сети и опытного участка .......................... 43

2.3 Агротехника в опыте .................. 53

2.4 Схема опыта и методика исследований ........ 54

2.5 Технология почвоуглубления и профилирования

поверхности ................................................57

3. ИЗМЕНЕНИЕ СВОЙСТВ АЛЛЮВИАЛЬНОЙ ЛУГОВОЙ ПОЧВЫ ПРИ ГЛУБОКИХ ОБРАБОТКАХ И ПРОФИЛИРОВАНИИ

ПОВЕРХНОСТИ НА ФОНЕ СИСТЕМАТИЧЕСКОГО ДРЕНАЖА 59

3.1 Изменение физических свойств почвы при глубоких обработках ................................................59

3.1.1 Механический и микроагрегатный состав почвы 59

3.1.2 Структурный состав почвы и водопрочность почвенных агрегатов .......................54

3Л.3 Плотность, пористость и твердость почвы .... 70

3.2 Изменение водных свойств почвы под влиянием глубоких обработок ......................................86

3.3 Физико-химические свойства почвы . ...............95

3.4 Агрохимические свойства почвы ....................192

.4. ВОДНЫЙ РЕЖИМ АЛЛЮВИАЛЬНОЙ ЛУГОВОЙ ПОЧВЫ . . Ц0

4.1 Формирование дренажного стока при глубоких обработках и профилировании поверхности............цо

4.2 Динамика уровня грунтовых вод ......................124

4.3 Динамика влажности почвы и режим орошения ... 134

4.4 Динамика содержания нитратов в дренажной воде . . 142 5. РОСТ, РАЗВИТИЕ, УРОЖАЙНОСТЬ И КАЧЕСТВО СТОЛОВОЙ СВЕКЛЫ ......................................................147

5.1 Рост и развитие растений ..............................147

5.2 Корневая система столовой свеклы ....................154

5.3 Урожайность столовой свеклы и ее структура..........155

5.4 Качество столовой свеклы ..............................161

ВЫВОДЫ .......................................................164

РЕКОМЕНДАЦИИ ПРОИЗВОДСТВУ ................ . 16б

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ ............

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы. Высокопроизводительное использование земельных ресурсов в сочетании с мелиорацией дает возможность значительно повысить урожайность сельскохозяйственных культур.

Для реализации этих возможностей нужны новые научно-обоснованные технологии на базе использования агротехнических и мелиоративных приемов, улучшающих водно-воздушный и пищевой режимы почв, обеспечивающих почвоохранные функции и не требующих больших дополнительных затрат.

Важное значение в любой технологии выращивания сельскохозяйственных культур придается приемам обработки почвы и повышению их плодородия. Экологические аспекты земледелия реализуются в совершенствовании системы обработки почвы, которые улучшают их свойства, увязываются с климатическими, геоморфологическими условиями и дифференцируются в соответствии с агроэкологическими требованиями сельскохозяйственных культур.

В настоящее время на дренированных пойменных землях Центрального района России повсеместно отмечается ухудшение мелиоративного состояния дренированных земель. Это следствие влияния многих факторов. Ухудшение эксплуатации дренажных систем, приводит к заилению дренажа, зарастанию открытых каналов. Снижение интенсивности дренирования вызывает переувлажнение мелиорированных земель в весенний период, а также, во время выпадения интенсивных осадков. На фоне ухудшения работы дренажа особенно отчетливо проявляется влияние снижения водопроницаемости подпахотных горизонтов, которое создает дополнительные предпосылки к ухудшению

мелиоративного состояния земель, снижает качество проведения агротехнических работ и урожай овощей.

Аллювиальные луговые пойменные почвы, как отмечает В.А.Ковда, обладают высоким естественным плодородием и повсеместно нуждаются в проведении мелиоративных мероприятий по ускорению сброса поверхностных и регулированию грунтовых вод.

Почвенный покров, сформировавшийся в условиях гумидного типа почвообразования, представляет собой сложный почвенный комплекс, включающий различные типы и подтипы почв, в том числе и аллювиальные луговые. Последние формируются на различных пойменных наносах и преимущественно расположенных в центральной пойме. Пахотный слой обладает тяжелым суглинистым и глинистым гранулометрическим составом, характеризуются неустойчивым агрегатным состоянием. Подпахотный слой сильно уплотнен, имеет грубую комковато-призматическую структуру. Основными показателями этих почв и их мелиоративного состояния служат водно-физические свойства, коренное улучшение которых возможно только при проведении агромелиоративных и химических мероприятий на фоне дренажа. Эти почвы находятся преимущественно в условиях длительного или кратковременного, избыточного увлажнения. Характерной их особенностью является наличие плотного подпахотного горизонта, практически водонепроницаемого. Повышение продуктивности этих земель возможно только при улучшении водно-физических свойств и водно-воздушного режима почв.

Водно-физические свойства переувлажненных аллювиальных луговых почв неблагоприятны для выращивания овощных культур в средние и влажные по погодным условиям годы. Из-за оглеенности

подпахотные горизонты сильно диспергированы, отличаются тонкими порами, высокой влажностью завядания растений, низкой некапиллярной порозностью. Слабая водопроницаемость подпахотных слоев способствует быстрому переувлажнению пахотных горизонтов почвы, усилению оглеения, что приводит к еще большему ухудшению этих свойств. Это требует нарезки густой сети дрен, но часто, такой дренаж малоэффективен из-за переувлажнения средней части междрений.

Методы и способы осушения пойменных почв определяются типом водного питания, особенностями генетического строения почвенного профиля и характером сельскохозяйственного использования. При этом многие отечественные и зарубежные исследователи большое внимание уделяют повышению водопроницаемости подпахотного горизонта. До последнего времени наиболее перспективным способом осушения этих почв является закрытый систематический горизонтальный дренаж. Однако, он не полностью устраняет неблагоприятные водно-физические свойства почв. Весной проведение полевых работ запаздывает из-за медленного оттока избыточных вод. Летом и осенью, в период выпадения обильных осадков наблюдается переувлажнение пахотного и подпахотного слоев, затрудняется работа сельскохозяйственных машин, страдают растения.

Одним из путей улучшения фильтрационных, агрофизических свойств почв и повышения их плодородия является проведение агромелиоративных мероприятий в комбинации с дренажом и, в частности, щелевание, гребневание, грядование, а также других глубоких обработок с внесением химмелиорантов. Этими приемами разрушается относительно водонепроницаемый подпахотный слой, что способствует увеличению мощности активного слоя почвы и

улучшению их водно-физических свойств. Агромелиоративные мероприятия закрепляют на более продолжительное время разрыхленную структуру подпахотного слоя. Комплексное применение этих мероприятий обеспечивает своевременный отвод поверхностных вод и более рациональное регулирование водно-воздушного режима почв путем перераспределения влаги в подпахотные горизонты и их отвода дренажом. В целом, совмещение осушения переувлажненных почв с агромелиоративными приемами, способствует более интенсивному окультуриванию корнеобитаемого слоя почвы и увеличению его мощности за счет подпахотного горизонта. С учетом почвенных и агрометеорологических условий, а также хозяйственного использования земель следует применять тот или иной перспективный агромелиоративный прием. Наиболее распространенным и эффективным является щелевание и профилирование поверхности. Однако широкому применению этих приемов препятствует слабая изученность их влияния на водно-физические свойства почв, рост, развитие и урожайность овощных культур, отсутствие достоверной экологической оценки эффективности этих мероприятий. Поэтому при проектировании мелиоративных систем не находят еще широкого применения приемы совместного щелевания и профилирования поверхности.

В настоящее время в России, СНГ и других странах накоплен определенный опыт по применению раздельно щелевания и профилирования поверхности. Однако, этот опыт не может быть механически перенесен в другие природно-климатические зоны и хозяйственные условия, где он практически не изучался.

Отсутствие конкретных рекомендации по внедрению малозатратных агромелиоративных мероприятий в аллювиальных

луговых пойменных почвах Московской области послужило основой для изучения вопросов регулирования водного режима осушаемых земель с применением щелевания и профилирования поверхности дренированных почв.

В условиях Московской области накоплен большой теоретический и экспериментальный материал по эффективности производства овощей, в том числе, и столовой свеклы, на дренированных землях. Но в отдельные периоды вегетации в годы с повышенной естественной влагообеспеченностью дренаж не успевает своевременно сбрасывать поверхностные воды и верховодку, что снижает урожай и его качество. Поэтому возникает необходимость в повышении интенсивности дренирования, в том числе и путем комплексной технологий щелевания и профилирования поверхности земли.

Цель и задачи исследований. Основной целью исследований является установление влияния малозатратных агромелиоративных приемов (почвоуглубление и профилирование поверхности, и их сочетания) обработки на водно-воздушный режим, свойства и плодородие аллювиальных луговых пойменных почв с разной интенсивностью дренирования.

Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:

- изучить влияние разных видов глубоких обработок на водно-физические и агрохимические свойства почвы;

- выявить влияние различных видов глубоких обработок на водно-воздушный режим почвы, осушенных горизонтальным систематическим дренажом (20-30 м);

- выявить влияние агромелиоративных обработок на режим работы дренажа;

- установить зависимость продуктивности и качества столовой свеклы от различных видов глубокой обработки почвы;

- выявить наиболее эффективные виды глубоких агромелиоративных обработок и их комбинаций для аллювиальных луговых почв, используемых под овощные культуры (столовая свекла).

Научная новизна. В условиях Яхромской поймы на мелиорированных, аллювиальных луговых почвах, используемых под овощные культуры, выявлено влияние глубоких обработок (почвоуглубление, щелевание, профилирование поверхности) на свойства, её водный режим почвы, режим работы дренажа, уровень сбросов нитратов с дренажной водой, урожайность и качество столовой свеклы. Наиболее существенное положительное влияние на плодородие почвы оказывает грядование в сочетании с щелеванием, особенно, в основании гряды, воздействие которых проявляется в течение всего периода вегетации. Наименьшее влияние оказывает обычная вспашка в сочетании с почвоуглублением, которую выполняют один раз за ротацию севооборота.

Выявлена динамика параметров водно-физических свойств обработанных почв во времени и урожайность столовой свеклы. Наиболее благоприятный водно-воздушный режим аллювиальных луговых почв обеспечивает интенсивность дренирования с междреньями 20 м в сочетании с агромелиоративными обработками.

Получены закономерности в изменении влажности и плотности сложения почвы, агрегатного состава, параметров режима работы дренажа в зависимости от применяемых агромелиоративных обработок и интенсивности дренажа.

Отмечено снижение сброса нитратов с дренажной водой, при устройстве щелей в оснований гряд по сравнению с традиционными технологиями щелевания и грядования.

Практическая значимость. На основании выполненных исследований разработаны элементы технологии щелевания и профилирования поверхности, включающей устройство дренажа с междреньями 20 м. На фоне агромелиоративных обработок, обеспечивающих получение прироста урожая столовой свеклы на 17,7-19,5 % по сравнению с контролем (в среднем за три года 39,6т/га). Грядование с щелеванием в основании гряды дает снижение концентрации нитратов в дренажном стоке ниже ПДК.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы были доложены на научных конференциях университетов МГУП и МГУЛ в 1996, 1998 годах и на заседании кафедры почвоведения, агрохимии и агроэкологии РУДН. По результатам исследований опубликованы три статьи.

Объем работы. Диссертация изложена на 187 страницах машинописного текста и включает 42 таблицы. Она состоит из введения, 5 глав (литературный обзор, объекты и методика исследований, результаты экспериментальных исследований), выводов и рекомендаций производству. Список использованной литературы насчитывает 184 наименования, в том числе, 6 зарубежных источников.

и

1. АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР ПО ПРИМЕНЕНИЮ АГРОМЕЛИОРАТИВНЫХ И АГРОТЕХНИЧЕСКИХ МЕРОПРИЯТИЙ ПО УЛУЧШЕНИЮ СВОЙСТВ И ПЛОДОРОДИЯ ПОЧВ

1.1 Особенности основных, глубоких обработок почв и мелиорированных земель

Получение высоких и устойчивых урожаев овощных культур на осушаемых землях возможно только при благоприятном водно-воздушном режиме почв. При избыточном количестве осадков на почвах с тяжелым гранулометрическим составом в подпахотных горизонтах весной и осенью отмечается переувлажнение даже при осушении систематическим дренажем, что обусловлено в основном неблагоприятными водно-физическими свойствами почвогрунтов. Переувлажнение пахотного слоя в конечном итоге приводит к снижению урожая овощных культур (Брудастов, 1955; Писарьков, 1960; Чейчис, 1960; Шкинкис, 1965; Маслов, 1970; Ивицкий, Филонович, 1971; Брусиловский, 1977; Зайдельман,1986). Наряду с осушенными почвами в регулировании водно-воздушного режима и улучшении агрофизических свойств нуждаются также недренированные земли. Здесь регулирование осуществляется в основном почвоуглублением, профилированием поверхности.

Одним из отрицательных свойств переувлажненных земель, как указывают многие авторы (Розин, 1957; Касторская, 1957; Равовой, 1963; Тютюнник, 1967; Стариков, 1979; Маслов, 1981; Зайдельман, 1991) является их распыленность, бесструктурность, высокая плотность сложения, слабая водопроницаемость и малая водоотдача. В этих условиях, когда своевременный отвод избыточной воды дренажем затруднен, большая роль принадлежит

испарению, на что указывают Б.И.Яковлев (1954), П.П.Роговой (1972), Ц.Н.Шкинкис (1974), А.И.Климко (1977) и др.

На слабоводопроницаемых периодически переувлажненных почвах осушенных закрытым дренажем не происходит своевременного отвода избыточных вод. Попытки улучшить водный режим почв более частым расположением дрен не дали желаемых результатов (Климко, 1959; Бальчунас, 1970; Ксензов, 1971; Брусиловский, 1978; Белковский, 1979 и др.). Как правило, закрытый дренаж лучше работает при ровной поверхности, хорошей окультуренности почв, мощном структурном обогащенном гумусом пахотном слое (Кривоносов, 1957; Климко, 1959; Писарьков, 1965; Ламсодис, 1974; Аношко, Мееровский, 1981 и др.). Однако, большинство осушаемых почв имеют неровную поверхность, не окультурены, характеризуются слабой водопроницаемостью. При этом влажность почвы часто находится выше верхнего предела оптимальных значений (наименьшей влагоемкости), особенно в первые годы после строительства дренажа (Евчик, 1978; Менинг, 1980). Это объясняется малой водоотдачей и низкой оструктуренностью подпахотного слоя. В таких условиях эффективность дренажа целесообразно усиливать агромелиоративными приемами, которые увеличива�