Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

ВЛИЯНИЕ СЛАБОМИНЕРАЛИЗОВАННЫХ ОРОСИТЕЛЬНЫХ ВОД НА ГУМУСНОЕ СОСТОЯНИЕ ЮЖНОГО ЧЕРНОЗЕМА

ВАК РФ 06.01.03, Агропочвоведение и агрофизика

Автореферат диссертации по теме "ВЛИЯНИЕ СЛАБОМИНЕРАЛИЗОВАННЫХ ОРОСИТЕЛЬНЫХ ВОД НА ГУМУСНОЕ СОСТОЯНИЕ ЮЖНОГО ЧЕРНОЗЕМА"

Л-*>■</£

московски;! ордена ленина, орле« октябрьской толщин

И ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ . ГОСТМРСТВЕ&М/ Г.СЭа1С1ГГЕГ имена М. В, ЛОМОНОСОВА.

Факультет почвоведения

На правах рухошся

ПОПОВА Татьяна Елад ими ровна

ГДЕ 631.423.4

шипке су1агсл31шралиг03апж оросятелшд вещ

. ' на гумусное состояние кщого чернозида

Специальность 06.01.03 - почвоведение

Автореферат диссертации на соискание ученей степенм кандидата биологических наук

Москва - 1986

— с:с. -г -

Работа выполнена на мцелре оСадаго почвоведения Факультета почвоведения Московского Государственного Университета имени М.В.Ломоносова.

1 ■

Научны! руководятель - доктор биологических наук,

1 профессор Е.Г.Розанов

|

Официальные оппоненты - доктор сельскохозяйственных

наук, профессор К.П.Панов

кандидат Отологических наук

Г.И.Глебова

Ведущая организация - Почвенный институт имени

В.В. Докучаева

*

Защита диссертации состоится " " ~ ■■' 198 г.

в в аудитории И-2 на заседании специализированного совета К 053,05.16 ИТим. Н.В.Ломоносова;, Москва, Лени какие горы, М1Т, Факультет почвоведения.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке факультета почвоведен*я ШТ.

Автореферат разослав " "__ 198 г.

Приглашаем Вас принять участие в обсуждении диссертации на заседании специализированного совета, а отзывы на автореферат в 2-х экземплярах, заверенных печатью, просим направлять по адресу: 119899, ГСП, Москва, Ленгор», МГУ, сГакультет почвоведения. Учены* Совет.

. Ученый секретарь - ^г* совета ' <. И.П.Габьева

ритуальность проблемы. Развитие орошаемого земледелия ва черноземах в степной зоне юга Европейской части СССР поставило на первоочередной план вопроси вторичных-Последствий орошения в его влияния на почвенный покров! особенно при использования оросительных вод повышенной минерализации и неблагоприятного состава. В частности возникла актуальная проблема контроля гумусного состояния черноземов в условиях орошения слабоминерализованными водами, что потребовало изучения закономерностей изменения органического вещества.почв под влиянием воздействия вод разной минералазадан ж разного состава в целях управления почвенными процессами в условиях орошаемого земледелия.

Цель работы. Провести изучение влияния вещ различного состава и степени минерализация в полевых и лабораторных условиях ва гумусное состояние южного чернозема, установить закономерности его изменения.

ggpyta,„исследования■ I. Охарактеризовать гумусное состояние неорошаемых южных черноземов на фоне их общих физико-химических свойств. 2. Исследовать гумусное состояние почв при разных сроках орошения слабоминерализеванными щелочными водами на дейстЕупцих . оросительных системах и выявить закономерности изменения гумусно-го состояния южных черноземов в этих условиях. 3. В условиях модельного эксперимента изучить основные тенденции изменения органического в естества южных черноземов при воздействия растворов различной степени минерализации и¡разного состава.

раучная новиз?]д. В работе выявлены закономерности изменения, гумусного состояния шшых черноземов при орошении шелочншв ола-бешнералиэованными водами и механизмы трансформации гумуса в. этих условиях. Показано, что влияние щелочных оросительных вод Еовшенной минерализации на гумусное состояние почв ве однозначно

н зависит от исходного состояния почв, в частности от степени их карбонатное«, а также от состава используемых вод, Существенное влияние оказывает и характер принятого севообороте, в частности степень его насыщенности многолетними травами. Выявлены достаточно информативные и экономичные параметры для контроля гуыусиого состояния черноземов в условиях орошения.

Практическая пенность. Полученные результаты и выводы могут служить доя разработка комплекса мероприятий по мелиорации варшх черноземов, поддержанию их плодородия и получению на них гарантированных урожаев при орошении слабоминерализованными водами неблагоприятного состава, при надопущении неблагоприятных последствие орошения.

Ахгробаыня. Матеря алы диссертации докладывались на УН конференция молсашх ученых Факультета почвоведения MI7 (1985 г.), на заседании кафедры общего почвоведения ЩТ (Москва, IS85 г.),

ШЙДОЛШШ. По теме диссертации о публиковано 3 научных работы. tXfoen работы. ■.Кдссерташя состоит из введения, 5 глав, заключения, выводов к приложения. Работа изложена на страницах машинописного текста, содержит 29 таблиц, 19 рисунков. Список литературы* включает 161 наименование, из них IS на иностранных языках.

ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

^ .......

Объектами исследования послужили почвы 4 оросительных систем юга-запада Одесской области: Дунай-Днестровская (ДДОС), Васильевская (ВОС), Червоноярская (ЧЯОС) и Система малого орошения (СЫО),

Ддя производстве иных регулярных поливов на Д£0С во время проведения исследования (1983-1984г.г.) использовались воды озера Сасык, щелочные хлорадно- натриевого типа. Минерала эадяя их коле-

балась от 1,2 до 2,0 г/л, а pH от 8,0 до 9,5. На территория ДДОС распространены среднемощные среднесуглинистые малогумусные южные черноземы, орошаемые дождеванием 2-3 года. Исследовались как орошаемые почвы, так и неорошаемые на окраинах полей,- куда на достя- ~ гаюг доддевалъныв установки.

IIa ВОС, ЧЯОС и СМО использовались воды озера Китай с ьашера-лизашеЗ 1,4-3,6 г/л в разных, частях озера. Заесь исследовались среда ем ошве среднесутлинистые малогумусные карбонатяо-нииаелярные южные черноземы, неорошаемые и орошаемые дождеванием и напусксм по г бороздам.

Пробы воды OTöifpcUur в дневное время л анализировали со общепринятой методике (Аринушкина, 1964). Для характеристики гумусво-го состояния почв били проведены следующие определения: содержание общего азота метолом Кьельдалл; содержание обшего углерода по методу И.В.Тюрина; групповой и фракционный состав гумуса по схеме И.В.Тюрина в модификации В,В.Пономаревой-Т.А.Плотниковой 1968 г» рассчитаны - средневзвешенные величины содержания я запасов гумуса и его компонентов в профиле; содержание липидов, путем экстракция навески почвы смесью спирта с бензолом; содержание углеводов методом Дрбуа; молекулярно-массовое распределение гумусовых веществ, выделенных после декалышрования, методом гель-хроматографии. В мо. дельном эксперименте объектом исследования дослужил смешанный образец пахотного горизонта неорошаемого участка. По обшей схеме также были проанализирован состав гумуса образцов ирригационных корок на МОС.

ВЯШКЕ ОРОШШЯ ВОДАМИ ОЗЕРА САСЫК НА ГУМУСНОЕ СОСТОЯНИЕ КЕНОГО 4EFH03B.1A ¡¡¿я изучения изменения гумусного состояния шагах черноземов при орошении водами оз. Сасык было выбрано три поля. Первое поле

Сило оса посевом ячменя с подсевом лвцерны первого года жиааи (предшественник - кукуруза), поле орошалось второй гац; второе поле - посев люцерны третьего года жизни; третье поле - люцерне' пятого года жизни, эти воля.орошались третий гад.

Для установления статистически значимых различия ыелду орсшае-шш в неорошаемымя почвами по общему содержанию органического углерода на этих поляк в шестикратно® яовторности были отобраны образцы почв о глубин 0-1 см и 1-10 см. Средние значения полученных величин совпадает с данными, полученными из образцов почвенных разрезов в пахотном горизонте. Только на. первом поле с посева*-ячменя при орошения содержание органического углерода было несколько иихе, чей на неорошаемом участке. При многолетних посевах люцерны четких различий между орошаемыми и неорошаемыми участками нет. Было установлено, что общее содержание органического углерода в рыхлой поверхностной "мульче", которая образуется в результате жизнедеятельности почвенных организмов, включая водоросли, и термических процессов, выше, чем его содержание в нижележащей почве. При уровне достоверности Р=0,Э5 и 0.99 на всех трех полях различий в обшш содержании гумуса между орошаемыми и неорошаемыми почвами не ваблвдается. Однако, частично вследствие увеличения плотности орошаемых почв я частично аследствие дегумифякации в них отмечены изменения в запасах гумуса.

По системе гумусного состояния почв (Гришина, Орлов, 1978) все эти почвн имеют очень низкие запасы гумуса. Пря посевах зерновых культур орошение вызывает усиление минерализации органического вещества почвы, и на первом пола с посевом ячменя запасы гумуса уменьшились на 8,7^ на второй год орошения. Как промежуточный ва-. риант выступает лшерна третьего года жизни, когда запасы гумуса на орошаемом и неорошаемом участках примерно равны (рис. I).

■ Для всех орошаемых участков .характерно увеличение доля водорастворимых органических веществ в составе гумуса исследуемых _ почв* я мы можем, говорить об увеличения подвижности гумуса под влиянием орошения и увеличении миграции органических соединений по профилю почв. Абсолютное содержание водорастворимых органических веществ не зависит от. содержания гумуса в почве, оно выше в -орошаемых почвах.и, особенно,, иод посевами многолетней лвцарны.

70

50 30

ю

поле I

поле 2

т

| | неорошаемый

орошаемый участке

поле 3

Рис. I. Запасы гумуса в почвах ДДОС в слое 0-2О см (т/га).

Углеводы

Ллпидн

Рис. 2,- Запасы углеводов и липидов в почвах ДЦОСв слое 0-20 см (т/га).

Из неспецифкческих соединений почвенного гумуса ыы опрадвля-' ля содержание углеводов и липидов, Согласно полученным данным, запасы углеводов в почвах относительно велики (6-12 т/га или 10-20% от запасов гумуса в слое 0-20 см). При орошения происходит обед- 1 ненке почв углеводными компонентами (более интенсивно этот про- ' песо идет в пахотной горизонте), уменьшение их запасов (рис. 2). Посевы же многолетних трав способствуют дополнительному поступле-кхю углеводов в почвы, а значит в воссталоалешго их исходного состояния,. . •■

Все рассматриваемые почвы имеют невысокое содержание липидов по профили, как почвы с высокой биологической активностью и нейтральной реакцией (рис. 2). Минимальным содержанием лапидов отли- . чаются почвы под посевами многолетней? люцерны. Однако, .четких закономерностей изменения относительного и абсолютного содержания липндов не наблюдается.

Переходя к рассмотрению качественного состава гумуса, необходимо .отметить. что основной чертой его для всех изученных почв является преобладание второй фракции как гуминовых кислот, так и фульвохислот, связанных с кальцием. Количество гуминовых кислот уменьшается вниз по профилю, более быстрое падение наблвдается на орошаемых участках,. а содержание <{.ульво кислот увеличивается с глубиной, Додянегидродяэуемого остатка остается почти постоянной адя всех сочв (25-30? от общего содержания органического углерода в почве). Величины коэффициента экстинкцкк гумусовых кислот по системе показателей гумусного состояния почв относятся к разряду очень высоких. Это характерно и для орошаемых и неорошаемых почв.

Наиболее наглядно иа^еяеаля в качественной составе гумуса почв при орошении опаДоминералазованяыма щелочными водами можно наблгаатьна диаграммах (рис. За, б ,в), построенных по средне-

взвешенным величинам содержания органического углерода по фракциям гумусовых кислот. Эти величины дают представление о среднем весовом содержании Фракции органического вещества в исследованном гумусовом профиле с учетом изменения плотности почвы при орошении. Нанесенные.попарно (орошаемые - неорошаемые почвы) на диаг-

орошаемьгй неорошаемый

Ш

а) поле Г

100:

ойщ в) ноле 3

. орошаемый

неорошаемый

обт

б) поле 2 777т ГК-2

I * ■ _1 гк-1 + гк-з

II I I П1 4-К

сгз но

Рис, 3. Диаграммы средневзвешенных величин состава гумуса почв, орошаемых на ii.DC.

раммы, 8тк величины показывают существенные различия Meiwy ороша-емшн к неорошаемыми участками по качественному составу, гумуса. При втом различия в значительной степени зависят от возделывав-, мой культуры и срока орошения. При посевах зерновых Í ячмень) культур содержание гумяновых кислот уменьшается на 7,9jf при орошении (в освовнш за. счет второй фракции), количество же органических соединение группы фугьвокнсяот увеличивается Ha-7,7Í, При возделывания многолетней люцерны поливы не изменяют гумусного состояния почв в отрицательную сторону, а если критерием влияния ороае- ' ния на гумус врать содержание второй Фракции гуминовых кислот, то можно говорить об улучшении качественного состава гумуса этих почв. Включение в севооборот многолетней,люцерны приводит к уве- , личешт поступления свежих органических остатков и последующей их гумификации» Но надо учитывать, что орошение на.этих полях началось одновременно с посевами трав (И:даке позже на третьем поле) и почвы имели положительный баланс гумуса до начала орошения.

При проведении гель-хроматографии целью исследований было получение сравнительной характеристики молекулярно-массового распределения гумусовых кислот орошаемых и неорошаемых почв, выделенных йЬсле декалышрования. Но, наблвдаемая в процессе алюиро-вания сорбоия гумусовых веществ матрицей геля tнеобратимая) мешала получению хорошо воспроизводимых результатов. Общим выводом может быть только то, что количество выходящих фракций гумусовых кислот (полидисперсность) не менялось при поливах - постоянно 3. Наблвдалась тенденция к уменьшению молекулярных масс гумусовых кислот при орошении, т.е. активизация процессов разложения органического вещества приводит к постепенному уменьшение молекулярных масо гуминовых кислот.

Одним из последствий орошения щелочными водами озера Сасык

полей на территория ДДОС стало образование- ирригационных корок иа полях пшеницы. При визуальном изучении мы можем отметить следующие особенности ее строения: в микропонижениях образуются темные глянцевые очень тонкие (0-3 мм) натечные корочки» подстилаемые осветленным пористым слоем 3-10 мм, вике которого следует уплотненный пахотный слой. Па микроповышениях темная натечная корочка отсутствует» а с поверхности сразу образуется осветленная порастая корка. По общему содер.ташаю органического углерода поверхностные горизонты почвы так же резко дифференцируются на три слоя: черный (глянцевая корка) с высоким содержанаем органического углерода. (3,46?), белесый с низким содержанаем органического углерода (0,64^) и нижележащие горизонты при среднем содержания органического углерода 1,30?. . *

Тип гумуса пахотного подкоркового горизонта изученных почв чульватно-гуматный; в составе как гуминовых, так и фульвокислот преобладает вторая фракция кислот, связанных с кальцием. Тип 17-«уса белесого горизонта корки остается фульватно-гуматным, во относительное содержание фульвокислот возрастает на 5,5^, а содер-;гляЕе гуминовых кислот второй фракции падает на 10?. При резком уменьшении общего содержания органического углерода и содержания его по фракциям, относительное содер.'&йние гумусовых кислот по фракциям пропорционально таковому в пахотном горизонте. Для черной глянцевой корка с вмсоккм общим содержанием органического углерода отношение прямо противоположное: при увеличении второй фракции гуминовых кислот <3-1,0£) уменьшаются все фракции фульво-кислот ( в сумме 14,4£). При этом тип гумуса меняется на гуматный (отношение Сгк/Сфк возрастает от 1,5-1,9 до 3,2). Полученные гель* хрсматогра&иеЯ кривые мояеяулярно-массового распределения гумусовых кислот не позволяет установить существенных* различий мех-

ду гумусовыми кислотами разных слоев корок. Итак, образование ирригационных корок вызывает изменения в составе гумусу и мы модем -говорить о существенном поверхностном перераспределении фракций гумуса по микрорельефу и по отдельным макросдояы самой корки. -

ВЛИЯНИЕ ОРОШЕНИЯ ВОШИ ОЗЕРА КИТАЙ НА 17ТЯШ0В СОСТСШШ ШНОГО ЧЕИ1033и '.

Примером длительного орошения слабаминералязованными вшами шиых черноземов служат триоросительные'системы Килийского района Оцесскрй облаете. Для изучения гумусного состояния вочв на каядой системе были выбраны орошаемые и неорошаемые поля (неорошаемыми были выбраны соседние с орошаемыми поля), на которых заложены разрезы. .

Для поливов-на БОС забираются веды из шшой частя.озера со. средней минерализацией 1,4-1,7 г/л. В составе вод преобладают, среди анионов сульфаты, среди катионов - натрий. Содержание кальция выше магния. Почвы этой системы орошаются уае 33 года различными способами, в последнее время - додцеванием. В год исследования (1984 г.) почвы находились под паром после посевов люцерны.

НгГ ЧЯОС орошение производится водами из центральной. части озера со средней минерализацией 2,3-3,0 г/л. Среди катионов магний преобладает над кальцием. ЧЯОС действует ухе 8 лет, орошая поля напуске« но бороздам. Изучаемое поле было под лосевом ячменя после люцерны. Почвы на этих двух системах карбонатные с поверхности.

Система малого орошения была пущена в строй в 1975 г. Л 9 лет орошения), воды забираются из северной части озера (в составе катионов магний преобладает над кальцием, средняя минерализация 3,0-3.6 г/л). Почвы данной системы орошаются метсдои дождевания. .

После зерновых на орошаемом поле была посеяна соя, на неорошаемом - горох.

Почвы данного массива во системе показателей гумусвого состояния почв относятся, в основном,, к почвам с низкими запасами гумуса. Возрастание запасов гумуса при орошении в слое 0-20 см характерно для почв ЧЯОС в СМО, а на полях ВОС с посевами ячменя ■ наблюдается обратная картина. В то ле время возрастание запасов гумуса во всем гумусовом профиле (0-60 см) при поливах наблвда-ется только на СНО (рис. 4).

Общей закономерностью поведения водорастворимых органических веществ в почвах данного массива является увеличение их относительного содержания вниз по профилю и большее количество их в орошаемых почвах.

На всех оросительных системах наблюдается снижение абсолютного и повышение относительного содержания углеводных компонентов почвенного органического вещества вниз по профилю. Изученные почвы обладают очень низкими запасами углеводов в слое 0-20 см. На орошаемых полях, как правило, снижается относительное содержание углевозов в почве и уменьшаются их запасы (рис. 5).

Анализы показали невысокое содержание лишдов во всем почвенном профиле, а их запасы составили 0,80-1,64 т/га. Четких закономерностей в изменении содер.'яания ляшщов при орошения не наблюдается. Возможно, что при длительных сроках орошения почвенные условия приходят к равновесию и поливы не вызывают резких изменений в содержании ляпидов (рис. 5).

• Главной чертой качественного состава гумуса южных черноземов исследованного массива.является преобладание второй фракции, как гуминовых.кислот, так и фулъвокислот. Тип гумуса почв, распространенных на ВОС, Фульватно-гуматный ко всему профилю. Для

ленных почв характерно почти полное отсутствие подвижных гушшо-вых кислот первой фрагашя г более высокое содержание гумивовых ' кислот второй Фракция по сравнению с почвами ДДОС, Из данных со средневзвешенным величинам состава гумуса ввдно, что.при-оропе-* нии 33года в гумусе почвы доля гуминовых кислот второй фракции увеличилась на 5,5& Также увеличилось отношение С^/С^, содержание 4ульвокислот не изменялось (ряс. 6). Гумииовые кислоты нзу-

70 50

30

10

1 1

1

сп

■■'неорошаемое

орошаемое. поля■'

ВОС

ЧЯОС-

00

Рис.

4. Запасы гумуса в почвах, орошаемых водами озера Китай, в слое 0-20 см (т/га).

Углеводы

Липиды .

Рас. 5. Запасы углеводов и лияядов в почвах, орошаемых водами озера Китай, » слое 0-20 см (т/га).

■ Л".. ■. 13

чаемых почв имеют очень высокую оптическую плотность, при орошении она увеличивается от 0,15 до 0,19;

Тяп гумуса почв/ орошаемых ва ЧЯОС, гуматяый в. верхних горизонтах. Содержание второй фракция гуминовых кислот,.связанных с кальтаем , значительно' исоставляет 41,2Í, Каквидноиз диаграммы состава 1тмуса (рис. 6), пря орошенда уменьшается общее содержание органического углерода, тип гумуса меняется с гумат-

: О 25

'50

75

орошаемый'. неорошаемый^ ..' орошаемый неорошаемый

шш #1 ■ ..%- • #

----

• '

Рва. 6. Диаграммы средневзвешенных величин состава гумуса ночи, орошаемых водами озера Китай.

ного на фульватно-гуматкый; Отмечено также падение содержания гуминовых кислот в профиле за счет уменьшения содержания второй фракции. Доля фульвокислот щш орошении почти не меняется. Таким образом, в данных, условиях орошения цря посевах ячменя качественный состав гумуса (рве, 6) меняется в отрицательную сторону^

Последним примером оросительной системы, забирающей воду для полива из озера Китай, является СМО. На данных-полях гуматный тип гумуса неорошаемых почв в нижнем горизонте переходит в фульватно-гуматный; D группе гуминовых кислот (в отличие от почв двух других систем) в верхнем горизонте присутствует незначительное количество подвижных кислот первой:фракции. При орошении' этих почв существенных изменений в соотношении отдельных фракций в составе гумуса ве происходит; Но по данным распределения сред-.невзвешеннкх величин, содержание гуминовых кислот в составе гумуса уменьшается, в основном, за счет кислот второй фракции на 6,Xj(. Абсолютное количество фульвокислот незначительно возрастает, а также возрастает в абсолютное и относительное содержание негидролизу емого оотатка. Увеличение содержания негидролизу емого остатка (рис. 6) в двух верхних горизонтах орошаемой почвы, по сравнении с неорошаемой, может свидетельствовать о том, что идет

накопление «о гумифацирующихся до конца растительных остатков.

■ о

В данном случае, при орошении слабомянерали зеванными водами неблагоприятного состава при общем увеличении содержания органического углерода и запасов гумуса улучшения качественного состава гумуса при посевах бобовых культур (соя и горох) не наблюдается.

В картине молекулярно-массового распределения гумусовых кислот (метод гель-хроматографии) отсутствуют четко выраженные различия между неорошаемыми и орошаемыми водами озера Китай южными черноземами.

':'.'. ВЛИЯНИЕ РАСТВОРОВ РАЗЛИЧНОГО СОСТАВА *

. НА. ОРГАНИЧЕСКОЕ BH1IECTBO ШНОГО ЧЕРНОЗЕМА -В УСЛОВИЯХ МОДЕЛЬНОГО ЭКСПЕРИМЕНТА

Дня изучения влияния растворов различного состава к разной минерализация на органическое вещество южного чернозема был поставлен модельный эксперимент, объектом которого взяты смешанные образцы пахотного горизонта южного слабогуыусного чернозема (ДЦОС,^цоле I,-неорошаемый участок). Поливы проводили в почвенных колонках водными растворами следующего состава:

1) дистиллированная вода, рН 5,5 (контроль);

2) раствор с содержанием солей 3 г/л OfeCI, Ка2со^), " р!1 9,5 - ГО;

3) раствор о содержанием-солей Хг/л (ВаНСОд, wgso4,iígCl2, CaCI2 ), рН 8,4 - 8,7, соотношение катионов Ca+ltg/Ma"2j

4) раствор о содержанием селей X г/л (НаНСО^, XgS04, nací, CeCl2 ) , рН 8,6- 8,8, соотношение катионов Ca+itg/Ka-1 i

5) раствор о содерханяем солей 5,5 г/л (MgSO^, NaCI, CaCI-J, рН 7,1 - 7,4. соотношение катионов Ca+Hg/Ha-2i

6) раствор с содержанием солей 5,5 г/л (HaCI, UgSO^, CaCI2), pQ 6,2 - 6,5, соотношение катионов CatUg/Na-1.

Проведено десять поливов при расчетной поливной норме 1000 м3/га. Растворы пропускали через колонки со скоростью близкой к природной скорости фильтрации. На выходе из колонок после полива собирали промывные воды. Дистиллированный а скльнощелочной растворы (I и 2 колонки) выносили из почвы большое количество коллоидных частиц, которые забивала фильтры нижней части колонки и после пятого полива не пропускали растворы даже при вакуумном отсасывании. После каждого полива почву высушивали, В промывных водах определяли общее содержание органического углерода.

Вынос органических соединений о промывными водами из почвы, составил 11-49 иг углерода на 100 г почвы в количественно зависел от качества используемой•воды. Наиболее сильно действуют растворы . с высоким содержанием солей (5,5 г/л).и щелочной раствор о рН 10. Во второй колонке было проведено лишь пять поливов, но количество вынесенного с водами'органического углерода значительно; Вынос органических веществ с промывными водами осуществлялся неравномерно, наибольший вынос приходился.на 3, 5; 6 поливы (в различных колонках), а затем он уменьшался я стабилизировался, составляя после каждого полива около 0,2-0,3$ от исходного, содержания углерода в почвенном образце. По, возможно, что проведенная промывка еще ве успела нарушить буферного равновесия в почвах и поэтому потери могут быть занижены.

Содержание органического вещества в почве, определенное после окончания опыта, суммарно снизилось за время промывок на 12-20? (табл. I), выноо же с промывными водами невелик и составил от 0,6 до 2,В% от общей потери углерода почвой. Значит, уменьшение содержания гумуса произошло, в основном, за счет его минерализации при чередовании увлажнения и высушивания.

Для проверки этого факта был поставлен дополнительный экспе-

•т

римент в определено содержание СО^ в герметически закрытой колонке после первого полива во время высушивания. Выделение СО2 (мг углерода) в несколько раз превысило количество органического углерода в фильтрате за един полив. _ *

Состав гумуса резко меняется после многократных поливов растворами солей в колонках (табл.. 2). Для группы фульвокислот видимых закономерностей в изменениях их по фракциям не набладается. Дня гумняовых кислот эти изменения зависят от качества используемой воды. При применении растворов с щелочной реакцией и растворов

" V- . 17 ■"■* .

с неблагоприятном соотношением катионов (c«+Ug/Ua>v ) происходит резкое уменьшение абсолютного содержания второй фратащи гуиино-вых кислот. При соотношении катионов в составе растворов ca+itg/iFa-? происходят относительное увеличение этой фракции. По абсолютное ее содержание тажже уменьшается. Для всех вариантов характерно увеличение первой фракция.гуминовцх кислот,, в основном за счет резкого уменьшения содержания негидролизуемого остатка. , ' ' ■ ' '■

' : ■ ■■ Таблица I.

Изменение содержания органического углерода в почвахколонокносдепроыываяяя.

Колонка Т I f Г 1 Содержание С^щ; в колонке в г | Потеря С^ц, j% от исход- ,|Вынос с про-(иывныад Бо-

.! 1 i до полива- 1 ! ! после полива, J яого ндами, % от -(■сходного

■ I 2,28 1,62 20,2 1,6

2 2,33 1,85 20, е 0,6

3 2,13 1,70 20,2 i,?

4 2,13 * 1,85 13,2 2,1

5 2,22 1,94 12,6 2,1

6 2,09 1,75 17,2 2,9

Об увеличении подвижности органического вещества при ороше-нин говорят и результаты исследования.водорастворимых оргшшчва■ ких веществ. Содержание их увеличилось от 0,58^ в исходной почву до0,7-3,0£ в почве после поливов. Раствор с сильноецелочной ¡;эак нией наиболее резко повысил дало водорастворимых веществ в сос-

1(3

Т8В8 гумуса (2,0-3,

Таблица'2.

Состав гумуса почв колонов (верхних слоев)х..

Обмэеа ГОбщ'* ! иораэец ¡отввса!_

(почвы ! » _!_

.ПС

т

ФК

М 2 3

(

{Сумма:

сумма !

И.О.

Нее

исходный 1,69

1 1,46

2 1,32

3 1,26

4 1,51

5 1.41

6 1,30

р.ОЗ ,0.§5 0.20 ,С>.8Э 0,44

1,8 Э9Д 11,0 52,7 21,3 26,0

о.о8 р.ет 0.17

■5,5 45,9 23,3 74,7 13,7 11,6

0,07 ,'0.48 , р.28 , р.78 0,37 0.17

5,3 32,6 21,2 59;I 28,0 12,9

..р.25 , 0.5? ,0,30 0,В4

19,8 45,2 25,9 80,9 19,1 следы

0.13 0.57 .А,29 О.^Э ,,0-29 0,23

8,6 37,7 19,2 65,9 19,1 15,0

, Д.34 .р.$2 . 0,30 1.06 0.Й1. 0Л4

17,0 44,0 14,2 75,2 14,9 9.9

0.30 0.44 ,.0,30 0,9^ 0.36

23,1 33,8 15,4 72.3 27,7 следи

2,47 5,60 2,11 2,47 2,46 5,05

2,62

В числителе - % от веса почвы, в знаменателе - % от общего углерода.

О некотором увеличении.псшцшсперсности также говорят дан-нне по гель-хроматографии гумусовых кислот: у органического вещества исходной вочвы.кривая молекулярно-массового распределения имеет три пика, у органического вещества обработанных почв полв- ■ ляется дополнительный пик в более: низкшолекулярной области.

■ Результаты опыта показывают, что орошение минерализоваяншя водами может способствовать ускорению минерализации имеющегося гумуса. При поливах в таких условиях,' изменяется качественные состав гуыуса: увеличивается полидисперсность гумусовых веществ, доля:водорастворимого гуцуса, доля непрочносвязанной фракции гу-миновых кислот я гуминовых кислот, связанных о кальцием, (последнее только прн сЮраОотке раотвор01АИ, йогатши.кальцием н магнием) и уменьшается доля негвдролизуемого остатка;-Наиболее благоприятны для поливов воды с.соотношением катионов Са+Ые/Яа-г с рН~7.

заклшиш

Таким образом; орошение южныхчерноземов щелочными слабоии-иврализованндаж. вшами существенно, во не однозначно влияет на гумусное состояние этих почв. Данные полевых и модельных экспериментов показывают, что изменения гумусного состояния южного чернозема зависят как от качества применяемой воды, так в от исходного состояния почвы и культуры в севообороте.

Почвы, орошаемые водами озера.Китай; карбонатнн и их гумус более устойчив к отрицательному воздействию;орошения; При более длительных сроках орошения на этих системах, по сравнению о ДДОС, отрицательные изменения в составе почвенного гуыуса выражены менее интенсивно. По изменению количественных характеристик типа . гумуса, .содержания гуминовнх кислот, связанннх с кальцием, и по содер:канию гумуса более благоприятная обстановка при орошении складывается на карбонатных почвах.

По данным полевых исследований была составлена таблица показателей гумусного состояния почв, орошаемых на ЯунаЙ-Ллестров-ской, Васильевской, Червоноярской оросительных системах ■ Свете-

■ 20 .'■■'■;■..■■'...

■ Таблица 3. "

Основные показатели гучусного состояния неорошаемых и ■' орошаемых шных черноземов.,

Показатель Содержание Запасы гу-

хумуоа в муса; т/га гор. Anax.fr 0^0 , см Образец О-100 см

Тип гумуса

сфк

Содержалие

ГКсЗ , % гк

ДДОС, поле I. ' не орошаем.участ.

орошаем.участок

. поле 2 неорошаем.участ.

орошаем.участок

поле 3 неорошаем.участ.

орошаем.участок БОС

яеорошаен.участ.

орошаем.участок

ЧЯОС яворошаем.участ.

орошаем.участок СНО

неороша адг.учас т , орошаем .участок.

низкое 2,92

низкое

низкое 2.24

низкое 2,15

низкое 2,45

низкое 2,43

низкое 2,34

низкое 2,31

оч.вязкое 1,97

низкое 2,10

низкое 2,45

низкое 2,6?

низкие.

низкие

191177 низкие .60,2

низкие -61

низкие

оч.низкие

163; I низкие 69,7 215,8

[.низки

,46.8 195,8

¡экие 55~0

Ш,1

низки 46 Л

I. НИЗКИ 49.1 180,4

зкие »66.2

низкие

оч,низкие

оч.низкие

низкие

низкие

гуматнкй . высокое

2,47 74,2

фульватн,- высокое

гуматный 1,71 70,0

фульватн.- высокое

гуматяый 1,94- 74,2

фульватн.- оч.высокое

гуматный 1.86 81,2

гуматный высокое

2,21 75,0

гуматный оч.высокое

2,33 81,0

^(ульватн.- оч.высокое

гуматный 1,39 88,7

Фульватн.- оч,высокое

гуматный 1,56 66,9

гуматный оч.высокое

2,50 85,5

Гуматяый оч.высокое

.2,04 83,7

гуматный оч.высокое

2,93 87,1

гуматный оч.высокое

2,63 62,3 :

ив малого орошения. В таблице 3 приведены наиболее существенные показатели гумусного состояния почв для целей сравнения орошаемых.а неорошаемых почв. .■

■ выводы

• '

I. Исследованные прядунайские хшше черноземы имеют очень низкие содержание я запасы гумуса (возможно, в результате интенсивного длительного сельскохозяйственного использования),

.2ГПри орошении шных черноземов щелочными слабоминерализо-вашшмв водами происходят супественные изменения ах гумусного состояния, которые зависят отечества используемой воды, исходной почвы и характера севооборота.

3. Ори посевах зерновых и пропашных культур наблюдаются следующие^негативные изменения в гумусвом состоянши уменьшение запасов гумуса, снижение содержания связанных о кальцием гуминовых кислот, снижение содержания углевошсс компонентов, увеличение фудьватности гумуса и, как правило,: оптической плотности гуминовых кислот,. Носовы многолетней лгаерны в севообороте способствуют восстановлению исходного гучусвого состояния почв, Прн орошении водами повышенной минерализации (более 3 г/л) с неблагоприятным катионныисоставом (ыа>Са+Мв * ), даже про посевах бобовых культур наблюдается^ухудшение качественного состава гумуса: уменьшение количества связанных окалъцнемгумяновых кислот, а восстановление содержания гумуса происходит за счет возрастания негидролизуемого остатка.

4. Для орошаемых слабоиинералязованннм* щелочвши водами южных черноземов характерно возрастание количества водорастворимых органических соединений в состава гумуса и формирование более подвижного тумуса, чем на неорошаемых полях. В то же время, сни-

жение содержания гумуса в почвах пря орошении зерновых и пропаи-них культур происходит, в основном, за счет его микералвзадки, а не вшивания вниз;

5. Орошение слабомннералиэованндаа шелочными водами в некоторых случаях приводит к образованию ирригационной корки, различ ной в разных условиях микрорельефа^ с существенным поверхностным перераспределением гумуса по микрорельефу и по отдельным микрослоям самой корки.

6. В результате модельного и полевых экспериментов было установлено, что из елабсминерализованных вод наименее опасными с точки зрения ухудшения гумусного состояния почв являются воды с соотношением катионов Са+ие/На&г При рН~7,

7. Подтвержден'вывод М.Ю,Дегтевой (1984), что оценка показателей гумусного состояния почв по их качественным уровням в соответствии со схемой Л.А.Гришиной и Д.С.Орлова (1978), будучи необходимой и хорошо работающей при сравнении контрастных почв,, не является достаточно информативной и в то же время является излишне перегруженной параметрами для целей сравнения орошаемых и неорошаемых почв одного подтипа. Для этой конкретной цели необходимо я достаточно сопоставление содержания я запасов гумуса, типа гумуса, содержания гуминовых кислот, связанных с кальцием, и содержания углеводов и водорастворимых органических веществ.

8. Для поддержания оптимального гумусного состояния газяых черноземов при орошении слабоминерализованными щелочными водами обязательно введение в севооборот многолетних трав и внесение органических удобрений.

9. Используемая в настоящее время общепринятая методика гвль-хрсматографаи плохо применима-к гуминовым кислотам, вдавленным-из черноземов, и ну:кдается в, дальнейшей разработке.

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО TIME ДИССЕРТАЦИИ

I. Влияние минерализовакнойоросительновводынагумуевов состояние южного чернозема, - Труды УП конференции молодыхуче-ных факультета Почвоведения ШУ, 1986, с, - .

. 2.'Деградация поверхности ижннх черноземов при поливах слабошшерализованными щелочными водами, - В об, "Свойства и пути мелиорации засоленных-почв", Новочеркасск, 1986, с, -(в соавторстве).

3. Влияние растворов различного состава на органическое вещество южного чернозема в условиях модального эксперимента, -Агрохимия, 198 , * , с. - ,

, Я- Подписано в ивчмь

Формат бумаги 60x61/^ Бумага вдетая. Ротапринт, ОГгъеч О п.л. Тираж ¡00 пкз. Закал * 76 Бесплатно. Ротапринт ШШОТСО АПН СССР. 103062, Москва, Л я л «и П., д. За.

I г