Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Водный режим и сельскохозяйственая продуктивность выработанных торфяников

ВАК РФ 06.01.03, Агропочвоведение и агрофизика

Автореферат диссертации по теме "Водный режим и сельскохозяйственая продуктивность выработанных торфяников"

ргб о л

^ Ч ^';Рбссийская академия сельскохозяйственных наук

Ордена Трудового Красного Знаке ни АГРОФИЗИЧЕСКИ Н АУ ЧН О- ИСС31 ЕД О ЗА ТЕЛ ЬС КИЙ ИНСТИТУТ

На правах рукописи

Дегтярева Татьяна Леонидовна

ВОДНОЙ РЕЮТ И СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННАЯ ПРОДУКТИВНОСТЬ ЗАРАБОТАННЫХ ТОРТИКОВ

Специальность: 05.01.03. - Агропочвоведение и

агрофизика

АВТОРЕФЕРАТ

^диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук.

г.№ров 1995г.

Диссертационная работа выполнена на Кировской

лугоболотной опытной станция Всероссийского научно-исследовательского института кормов имени В.Р.Зильямса.

Научные руководители: кандидат сельскохозяйственных

наук И.А.Вертоградекая

кандидат технических наук Д.Б.Пиприс

Официальные оппоненты: доктор технических наук

М.А.Михалев

доктор биологических наук Т.О.Еверева

Ведущее учреждение - научно-производственное объединение

"Луч" г.Киров

Защита диссертации состоится "т^" . Л9Я£г.

в-^Гчас.^.иин. на заселении Специализированного совета Д 020.21.01 в Агрофизическом научно-исследовательском институте по адресу: 195220, Санкт-Петербург.Гракданский проспект 14.

Просим Вас принять участие в работе совета или прислать письменный отзыв о данном автореферате (в двух экземплярах, заверенных печатью).

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Агрофизического научно-исследовательского института.

Автореферат разослан .....1995г.

Ученый секретарь Специализированного совета,

доктор биологических наук М.З.Архипов

- I -

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТУ .

Актуальность теми. Ремли,находящиеся в сельскоиозяйст-венном использовании,объединяют в себе природную экологическую систему общественного производства. Освоение и использование выработанных торфяников в сельском хозяйстве, в частности,в кормопроизводстве - процесс довольно сложный, поскольку связан с большими организационно-техническими трудностями,а также многими нежелательными особенностями этих объектов. Выработанные торфяники имеют крайне низкое естественное плодородие. Это - слабая обеспеченность фосфором и калием,высокое содержание подвижного делеза,высокая гидролитическая кислотность, низкая насыщенность основаниями. На свекевыработанных торфяниках наблюдается почти полное отсутствие агрономически ценных микроорганизмов и почвенной микрозоофауны. Кроме того,выработки характеризуются неотрегулированным водным и достаточно кестким температурным режимом. Единственное положительное свойство - это некоторые запасы органического вещества и относительно высокое содержание в торфе и подстилающей породе кальция. Поэтому по зсдьному составу большинство почв на выработках относится к жвлезисто-карбонатныи.

Агроэкологическая система является биологическим объектом управления с включенными в экосистему антропогенными воздействиями на неё. Выработки болот после промышленной до-бичи торфа усиливает негативное воздействие на окружающую среду. Сельскохозяйственные использователи вынундены искать пути смягчения или снятия экологического стресса,вызванного промышленной разработкой торфяных месторождения.

В данных исследованиях значительное внимание уделено оптимизации водного ре вила и минерального питания многолет-

- г -

них трав применительно к условиям Кировской области. В зоне избыточного увлажнения хорошо зарекомендовали себя системы двойным регулированием водного рекима. Опыт Московской,Лени: градской областей и зарубежный показали,что такие 'системы обеспечивавт стабильность земледелия в самые неблагоприятные по климатическим условиям годы и повышает урожайность на 20. ..Ш-.

Дель исследований заключается в научной обосновании ослабления негативного воздействия выработанного торфяника на окружающую среду при обеспечении благоприятного водного режима и различных условиях минерального питания,обеспечивающих высокую продуктивность,высокое качество корма из многолетних трав,сохранение и наращивание плодородия выработанных торфяников.

Радачи исследований.

1. Изучить состояние осушительно-увлакнительной системы на экспериментальном участке "Дальние просторы" Кировской лугоболотной опытной станции.

2. Установить рациональный водный реким при выращивании многолетних трав на выработанных торфяниках.

3. Установить зависимость между динамикой влакности почвы и уровнем грунтовых вод.

Ц. Выявить химический состав сбросных и грунтовых вод на выработанных торфяниках.

5. Шенить изменение химического состава выработанных торфяников при выращивании многолетних трав.

6. Проанализировать динамику хода уровней грунтовых вод,с помощью обработки на ЭВМ.

7. Дать оценку качества многолетних трав при различных условиях минерального питания.

р. Дать экологическую оценку эффективности рекультивации выработанных торфяников.

Научная новизна. Научно обоснован рациональный ревим двустороннего регулирования водного режима выработанных торфяников при выращивании многолетних трав на основе анализа шлюзования открытых каналов,закрытого дренажа и дополнительного поверхностного увлажнения, обеспечивающих благоприятные условия улучшения экологической обстановки,стабилизации и наращивания плодородия почв.

Уточнена закономерность формирования химического состава сбросных и грунтовых вод на выработанных торфяниках.

Заявлена зависимость между влакностыз почвы и уровней грунтовых вод в динамике.

Проведена оценка изменений химического состава выработанного торфяника при выращивании многолетних трав.

Проанализирована динамика хода уровней грунтовых вод, осадков и температуры воздуха на выработанных торфяниках.

Дана оценка качества многолетних трав при различных условиях минерального питания.

Дана экологическая оценка эффективности комплекса аг-рогидроыелиоративных мероприятий при рекультивации выработанных торфяников.

Практическое значение. Применение норы минеральных удобрений с учётом выноса питательных веществ и влагообеспечен-носги многолетних трав гарантирует получение высоких и устойчивых урожаев и эффективное использование элементов минерального питания.

Апробация работы. Материалы работы доложены на научно-производственной конференции молодых учёных и специалистов сельского хозяйства по внедрении достижений науки,техники,

передового опыта - на уровень современных требований (Киров, 1991г.)»на научно-практической конференции по актуальным проблемам интенсификации земледелия и животноводства в современных условиях (Свердловск,1991г.}»на научно-методическо] конференции сельскохозяйственного института по разработке и внедрению в учебный процесс программного обеспечения персональных ЗЗМ (Киров, 1993г.),на региональном научно-методическом семинаре "Новые информационные технологии в учебном процессе" в политехническом институте (№ров, 1993г.)»на ыеяду-народной конференции по моделировании процессов и систем в отраслях АПК (Санкт-Петербург, 1993г.). Диссертация рассмотрена и рекомендована к защите на Учёном совете Кировской лу-гоболотной опытной станции Всероссийского научно-исследовательского института кормов имени В.Р.Зильямса.

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 8 печатных работ (всего опубликовано 12 печатных работ).

Структура и объём •работы. Диссертация состоит из введения, 4 глав, выводов, списка литературы из ИЗ наименований и 68 страниц приложений; содержит 214 страниц,из них 85 таблиц и 35 рисунков.

Объекты и методы. Объект исследования - выработанные торйяники Кировской лугоболотной опытной станции. Изучался водный режим и сельскохозяйственная продуктивность выработанных торфяников.

Климат рассматриваемой территории характеризуется умеренной контйнентальносгью. Анализ условий тепло-влагообеспе-ченности говорит о том,что территория относится к агроклиматической области неравномерного увлажнения,поэтому полученж устойчивых урожаев сельскохозяйственных культур в таких условиях возможно при дополнительном увлажнении. Метеорологи-

Рис.1. Схеиа расположения открытой осушительной сети на участке "Дальние просторы" Кировской лугоболотной опытной станции.

- б -

ческие условия вегетационного периода по режиму выпадения осадков в годы исследований имели различную характеристику: 19РРг. - обеспеченность осадками 22%, 1989г. - 70%, 1990г. -

- Ч?э, 1991г. - 385?. Сумма активных температур составила: 198°г. - 1766°С, 1989г. - 1830°С, 1990г. - 1470°С, 1991г. -

- 1761°С.

Участок "Дальние просторы",где заложены опыты,входит в состав всхолмленной равнины,расчлененной овракно-балочной сетью и долиной р.1истрицы. Долина р.Еыстрицы представлена левобережной час*ью первой и второй надпойменных террас. Первоначальный рельеф поверхности первой надпойменной террасы был нарушен. 5десь в пределах торфяных залежей велась торфодобыча Оричевским торфопредприятием. Поверхность после торфодобычи спланирована. Значительная часть выработанных площадей находится на месторождениях,расположенных в условиях пойм и первых надпойменных террас,богатство водно-минерального питания этих торфяников привело к формированию торфяной залежи низинного типа с ценными агрохимическими свойствами: кислотный режим благоприятный (рН = 4,7. ..7,7), степень насыщенности основаниями - 40, 2...97,1%,высокая,содержание окиси кальция от 2,38 до 16,95%, азота - 0,5...5,9%.

Для проведения исследований было заложено 4 опыта с различными способами регулирования водного режима:опыт I - осушение открытой сетью каналов (контроль),опыт 2 - осушение открытой сетью каналов,увлажнение шлюзованием,опыт 3 - осушение закрытым дренажем,увлажнение шлюзованием,опыт 4 - осушение открытой сетью каналов,дополнительное поверхностное увлажнение.

В опытах изучали три травосмеси: овсяница Дединовская 8, костер {¿оршанский 312,тимофеевка Позднеспелая ВЖ,с нормой

высева семян,соответственно, 10,14,10 яг/га, 10С$-но§ посевной годности. Посев трав проведён в мае 1968г. беспокровно. Травостой ежегодно удобряли, нормы удобрений были рассчитаны на урожай 50,70,90 ц к.е./га. Азот ж калий вносили равными частями под каждый укос,фосфор - в один приём весной. Травосмеси скашивали два и три раза за сезон. При трёхкратном скашивании первый укос проводили в фазу колошения,при двукратном - в фазу цветения. В последующих укосах отчуждение урожая проводили при достижении травостоем высоты 45-бОсм. Размещение делянок по вариантам систематическое,делянки прямоугольной формы,площадью 48 м^ (16хЗ),повторность - трёхкратная.

Учёт урожая проводили путем скашивания и взвешивания зелёной массы с учётной делянки (2,1x4,0 метра в трёхкратной повторности по каждому варианту). Для отределения выхода абсолютно-сухого вещества и химического состава, отбирали растительный образец весом 1кг и высушивали при температуре 65°С до постоянного веса. Ботанический состав определяли методом весового анализа в отобранных образцах.

Химический состав злаковых травостоев определяли по общепринятым методикам: сухое вещество / высушиванием в сушильной шкафу,зола - методом сухого озоленая,азот - методом Къель-даля,Еир - методом обезжиренного остазха,клетчатка - по Генне-бергу и Штоману,безазотистые экстрактивные вещества - расчётным способом,магний - с титановым желтим,калий и кальций - на пламенном фотометре,фосфор - ванадомобдатннм методом (ежегодно при каждом укосе).

Химический анализ почвы проводили по общепринятым методикам: подвижные форы фосфора и калия - методом Кирсанова, калщий и магний - трилонометрически.гадролитическая кислотность - по Каппену, обменная кислотность - по Соколову, алюми-

ний - по Соколову,сумма поглощенных оснований - по Каппену--Гильковичу,железо - роданистым методом,гумус - калориметрически, аммиачный азот - методом индофенольной зелени,нитратный азот - на универсальном иономере ЭВ-74,лепсогидролизуе-мый азот - по Зорину,Кононовой.

Наблюдения за уровнем грунтовых вод проводились по 7 створам внутрихозяйственных скважин (29 скважин глубиной 5 метров) и 3 водомерным постам,расположенным в створах скванк

Химический состав сбросных и грунтовых вод в динамике (весна-лето-осень) определяли по общепринятым методикам: аммиачный азот - методом индофенольной зелени,нитратный азот -

- на универсальном иономере ЭВ-74,легкогидролизуемый азот -

- по Тюрину,калий - на пламенном фотометре, железо и фосфор -

- калориметрически.

Влажность почвы определялась термостатно-весовыы способом. Взятие образцов почвы на влажность проводилось послойно через О,Гм до слоя 0,3м в трёхкратной повторности и из слоя 0,4...0,Ш - в двукратной повторности. Сроки взятия образцов - I раз в ТО дней в течение вегетационного периода. В зимний период образцы почвы отбирались I раз в месяц.

Определение запаса влаги в снеге весной проводили с помощью весового снегомера.

Определение водопотребления многолетних трав проводили по методу водного баланса.

Математическую обработку опытов проводили методом дисперсионного анализа (Доспехов Б.А.,1979),математическое моделирование по методике Лукиных Г.?.,Зайсмана А.А.,разработай ной в Кировском СХИ (1987), с использованием ЕЗМ.

РЕЗУЛЬТАТУ ИССЛЕДОВАНИЯ . Водный режим выработанного торфяника Кировской лугоболотной опытной станции.

Водный регмы почвы выражается влажностью корнеобитаемого слоя её и уровнем грунтовых вод. Влажность пахотного слоя выработанных торфяников на глубине 0...20см подвержена большим колебаниям,значительно меньше она изменяется на глубине 30...50см и почти не изменяется на глубине 80см.

Основной причиной колебания влажности пахотного слоя торфяной почвы являптся атмосферные осадки и испарение, lie ду запасами влаги в слое торфяной почвы и УГЗ существует зависимость (при близком расположении слоя почвы к УГЗ,опыт 2). При УГВ более 200см связи между влагозапасами слоя почвы 0...80см не существует (опыт4,рис.2).

Режим грунтовых вод на опытах 1,2,4 определяется действием осушительных каналов,а на опыте 3 - действием дренажа. Уровни грунтовых вод были на опыте 2 в 1988.. .91гг.'.средние за вегетационный период - 150...180см, средние за апрель -20...40см. На опыте 4 уровни грунтовых вод были в 19'88.. .91гг.: средние за вегетационный период - 190...230см,средние за апрель - 80...100см. Уровни грунтовых вод на опыте 3 в 1988... ...91гг.были: средние за вегетации - 50...75см,средние за апрель 20...50см. Анализ хода уровней грунтовых вод,в-связи с атмосферными осадками пока зал,что чем глубже уровень грунтовых вод, тем медленнее и на меньшую величину поднимаются грунтовые воды под влиянием атмосферных осадков.

Совместный анализ хода уровней грунтовых вод.осадков и температуры воздуха на станции.

На Кировской лугоболотной опытной станции за 4 года проанализирована динамика хода уровней грунтовых вод, осадков и

I

зг

з

Ч'/ао 60 ко 20 О 80 60 40 20 О

1391г.

Л1

I У»

... «I__1ж

| VII

У1Л

\х

Л_ч и

Опыт

Опыт к.

Рис! . График-колебания влажности почвы на глубине: I - ГОси, 2 - 20см, 3 - ЗОси, Ч - 40см, 5 - :

температуры воздуха за период вегетации,по декадам. Этот процесс протекает по логистаческо" зависимости и относится к процессам с насыщением по темпу и с распознанным верхним пределом уровня. Сочетание анализа с построением диаграмм динамики процесса как фазовых портретов системы по выбранным показателям критериям эффективности позволило выявить,что процесс хода уровней грунтовых вод,осадков и температуры воздуха протекает по одним и тем из закономерностям (рис.3). На основании полученных закономерностей динамики показателей эффективности процесса выявлены конкретные зоны эффективного и неэффективного функционирования всей системы хода уровней грунтовых вод,осадков и температуры воздуха на единой методологической основе.

Аналитическая зависимость уровня процесса во времени определена методом двойного логарифмирования фактического уровня процесса по основании натурального логарифма с последующим применением метода наименьших квадратов. Зависимость

уровня процесса от времени'адекватно отражает функция вида: -Be"ci

7 - Ate (Лукиных Г.*.,Зайсман А.А.,Нйров СХИ.1987).

Сшибка прогнозирования уровня процесса,например,хода уровней грунтовых вод,в зависимости от времени на всем диапазоне цикла в среднем составляет 955. На эффективны ход уровней грунтовых вод,осадков и температуры воздуха уходит менее половины времени.

Темп технологического процесса определяли как первую производную от уровня процесса. Относительную стоимость процесса вычисляли как затраты временного ресурса системы на единицу изменения уровня процесса.

Таким образом,получены фазовые портреты динамики хода уровней грунтовых вод,осадков и температуры воздуха (рис.3),

о 1

Рис.2. Фазовый портрет системы хода уровней грунтовых вод (створ 4,скв.З).

- 1988г, —•—19 89г.,—х—1990г.,—л—1991г.

I - уровень процесса, 2 - Темп процесса, 3 - относительная стоимость процесса.

сти кривые иогут быть использованы в практических целях для управления ходом уровня грунтовых вод путём своевременного регулирования водного регама: с учётом реальной динамики хода уровней грунтовых вод.

Химический состав сбросных и грунтовых вод выработанного

торфяника.

Зоды выработанного торфяника Кировской лугоболотной опытной . станции имеют нейтральную и да™е щелочную реакцию (pH = 8,0... ...8,6).

3 химическом составе грунтовых вод преобладает кальций, на втором месте - нитратный азот,на третьем - магний,на четвертом - калий. Содержание фосфора,железа,аммиачного азота невелико (табл.2). 3 химическом составе сбросных вод преобладает калщий,на втором месте - магний,на третьем - нитратный азот. Содержание другах элементов незначительно (табл.1).

При сельскохозяйственном использовании необходимо стремиться к сохранению и улучшению количества и качества сбросных и грунтовых вод. Sa счёт вносимых в почву минеральных удобрений возможно увеличение минерализации воды,поступающей с осушительной сети. Концентрация веществ в стоке подвержена сезонным колебаниям,определяется объёмом стока.

Особую опасностьгддя водоёмов представляют азот и железо, содержание которых в стоке изменялось незначительно и не превышало предельно допустимых концентраций (ЯН^ - 5мг/л, N0^ - 5Смг/л, Fe20g - 4мг/л). Содержание фосфора в стоке практически не изменялось и находилось в допустимых пределах

~ 0,10аг/л). Кальций является одним из основных острук-туриваюцих элементов,вынос его приводит к деградации генетических горизонтов. Концентрация калия ииагния в отдельные периоды в сбросных водах превышает предельно допустимые концентрации (KgO - биг/л, Ц^, - 4Сиг/л). Калий в торфяных почвах необразует малоподвижных соединений с органическим веществом, и при обводнении торфяных почв калий не усвоенный растениями, вымывается в грунтовые воды. Из микроэлементов на

Таблица I

Химический состав сбросных вод выработанного торфяника Кировской лугоболотной опытной станции 1987...91гг.

¿"Я ка-время взя- рН Щ КР0 Ре?0~ Са К)., Щ

нала тия пробы иг/л 5 мг/л с мг/л 3

Т-2Д2 среднего-

довое 8,3 34,5 0, 03 1,90 0, 88 58 39 нет

апрель-май 8,5 28,8 0, 03 1,50 I. 12 60 41 нет

июнь-июль 8,4 29,9 0, 03 2,00 I, 03 55 44 нет

август-сентябрь 8,1 44, 8 0, 03 2,30 0, 49 59 32 нет

среднегодовое 8,3 33,1 0, 04 1,50 I. 03 62 37 нет

апрель-май 8,6 18,6 0, Об 1,60 I. 26 66 49 нет

ихнь^исяё 8,3 33, 8 0, 02 0,20 I. 16 61 28 нет

август-сентябрь 8,1 47,0 С, сз 2,80 0, 68 60 33 нет

Таблада 2

Химический состав грунтовых вод выработанного торфяника Кировской лугоболотной опытной станции 1987...91гг.

Ш втэемя взя- рН На опыта тия пробы ' " кг/л Р2°5 кРо мг/л Ре,0- Са £0 2 3 иг/л 3

2 среднегодовое 8,4 29,9 0,92 27,0 1,73 43 87 0,5

апрель-май 8,8 27,9 0, 81 26,0 1,60 30 48 0,8

июнь-июль 8,4 23,4 0,98 22,0 1,66 58 138 од

август-сентябрь 8,1 38,5 0,98 33,0 1,94 36 62 0,4

4 среднегодовое 8,3 15,7 1,00 51,0 1,50 77 64 0,1

апрель-май 8, б 12,7 0,94 38,0 1,70 63 46 0,2

июнь-июль 8,3 15,4 0,65 50,0 1,47 80 97 нет

август-сентябрь 8,0 19,1 Г, 42 66,0 1,34 87 48 нет

выработанных торфяниках идет накопления магния в результате его передвижения с капиллярной каймой из подстилающей породы з верхние аэрируемую часть почвы.

Содеркание нитратного и аммиачного азота,фосфора,калия, калщия,железа (за исключением магния) в грунтовых водах выше, чем в сбросных,т.н.растения испытывают постоянный недостаток азота,калия,фосфора и быстро перехватывают эти элементы^ в значительной мере предотвращая их сброс.

З^нос водорастворимых солей г питательных веществ неравномерен по сезонам года. Необходимо при водохозяйственных расчётах наряду с объёмом стога учитывать концентрацию содержащихся в нём веществ.

Изменение Физико-химических свойств и состава минеральной части выработанннх торфяников.

Освоение выработанных торфяников на Кировской лугобо-лотной станции сопровождается понгжением кислотности и увеличением степени насыщенности основаниями,соответственно, с 2,7 до 2,1 мг-экв/ЮОг.почвы и с 56,2 до 79, Й^ (опыт 2).

Величина зольности принимает« за критерий обеспеченности почв минеральными элементами питания. Но высокая зольность (59,4...95, 2$),в данном случае частично связана с припашкой песка. Еа первые три года сгльскохозяйственного использования зольность повысилась еа опыте I и 2 - на 7, 0$, на опыте 3 - на 0,3$ , на опыте 4 - на 5,6%.

Освоение выработанных торфянпсов на станции сопровок-дается снижением содержания келеза в верхнем 25см слое почвы: опыт 1-е 2,37 до 1,66% , опкт 2-е 0,47 до 0,22$ , опыт 3 - с 0, 51 до 0,46$ , опыт 4 - с 0,47 до 0,30$.

Освоение выработанных торфянгаов на станции не привело к увеличению запасов калия в пахотном слое. Полученные дан-

ные подтверждают,что на выработанных торфяниках необходимо систематическое внесение калийных удобрений. Однако,ввиду их подвижности в почве,необходимо предусматривать их дробное внесение, чтобы ограничить потери с мелиорируемых полей в дренажный сток и грунтовые воды.

Абсолютные запасы азота в пахотном слое выработанных торфяников уменьшаются вследствие усиленной минерализации торфа, выноса азота с урокаем,дренаотыми водами,газообразными потерями и потерями за счёт эрозии. Доля лепсогидролизуемого азота - ближайшего резерва минеральных форм - уменьшается (с 5,4 до 3, 8 - опыт 2, с 17,6 до 5,9 иг/100г.почвы - опыт I).

Содержание наиболее доступных для растений форм фосфора в процессе освоения выработанных торфяников уменьшилось: с 34,8 до 25,4 ,с 23,5 до 19,2 , с 25,1 до 21,6 иг/I00г.почвы, соответственно,на опытах 2,3,4 ,что свидетельствует о высоких темпах минерализации органического вещества торфа; и увеличилось на опыте Г. Очевидно,на опыте I (зольность торфа 59,4...

фосфаты железа преобладав! над фосфатами кальция CFe20g - 1989г. -1,% , 1990г. - ; СаО - 19Р-7г. - 0,31??

1990г.- 1*5,0^). Интенсивность поглощения фосфора железом в этих почвах ещё не определяет степени доступности поглощенного фосфора растениями.

Урожайность злаковых тгавостоев на осушаемых выработанных торфяниках в зависимости от условий увлажнения и доз минеральных удобрений.

Анализ данных учёта урожая 1-го укоса многолетних трав показывает,что в опытах получена высокая эффективность внесения минеральных удобрений (табл. 3). Знесение минеральных удобрений в дозе ®igoPl72^204 (ваРиант 2) Д^0 существенную прибавку урожая. 3 среднем Sa 3 года исследований на опытах I и 3 урожайность абсолютно сухой массы трав увеличилась,соот-

Таблица 3.

Урожайность 1-го укоса многолетних трав в зависимости от доз минеральных удобрений.

вариант опы- урожайность абсолг)тно прибавка

опыта та сухой массы,ц/га

1988 1989 1990 1991 в средней ц/га

I. ЙХ20Р124К123 34,3 42,0 50,5 - 42,3 - 100

*180Р172^04 38,2 47,4 54,5 - 46,7 4,4 но

^250Р204^249 37,5 44,6 5 6,6 - 46,2 -0,5 99

нср05 3,8 -2,5 4,2

2. ^120Р124К123 13,0 42,4 48,7 31,4 33,9 - 100

М180Р172К204 17,9 47,8 54,2 41,3 40,3 6,4 119

М250Р204К249 I7» 5 52,9 57,7 45,4 43,4 ЗД 108

нсрс5 ?т 5,8 4.0 7,0 5,9

з. К120р124к123 26, 7 32,9 52,3' - 37,3 - 100

#180Р172К204 35,2 33,7 57,7 - 42,2 4,9 113'

^250Р204К249 32,3 41,2 62,9 - 45,5 3,3 108

нср05 ** рт 6,1 5.1 4,4

4. ®120Р124^123 17,1 43,9 52,3 41,7 38,8 - 100

^180Р172К204 23,0 49,2 57,6 44,9 43,7 4,9 из

*250Р204К249 24,8 53,3 60,3 45,8 46,0 2,3 105

нср05 4,9 4,2 2,7 4.0

ветственно, на 10 и 13$ (по сравнение с вариантом I). На опытах 2 и 4, в среднем за 4 года урожайность абсолютно сухой массы увеличилась,соответственно на 19 и 13$ (по сравнению с вариантом I). Однако, дальнейшее увеличение доз минеральных удобрений до ^250^204^249 сУЩественной прибавки урожая не обеспечило из-за недостаточного водообеспечения многолетних трав.

Источником орошения инфильтрацией (опыты 2 и 3) при формировании многолетних трав 1-го укоса является весенние воды Весной в апреле - начале мая уровень грунтовых вод,за годы исследований,поднимался до 5.. .20...50см и в конце мая - июне понижался до 60...90см (опыт 3) ...130...150см (опыт 2). Активный рост трав происходил за счёт высоких весенних запасов почвенной влаги. Следовательно,к началу активного отрастания трав необходимо насыщение почвы влагой путём предупредительного шлюзования. -3 среднем за годы исследований наибольший урожай многолетних трав был получен за I укос во влак-ный период 1990г. при сумме активных температур воздуха 417°С и количестве осадков 155мм.

Анализ данных учёта урожая 2-го укоса многолетних трав показывает,что в опытах получена высокая эффективность внесения минеральных удобрений (табл.4). Знесение минеральных удобрений в дозе 11ало сУЕ1ес'г:веннУ1) прибавку уро-

жая, за исключением опыта I. Дальнейшее увеличение доз минеральных удобрений прибавки урожая не обеспечило из-за недостаточного водообеспечения многолетних трав.

Поверхностное увлажнение многолетних трав нормой 300м^/га (опыт 4) обеспечило существенную прибавку, урожая на

3 период формирования урожая 2-го укоса многолетних трав влажность почвы понижалась до нижнего предела оптимальной влажности,влажности разрыва капилляров.Отрастание трав после

Таблица 4

Урожайность 2-го уноса многолетних трав в зависимости от доз минеральных удобрений.

вариант опы- урожайность абсолютно поибавка опыта та сухой массы,ц/га

19 8Р 1989 1990 1991 в сред- ц/га %

________________ ------ ------ _______ нем ____ _____

I. 1120Р124Н123 20,9 22,5 27,7 - 23,7 - 100

К1Р0Р172К204 24,0 25,1 29,9 - 26,3 2,6 III

Й250Р2М^9 27,7 32,5 34,7 - 31,6 5,3 120

нср05 3,6 3,5 4,4 6,6

2. Й120Р124К123 27,2 40,1 23,2 44,4 33,7 - 100

"180Р173К204 29,6 50,2 27,6 47,6 38,8 5,1 115

М250Р204К249 34,2 58,6 30,8 49,9 43,4 9,7 112

нср05 3,7 9,6 5,7 1,9 4,9

3. *Г20Р12Л23 17,2 39,3 16,1 - 24,2 - 100

^1Р0Р172К204 18,3 53,0 19,8 - 30,4 6,2 126

Й250Р204К249 • 22,5 55,6 22,9 - 33,7 3,3 III

нср05 2,5 7,8 3,0 5,8

4. ^120РТ24% 23 24,0 33,8 32,6 39,6 32,5 - 100

^180Р1?2^04 27,1 43,7 39,2 45,0 38,8 6,3 119

^250Р204К249 30,0 53,1 42,2 47,5 43,2 4,4 III

Л120Р124К123 + поверхностное увлажнение нормой 300м /га 1

37,6 56,8 47,3 51,3 48,2 15,7 148

2,1 4,5 5,1 4,1 5,9

-201-го укоса происходило преимущественно при пониженных запас! продуктивной влага в почве. Следовательно,после скашивания,] началу активного отрастания трав,необходимо насыщение почвы влагой путём поверхностного увлажнения - за счёт переброски вод с внешнего водосбора.

3 травостое многолетних трав,запериод исследований,пре< ладал костер безостый - 60...90$, на доли овсяницы луговой приходилось 10...30а, тимофеевки луговой - 5...10$.

ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ОПЕНКА РЕЗУЛЬТАТОВ 0П»ТА .

Важнейшим экономическим показателем эффективности мели< рации является себестоимость продукции,полученной на мелиор] еиых зёилях: Себестоимость продукции с увеличением доз минеральных удобрений уменьшается (табл.5). Капитальные влокени; и все расчеты приведены в ценах 1988...91гг.

Три обосновании эффективности мелиоративных работ необ: димо определять,за счёт чего был достигнут прирост эффекта -- за счёт прироста затрат или повышения эффективности за сче увеличения доз минеральных удобрений,шлюзования открытых каналов и закрытого дренажа,дополнительного поверхностного увлажнения. Как видно из таблицы 5, прирост результата вследсз вие повышения эффективности наблюдается при дозе минеральны) удобрений и составил ~ опыт 2 > ~ 0ПыТ

При дальнейшем увеличении доз минеральных удобрений он умем шается.а прирост результата ^следствие увеличения затрат увб личивается.

Таким образом,наиболее экономически целесообразной дозе минеральных удобрений является И}20^172^204 ШЛЕ30ваШ1и с крытнх каналов и закрытого дренажа. Темп продуктивности - О, 0,13 выие темпа роста затрат - 0,09 и 0,01 (соответственно, опыт 2 и 3),это говорит об интенсивном пути развития произве ства.

Таблица 5.

Экономическая эффективность использования мелиорируемых земель в среднем за 19©...91гг.

Показатели

Е120Р124К123

*'180Р172К204

.?> £ опыта 12 3 4 12 3

факт. факт.прирост факт.прир. факт.прир. факт, факт.прир. факт, прирост

Валовая продукция,руб/га (Р) 819 881 62 806 -13 ШО 292 841 1035 194 944 102

Производственные затраты,

руб/га (3) 355 3© 34 359 4 913 558 387 421 34 391 4

Эффективность (Э) 2,3 2,3 0 2,2 -0,1 2,1 -0,2 2,2 2,5 0,3 2,4 0,2

Себестоимость,руб/ц к.е. 6,1 6,2 6,2 П,5 6,4 5,7 5,8 1

Уровень рентабельности,$ 131 126 125 22 117 146 141 Г\

Прирост результата вследствие повышения эффективности,% (д.Рэ)

Прирост результата вследствие увеличения затрат,% (дР3)

Темп роста продуктивности

Темп роста затрат (д13)

Примечание: Э = Р : 3 д,Р

0,07 0,09

0,01

О, 36 1.57

63

37 О, 24 0,09

92

8

0,13 0,01

Э х 3: : ЛР3 = Э0 х ¿3 : дР а! = Р : Р0 *13 =лЗ : 30

3 ч В о д ч .

1.При разработке мелиоративных мероприятий необходимо рассматривать комплексно рост урожайности,обеспечение плодородия выработанных торфяников, качеств о продукции и охрану окружающей среды.

2.Анализ данных учета урожая 1-го укоса многолетних трав показывает, что в опытах получена эффективность внесения минеральных удобрений (42,0 и 47,4 , 42,4 и 47, 8 , 32,9 и 53,7 43,9 и 49,2 ц/га абсолютно сухой массы,соответственно,на опытах 1,2,3,4 , 1989г.)

3.По количеству осадков наблюдались значительные различия по годам ( 55мм - 19РРг., 6Р,2ым - 1989г., 74,0мм - 1991г., 155,5мм - 1990г.) при формировании многолетних трав 1-го уко В засушливые периоды вегетации рост трав 1-го укоса происход: за счёт высоких весенних запасов почвенной влаги (высота ело. воды в результате снеготаяния составила: 106,2мм - 1988г., 159,1мы - 19 ^г., 160,0мм - 1991г., 182,0мм - 1990г.)

4.Регулирование водного режима выработанных торфяников при вы-ращнвании многолетних трав путём шлюзования открытых канало, дает существенную прибавку урожая 2-го укоса в засушливые голы ( 22,5 и 40,Тц/га абсолютно сухой массы,соответственно, опыты I и 2,1985г.) Шлюзование закрытого дренажа также обеспечило прибавку урожая в засушливом 1989г.( 22,5 и 39,3ц/га абсолютно сухой массы,соответственно, опыты I и 3).

5.Поверхностное увлажнение в период отрастания многолетних трав 2-го укоса обеспечило существенную прибавку урожая как в засушливые,так и во влажном 1986г.(33,8 и 56,8 , 24,0 и

V, 6 ц/га абсолютно сухой массы,соответственно,в 1989 и 19881 опыт 4).

6.Воды выработанного торфяника на станции имеют нейтральную и щелочную реакцию (рН = 7,9...8,8). Сезонная и годовая дина-

пика химического состава выражена слабо. Содержание фосфора и калия,являющихся элементами питания растений,незначительно. Содержание нитратного азота уменьшается от весеннего к летне-осеннему периоду,что связано с усилением потребления этих элементов живыми растениями. Содержание в грунтовых водах нитратного и аммиачного азота,фосфора,калия, кальция,железа выше,чем в сбросных,т.к.растения перехватывают эти элементы,вовлекая их в новые циклы биологического круговорота и предотвращая их сброс.

7.Освоение выработанных торфяников на станции сопровождается понижением кислотности (с 2,7 до 2,1 ,с 13,6 до 0,7 , с 23,1 до 3,1 мг-экв/100г.почвы,соответственно,на опытах 2,3,4) и увеличением степени насыщенности основанияии(с 41,1 до 67,1 ,с 66,2 до 79,8 ,с 54,0 до 97,7 , с 40,2 до 82,.соответственно, на опытах 1,2,3,4) .снижением содержания железа (с 2,37 до 1,66 , с 0,47 до 0, 22 , с 0,61 до 0,46 , с 0,47 до 0,ЗС$ , соответственно,на опытах 1,2,3,4),фосфора (с 34,8 до 25,4 ,с 23,5 до 19,2 ,с 25,0 до 21,6 мг/100г.почвы на опытах 2,3,4,соответственно),калия (с 16,6 до14,0 ,с 20,1 до 4,0 , с 12,2 до 6,9 , с 9,6 до4,5 мг/100г.почвы на опытах 1,2,3,4,соответственно).

Р.Получены фазовые портреты динамики хода уровней грунтовых вод,осадков и температуры воздуха. Эти кривые могут быть использованы в практических целях для управления ходом уровней грунтовых вод путём своевременного регулирования водного режима: с учётом реальной динамики хода уровней грунтовых вод.

9.Интенсивное использование травостоя в сочетании с внесением оптимальных доз минеральных удобрений приводит к повышению содержания элементов питания в многолетних травах. Качество многолетних трав снижается из-за повышенного содержания сы-

рой клетчатки и калия. Питательность I кг сухого вещества при увеличении числа укосов увеличивается с 8,23 - 10,23 до 8,64 - 10,51 Чдк .обменной энергии.

10.Наиболее элективным способом регулирования водного режима выработанных торфяников при выращивании многолетних трав следует признать,в'.первую очередь,шлюзование открытых каналов и -закрытого дренака. При его использовании темп роста продуктивности составил 0,24 и 0,13 ,соответственно,рост затрат - 0,05 и 0,01 при норме внесения минеральных удобрений 72*^204' Елпз°ванке оказывает положительное влияние на почву,растения,окружающую среду. В то ке время применение поверхностного увлажнения (орошения-дождеванием)-

- экономически неэффективно при выращивании многолетних трав,т.к.темп роста продуктивности - 0,36 ,рост затрат - I,

11.Результаты данных исследований цогут быть,в частности,использованы в условиях Вйровской области,где площади выработанных торфяников составляют более 65 тыс.гагпри разработке технологий получения двух укосов трав,и при регулировании водного реиша путём шлюзования открытых каналов,использовать мелиорируемые площади как биотехнические стационары с разведением птиц,рыбы,водоплавающих животных.

12.Образующийся после добычи торфа техногенно нарупенный ландшафт после рекультивации моино представить как культурные луговые угодья,рационально перемещающиеся с лесными полезащитными полосами и отдельными массивами леса. Правильное сочетание луговых угодий с лесными ,будет способствовать созданию более разнообразных и продуктивных антропогенных ландшафтов. Лесные полосы снижают эрозию,потери торфа от распыления,смягчают влияние заморозков,способствуют восстановлению богатой и разнообразной фауны,заселению птиц и яивотных.

Список работ опубликованных по теме диссертации.

1.Влияние метеоусловий на урожайность многолетних трав на выработанных торфяниках Кировской лугоболотной опытной станции.//Материалы конференции молодых учёных и специалистов. - Актуальные проблемы интенсификации земледелия и животноводства в современных условиях. - Свердловск,1990.-

- С.59-62 (в соавторстве).

2.Влияние минеральных удобрений на продуктивность многолетних трав и плодородие выработанных торфяников Кировской лугоболотной опытной станции.//Тезисы докладов научно-производственной конференции. - Рациональное использование земельных ресурсов России. - Киров,1993. - С.56-58.

3.Изменение химического состава сбросных вод при осушении выработанных торфяных болот.//Научные труды Кировской лугоболотной опытной станции. - Луга на болотах. - Киров,1993.-_ с.74-77.

4.Опыт моделирования грунтовых вод.//Материалы второго регионального научно-методического семинара. - Новые информационные технологии в учебном процессе. - Киров,1993. -

- С.27-28.

5.Моделирование взаимосвязанной системы "метеоэлементы -

- грунтовые воды".//Тезисы докладов Международной конференции. - Моделирование процессов и систем в отраслях АПК.- С.Петербург,1993.- С.34-35.(в соавторстве).

6.Формирование химического состава сбросных и грунтовых вод выработанного торфяника Кировской лугоболотной опытной станции.//Научные труды Кировской лугоболотной опытной станция. - На торфяных почвах. - Часть первая. - Киров, 1993. - С.76-79 (в соавторстве).

7.Вынос элементов минерального питания с выработанных торфя-

ников сбросными водами.//Научные труды Кировского сельскохозяйственного института. - Почва,сорт,агротехника, КСХИ. -- Киров,1994.- С.53-57.

8.Изменение агрохимических свойств выработанного торфяника при выращивании многолетних трав.//Тезисы докладов научной конференции посвященной 50-летис агрономического факультета КСХИ. - Агрономическая наука - достижения и перспективы. - Киров,1994. - С.77-78.

нг ¿/жт.»«^-^»!-^