Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Восстановление плодородия эродированных темно-серых лесостепных и бурых лесных супесчанных почв при возделывании табака

ВАК РФ 06.01.03, Агропочвоведение и агрофизика

Содержание диссертации, кандидата сельскохозяйственных наук, Киян, Наталия Алексеевна

1. ВВЕДЕНИЕ

2. ВОССТАНОВЛЕНИЕ ПЛОДОРОДИЯ ЭРОДИРОВАННЫХ ПОЧВ

ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ)

3. МЕТОДЫ И УСЛОВИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ 22 3.1* Методика полевых и лабораторных исследований

8.2. Метеорологические условия

3.3. Почвы

3.3.1. Темно-серые лесостепные глинистые

3.3.2. Бурые лесные супесчаные

4. ВЛИЯНИЕ УДОБРЕНИЙ И РАЗЛИЧНЫХ СЕВООБОРОТОВ НА ИЗМЕНЕНИЕ СВОЙСТВ ЭРОДИРОВАННЫХ ТЕМНО-СЕРЫХ ЛЕСОСТЕПНЫХ И БУРЫХ ЛЕСНЫХ СУПЕСЧАНЫХ ПОЧВ 39 4.1* Водно-физические свойства

4.2. Пищевой режим

4.2.1. Элементы питания

4.2.2. Органическое вещество эродированных

4.3. Биологическая активность

5. ВЛИЯНИЕ ЭРОЗИИ И ПРИЕМОВ РЕКУЛЬТИВАЦИИ НА УРОЖАЙ И ХИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ

КУЛЬТУР

5.1. Рост, развитие и урожай растений

5.2. Круговорот и баланс питательных веществ

6. ОЦЕНКА ИСПОЛЬЗОВАНИЯ АГРОХИМИЧЕСКОГО И ФИТОМЕЛИ-ОРАТИВНОГО МЕТОДОВ ДЛЯ ВОССТАНОВЛЕНИЯ ЭРОДИРОВАННЫХ ПОЧВ ПОД ТАБАК

6.1. Рост и развитие табака

6.2. Урожай и качество табака

6.3. Экономическая оценка приемов восстановления плодородия эродированных почв при возделывании табака

Введение Диссертация по сельскому хозяйству, на тему "Восстановление плодородия эродированных темно-серых лесостепных и бурых лесных супесчанных почв при возделывании табака"

Актуальность темы. В настоящее время одной из основных проб-леи в сельском хозяйстве является борьба за сокращение потерь земельных ресурсов сельскохозяйственного обращения*

Несмотря на то, что в нашей стране ведутся работы по увеличению пашни за счет освоения новых земель, площадь земель в сельскохозяйственном обороте и площадь пашни, приходящаяся на одного человека, продолжают сокращаться (Панников, 1971). В настоящее время площадь эродированных и эрозионно-опасных сельскохозяйственных угодий составляет 327 млн. га, ежегодный ущерб от эрозионных процессов оценивается в 10,7 млрд. рублей (Ванин, 1981). Существенных изменений в общей площади пашни по стране в ближайшей перспективе не ожидается.

В Краснодарском крае свыше 2 млн. га составляют эродированные и эрозионно-опасные земли (дефляция и водная эрозия),то есть около 50 % от общей площади сельскохозяйственных угодий (Семенов, 1970). Особенно серьезная опасность развития водной эрозии на Кубани существует на Черноморском побережьи и в предгорной зоне. Поэтому весьма актуальными являются вопросы восстановления плодородия эродированных почв.

Мнения о возможности восстановления плодородия эродированных почв весьма противоречивы. По приблизительным подсчетам X. Беннета для восстановления слоя почвы в 2,5 см при хорошем растительном покрове требуется от 100 до 300 лет и более (Конке и Бертран, 1962). Другие ученые считают, что применение противо-эрозионной системы возделывания культур и удобрения позволяют приостановить эрозию почвы и получить высокие урожаи сельскохозяйственных культур (Черемисинов, 1968; Скородумов, Паляницина, 1971; Садриддинов, 1968 и др.). При этом плодородие уже эродированной почвы не восстанавливается.

Как показывает мировой опыт, за 8-10 лет бросовые земли промышленных отвалов при помощи травосеяния и удобрений можно улучшить и довести до такого состояния, при котором на них нередко получают урожаи выше, чем на неэродированных почвах. Это подтверждают и результаты работ М.К. Дараселия и М.Д. Гвазава (1973), проведенных на красноземах Грузии, и М.Н. Багрова и JI.B. Ивановой (1971), выполненных на светло-каштановых солонцеватых почвах Волгоградской области.

В условиях Краснодарского края для наилучших табачных глинистых темно-серых лесостепных и бурых лесных супесчаных почв этот вопрос оставался неизученным и такая задача поставлена впервые.

Цель и задачи исследований. Цель исследований - изучение процессов восстановления плодородия эродированных темно-серых лесостепных и бурых лесных супесчаных почв при использовании агрохимического и фитомелиоративного способов рекультивации.

В этой связи поставлены следующие задачи:

1. Изучить основные показатели почвенного плодородия эродированных темно-серых и бурых лесных почв и их изменение, происходящие в процессе восстановления плодородия.

2. Доказать возможность использования агрохимического и фитомелиоративного способов для восстановления плодородия эродированных темно-серых лесостепных и бурых лесных супесчаных почв.

3. Определить возможность использования эродированных почв для возделывания табака.

Научная новизна. Впервые для темно-серых лесостепных и бурых лесных почв Краснодарского края исследованы вопросы восстановления их плодородия при использовании агрохимического и фитомелиоративного способов. Изучено влияние степени эродированности и используемых приемов восстановления плодородия на урожайность, качество табака и сопутствующих культур. Впервые определен фракционный состав гумуса в неэродированных и эродированных почвах. Б ходе лабораторных исследований был усовершенствован метод определения фракционного состава гумуса минеральных почв (Сыкалова, Мельцина, 1978).

Практическая ценность. На основании проведенных исследований даны рекомендации по использованию в сельском хозяйстве разрушенных эрозией темно-серых лесостепных и бурых лесных супесчаных почв. Определена возможность их использования для возделывания табака. Использование рекомендаций институтом "Кубаньгипрозем" и колхозом "Родина" Абинского района позволило получить суммарный эффект в 524- тыс. руб.

В результате исследований на защиту выносятся следующие основные положения диссертации:

1. Высокая эффективность агрохимического и фитомелиоративно-го методов рекультивации позволяет значительно увеличить плодородие эродированных темно-серых лесостепных и бурых лесных супесчаных почв: снижается величина объемной массы, выравниваются агрохимические свойства, усиливается биологическая активность, увеличивается содержание гумуса и улучшается его качество. С годами увеличиваются относительные урожаи и снижаются потери урожайности сельскохозяйственных культур от эрозии. При использовании агрохимического метода рекультивации увеличивается количество послеуборочных остатков - источника накопления органического вещества; содержание в них микроэлементов возрастает в 0,5 -2 раза, что сказывается на усиление биологического круговорота (положительный фактор с точки зрения повышения плодородия почв).

2. Комплекс фито- и агрохимических методов восстановления плодородия эродированных почв позволяет в первые же годы использовать бурые лесные супесчаные почвы для возделывания табака, урожайность которого при этом увеличивается на 7-12 ц/га и в среднем равняет

3. На урожайность табака большое влияние оказывает плотность почвы ( г = - 0,95 ± О ДО ). Увеличение объемной массы темно-серой лесостепной почвы на 0,01 г/см** приводит к снижению урожайности 2 ц/га ( у, = 1,540 - 0,005х).

4. Уровень рентабельности при использовании эродированных земель для возделывания табака высокий и составляет 43-53

Апробация работы. Результаты исследований были доложены на конференции молодых ученых Прикубанского района (Краснодар,1976), на 4, 5, 6 и 7 научно-практических конференциях молодых ученых-табаководов (Краснодар, 1977, 1978, 1980, 1982), на конференции "Научные основы рационального использования и повышения плодородия почв" (Ростов-на-Дону, 1978), аа Всесоюзном научно-методическом совещании участников географической сети опытов с удобрениями (Москва, 1976), на Всесоюзном семинаре "Совершенствование систем удобрения в севооборотах в различных зонах страны" (Москва, 1981), на Всесоюзных школах молодых ученых и специалистов "Вопросы теории и практики повышения плодородия почв" (Нарва, 1981) и "Вопросы теории и практики защиты почв от эрозии и охраны окружающей среды" (Курск, 1982). Выступления полностью отражают содержание диссертации.

Публикация результатов исследований. Основное содержание диссертации опубликовано в 8 печатных работах.

Объем работы. Диссертация изложена на 166 страницах машинописного текста, содержит 33 таблицы, 17 рисунков и 32 приложений. Список использованной литературы включает 207 наименований, в том числе XI на иностранных языках.

Заключение Диссертация по теме "Агропочвоведение и агрофизика", Киян, Наталия Алексеевна

ш выводы

1. Освоение и длительное сельскохозяйственное использование лесных почв Кубани приводит к потери гумуса. В темно-серой лесостепной почве уменьшается содержание углерода гумуса с 2,6 до 1,9 % (слой 0-30 см), а в бурой лесной супесчаной почве с 1,0 до 0,5 %. Гумус бурых супесчаных почв на 70 % состоит из гумина, который в таких почвах не менее подвижен, чем любая другая фракция.

Последующее экстенсивное земледелие приводит к стабилизации содержания углерода гумуса бурой лесной супесчаной почвы и дальнейшему уменьшению его содержания в темно-серой почве (на 24 % с 1972 по 1980 гг.).

2. С увеличением степени эродированности темно-серой лесостепной и бурой лесной супесчаной почв резко падает их плодородие. На бурой лесной супесчаной почве в 2-3 раза уменьшается содержание подвижных форм азота, фосфора, калия и микроэлементов (цинка, меди, молибдена и бора); возрастает величина объемной массы с 1,27 до 1,36 г/см^; биологическая активность почв снижается.

На темно-серой лесостепной почве возрастает плотность; снижается содержание подвижного азота, органического углерода с 1,67 до 1,27 на средне - и 0,95 % на сильноэродированной почве, снижается отношение С г.к. к С ф.к. с 0,7 до 0,5. Такие почвы содержат значительно меньше доступной воды.

Эти негативные явления приводят к снижению уровня урожайности сельскохозяйственных культур на 48 - 71

3. Использование агротехнического и фитомелиоратнвного методов рекультивации позволили значительно повысить плодородие эродированных темно-серых лесостепных и бурых лесных супесчаных почв.

За девятилетний период возросло содержание гумуса на 16-28 % на средне- и на 10-17 % на сильноэродированной темно-серой лесостепной почве, улучшилось его качество. Существующие темпы накопления гумуса позволят восстановить его прежнее содержание за 12-13 лет на средне- и за 15-20 лет на сильноэродированной темно-серой лесостепной почве. На бурой лесной супесчаной почве для этого достаточно 6 дет.

В процессе восстановления повысилась также биологическая активность почв. К моменту проведения исследований на среднеэроди-рованной темно-серой почве она составила 82-98 % а на сильноэродированной - 63-76 % от неэродированной, на бурой лесной супесчаной почве - 71-72 %. На темно-серой лесостепной почве 67 % изменений уровня урожайности озимой пшеницы и на 59 % величины урожайности табака обусловлено изменениями биологической активности. На бурой лесной супесчаной почве изменения урожайности не зависят от этого показателя (г = 0,31 ± 0,84).

4. За 4 года рекультивации по морфологический признакам профиль эродированных бурых лесных супесчаных почв приблизился к неэродированной. При выращивании клевера образовался небольшой гумусовый горизонт. Темп её превращения в обычную зависит в основном от обработок. Здесь не только образовался пахотный горизонт Aj и частично АВ, но под ним развился горизонт Aj за счет горизонтов АВ и В.

5. Изменилась плотность почв. Объемная масса снизилась на 0,07 г/см^ на средне - и на 0,08 г/см** на сильноэродированной темно-серой лесостепной почве. Между урожайностью табака и объемной массой темно-серой лесостепной почвы доказана тесная обратная корреляция г = -0,95 i 0,10. Уплотнение темно-серой лесостепной почвы на 0,01 г/см** приводит к снижению урожайности на

2 ц/га. Увеличение объемной массы на бурой лесной супесчаной эродированной почве с 1,27 до 1,40 г/см3 не является критичеоким для супесчаных почв. Коэффициент корреляции между плотностью пахотного слоя бурых лесных супесчаных почв и урожаем г = -0,55.± 0,85) не велик.

6. Повышение эффективного плодородия почв непосредственно сказывается на росте урожайности сопутствующих культур.

На темно-серой лесостепной почве урожайность озимой пшеницы с 1973 по 1980 гг. увеличилась с 114 до 141 % на средне- и с 91 до 140 % на сильноэродироваиной. Потери урожайности люцерны в 1973 г. составляли 47-56 а к 1976 г. они снизились до 14-35 % в зависимости от степени эродированности.

На бурой лесной супесчаной почве урожайность смеси озимой пшеницы с горохом увеличилась с 1974 по 1976 гг. с 124 до 187 %.

7. На эродированных почвах удобрения в 1,5 раза увеличивают количество послеуборочных остатков сельскохозяйственных культур, что способствует повышению уровня гумификации. При этом в опытах в 0,5-2,0 раза возрастает содержание макроэлементов, что способствует усилению биологического круговорота.

8. Эродированные темно-серые лесостепные и бурые лесные супесчаные почвы целесообразно использовать для возделывания табака на фоне применения комплекса агрохимического и фитомелиоратив-ного методов. Урожайность табака при этом увеличивается на 11-15 ц/га на темно-серой лесостепной и на 13 ц/га на бурой лесной супесчаной почве. Уровень рентабельности при интенсивном использовании эродированных земель под табак высокий и составляет 39-53 %.

РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ИСПОЛЬЗОВАНИЮ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЙ

1. Хозяйствам Краснодарского края целесообразно использовать эродированные и спланированные темно-серые лесостепные и бурые лесные почвы прежде всего для возделывания табака, который обладает высокой экологической специфичностью к почвенным условиям и более эффективно, чем другие сельскохозяйственные культуры, использует плодородие таких почв.

2. Для восстановления плодородия эродированных и спланированных темно-серых лесостепных и бурых лесных супесчаных почв необходимо использовать агрохимический (применение удобрений) и фитомелиоративный способы рекультивации земель.

3. Результаты научных исследований целесообразно использовать проектными и землеустроительными организациями при составлении проектов землеустройства колхозов и совхозов, а также при разработке эффективных приёмов рекультивации почв.

Библиография Диссертация по сельскому хозяйству, кандидата сельскохозяйственных наук, Киян, Наталия Алексеевна, Краснодар

1. Авдеева А.В. Почвы западной части б. Майкопского округа. Сб. материалов почв.-агрономического обследования б. Майкопского округа Севкавкрая. - Тр. Всесоюзного ин-та табачной промышленности. Краснодар, 1933, с. 5.

2. Авдеева А.В. Природные условия районов табака в Азово-Черномор-ском крае. В кн.: Научно-технический бюллетень ВИТИМ. Краснодар, 1935, с. 7.

3. Акималиев Д.А., Золоев В.М. Действие длительного применения удобрений в севообороте на содержание гумуса и азота в серозем-но-луговых почвах Киргизии. Агрохимия, 1975, № 12, с. 3.

4. Александрова JI.H. Органическое вещество почвы и азотное питание растений. Почвоведение, 1977, № 5, с. 31.

5. Александрова Л.Н., Нунков A.M. Процессы трансформации органических удобрений в дерново-подзолистых почвах. Почвоведение, 1980, № 10, с. 44.

6. Алехин С.Н. Сравнительная оценка сроков внесения удобрений под табак на почвах предгорий Кубани. Агрохимия, 1976, № 5,с.94.

7. Алехин С.Н., Белоусов B.C., Вальков В.Ф., Сыкалова Н.А. Бурые лесные супесчаные почвы западного Кавказа. Почвоведение, 1980, № б, с.27.

8. Ахтырцев Б.П., Вальков В.Ф. Сравнительная характеристика серых лесных почв Северо-Западного Кавказа и Среднерусской лесостепи. Агрохимия, 1975, № 2, с. 5.

9. Ацци I. Сельскохозяйственная экология. М., 1959, 479с.

10. Багров М.Н., Иванова Л.В. Приемы сохранения и восстановления плодородия почв при планировке.-Гидротехника и мелиорация,1971, № 9, с. 31.

11. Баканина Ф.М. Влияние процесса эрозии на физико-химические иагрохимические свойства почв серого лесного типа. Труды Горьковского СХИ, 1970, том 25, с. 52.

12. Баланда Д.А., Борисенко Е.Ф. Влияние однолетних культур на плодородие почвы. Сборник научно-исследовательских работ ВИТИМ. Краснодар, 1973, № 158, с. 104.

13. Баланда Д.В., Штомпель Ю.А. Агротехнические приемы борьбы с водной эрозией почвы на табачных плантациях.-Сборник научно-исследовательских работ. Краснодар, 1973, с. ИЗ.

14. Балеев П.В., Карастоянова Р.С. О роли растений и удобрений в повышении плодородия почвы. Почвоведение, 1957, № II, с.80.

15. Бекаревич Н.Е., Горобец Н.Д. и др. Возделывание зерновых культур на опытных рекультивированных участках с насыпным слоем чернозема. Труды Днепропетровского СХИ, 1974, т. 26, с.106.

16. Бекаревич Н.Е., Колбасина А.А. и др. Некоторые выводы, вытекающие из полевых опытов с сельскохозяйственными культурами, заложенными на рекультивированных участках карьеров в Степи УССР. В кн.: Рекультивация промышленных пустошей. М., 1972.

17. Берестецкий О.А., Зубец Т.П. Влияние сельскохозяйственных культур на численность микрофлоры и биологическую активность дерново-подзолистой почвы. Почвоведение, 1981, № I, с. 94.

18. Бессарабова А.А., Иванов Г.И., Максимов О.Б. Характеристика органического вещества бурых лесных почв Уссурийского заповедника. Почвоведение, 1977, №4, с. 57.

19. Биленко П.Я., Логвиненко О.А. Плодородие отдельных слоев гумусового горизонта пойменной лугово-черноземной почвы. Почвоведение, 1978, № 6, с. 109.

20. Блэк К.А. Растение и почва. М., 1973, 503с.

21. Болдырев А.И., Андрусенко И.И., Сафонова Е.П. Баланс гумуса в темно-каштановой орошаемой почве. Почвоведение, 1978, № I, с. 67.

22. Бридько Ю.И. Водно-физические и агрохимические свойства бурых лесных оподзоленных почв предгорий Краснодарского края: Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата с.х. наук. Краснодар, 1967, 27с.

23. Бурыкин A.M. Использование гумусового слоя почв при рекультивации земель Курской Магнитной аномалии. Вестник с.х. науки,1976, № I, с. 49.

24. Бурыкин A.M., Стифеев А.И, Рекультивация земель. Земледелие, 1972, № 5, с. 18.

25. Бучинский А.Ф., Володарский Н.И., Асмаев А.Г. Табаководство, М., 1979, 320с.

26. Вальков В.Ф. Генетические и агропроизводственные особенности черноземов и лесных почв Северо-Западного Кавказа: Автореферат докторской диссертации. Ростов-на-Дону, 1974, 46с.

27. Вальков В.Ф. Генезис почв Северного Кавказа. Ростов-на-Дону,1977, 160с.

28. Вальков В.Ф., Клименко Г.Г., Прозан В.М. Оценка и некоторые особенности варьирования генетических характеристик почв. -Почвоведение, 1975, te II, с. 5.

29. Ванин Д.Е. Теоретические основы почвозащитного земледелия. -Тезисы докладов: Вопросы теории и практики повышения плодородия почв. М., 198I, с. 8.

30. Возбуцкая А.Е. Химия почвы. М,, 1968, 428с.

31. Вольф В.Г. Статистическая обработка опытных данных. М., 1966, 255с.

32. Грати В.П., Ганенко В.И. и др. Плодородие серых лесных почв, его оценка и пути повышения. Тезисы докладов научной конференции, посвященной 100-летию со дня рождения академика П.А. Ди-мо. Кишинев, 1973, с. 57.

33. Гергов Г, Методические вопросы при вычислении убытков в результате эрозии почвы и экономической эффективности проти-воэрозионных мероприятий. йкономика на сельскою стопано-во, 1971, № I, р. 55.

34. Горшенин К.П. Влияние многолетних трав на плодородие почвы.-Почвоведение. 1957, № 10, с. 80.

35. Гринченко A.M., Чесняк Г.Я., Чесняк О.А. Динамика элементов плодородия мощного чернозема в зависимости от длительности сельскохозяйственного использования и внесения удобрений. -Почвоведение, 1964, N2 5, с. 27.

36. Губенко Ф.П. Исследование корневой системы табака. -Сборник научно-исследовательских работ, 1973, вып. 158, с. 170.

37. Гуминский С.А. Механизм и условия физиологического действия гумусовых веществ на растительный организм. Почвоведение, 1957, № 12, с. 72.

38. Давиденко А.И. и др. Защита почв от водной эрозии в Краснодарском крае. Краснодар, 1970, 62с.

39. Дараселия М.К., Гвазава Ш.Т. Восстановление плодородия смытых почв в субтропиках. Вестник с.х. науки, 1973, № 3,с.33.

40. Демиденко Г.А. Изменение структурного состояния темно-серых лесных почв под влиянием процессов эрозии. Научные труды Курского СХИ, 197I, том 5, вып. 4, с. 8.

41. Долгов С.И., Жидкова А.А. Водно-физические свойства чаепригод-ных почв северных склонов западной части Кавказского хребта.-В кн.: Почвы предгорных районов Краснодарского края и освоение их под культуру чая. М., I960, с. 207.

42. Доспехов Б.А. Методика полевого опыта (с основами статистической обработки результатов исследований). М., 1979, 336с.

43. Дурыманова Н.П. Повышение плодородия эродированного мицеляр-но-карбонатного чернозема. В кн.: Освоение малопродуктивных склонов и защита их от эрозии. Кишинев, 1978, с. 131.

44. Егоров JI.И., Калинина В.А. Чаепригодные почвы Горяче-Ключев-ского района. В кн.: Почвы Предгорных районов Краснодарского края и освоение их под культуру чая. М., I960, с. 145.

45. Запрометнов М.И. Основы биохимии фенольных соединений. М., 1974, 213©.

46. Захаров С.А. Главнейшие почвы Черноморского округа и их сельскохозяйственная характеристика. Ежегодное изучение почв Северного Кавказа за 1929 г. Краснодар, ч. 2, 1929.

47. Захаров С.А. Эволюция плодородия генетических горизонтов каштановой и черноземной зон. Записки Харьковского СХИ, Харьков, 1945, т. 1У.

48. Захаров С.А. Плодородие глубоких горизонтов черноземной и каштановой зон, особенно Северного Кавказа и Дона. В кн.: Ученые записки Ростовского н/Дону госуниверситета. Труды геолого-почвенного ф-та, Ростов, 1946, вып. 4, т. II.

49. Зонн С.В. Почвы и почвенные районы предгорий. Природные условия Северо-Западного Кавказа и пути рационального использования их в сельскохозяйственном производстве, ч. I. М., 1951.

50. Зонн С.В. Горно-лесные почвы Северо-Западного Кавказа. М., 1950, 330с.

51. Зонн С.В. Буроземообразование, псевдооподзолевание и подзолообразование. Почвоведение, 1966, № 7, с. 5.

52. Зражевский А.И. О значении биомассы беспозвоночных и микроорганизмов в плодородии почв. В кн.: Проблемы почвенной зоологии, М., 1966, с. 61.

53. Зыков К.Г., йвонин В.М., Борец В.П. и др. Рекомендации по поверхностному и коренному улучшению естественных кормовых угодий на эродированных склонах в системе лесных насаждений.Волгоград, 1982, 35с.

54. Иванов В.Д., Лопырев М.И., Романюк В.И. Эффективное плодоро55