Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Воздействие различных видов, норм и сроков внесения навоза на плодородие и биопродуктивность лугово-черноземных почв под естественными сенокосами Восточного Забайкалья

ВАК РФ 06.01.03, Агропочвоведение и агрофизика

Текст научной работыДиссертация по сельскому хозяйству, кандидата сельскохозяйственных наук, Сташевская, Тамара Михайловна, Чита

ИРКУТСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ ЧИТИНСКИЙ ФИЛИАЛ

На правах рукописи СТАШЕВСКАЯ ТАМАРА МИХАЙЛОВНА

ВОЗДЕЙСТВИЕ РАЗЛИЧНЫХ ВИДОВ, НОРМ И СРОКОВ ВНЕСЕНИЯ НАВОЗА НА ПЛОДОРОДИЕ И БИОПРОДУКТИВНОСТЬ ЛУГОВО-ЧЕРНОЗЕМНЫХ ПОЧВ ПОД ЕСТЕСТВЕННЫМИ СЕНОКОСАМИ ВОСТОЧНОГО ЗАБАЙКАЛЬЯ

06.01.03 - Агропочвоведение

ДИССЕРТАЦИЯ на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

Научные руководители: доктор сельскохозяйственных наук,

профессор Куликов Г.Г. доктор биологических наук Убугунов Л.Л.

ЧИТА - 1999

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ............................................................................. 4

1. КРАТКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ФАКТОРОВ ПОЧВООБРАЗОВАНИЯ И ОСНОВНЫЕ СВОЙСТВА ЛУГОВО-ЧЕРНОЗЕМНЫХ ПОЧВ ВОСТОЧНОГО ЗАБАЙКАЛЬЯ 7

1.1. Краткая характеристика факторов почвообразования 7

1.2. Основные свойства лугово-черноземных почв............. 14

2. ВЛИЯНИЕ НАВОЗА НА ПЛОДОРОДИЕ ПОЧВ, ПРО-ДУКТИНОСТЬ, БОТАНИЧЕСКИЙ И ХИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ ТРАВ ПРИРОДНЫХ КОРМОВЫХ УГОДИЙ (обзор литературы).................................................................... 18

2.1. Химический состав разных видов надозамД..,л.,........... 19

2.2.Влияние навоза на плодородие почв естественных кормовых угодий............................................................................. 21

2.3. Изменение продуктивности травянистых фитоцено-зов в зависимости от применения навоза................................. 26

2.4 Биопродуктивность почв под естественными сенокосами в зависимости от разных сроков внесения навоза....... 33

2.5 Действие навоза на ботанический и химический

состав кормовых трав............................................................ 34

3. ОБЪЕКТЫ, МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЙ И УСЛОВИЯ ПРОВЕДЕНИЯ ПОЛЕВЫХ ЭКСПЕРИМЕНТОВ....... 38

3.1. Характеристика почвы опытного участка................... 38

3.2. Растительные сообщества, их видовой состав и кормовая ценность доминантов............................................... 40

3.3. Схемы полевых опытов................................................. 41

3.4. Методика почвенно-агрохимических и ботанико-луговодческих исследований............................................... 42

3.5. Агрохимическая характеристика различных видов

навоза......................................................................... 44

3.6. Метеорологические условия...................................... 46

4. ВОЗДЕЙСТВИЕ РАЗЛИЧНЫХ ВИДОВ НАВОЗА НА ОСНОВНЫЕ ПАРАМЕТРЫ ПЛОДОРОДИЯ ЛУГОВО-ЧЕРНОЗЕМНЫХ ПОЧВ ПОД ЕСТЕСТВЕННЫМИ СЕНОКОСАМИ............................................................................ 48

4.1. Режим влажности в верхнем слое почвы (0-20 см)...... 48

4.2. Содержание органического вещества и общего азота 51

4.3. Реакция среды, степень и химизм засоления почвы.... 56

4.4. Питательный режим почвы........................................... 58

5. АГРОХИМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ РАЗЛИЧНЫХ ВИДОВ И СРОКОВ ВНЕСЕНИЯ НАВОЗА НА ПРИРОДНЫХ СЕНОКОСАХ.................... 72

5.1. Продуктивность растительных сообществ.................. 72

5.2. Состояние и ботанический состав травостоя............... 79

5.3. Качественный состав сена............................................ 83

5.4. Вынос питательных веществ из почвы урожаем трав.. 91 5.5Биопродуктивность лугово-черноземных почв при действии навоза разных сроков применения..................... 96

6. БИОЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ИСПОЛЬЗОВАНИЯ НАВОЗА В АГРОЭКОСИСТЕМАХ СЕНОКОСНОГО ИСПОЛЬЗОВАНИЯ......................................................... 99

ВЫВОДЫ.................................................................................. 104

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ....................................................... 106

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность. Лугово-черноземные почвы, формирующиеся под богатой злаково-разнотравной растительностью, в условиях близкого залегания вечной мерзлоты или грунтовых вод являются по уровню потенциального плодородия одними из лучших почв Забайкалья. Они характеризуются высоким содержанием гумуса, валового азота, калия, достаточно обеспечены фосфором. Однако, обладая высоким потенциальным плодородием, лугово-черноземные почвы не всегда обеспечивают высокую продуктивность произрастающих на них растений вследствие неблагоприятного теплового режима, сдерживающего минерализацию органических соединений. Гумус этих почв без дополнительного воздействия инертен в силу низкой биологической активности обитающей в них микрофлоры. Основным способом повышения биопродуктивности лугово-черноземных почв является применение минеральных удобрений и использование стимуляторов биологической активности, в частности навоза. В настоящее время из-за дороговизны минеральные удобрения для многих хозяйств стали труднодоступны. В связи с этим представляет интерес рациональное использование местных органических удобрений. Особо актуальна в современных условиях проблема утилизации качественно нового для Забайкалья вида органических удобрений- бесподстилочного навоза, при неправильном применении которого возможно загрязнение окружающей среды.

Цель исследований - изучить эффективность различных видов, норм и сроков применения навоза для повышения плодородия лугово-черноземных почв и улучшения природных кормовых угодий лесостепи Восточного Забайкалья.

Задачи исследований:

- установить влияние поверхностного внесения разных видов навоза на основные параметры плодородия лугово-черноземных почв;

- изучить действие разных видов, норм и сроков внесения навоза на биопродуктивность и качество трав естественных сенокосов;

- определить биоэнергетическую эффективность применения навоза для улучшения фитоценозов, формирующихся на лугово-черноземных почвах.

Научная новизна исследований. Впервые для условий лесостепи Восточного Забайкалья изучены закономерности влияния разных видов, норм и сроков внесения навоза на изменения основных элементов плодородия целинных лугово-черноземных почв, установлена целесообразность его применения для поверхностного улучшения естественных сенокосов, формирующихся на засоленных вариантах этих почв, определены сроки внесения навоза на природные кормовые угодья, проведена биоэнергетическая оценка удобрения навозом лугов.

Защищаемые положения:

1. Поверхностное внесение перепревшего навоза способствует снижению степени засоления и увеличению содержания подвижных форм питательных веществ в верхнем корнеобитаемом слое лугово-черноземных почв.

2. Применение перепревшего навоза в нормах 20-60 т/га повышает продуктивность естественных сенокосов в 1,3-2,0 раза, улучшает качество получаемого с них сена.

Практическая значимость. Полученный научный и научно-практический материал использован в рекомендациях сельскохозяйственному производству Читинской области по поверхностному улучшению естественных сенокосов с использованием навоза и опубликован в «Системе ведения АПК Читинской области».

Предлагаемые диссертантом оптимальные дозы различных видов навоза дают возможность значительно повысить эффективное плодородие лугово-черноземных почв Восточного Забайкалья, увеличить урожайность естественных сенокосов и улучшить кормовую ценность получаемого с них сена. Результаты диссертационной работы

используются в учебном процессе на агрономическом факультете Бурятской ГСХА им. В.Р. Филиппова и в Читинском филиале Иркутской ГСХА.

Апробация работы. Разработанные по результатам исследований рекомендации рассмотрены научно-техническим советом ЦНО комитета сельского хозяйства, доложены на научно-практической конференции, посвященной 100-летию географического общества Читинской области (г. Чита, 1993), на конференции "Народы Забайкалья: возрождение и развитие (г. Чита, 1997), на Международной конференции "Флора, растительность и растительные ресурсы Забайкалья" (г. Чита, 1997), на научной конференции агрономического факультета БГСХА им. В.Р. Филиппова (г. Улан-Удэ, 1999).

Публикации. По материалам диссертационной работы опубликовано 7 научных работ, 2 находятся в печати.

Содержание работы. Диссертация представляет собою рукопись объемом 119 страниц машинописного текста, содержит 18 таблиц, 10 рисунков. Она состоит из введения, 6 глав, выводов. Библиография представлена 160 наименованиями, в том числе 21 работой иностранных авторов.

Автор выражает искреннюю признательность д.с.-х.н., профессору Куликову Г.Г., д.б.н. Убугунову Л.Л. за советы и критические замечания при написании диссертации, д.с.-х.н. Климовой Э.В., коллективам лаборатории общей химии и отдела кормопроизводства ЗабНИИСХ за оказание помощи при проведении исследований.

1. КРАТКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ФАКТОРОВ ПОЧВООБРАЗОВАНИЯ И ОСНОВНЫЕ СВОЙСТВА ЛУГОВО-ЧЕРНОЗЕМНЫХ ПОЧВ ВОСТОЧНОГО

ЗАБАЙКАЛЬЯ

1.1 Краткая характеристика факторов почвообразования

Рельеф. Территория Читинской области находится в пределах Забайкальской географической провинции. На формирование климата, почв, типов растительности наряду со многими региональными природными факторами большое влияние оказывает и типичный для области горный рельеф. Для Восточного Забайкалья наиболее характерны средневысотные хребты, линейно-вытянутые с юго-запада на северо-восток (Яблоновый, Черского, Борщевочный), низкогорья и чередующиеся с ними межгорные депрессии. Средняя высота над уровнем моря составляет 600-700 м. Межгорные депрессии имеют долинный характер и занимают относительно небольшую часть территории. Из-за труднодоступности горных территорий для сельскохозяйственного освоения межгорные понижения являются основным земельным фондом сельскохозяйственных угодий. Наиболее крупными межгорными депрессиями являются Читинско-Ингодинская, Нерчинская, Кыринская, Оленгуйская.

Читинско-Ингодинская котловина располагается между склонами Яблонового и Черского хребтов. Общая протяженность этой депрессии 250 км, ширина от 5 до 25 км. Абсолютные высоты - 750-850 м, а окружающих хребтов от 1000 до 1300м (Уфимцева,1967). Поверхность этой депрессии представляет собою увалистую равнину. В самой низкой части котловины протекают реки Ингода и Читинка. В среднем течении р. Ингоды, в 30 км от города Читы располагался район наших

исследований, являющийся типичным участком местности, характерной для Читинско-Ингодинской депрессии.

Геологическое строение и почвообразующие породы.

Преобладающими горными породами в Забайкалье являются граниты и породы гранитовой группы, различные сланцы и базальты.

Почвообразующими породами на большей части Забайкалья являются мощные толщи элюво-делювия плотных пород. Почвообразование в межгорных котловинах и широких участках речных долин происходит на рыхлых наносах, очень неоднородных по генезису, составу и мощности (Ногина, 1994). Среди них распространены древние и современные озерные и аллювиальные отложения, пролювиальные, делювиальные, элювиально-делювиальные, ледниковые толщи и эоловые наносы. Большая часть почвообразукяцих пород котловин содержит карбонаты кальция. Наносы котловин восточных районов окарбоначены меньше, чем в Западном Забайкалье. На центральных участках котловин поверхностные горизонты наносов часто обогащены сульфатами и хлоридами.

Читинско-Ингодинская котловина выполнена мощной толщей слоистых, местами щебнистых песков. Территория котловины лежит в зоне распространения островов таликов среди мерзлого грунта (Уфимцева,1967).

Климат. Климат Восточного Забайкалья определяет удаленность от океанов, сложный рельеф и географическое положение в северной и центральной частях Азиатского материка. Сочетание этих факторов обусловило формирование резко-континентального климата, для которого наиболее характерно небольшое количество атмосферных осадков (250-300 мм), короткий безморозный период ( 60-90 дней), отрицательная среднегодовая температура (от -2,3 до - 4,5 градусов по Цельсию) и существенные колебания температуры как в течение суток, так и между холодным и теплым сезонами года (Типы местности..., 1961).

Зимой в Забайкалье устанавливается антициклональный режим с холодной малооблачной погодой. Наступление температур ниже О градусов начинается с середины октября-начала ноября и заканчивается в апреле (Типы местности ..., 1961). В холодное время года количество осадков не превышает 10-15 % годовой суммы, что составляет 30-50 мм. Устойчивый снежный покров образуется в конце октября- начале ноября и разрушается рано. Средняя глубина промерзания почвы в конце зимы достигает 3,5 м. Суровая бесснежная зима препятствует распространению в области ценных высокопродуктивных трав, а многие дикорастущие травы носят черты криоксероморфных растений.

Весна в Забайкалье наступает во второй половине апреля и заканчивается в конце мая- начале июня. Осадков весной выпадает мало (10-30 мм). Из-за частых вторжений арктических масс начинаются сильные иссушающие ветра. В этот период относительная влажность воздуха составляет 30-40%, опускаясь в отдельные дни до 10 %. Такие сложные экологические условия задерживают отрастание трав и темпы их развития.

Лето короткое и по режиму циркуляции воздушных масс делится на два периода: первую половину, включающую июнь-начало июля и вторую с июля до начала сентября. Для первой половины характерна теплая, малооблачная, засушливая погода, что связано со слабо выраженной циклонической деятельностью. В этот период в Забайкалье развивается майско-июньская засуха, негативно сказывающаяся на биопродуктивности естественных сенокосов. Вторая половина лета -наиболее благоприятный для роста и развития всех культур период, так как в июле-августе выпадает 60-70% годовой нормы осадков. Период обильных осадков совпадает с наиболее высокими температурами. Однако июльско-августовские осадки не эффективны для трав, используемых на сенокошение, так как растения находятся уже в фазе цветения-плодоношения (Куликов, Цыдыпов, 1996). Осадки второй

половины лета служат основным источником накопления продуктивной влаги в почве на весну следующего года.

Осень короткая, солнечная, сухая, с низкими ночными температурами, особенно во второй половине. Количество осадков, выпадающих осенью, не превышает 13-16% от годовой нормы.

Сумма осадков, выпадающих в отдельные годы, сильно отличается от среднемноголетнего. Как установлено Т.Я. Киссис (1978), в котловинах Восточного Забайкалья в течение последних 130 лет четко выражена циклическая изменчивость в выпадении осадков. Выделяются интервалы времени длительностью 10-15 лет, в течение которых преобладают годы с суммами осадков значительно ниже нормы.

Характерной чертой климата Забайкалья является большая продолжительность солнечного сияния, достигающая 7,1 часа в сутки. Преобладает прямая солнечная радиация, составляющая примерно 6065% от общей суммы.

Указанные особенности климата проявляются в разной степени в зависимости от рельефа местности. Условия рельефа разнообразят распределение влаги и тепла и создают мозаику микроклиматов (Уфимцева,1967). Наиболее выражены различия в микроклимате южных и северных склонов, равнин. Склоны южной экспозиции прогреваются сильнее, чем северные и равнинные территории вследствие преобладания прямой солнечной радиации. Это обстоятельство приводит к резко выраженным различиям в формировании почвенно-растительного покрова.

Климатические особенности Восточного Забайкалья оказывают решающее влияние на процессы почвообразования, формирование состава травянистых растительных сообществ, их продуктивность и проявляются на территории, где проводились исследования.

Растительность кормовых угодий. На территории Забайкалья выделяются следующие растительные пояса: степной, лесостепной,

таежный, подгольцово-редколесный и гольцовый. В качестве кормовых угодий в основном используются площади, занятые степной и лесостепной растительностью. В районах с хорошо развитым сельским хозяйством доминирует экспозиционная лесостепь, представляющая сочетание горных разнотравных и дерновинно-злаковых степей и кустарниковых степных сообществ с сосновыми и березовыми лесами (Дулепова, 1993, 1997). В связи с особенностями аридного климата характерна значительная ксерофитизация травяного покрова.

Своеобразные природно-климатические условия Забайкалья обусловили формирование сложных и пестрых по своему составу растительных сообществ.

Степная растительность приурочена к низкогорным массивам и сниженным частям средневысотных хребтов, к повышенным участкам грив надпойменных террас и к равнинным участкам межгорных депрессий. По набору господствующих экобиоморф, структурным и ритмологическим особенностям травостоя, его динамике Б.И. Дулепова (1997) выделяет три подтипа степной растительности: сухие низкотравные степи, луговые степи и степи смешанного типа. A.A. Горшкова (1973) отмечает, что наиболее распространены на территории области нителистниковые, ковыльные и типчаковые степные сообщества. Нителистниковые степи являются эндемичными для Забайкалья и Северной Монголии. В состав травостоя, кроме нителистника, входят дерновинные степные злаки, осоки и разнотравье. Они используются исключительно под выпас.

Достаточно широко распространены в области типчаковые степи, эдификаторами которых выступают овсяниц�