Интенсификация полевого кормопроизводства и воспроизводство плодородия орошаемых лугово-черноземных почв в лесостепи западной сибири
Скачать 0.62 Mb.
|
3. Влияние приемов использования пашни на агрофизические и химические свойства почвы При орошении черноземных почв необходимо повысить урожайность культур при обеспечении экологичности орошения путем управления почвенными режимами для сохранения их плодородия. Постоянное воздействие оросительной воды, внесение минеральных и органических удобрений, других технологических приемов требует контроля за физическими свойствами, гумусовым состоянием, питательным и солевым режимами, биологической активностью, режимом грунтовых вод и их химизмом. Агрофизическое состояние почвы. Определение плотности почвы, как одного из основных параметров условий жизни растений, показало, что в зависимости от приема обработки под поукосный посев однолетних кормовых культур она увеличивалась в пахотном слое от вспашки к поверхностной обработке на 0,07 г/см3, но после вегетационных поливов эти различия сглаживались (таблица 1). Таблица 1 - Физические свойства почвы в зависимости от ее обработки под однолетние кормовые культуры, 1982-1985 гг.
Интенсивней уплотнялась почва за осенне-зимне-весенний период под посевом озимой ржи, где в варианте вспашки плотность слоя 0-0,2 м увеличивалась от 0,98 до 1,08 г/см3, а в варианте поверхностной обработки – с 1,07 до 1,15 г/см3. В дальнейшем показатели плотности стабилизировались и спустя почти три десятилетия находились в тех же пределах, что и в начальный период, составив в слое 0-0,4 м в среднем 1,15 г/см3, не ограничивая урожайность кормовых культур (таблица 2). Таблица 2 – Плотность почвы в орошаемом севообороте, г/см3 в среднем по 8 полям
В соответствии с плотностью почвы находятся такие показатели ее агрофизического состояния как общая порозность и порозность аэрации, которые, в конечном счете, как и плотность, определяются ее гранулометрическим составом, минералогией, содержанием органического вещества и структурным сложением. Так, общая порозность в период посева культур в слое 0-0,4 м увеличивалась с 55,4% в варианте поверхностной обработки до 57,9% после вспашки. В период уборки она была на том же уровне и находилась в пределах оптимальных значений. Порозность аэрации, даже при условии насыщения влагой почвы до наименьшей влагоемкости, после воздействия осадков и поливной воды находилась на уровне 22,7-24,1% в слое 0-0,2 м и 18,4-21,2% в слое 0-0,4 м и оценивалась так же как и общая порозность как оптимальная (по Н.А. Качинскому, 1965). Обработка почвы слабо влияла на агрегированность и водопрочность агрегатов. Изменения структурно-агрегатного состава во времени носили пульсирующий характер. В сравнении с исходным состоянием происходило снижение или повышение показателей структуры через определенные периоды. Но неизменно высоким оставалось количество агрегатов > 0,25 мм - 85,4-92,0% в слое 0-0,4 м в исходный период и 94,8-97,5% через 20 лет использования, в том числе водопрочных 46,8-59,9 и 62,6-68,5% соответственно. При этом сумма агрономически ценных агрегатов (0,25-10 мм) составляла 58,5-83,7 и 42,7-78,7%, увеличиваясь от верхнего слоя вглубь в пределах 0-0,4 м слоя почвы. Водопроницаемость почвы за 3 часа промачивания на вспаханной (0,20-0,22 м) почве составила 94 мм, на поверхностной обработке (до 0,08 м) - 37 мм. В уборку, при близких значениях плотности, водопроницаемость снижалась от вспашки к поверхностной обработке в 1,4 раза и оценивалась как хорошая и удовлетворительная (рис.1). Рис.1. Водопроницаемость почвы в зависимости от приема и глубины ее обработки (t0 воды - 100С, Н=0,05 м, 3 часа), мм, 1982-1985 гг. Интенсивность полива дождеванием не превышала 15 мм в час, а поливные нормы преимущественно были 30 мм, что не препятствовало впитыванию поливной воды в верхний слой почвы. Химические свойства и водно-солевой режим почвы. Поглощающий комплекс лугово-черноземной почвы высоко насыщен основаниями, при ведущей роли Ca2+ и Mg2+. Сумма поглощенных оснований на орошаемом массиве, как с длительным возделыванием однолетних культур, так и многолетних трав существенно выше, чем на современном неорошаемом участке и находилась на уровне исходного контроля, в том числе Ca2+ 30,5-32,4 и Mg2+ 3,8-4,6 мг/100г почвы. Количество иона Na+ слабо отличалось от исходных показателей – 0,7-1,0% от суммы поглощенных оснований в пахотном слое и 1,1-1,3% в слое 0,3-0,4 м, что указывает на стабилизацию процесса на исходном уровне. 2+ Длительное локальное орошение не привело к ухудшению гидрологического и гидрохимического режимов, которые в многолетнем цикле оставались стабильными. Не отмечено наложения поливных вод на грунтовые воды в таких объемах, чтобы уровень последних заметно повысился в сравнении с неполивными аналогами. Колебания уровня грунтовых вод (УГВ) орошаемой почвы определялись в основном количеством атмосферных осадков в течение вегетационного периода. Орошение почвы не оказало существенного влияния на минерализацию и химический состав грунтовых вод, не отмечено накопительного характера, как общей суммы солей, так и какого-либо иона (рис.2). 2+ 1976г. 1991г. 2003г. 2008г. + -  2- 3 - 4 3 Рис. 2 – Динамика уровня (м), минерализация и химический состав грунтовых вод, (мг-экв/л), в центре диаграммы – минерализация, г/л За 30-летний период исследований не произошло существенного засоления двухметровой толщи почвенного профиля, хотя почва была под влиянием капиллярной каймы и регулярного орошения. Сравнивая данные химического состава водной вытяжки 2008 г. с 1976 г. можно отметить, что содержание солей в двухметровой толще уменьшилось с 0,074 до 0,065%, содержание HCO3- - с 0,036 до 0,025; Cl- - c 0,003 до 0,001%; SO42- - увеличилось c 0,015 до 0,022%. Катионный состав изменился в сторону увеличения Mg2+ с 0,002 до 0,004%, концентрация Na+ снизилась вдвое – с 0,009 до 0,004%, Ca2+ остался на исходном уровне – 0,01 и 0,008% соответственно. Очевидно, соль CaSO4 обусловила стабильность засоления почвы, находящуюся на безопасном уровне, которая отмечалась в различные периоды использования орошаемой пашни. Таким образом, длительными исследованиями установлено, что показатели физических, физико-химических свойств почвы не вышли за пределы классификационных параметров, характерных для неорошаемых аналогов. 4. Плодородие лугово-черноземной почвы в условиях длительного орошения и интенсивного использования. Установлено, что гумусное состояние орошаемой лугово-черноземной почвы не является константной системой и изменяется во времени. Внесение умеренных, а на первоначальном этапе и повышенных доз азотных и фосфорных удобрений, в соответствии с биологическими особенностями культур, наличие в севообороте многолетних трав и донника, позволили сохранить содержание гумуса на исходном уровне в сравнении с экстенсивной (без удобрений) технологией. После 12 лет (с 1976 по 1988 гг.) использования орошаемой пашни содержание гумуса в слое 0-0,4 м в удобренных вариантах было на 0,44% выше, чем на контроле (орошение без удобрений), без существенной разницы между полями 8-польного севооборота. Через 17 лет (2005г.) после данного определения различия между полями были статистически значимыми, изменяясь от 5,94 до 6,70% в слое 0-0,4 м. В среднем по севообороту в вариантах без внесения удобрений произошло снижение на 0,16% абсолютных или на 2,7% относительных. В удобренных вариантах содержание уменьшилось на 0,16 и 0,31% абсолютных и на 2,6 и 5,0% относительных и составило 6,18 и 6,23% (2005г.) при показателях в 1988г. 6,34 и 6,54%. В целом по стационару снижение составило 0,2% или 3,2% относительных. Это связано с высоким выносом элементов минерального питания, прежде всего азота, часть которого потреблялась при минерализации гумуса, при непрерывном использовании орошаемой пашни на фоне высокой биологической активности, поскольку умеренный уровень химизации за предшествующий период обеспечивал только частичную компенсацию выноса макроэлементов урожаем, в том числе азота. Трансформация фракционно-группового состава гумуса при длительном возделывании многолетних трав привела к увеличению ГК-2 на 4% и ФК-2 в два раза в слое 0-0,2 м. Практически не изменилась величина гидролизуемого остатка в групповом составе гумуса. Тип гумуса остался неизменным и характеризуется как устойчиво гуматный. Целью любой системы земледелия, а тем более орошаемого, является активизация биологического круговорота и замедление геохимического. Наблюдения за биологической активностью почвы (1989-1993 гг.) показали, что активность микрофлоры в среднем по 8 полям севооборота увеличивалась на фоне умеренных доз азотных и фосфорных удобрений. Отмечены высокие показатели деятельности целлюлозоразрушающей микрофлоры, обеспечивающей разрушение до 0,88-0,93% клетчатки в сутки, при 0,76% на контроле. В удобренных вариантах, в сравнении с контролем при прочих равных условиях агротехники в течение 12-15 лет, численность аммонификаторов увеличилась на 8-32%, олигонитрофилов на 19,5-50,5%, грибов – на 8,6-20,2% при нарастании этих показателей соответственно фонам удобренности. Наиболее значительно – на 39-76%, увеличилось количество нитрификаторов. Гидролиз углеродсодержащих соединений и мочевины, протекающий с участием инвертазы и уреазы активизировался соответственно на 9 и 28%. Суммарная биологическая активность увеличилась в сравнении с неудобренным фоном на 12-20%. Азотные удобрения (N30-60) положительно влияли на развитие почвенных микроорганизмов и их активность. При этом в сравнении с вариантами без азотных удобрений численность нитрификаторов повысилась на 28% - с 6,4 до 8,2 тыс. КОЕ/г, а целлюлозолитическая активность – на 23%, составляя на контроле и фонах с азотными удобрениями 0,84 и 1,03% в сутки соответственно. Многолетние травы проявили высокую средообразующую функцию в показателях биологических свойств почвы. Включение в состав севооборота козлятника восточного благоприятствовало сбалансированности микробного ценоза почвы и повышению его плотности в сравнении с многолетней мятликовой культурой. Даже без удобрений активность мобилизационных процессов в почве под козлятником была высокой. Стимулирующий эффект азотных подкормок усиливался на фоне инокуляции ризоторфином и обработки семян молибденом – количество нитрификаторов возросло на 56%, других микроорганизмов – на 21-28%. Под кострецом, выращиваемым в аналогичных условиях, основные показатели биологической активности были ниже. При этом более выражена реакция микроорганизмов на уровень минерального питания, как фосфорного, так и азотного. Так, с повышением обеспеченности почвы подвижным фосфором со средней до высокой, количество бактерий на МПА возросло с 24,5 до 31,1 млн. КОЕ/г, олигонитрофилов с 79,0 до 106,5 и особенно микроорганизмов, мобилизующих минеральные фосфаты – с 62,7 до 89,6 млн. КОЕ/г. Количество же грибов, нитрификационная способность и разложение целлюлозы, наоборот снижалось, что свидетельствует о жесткой конкуренции между растениями и целлюлозоразрушающими микроорганизмами по отношению к азоту. Остальные показатели в вариантах с азотными подкормками возросли значительнее, чем под бобовой культурой. Сравнение показателей биологической активности под обеими культурами свидетельствовало о более высоких значениях последних под козлятником как на контроле (без удобрений), так и в вариантах с внесением азотных удобрений на фоне высокой обеспеченности почвы фосфором (таблица 3). Таблица 3 – Биологическая активность почвы под многолетними травами в зависимости от условий минерального питания, 1996 – 2000 гг.
РТ* - инокуляция семян ризоторфином, Мо** - обработка семян перед посевом Аппликационный метод определения биологической активности также подтвердил, что обработка орошаемой лугово-черноземной почвы не вносит радикальных изменений в протекающие в ней биологические процессы. Слабо выражена и дифференциация пахотного слоя по интенсивности разложения целлюлозы. Азотный режим почвы. В орошаемом земледелии особенно велика роль азота. Его значение определяется как общей высокой потребностью в нем, так и низким содержанием его в почвах в доступной форме при систематическом получении высоких урожаев. Наблюдения за динамикой нитратов при уплотненном использовании орошаемой пашни, получении двух-трех урожаев однолетних кормовых культур в год (1982-1985 гг.), свидетельствовали, что на фоне без удобрений во все сроки определения содержание нитратов, по шкале СибНИИСХоза (А.Е. Кочергин, Г.П. Гамзиков, 1982) очень низкое, как весной, в период вегетации озимой ржи, так и в уборку каждой из последующих культур. Наблюдение за динамикой нитратов в последующие годы (1986-2005 гг.) показало, что при всей изменчивости по годам и под различными культурами, исходное содержание в основном низкое, то же можно сказать и об остаточном количестве нитратов. То есть наблюдалось относительно полное использование мобилизованного азота, независимо от уровня азотно-фосфорного питания. И только вынос азота культурами может свидетельствовать о размерах нитрификации. Согласно выносу мобилизация почвенного азота составила около 100 кг/га, независимо от набора однолетних кормовых культур, причем в звене «озимая рожь, поукосно горохоовсяная смесь, поукосно рапс» по вспашке за вегетационный период, включая и конец лета – осень предшествующего года, мобилизовалось (по выносу) на 16 кг нитратного азота больше, чем в варианте поверхностной обработки до 0,08 м. Варианты плоскорезного рыхления на глубину 0,12-0,14 и 0,20-0,22 м занимали по этому показателю промежуточное место между вспашкой и поверхностной обработкой. Сравнительное изучение бобовой и мятликовой многолетних кормовых культур показало, что в вариантах без применения удобрений с 1978 года, на фоне средней обеспеченности фосфором, вынос азота урожаем костреца безостого составил в среднем 70 кг/га, люцерны - 179 кг/га, или больше в 2,5 раза. Увеличение содержания подвижного фосфора до верхнего уровня повышенной обеспеченности увеличивало размеры текущей нитрификации и симбиотической азотфиксации до 99 и 224 кг/га соответственно культурам. Общий вынос азота люцерной повышался до 300 кг/га, что в три раза больше в сравнении с максимальным выносом его, на аналогичном фоне, кострецом безостым. Выносом азота урожаем подтверждалась слабая отзывчивость бобовых трав на азотные удобрения. Максимальное увеличение выноса азота люцерной составляло 24-34 кг/га или 8-12% и донником 2-го г.жизни – 5-10 кг/га или 4-9% к соответствующим контролям. Вынос же азота кострецом на аналогичных фонах по обеспеченности фосфором и тех же нормах азота (N60+60), увеличивался в сравнении с контролем более чем в два раза. Максимальный же вынос азота кострецом характерен для фона с повышенной обеспеченностью фосфором и составил 187 кг/га, что в 1,3 раза больше в сравнении с выносом на фоне средней обеспеченности почвы фосфором при аналогичной норме азотного удобрения. Улучшение питательного режима почвы при двухурожайном использовании поля однолетних трав повышало вынос азота до 185-228 кг/га, то есть до уровня выноса кострецом в лучших вариантах технологии, при двух-трехукосном использовании травостоя. В таких условиях повышение продуктивности пашни возможно за счет увеличения круговорота азота возможными агротехническими приемами и внесением азотных удобрений. Внесение в почву от 30 до 120 кг д.в/га азота в зависимости от культуры, сочетания культур на фоне повышенной обеспеченности фосфором увеличивало вынос азота в среднем по севообороту в 1,7 раза, в том числе за счет повышения текущей мобилизации и симбиотической азотфиксации бобовыми культурами. Фосфатный режим почвы. Опыт ведения интенсивного сельскохозяйственного производства показал, что получение высоких урожаев невозможно без коренного улучшения фосфатного режима почв. Сравнительная оценка эффективности различных агроприемов по выращиванию культур свидетельствует, что приемы обработки почвы и предшественники не оказывали существенного влияния на содержание доступного фосфора в почве. Уровень питания фосфором определялся созданием за счет положительного баланса фонов с повышенной, высокой и очень высокой обеспеченностью Р2O5 и компенсацией выноса внесением фосфорсодержащих удобрений. Применение повышенных норм фосфора в течение 7 лет, соответственно фонам в среднем 89 и 176 кг/га дифференцировало содержание его в слое 0-0,2м, составив на контроле (без удобрений) и в удобренных вариантах соответственно 84, 147, 161 и 214 мг/кг почвы (рис.2). Затраты фосфорных удобрений на повышение содержания подвижного фосфора в почве на 10 мг/кг почвы увеличивались в связи с повышением уровня обеспеченности от 40 до 57 кг/га сверх выноса урожаем. За последующий период (1986-1995 гг.) при переходе на одинаковую норму фосфора в удобренных вариантах (фоны I-III по 60 кг д.в/га), содержание его в почве существенно не изменилось. Снижение содержания Р2O5 происходило спустя 4-5 лет после установления отрицательного баланса, при более резком снижении на фонах с очень высоким его содержанием. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Похожие:
 | Методические подходы оценки плодородия садовых агроценозов западного предкавказья бузоверов А. В Ат. Разработаны методические подходы к проведению почвенного мониторинга в садах и установлены показатели (тесты) оценки плодородия... | | Оптимизация плодородия бурых лесных почв при возделывании чая в условиях... Оценке и моделированию уровня плодородия почв для ряда сельскохозяйственных культур в различных регионах РФ и странах СНГ посвящено... |
| 6 класс (68 час) Понятие о почве как основном средстве сельскохозяйственного производства. Типы почв, понятие о плодородии. Способы повышения почвенного... | | Презентация учебного проекта «Природно-ресурсный потенциал Западной Сибири» ... |
 | Реферат на тему: «Почва и человек» Диссертация В. В. Докучаева была посвящена судьбе русских черноземных степей, охваченных страшной болезнью истощения: падением почвенного... | | Эволюция серых лесных почв в агроландшафтах северной лесостепи Охватывает широкий интервал значений в зависимости от степени окультуренности: от низкого и среднего в слабоокультуренных почвах,... |
| Реферат Открытие, завоевание Сибири Оби и Иртыша и с 1590 приступили к колонизации Сибири. В 1601–1619 они достигли Енисея и подчинили восточную часть Западной Сибири;... | | Темы рефератов и список литературы по разделам дисциплины «История... Материальная культура древнего населения Урала и Западной Сибири. – Свердловск, 1988 |
| Агробиологические особенности новых и традиционных кормовых культур,... Диссертационная работа выполнена на кафедре земледелия и агрохимии фгбоу впо «Вологодская государственная молочнохозяйственная академия... | | Программа по формированию навыков безопасного поведения на дорогах... Подготовка материалов для участия на конкурсе в мсх по проведению мероприятий в районе по повышению плодородия почв на 2014год |
| Программа по формированию навыков безопасного поведения на дорогах... Цель: Познакомиться со свойствами почвы, её ролью в жизни экосистемы. Объяснять причину плодородия почв с учетом новых знаний о круговороте... | | Сравнительный анализ уровня плодородия почв с использованием гис-технологий «18» декабря 2009 года в 15 часов на заседании диссертационного совета д 212. 208. 16 по биологическим наукам в Южном федеральном... |
| Урок: Тема: Цели Западной Сибири; продолжить формирование умения работать с различными источниками географической информации | | Урока: Обобщить пройденный материал по теме «Западная Сибирь» Задачи: Развивать внимание, наблюдательность, географическое мышление, воспитывать любовь и бережное отношение к природе Западной... |
| Урок – конференция Сформировать знания учащихся о новом природном районе – Западной Сибири, его главных особенностях географическом положении, рельефе,... | | Для отчета о прохождении учебной практики (часть 1) студентам гр.... Абнасыров А. М. – Результаты применения грп на нефтяных месторождения Западной Сибири в 2008-2012 гг |
