Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Торфяные ресурсы в Бурятии и их рациональное использование. Монография
.pdf
Легкий гранулометрический состав, скелетность и обедненность
коллоидно-глинистыми частицами и органическим веществом обусловливают непрочность агрегатов и определяют ряд особенностей
водно-физических свойств. По исследованиям В.Х. Цыбжитова с
соавт. (2000), величины объемной массы в каштановой почве колеблются по профилю в пределах 1,37-1,76 г/см3. Максимальная объемная масса (1,67-1,76 г/см3) отмечена в нижних горизонтах, а минимальная (1,37-1,46 г/см3) – в гор Аd и А
Относительно высокие ве-
1.
личины ОМ в верхних горизонтах объясняются низким содержанием гумуса и сильной опесчаненностью каштановой почвы. Несмотря на легкий гранулометрический состав, имеют тенденцию к уплотнению: удельная масса довольно высокая – 2,68-2,81 г/см3. С изменениями УМ и ОМ меняется и порозность по профилю. Наибольшие ее значения отмечаются в верхних гумусированных горизонтах, с глубиной величина порозности снижается (Цыбжитов и др.,
2000). Гумусовый горизонт небольшой мощности (до 20-30 см) с
достаточно отчетливой нижней границей. Карбонаты в виде мучнистых выделений залегают или сразу под гумусовым горизонтом, или
ниже, в виде хорошо выраженного мучнистого порошка. Каштановые почвы имеют общую порозность, большую влагопроницаемость,
низкую водоудерживающую способность и малую влагоемкость
почвы. Поглощающий комплекс, в основном, насыщен кальцием и
магнием, сумма которых зависит от гранулометрического состава и
содержания гумуса, в верхних горизонтах в каштановой почве составляет 11,0-20,5 мг экв, а в темно-каштановой – 13,0-27,1 мг экв/
100 г почвы. Главная роль в поглощающем комплексе принадлежит
кальцию. Характерной чертой каштановых почв Забайкалья является наличие выраженного и в различной степени выщелоченного горизонта аккумуляции углекислого кальция и отсутствие в профиле
гипса и легкорастворимых солей. В их профиле всегда наблюдается
разрыв, достигающий 20-40 см между гумусовым и карбонатным
горизонтами. Преобладающими подвижными минералами являются кварц, полевой шпат амфиболы, эпидоты, которые при выветривании не образуют гипса и легкорастворимых солей (Цыбжитов,
1999). Глинистые минералы отмечены в малом количестве и представлены, в основном, хлоритом, монтмориллонитом, вермикулитом,
каолинитом и гидрослюдами. Основные массивы каштановых почв
31
распаханы и они более всего подвержены дефляции и эрозии, что
вызывает необходимость организации противоэрозионных мероприятий. Главной задачей при разработке агротехнических приемов
являются мероприятия по накоплению и сохранению влаги и регулированию температурного режима в почве для нормального роста
сельскохозяйственных культур в период их развития.
Микрофлора почв Забайкалья, в отличие от почв европейской
части России, малочисленна и характеризуется своеобразием группового состава. Почвы отличаются бедностью группового состава
микроорганизмов при ограниченном таксономическом разнообразии. В регионе из-за особенностей климата вегетационный период
сокращен, недостаточно тепла и влаги, все это приводит к ограничению разложения органического вещества. В связи с этим необходимо вносить в почву различные виды удобрений для активизации
почвенной микрофлоры.
Убугуновой В.И. с соавторами (2006) были проведены вегетационные исследования с минеральными удобрениями. В опыте было
изучено их влияние на микробиологическую активность и трансформацию азотного фонда каштановой легкосуглинистой почвы. В
результате исследований было установлено, что в условиях оптимальной влажности и температуры повышенные дозы минеральных
удобрений в посевах кукурузы на каштановой почве в послеуборочный период не снижали численность микроорганизмов. Но в составе общего микробного числа происходило увеличение численности
актиномицетов. Эта группа микроорганизмов составляет наибольший процент в составе почвенной микрофлоры региона (Нимаева,
1992; Билтуев и др., 2022).
2.2 Качественный анализ пахотных земель
сельскохозяйственного назначения
Естественное плодородие почв региона остается на низком уровне, а почвы сельскохозяйственных угодий требуют улучшения почвенного плодородия путем внесения органических и минеральных
удобрений. В почвах из-за легкого гранулометрического состава развиты эрозионные процессы, а также из-за введения в земледелие
2-польного севооборота пар-пшеница. Такой севооборот приводит
к усилению минерализации гумуса и безвозвратного отчуждения питательных веществ.
32
В последние десятилетия произошло сокращение внесения ми-
Возврат питательных веществ
с урожаем
неральных и органических удобрений. Минеральные удобрения
практически не вносятся на поля из-за их дороговизны, также снижено внесение и органических удобрений. В связи с этим почвы
испытывают недостаток питательных элементов, что ведет к снижению урожайности сельскохозяйственных культур. Как видно из таблицы 7, баланс питательных элементов снижается и если, в дальнейшем станет постоянно складываться отрицательный баланс, это
будет ухудшать агрохимические свойства почв (Отчет о научно-производственной деятельности, 2018).
Таблица 7 – Баланс питательных веществ в почве по годам
Внесено NPK, тыс т:
с минеральными удобрениями 1,0 1,0 0,3 0,6 0,57 1,1
с органическими удобрениями 5,1 2,7 2,7 3,1 1,3 1,5
с соломой и растительными остатками
Итого внесено NPK, тыс. т д.в. 7,4 3,7 3,7 4,7 2,8 3,5
Вынос NPK
с/х культур, тыс. т д.в.
Баланс питательных веществ:
тыс. т д.в. -5,2 -7,8 -5,0 -4,1 -4,2 -3,6
кг/га посевной площади с/х культур -25,4 -47,2 -30,1 -24,8 -26,7 -26,6
Показатель 2013 2014 2015 2016 2017 2018
1,3 1,0 0,7 1,0 0,9 0,9
12,6 11,5 8,7 8,8 7,0 7,1
Азотный фонд почв представлен негидролизуемыми формами,
которые составляют 70-78% от общего содержания азота в пахотном
горизонте. Содержание трудногидролизуемого азота возрастает в зависимости от количества гумуса и гранулометрического состава почвы. В частности, в серой лесной почве составляет 23 в пахотном и
39% в подпахотном горизонтах. Наибольшее количество легкогидролизуемой формы азота в лугово-черноземной мерзлотной почве и составляет 28 % от общего азота, в то время как в других почвах не
превышает 7,8-12,3%. Доступный для растений минеральный азот
составляет 2,7-4,7% от общего содержания азота в пахотном слое.
Содержание и состав азота в почве динамично изменяется в зависимости от гранулометрического состава, орошения, характера
угодий.
Обеспеченность растений усвояемым почвенным азотом и потребность в азотном удобрении определяются по содержанию нит-
33
ратного азота в пахотном и подпахотном горизонте. По данным
0,20 см
0-40см
0-60см
академика Г.П. Гамзикова (1991), более точную информацию об
уровне содержания доступного растениям азота дают данные
о количестве нитратного азота в слое почвы 0-40 см в весенний
период (табл. 8).
Таблица 8 – Градации обеспеченности растений нитратным азотом
Обеспеченность
почвенным
азотом
Очень низкая < 10 <5 <3 очень высокая
Низкая 10-15 5-10 3-8 высокая
Средняя 15-20 10-15 8-12 средняя
Высокая >20 >15 >12 отсутствует
Градации обеспеченности N-NO3 по слоям
почвы, мг/кг
Потребность
в азотном
удобрении
В соответствии с представленными градациями пахотные почвы Бурятии немерзлотного ряда относятся к почвам с очень низкой
обеспеченностью азотом и очень высокой потребностью в азотном
удобрениям. Уровень нитратного азота не превышает 2-5 мг/кг в
пахотном слое почвы, несколько повышаясь в июне. Минимальное
содержание N-NO3 обнаруживается в июле в период активного потребления азота растениями.
Для лугово-черноземных мерзлотных почв разработаны индексы обеспеченности почв нитратным азотом в соответствии с урожайностью зернофуражных культур и предложены ориентировочные дозы азотных удобрений.
Было установлено, что количество нитратного азота в пахотном
слое почвы, обнаруженное в почвах осенью или весной до посева
полевых культур служит надежным показателем обеспеченности
доступным азотом, на основании которого можно установить нормы внесения азотного удобрения (Убугунов, 2004).
Таблица 9 – Обеспеченность растений нитратным азотом и потребность
зернофуражных культур в азотных удобрениях на лугово-черноземных
мерзлотных почвах (Гамзиков и др.,1991)
Обеспеченность
растений почвенным
азотом
Низкая менее 10 очень сильная 40
Средняя 10-15 сильная до 40
Интервалы
содержания N-NO3
в почве, мг/кг почвы
Потребность
растений
в азотном удобрении
Ориентировочные
дозы азотных
удобрений, кг/га д.в.
34
Высокая 15-20 средняя до 20
Почва
Горизонт
Формы фосфора
валовой, %
минеральный
органический
мг/100 г почвы
Каштановая
пахотный
0,19
140
50
подпахотный
0,20
160
40
Чернозем
пахотный
0,10
80
15
подпахотный
0,08
60
10
пахотный
0,19
115
67
подпахотный
0,19
120
68
пахотный
0,18
95
65
подпахотный
0,20
95
85
Очень высокая выше 20 отсутствует -
Фосфор в почве. В регионе валовое содержание фосфора достаточно высокое и в его составе преобладают минеральные формы
(табл.10).
Таблица 10 – Формы фосфора в пахотных почвах
малогумусный
Серая лесная
супесчаная
Лугово
черноземная
мерзлотная
По доступности растениям подвижного фосфора почвы можно
отнести к средне- и хорошо обеспеченными. Но, несмотря на высокое содержание в почве валовых форм фосфора, почвы нуждаются
во внесении фосфорных удобрений. Этот элемент необходим растениям на первых стадиях роста еще и для того, чтобы в ранний период предотвратить молодые растения со слабой корневой системой
от перепадов температуры. Известно, что фосфорные удобрения
повышают иммунитет растений именно в начале вегетации растений и усиливают их корневую систему.
Калий в почвах. Почвы Бурятии по обеспеченности калием в
доступной форме относятся к группе низкообеспеченных.
Наличие в почвах значительного резерва калия объясняет отсутствие в ряде случаев, положительного эффекта от внесения калийных удобрений, в первую очередь, под зерновые культуры. Однако обобщение данных полевых опытов с внесением удобрений
под зерновые культуры на каштановых почвах показало, что при
содержании обменного калия в почве ниже 12 мг/100 г почвы калийные удобрения, внесенные под пшеницу, проявляют положительный эффект.
35
Таблица 11 – Формы калия в пахотных почвах
пахотный
3,12
195
15,0
пахотный
2,67
270
14,4
Почва Горизонт Формы калия
Каштановая пахотный 3,10 200 15,5
Чернозем малогу-
мусный
Серая лесная
Лугово
черноземная
мерзлотная
подпахотный 2,95 119 15,9
подпахотный 2,72 110 9,7
подпахотный 2,62 126 9,2
пахотный 3,3 97,5 17,0
подпахотный 1,9 76,0 13,0
валовой, % необменный обменный
мг/100 г почвы
Однако при возделывании культур, требовательных к уровню
калийного питания (овощные, плодово-ягодные, картофель, подсолнечник, гречиха) и особенно на орошаемых почвах, внесение калийных удобрений под все культуры обеспечивает их высокую урожайность и улучшает кормовые и пищевые качества (Убугунов,1987;
Убугунов и др., 2001; Абашеева, 2002, 2011).
2.3 Гумус и структурное состояние почв
Гумус имеет большое значение для плодородия почвы. Он служит резервом питательных для растений веществ, которые освобождаются в процессе минерализации. Минеральные удобрения более
эффективны на почвах, богатых гумусом.
Чрезвычайно ценно свойство гумуса задерживать в пахотном
слое влагу, имеющую особое значение в зоне недостаточного увлажнения.
В природных условиях каждый тип почвообразовательного процесса приводит к накоплению в почве определенного запас гумуса.
При сельскохозяйственном использовании в неудобряемых почвах
гумусовые вещества подвергаются минерализации, и почва постепенно обедняется гумусом.
Стабилизация запаса гумуса в почве, в основном, определяется
поступлением в нее органических веществ.
При этом важную роль играют пожнивные и корневые остатки,
органические удобрения – навоз, компосты, а также зеленые удобрения.
Увеличить содержание гумуса в почве можно введением в севообороты многолетних трав. Когда ими занято поле севооборота, по-
36
чву не обрабатывают, и в результате деятельности корневой системы и микроорганизмов происходит накопление гумуса.
Многолетние травы за 2-3 года могут увеличить количество гумуса в почве на 0,3-0,5%, или на 7,5-12 т/га. Кроме того, они оставляют в почве до 10 т корневых остатков на 1 га, которые также служат резервом питательных веществ для растений и источником гумуса.
Поскольку гумусовые соединения склеивают механические элементы почвы и создают агрегаты, то вопрос о динамике гумуса органически связан с оструктуриванием почвы.
Структура – важное свойство почвы. Структурная почва при
рыхлении легко распадается на комочки, а бесструктурная дает глыбистые отдельности. Различают макро- и микроструктуру почвы.
К макроструктурным элементам относятся почвенные комочки диаметром 0,25-10 мм. Микроструктура – это комочки с диаметром менее 0,25 мм. Агрегаты крупнее 10 мм создают глыбистую структуру.
В хорошо оструктуренных почвах до 70-80% почвенной массы находится в форме микроагрегатов.
В структурной почве много некапиллярных промежутков. Дождевая вода легко впитывается подобной почвой и рассасывается по
капиллярам. Средние и крупные поры быстро освобождаются от
воды, и в них образуется запас воздуха. Таким образом, в почве устанавливается благоприятное соотношение воды и воздуха. Структурную почву легче обрабатывать, и на ней реже возникают эрозионные процессы.
В бесструктурной почве мелкие частицы залегают сплошной
массой на всю глубину пахотного слоя. Такая почва плохо впитывает осадки, и большое количество воды стекает с поля. На поверхности бесструктурной почвы легко образуется корка, резко ухудшающая и без того плохую аэрацию. При недостатке увлажнения бесструктурная почва, представляющая собой массу, пронизанную капиллярами, легко иссушается. В ней пищевой режим растений значительно хуже, чем в структурной.
Образование агрономически ценной структуры возможно далеко не во всех почвах. Лишь при наличии известного количества илистых частиц и определенных форм гумусовых соединений почва
может быть оструктурена. Многие очень плодородные почвы вслед-
37
ствие особенностей их механического состава не поддаются оструктуриванию. Тем не менее, на них хорошо действуют минеральные
удобрения, и удается получать высокие урожаи. Наиболее часто хорошая структура свойственна почвам черноземной зоны, богатым
илистыми коллоидными частицами.
Структура почвы должна быть водопрочной, то есть противостоять размыванию и разрушению водой. Подобная структура создается благодаря цементированию почвенных частиц гумусовыми
соединениями, находящимися в растворе (деятельности перегноем).
Под воздействием микроорганизмов могут быть образованы
менее прочные агрегаты. Многие микроорганизмы (грибы, актиномицеты) имеют мицелиальный рост. Развиваясь в почве, они спутывают ее частицы мицелием, что вызывает формирование агрегатов. Существуют бактерии, образующие слизи, также способные
цементировать почву. Структура, сформированная таким способом,
недолговечна и относительно легко распадается. Диспергирующим
фактором могут служить автолитические процессы и деятельность
бактерий, обусловливающих разрушение мицелия грибов и актиномицетов, а также слизей микробного происхождения, цементирующих почву.
В связи с деятельностью почвенной микрофлоры наблюдается
сезонная «пульсация» запаса гумуса в почве. Особенно рельефно
она выделяется в целинных черноземах. Летом в период активной
микробиологической деятельности содержание в почве гумуса несколько уменьшается, а к осени увеличивается.
Каждое растение, как продуцент органического вещества, способствует образованию структуры, и характер его воздействия на
почву зависит от строения корней и их массы.
Во многих случаях препятствует повышению прочности структуры недостаток в почве кальция. Это наблюдается в зоне кислых
северных почв (подзолы, дерново-подзолистые и т.д.).
Для нейтрализации кислой реакции и повышения содержания
полезного катиона применяют известкование таких почв, которое
способствует и лучшему росту трав. Последние дают больше растительных остатков, служащих материалом для образования гумуса.
В земледелии для пополнения органического вещества, усиления биологической активности почв можно применять местное сырье в виде торфа, осадков сточных вод, сапропеля и т.д.
38
2.4 Технология окультуривания торфяных почв
Технология определяет требования на проектирование и проведение мероприятий по окультуриванию и сельскохозяйственному использованию торфяных почв. Выполнение этих требований должно обеспечить получение проектного уровня урожайности возделываемых культур по годам освоения на вводимых в эксплуатацию площадях.
Окультуривание – система мероприятий, осуществляемая в комплексе с осушением и культуртехническими работами и направленная на повышение плодородия почв путем коренного улучшения на
повышение плодородия почв путем коренного улучшения их воднофизических, агрохимических, тепловых и биологических свойств с
целью получения высоких и устойчивых урожаев сельскохозяйственных культур. Она включает известкование, внесение минеральных
и органических удобрений, добавки минерального грунта и обработку почвы, залужение.
Высокая эффективность комплекса приемов окультуривания
может быть достигнута лишь при обеспечении оптимальных условий водно-воздушного режима корнеобитаемого слоя: влажность
почвы должна быть для зерновых в пределах 55-75%, многолетних
трав – 65-86%, картофеля, овощей и корнеплодов – 60-80% полной
влагоемкости. Требуемая влажность обеспечивается при уровне грунтовых вод, в среднем, за период вегетации для севооборотных участков и пастбищ 90-100 см, а сенокосов – 60-90 см; для длительно
сезонно-мерзлотных торфяников благоприятный уровень грунтовых
вод составляет, в среднем, 95-120 см (уточняется в соответствии с
зональными рекомендациями).
Оптимальные условия температурного режима почвы для роста и
развития ряда сельскохозяйственных культур приведены в таблице 12.
Таблица 12 – Оптимальные условия температурного режима
Культура Минимальная темпе-
ратура в начальной
фазе развития, 0С
Озимая рожь 2-3 6-12 6-12
Овес 4-5 12-17 14-17
Ячмень 4-5 6-12 15-23
Капуста поздняя 4-6 11-18 13-19
Картофель 10-12 15-19 17-20
Тимофеевка 2-5 6-12 18-24
Кострец 4-5 10-12 18-22
39
Оптимальная температура 0С
до формирования
урожая
в период
формирования урожая
Освоению и окультуриванию подлежат торфяные почвы низин-
ных и переходных болот.
По мощности органогенного горизонта торфяные почвы подразделяют на торфяные маломощные (АТ – 0,5-1,0 м), торфяные среднемощные (АТ – 1-2 м), торфяные мощные (АТ > 2 м).
Торфяные почвы обладают высоким потенциальным плодородием. Они содержат до 90% органического вещества и 3-4% азота;
благодаря высокой влагоемкости в них создается большой запас влаги. Однако при освоении этих почв следует учитывать ряд их негативных свойств: слабую биологическую активность, высокую теплоемкость и низкую теплопроводность (являющиеся причиной неблагоприятного температурного режима), низкую объемную массу,
с которой связана плохая проходимость сельскохозяйственной техники, и подверженность эрозии.
С целью определения интенсивности комплекса мероприятий
по окультуриванию торфяные почвы делятся на 3 группы по их плодородию (табл.13).
Таблица 13 – Показатели плодородия торфяных почв
Ос новны е по казател и ест ест венн ого
рН (с ол.) 5-7,5 4-5
Содержани е по движног о фо сф ора, мг
на 100 г почвы п о: Ки рсано ву
и Ч ирикову
Мачи гину
Содержани е об менног о ка лия,
мг на 10 0 г по чвы по:
Ки рсано ву
Мачи гину
Зольн ость , % > 1 5 10-1 5 < 10
Степе нь разл ожен ия > 3 0 20-3 0 < 20
плодоро дия
вы сокое сред нее низкое
> 4 0
> 1 5
> 4 0
> 5 0
Пл одор одие по чв
7,5 -8
20-40
10-15
20-40
35-50
< 4
> 8
< 2 0
< 1 0
< 2 0
< 3 5
Примечание. В почвах с нейтральной и кислой реакцией среды, подвижные формы фосфора и калия определяют по методам Кирсанова и Чирикова, в почвах со щелочной реакцией – по Мачигину (для тех регионов,
где эти методы применяет агрохимслужба)
К группе почв с низким плодородием также относят низинные
засоленные, а также с содержанием закисного железа более 20 мг на
100 г почвы.
Окультуривание торфяников осушенных торфяников выполняют в 2 этапа: первичное окультуривание, осуществляемое водохо-
40
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]