Лекция 4. Мелиорация земель

Мелиорация — система организационно-хозяйственных и технологических мероприятий, направленных на коренное улучшение сельскохозяйственных угодий путем регулирования их водного (и связанных с ним воздушного, питательного и теплового) режима для повышения плодородия почвы.

К мелиоративным мероприятиям относятся:

орошение и обводнение земель в районах, подверженных сильной засухе,

осушение переувлажненных земель,

борьба с водной и ветровой эрозией,

улучшение лугов и пастбищ,

защитное лесонасаждение

химическая мелиорация земель (известкование кислых и гипсование засоленных почв).

Мелиорация земель значительно повышает их продуктивность. Орошение увеличивает урожайность зерновых культур на 1,5-2 т/га, то есть практически удваивает урожай. В 1,5-2 раза возрастает продуктивность земель при осушении, а при создании орошаемых культурных пастбищ их продуктивность повышается в 3-4 раза. С орошаемых земель с 1 га получают по 4-5 т пшеницы, 5-6 т риса, а продуктивность кормовых культур составляет 40-60 корм, ед/га.

Известкование и гипсование почв

Для нормального роста и развития растениям необходима различная реакция почвенной среды. При рН 4 почва считается очень кислой, при рН 5 – сильнокислой, рН 6 – слабокислой, рН 7 – нейтральной, рН 8 – щелочной, рН 9 – сильнощелочной; рН большинства почв колеблется от 5 до 8.

По отношению к кислотности почвенного раствора растения можно разделить на пять групп.

1. Не переносят кислой реакции (люцерна, эспарцет, сахарная и кормовая свекла, конопля). Оптимум рН для них в пределах 7-7,5. Они сильно реагируют на известкование даже слабокислых почв.

2. Чувствительны к повышенной кислотности (пшеница, ячмень, кукуруза, подсолнечник, все бобовые культуры, кроме люпина и сераделлы). Для них наиболее пригодна слабокислая или нейтральная реакция (рН 6-7). Эти культуры хорошо отзываются на известкование сильно- и среднекислых почв.

3. Менее чувствительны к повышенной кислотности (рожь, овес, просо, гречиха). Они удовлетворительно растут при кислой и слабощелочной реакции (рН 4,5-7,5), но лучше удаются при рН 5,5-6. Растения этой группы весьма положительно реагируют на известкование сильно- и среднекислых почв.

4. Слабочувствительны к кислотности (лен и картофель). Для них известкование необходимо только на сильнокислых почвах. Для льна предпочтительна слабокислая реакция (рН 5,5-6,5), для картофеля рН 5-6.

5. Хорошо переносят кислую реакцию и чувствительны к избытку водорастворимого кальция в почве люпин и сераделла, снижающие урожай при известковании повышенными дозами.

Наиболее чувствительны растения к кислотности почвы в первый период вегетации. При повышенной кислотности замедляется рост корней и уменьшается проницаемость их клеток, что ухудшает использование растениями воды, питательных веществ почвы и удобрений. Ослабляется синтез белков, углеводов, и в результате снижается урожайность.

Определенная реакция почвенного раствора нужна и полезным почвенным микроорганизмам. Химические соединения, изменяющие реакцию и физико-химические свойства почвы и улучшающие условия развития растений, называются косвенными удобрениями (известкование, гипсование).

Известкование. В нашей стране большие площади кислых почв, в том числе и пахотных, нуждаются в известковании. Особенно много кислых дерново-подзолистых почв в Нечерноземной зоне. Снижение кислотности этих почв известкованием повышает урожайность зерновых на 0,25 т, картофеля — на 3 т/га. Нередки случаи удвоения урожаев культур.

Известь изменяет физические свойства почвы, она обладает длительным последействием. На известкованных почвах значительно повышается эффективность местных и минеральных удобрений. При различных показателях кислотности почвы дозы извести могут колебаться от 1-2 до 6-8 т/га. Для расчета полной дозы извести (т СаСОз на 1 га) значение гидролитической кислотности Нг (мг экв/100 г почвы) умножают на коэффициент 1,3. От внесения 1 т извести смещение рН солевой вытяжки в первый год на суглинистых почвах составляет 0,15-0,2 ед., а на супесчаных – 0,2-0,35 ед.

Чаще всего известь вносят в паровом поле под озимые или во время зяблевой обработки. При углублении пахотного слоя дерново-подзолистых почв применение извести обязательно для нейтрализации повышенной кислотности припахиваемого подзолистого горизонта.

Для нейтрализации кислотности почвы в сельскохозяйственном производстве используют в основном известняковые породы и отходы промышленности, содержащие кальций. Широко применяют глинистые и мергелистые известняки, содержащие 12-15% СаСО₃, известковые туфы (луговая известь), мергель, доломитовую муку, содержащую 95% СаСО₃. Используют также гашеную известь, дефекационную грязь (отходы сахарных заводов).

Гипсование. Для нейтрализации щелочности почвенного раствора и улучшения физико-химических и биологических свойств почв, содержащих поглощенный катион натрия, вносят гипс.

Большие площади солонцовых почв находятся в Сибири, Поволжье, на Урале. Встречаются отдельные пятна солонцов в виде вкраплений в основных массивах земель. В целом солонцы занимают в СНГ около 115 млн га, из них под пашней 23,9 млн га.

Из-за значительного содержания поглощенного натрия и высокой щелочности солонцовая почва приобретает отрицательные качества — большую связность, бесструктурность, содержит мало подвижных питательных элементов и гумуса, отличается плохой водопроницаемостью, сильной набухаемостью при увлажнении и значительной усадкой при высыхании. Деятельность микроорганизмов в солонцовых почвах существенно ослаблена из-за высокой щелочности и крайне неустойчивого водного режима.

Большие заслуги в изучении солонцов и разработке методов их окультуривания принадлежат академику К. К. Гедройцу. Предложенный им метод гипсования солонцов заключается в вытеснении из почвенного поглощающего комплекса катиона Na⁺ и замене его на катион Са²⁺ при одновременном внесении навоза и компостов.

В зависимости от степени солонцеватости почвы дозы гипса варьируют от 2,5 до 10-15 т/га.

Гипсование проводят обычно в черном пару, но гипс можно вносить также под однолетние травы, пропашные культуры и яровую пшеницу.

Для снижения щелочности почв применяют сыромолотый гипс (до 85 % CaSO₄), фосфогипс (89—93 % CaSO₄).

Гипсование увеличивает урожайность зерновых на 0,3-0,6 т/га и более, клеверного сена – на 0,6-1 т/га, значительно повышает урожайность сахарной свеклы и других культур.