Влияние возделываемых культур и различных водных нагрузок на свойства темно-каштановых почв в рисовых севооборотах

Размещено на http://www.allbest.ru/

1

Научный журнал КубГАУ, №87(03), 2013 года

Российский научно-исследовательский институт проблем мелиорации

ВЛИЯНИЕ ВОЗДЕЛЫВАЕМЫХ КУЛЬТУР И РАЗЛИЧНЫХ ВОДНЫХ НАГРУЗОК НА СВОЙСТВА ТЕМНО-КАШТАНОВЫХ ПОЧВ В РИСОВЫХ СЕВООБОРОТАХ

Миронченко Максим Сергеевич

Новочеркасск, Россия

Содержащийся в статье материал дает общую оценку мелиоративного состояния земель на рисовых оросительных системах Ростовской области. Представлены показатели засоленности, щелочности, солонцеватости, наличие кальция в почвенном поглощающем комплексе темно-каштановых почв в различных севооборотах и при разных водных нагрузках

Ключевые слова: РИС, РИСОВОДСТВО, МЕЛИОРАЦИЯ РИСОВЫХ ЧЕКОВ, ЗАСОЛЕНИЕ, ПЛОДОРОДИЕ ПОЧВ

Оценка значения почвенных условий для выращивания риса по многочисленным публикациям показала, что приспособляемость этой культуры к различным факторам не имеет себе равных среди продовольственных растений. Рис может расти на тучных и бедных, кислых, нейтральных и щелочных, засоленных и незасоленных, солонцеватых и несолонцеватых почвах [1]. Исходя из этого, под рисосеяние отводятся самые неблагоприятные массивы.

Объектом наших исследований являются темно-каштановые почвы, которые осваиваются под рисосеяние более 30 лет.

С целью изучения мелиоративного состояния и почвенного плодородия темно-каштановых почв в рисовых севооборотах в 2008-2010 гг. на Манычской ОС (п. Белозерный Сальского района, ООО «Белозерный») были проведены исследования на ключевых участках:

- Ключевой участок 1 - рисовый севооборот 5 поле 4 карта 14 чек 1.

- Ключевой участок 2 - рисовый севооборот 5 поле 5 карта 21 чек 1.

- Ключевой участок 3 - залежь.

- Ключевой участок 4 - рисовый севооборот 1 поле 2 карта 9 чек 1.

- Ключевой участок 5 - рисовый севооборот 4 поле 3 карта 18 чек 5.

- Ключевой участок 6 - рисовый севооборот 4 поле 2 карта 13 чек 1.

Возделываемые культуры и их оросительные нормы представлены в таблице 1. Агротехника на ключевых участках - общепринятая для рисовых севооборотов Ростовской области.

Образцы почвы отбирались ежегодно весной и осенью на постоянных динамических площадях.

Для установления уровня грунтовых вод и их минерализации на ключевых участках были пробурены скважины (наблюдательные) до и ниже грунтовых вод. рисовый оросительный севооборот почва

В образцах почв сделаны следующие виды анализов согласно общепринятым методикам и рекомендованным ГОСТ:

- состав водной вытяжки почв и грунтовых вод;

- состав обменных оснований.

Результаты анализов просчитаны методами математической статистики. Расчетными методами получены данные по щелочности, солонцеватости.

Темно-каштановые почвы, расположенные в комплексе с солонцами, до освоения их в рисовых севооборотах, обладали в верхнем 0-40 см слое предельно-допустимыми параметрами (ПДП) по физико-химическим показателям [3]. Об этом свидетельствуют результаты анализа образцов почв, отобранных на залежи (см. табл. 1). Они показывают, что не засолены не только слой 0-40 см, но и весь метровый слой. Щелочность почв в октябре 2008 года характеризовалась как слабая по всему метровому слою. Это подтверждают данные определения реакции почв, которая в метровом слое не превысила рН 7,8. Солонцеватость в 0-40 см слое не обнаружена. Содержание обменного натрия всего составило 2 % от суммы почвенного поглощающего комплекса (ППК), в слое 40-60 см - 10 %.

Размещено на http://www.allbest.ru/

3

Научный журнал КубГАУ, №87(03), 2013 года

http://ej.kubagro.ru/2013/03/pdf/05.pdf

Таблица 1

Изменение физико-химических свойств темно-каштановых почв в 0-40 см слое

Размещено на http://www.allbest.ru/

В среднем в слое 40-100 см его величина составила 5 %, то есть в темно-каштановых почвах в исходном состоянии присутствует глубинная солонцеватость. Кроме этого в ППК прослеживается недонасыщенность почв кальцием. В слое 0-40 см его содержится 73 %, а при оптимальном параметре для этих почв это величина должна составлять более 80 %. С 60 см его количество уменьшается до 65 %, на глубине 80-100 см - до 40 %, а содержание обменного магния возрастает до 35 % от суммы ППК. Повышение минерализованных грунтовых вод ближе к поверхности будет способствовать развитию солонцеватости в слоях, расположенных глубже 40 см. Одновременно применение для полива слабоминерализованных вод сульфатно-натриевого состава, вероятно, увеличит содержание обменного натрия и магния в ППК и снизит содержание кальция.

Это наглядно подтвердили наши исследования, проведенные на ключевых участках рисового севооборота с разной водной нагрузкой, которая зависела от затопляемой культуры риса (см. табл. 1). За три года исследований (2008-2010 гг.) суммарная оросительная норма составила:

Участок 1 - 42000 м³/га;

Участок 2 - 42000 м³/га;

Участок 3 - 0 м³/га;

Участок 4 - 0 м³/га;

Участок 5 - 21000 м³/га;

Участок 6 - 21000 м³/га.

Считается, что на территории рисовой оросительной системы создается режим непрерывного рассоления даже при использовании слабоминерализованных вод.

Действительно, даже при таких водных нагрузках и при минерализации поливной воды до 3 г/л сульфатно-натриевого состава темно-каштановые почвы по всем ключевым участкам после трех лет исследований остались незасоленными. Однако, относительное количество суммы солей в 0-40 см слое почв на ключевом участке 1 увеличилось на 20 %, на остальных - по порядку, соответственно, на 23, 5, 8, 12, 15 %. Аналогичные закономерности просматриваются и в слое 40-100 см. Таким образом, где выше были оросительные нормы, на тех участках просматривается большее содержание солей к концу третьего года исследований. По токсичным солям закономерности аналогичны, но их увеличение несколько ниже 7-14 % (см. табл. 1).

Однако, если легкоподвижные хлористые соли легко вымываются, то углекислые соединения удаляются во много раз медленнее. Результаты наших исследований показали, что в тех слоях, где уменьшается хлор, обязательно увеличивается -ион (рис. 1, табл. 2). Это подтверждено полученной зависимостью между содержанием Cl-иона и -иона. Коэффициент детерминации составил 52 %, то есть он подтвердил зависимость содержания -иона от Cl-иона.

Рисунок 1 Зависимость содержания -иона от содержания Cl-иона

Таблица 2

Динамика содержания Сl-иона и -иона, мг-экв./100 г в темно-каштановых почвах, осваиваемых в рисовом севообороте

В данных таблицы 2 также наглядно представлено, что осенью, особенно после возделывание риса, увеличивается содержание хлора за счет поступления больших объемов воды, в которой его содержится более 15 %, а -иона одновременно при этом уменьшается. Например, на ключевом участке 1 осенью 2008 года после возделывания риса содержание Cl-иона в 0-40 см слое составило 0,38 мг-экв./100 г, а -иона - 0,45 мг-экв./100 г. Весной 2009 года на этом же участке содержание -иона увеличилось до 1,06 мг-экв./100 г.

При возделывании пропашных культур, например подсолнечника и кукурузы или ячменя, весной также наблюдается увеличение хлористых солей. На наш взгляд, это объясняется подтягиванием их из нижних горизонтов в верхний 0-40 см слой. После осенне-зимних осадков хлористые соли, в основном, промываются, а углекислые соли остаются в тех же слоях, но за счет уменьшения Cl-иона, содержание -иона увеличивается. Необходимо отдать должное использованию для поливов слабоминерализованных вод, которые сдерживают в данных рисовых почвах проявление щелочности. Она характерна для затопляемых почв, где создаются анаэробные условия. Однако, по нашим данным, щелочность практически не появилась ни в один из сроков отбора образцов почв, то есть темно-каштановые почвы на всех ключевых участках, согласно классификации Б. А. Зимовца, оставались нещелочными. Кроме весны 2009 года, когда на участках 1 и 2 после возделывания риса в 2008 году щелочность возросла до величин, характеризующих почвы как слабощелочные, а затем за счет вымывания осенне-зимними осадками хлористых солей она увеличилась почти вдвое, и темно-каштановые почвы стали характеризоваться как среднещелочные, в последующие периоды исследований увеличение щелочности нами не прослеживалось.

Наиболее неблагоприятным явлением в темно-каштановых почвах при возделывании риса явился процесс осолонцевания [2]. Он обусловливается поступлением натрия из почвенного раствора в почвенный поглощающий комплекс и оценивается содержанием в нем обменного натрия.

В верхних слоях темно-каштановых почв этот процесс связан с поступлением с оросительной водой слабоминерализованных вод сульфатно-натриевого состава. Особенно большие оросительные нормы используются при возделывании риса. Чем выше оросительные нормы, тем больше содержится обменного Na в ППК темно-каштановых почв. Коэффициент детерминации составил 0,72 (рис. 2). Трехлетние исследования показали, что на тех участках, где чаще возделывался рис и использовались оросительные нормы 21000 м³/га, содержание обменного натрия увеличивалось до 12 % и более. На участках, где преобладали пропашные культуры, его количество составляло от 2 до 8 %, но проявлялась тенденция к его накоплению. Наличие солонцеватости глубже 40 см в темно-каштановых почвах обосновано близким залеганием среднеминерализованных солоноватых и сильносолоноватых грунтовых вод [4].

Рисунок 2 Зависимость содержания обменного Na в ППК 0-40 см слоя темно-каштановых почв от оросительных норм

Содержание обменного Na в 0-40 см слое темно-каштановых почв по годам в зависимости от возделываемой культуры представлено на рисунке 3, согласно которому, на тех ключевых участках, где чаще возделывался рис (ключевой участок 1 и 2), количество обменного Na достигает 12-14 %.

Рисунок 3 Динамика обменного натрия в 0-40 см слое темно-каштановых почв, осваиваемых в рисовых севооборотах

К сентябрю 2010 года наименьшее содержание Na прослеживается на ключевом участке 3 (залежь) и на ключевом участке 4, на котором в течение трех лет рис не возделывался. Там, где наблюдалось в почвах больше Na и Mg, уменьшалось содержание обменного Ca. Практически на всех ключевых участках, где возделывался рис, содержание обменного Ca в темно-каштановых почвах через три года исследований не превышало 62 % в 0-40 см слое. Несколько возросло его количество, по сравнению с осенью 2008 года, на ключевом участке 5, где в севообороте присутствовала люцерна, и на ключевом участке 4, где в течение трех лет возделывались пропашные культуры. На залежи в 0-40 см слое почв особых изменений ни по обменному Na, ни по обменному Ca не произошло.

В слое почвы 40-100 см процессы осолонцевания зависели от расположения уровня грунтовых вод (УГВ) (рис. 4, 5).

Рисунок 4 Динамика обменного натрия в слое 40-100 см темно-каштановых почв, осваиваемых в рисовых севооборотах

Рисунок 5 Уровень грунтовых вод на ключевых участках

На рисунках 4-5 показано, что чем ближе к поверхности расположены грунтовые воды (ключевые участки 1 и 2), тем больше в слое 40-100 см содержится обменного Na и меньше - Ca. На залежи (ключевой участок 3) во все годы исследований УГВ располагались чуть глубже 3 м, поэтому и содержание обменных оснований оставалось стабильным. На ключевом участке 4 после возделывания пропашных культур УГВ опустились на глубину 6 м, поэтому содержание обменного Na не превысило 10 %. Аналогичная ситуация складывалась на 5 ключевом участке, где возделывалась люцерна.

Содержание земель в условиях агромелиоративного поля, где проводилась только культивация, способствовало также понижению УГВ (глубже 5 м) и снижению солонцеватости в слое 40-100 см.

Таким образом, исследования физико-химических свойств темно-каштановых почв показали, что в них, несмотря на затопления риса слабоминерализованными водами сульфатно-натриевого состава, вторичного засоления почв не происходит. Благодаря наличию в поливной воде 15 % хлора, щелочность не проявляется. Однако из-за плохого качества поливной воды в 0-40 см слое темно-каштановых почв, несмотря на соблюдение рисовых севооборотов, прогрессируют процессы осолонцевания, выражающиеся в накоплении обменных натрия и магния в почвенном поглощающем комплексе и в недонасыщенности его обменным кальцием. В слое 40-100 см этих же почв также проявляются эти негативные явления, но они связаны с наличием капиллярной каймы в этом слое из-за периодического поднятия к поверхности уровня грунтовых среднеминерализированных солоноватых и сильносолоноватых вод, особенно при возделывании риса.

Список литературы

1 Базилевич Н.И. Методические рекомендации по мелиорации солонцов и учету засоленных почв. М.: Изд-во «Колос», 1970. 112 с.

2 Борешевская О.А. Восстановление плодородия почвы при мелиорации засоленных почв на рисовых оросительных системах Ростовской области // Зерновое хозяйство России. 2011. № 2(14). С. 49-53.

3 Костылев П.И. Северный рис. Ростов н/Д: Книга, 2004. 576 с.

4 Руководство по контролю регулированию почвенного плодородия орошаемых земель при их использовании / Н.С. Скуратов, Л.М. Докучаева, О.Ю. Шалашова [и др.]. Новочеркасск, 2000. 85 с.

Размещено на Allbest.ru