Восстановление плодородия почв при мелиорации засоленных почв на рисовых оросительных системах Ростовской области

Размещено на http://www.allbest.ru/

ФГНУ «Российский научно-исследовательский институт проблем мелиорации»

Восстановление плодородия почв при мелиорации засоленных почв на рисовых оросительных системах Ростовской области

кандидат сельскохозяйственных наук,

старший научный сотрудник О.А. Борешевская

Аннотация

Рассмотрены требования риса к почве, влаге и минеральными питательными веществами. Приведены предельные концентрации солей на рисовых чеках. Дана оценка показателей плодородия почвы при мелиорации засоленных почв на рисовых оросительных системах Ростовской области.

Annotation

Rice requirements to soil, a moisture and mineral nutrients are considered. Limiting concentration of salts on rice checks are resulted. The estimation of indicators of fertility of soil is given at land improvement of the salted soils on rice irrigating systems of the Rostov region.

Спрос на рис ежегодно возрастает, и по прогнозу ФАО, к 2020 г. он составит 781 млн тонн, превысив на 2-3 % спрос на пшеницу. Ожидаемое производство риса - 750 млн тонн к 2020 г. - полностью спрос на него не сможет удовлетворить. Повышение спроса на рис на мировом рынке и одновременное снижение предложения обусловит рост цен на этот продукт. В этих условиях каждая страна вынуждена решать проблему удовлетворения потребности в рисе, полагаясь только на свои внутренние возможности. Решение этой проблемы возможно только при устойчивом развитии собственного внутреннего производства этой ценной крупяной культуры.

Рисовые оросительные системы в Ростовской области строились в основном на засоленных лугово-черноземных и каштановых, в комплексе с солонцами, почвах в поймах реки Дон и Маныча там, где другие растения практически не могли расти за исключением солевыносливых культур (полыни, типчак, виды солеросов и др.). Особенно это ощутимо в пойме реки Маныча, бывшем морском дне. Здесь при глубине залегания грунтовых вод 1-1,5 м минерализация на большей части площадей составляет 5-7 г/л, а местами доходит до 14 г/л. И вполне естественно, что на таких неблагополучных с мелиоративной точки зрения землях выращивать сельскохозяйственные культуры было невозможно.

Построенные в 50-х годах прошлого века рисовые оросительные системы на площади 44,3 тыс. га с сетью глубоких дренажно-сбросных каналов позволили за счет постоянного и периодического затоплении чеков создать промывной режим почвы и улучшить мелиоративное состояние земель. Снизился уровень грунтовых вод до 2-3 метров, их минерализация до допустимого для рисовых систем уровня 3-5 г/л, степень солонцеватости и засоленность земель. Это позволяло получать в 1990 году довольно хорошую урожайность риса-сырца у отдельных сортов на уровне 4-5 т/га [1].

Почва является средой, которая обеспечивает растение риса важнейшими факторами жизни - влагой и минеральными питательными веществами. От состояния пахотного слоя и содержания элементов минерального питания зависит интенсивность и эффективность транспирации - важной составной части продукционного процесса растений, определяющей продуктивность посевов. Почва может быть богатой минеральными и органическими веществами, а также влагой, но если она плохо передаёт их растению, причислить ее к высокоплодородной нельзя. Степень передачи зависит не только от природно-исторических условий ее формирования, но и, что более важно, от культуры земледелия.

Несмотря на специфичность культуры, требования риса к почвам такие же, как и у других культурных злаков: почва должна быть оструктуренной, обладать хорошей водо- и воздухопроницаемостью, содержать в пахотном слое в усваиваемой форме азот, фосфор, калий, железо, микроэлементы; почва не должна быть ни кислой, ни щелочной [2]. Специфичность же риса проявляется в том, что почва должна быть устойчивой к заболачиванию, восстанавливая своё плодородие за 40-60 суток после длительного затопления, что обеспечивается двумя условиями: 1) почвенный профиль должен обеспечить среднюю скорость понижения уровня грунтовых вод после завершения оросительного сезона в пределах 2,5-3,5 см/сутки; 2) наименьшая глубина залегания уровня грунтовых вод 1,5 м. При невыполнении этих требований почвы рисовых полей подвергаются деградации со снижением урожайности риса до 2-2,5 т/га. Как показала многолетняя практика, рис хорошо произрастает и дает достаточно высокие урожаи на чернозёмах Средней Азии и Закавказья; лугово-болотных почвах нижней террасы речных долин, на каштановых, торфяных и чернозёмных почвах Заволжья и Северного Кавказа; на болотных и дерново-подзолистых почвах Дальнего Востока и даже на слабо- и среднезасолённых почвах при их надлежащей мелиорации [3].

В связи с тем, что рис признан мелиорирующей культурой, вопрос о предельной концентрации солей приобретает большое значение. С одной стороны, рис характеризуется как растение, способное выносить лишь очень малые концентрации - таково мнение П. Ескина, Лоуриджа, Г. Г. Гущина. В частности, опыты П. Ескина (1920) показали, что лучшая концентрация почвенного раствора находится в пределах от 0,002 до 0,004 % твердого остатка. По Лоуриджу, предельная концентрация такова: Nа₂SО₄ - 0,06%, CаСО₃ - 0,006 %, МgСl₃ - 0,006 % CаС1 - 0,01 %, а всех солей - 0,078 %. С другой стороны, известен опыт получения урожаев риса при поливе водой с минерализацией 5-6 г/л. Последний принимает предельную концентрацию почвенного раствора 0,5 %, при этом отмечает, что действие отдельных солей различно и неодинаково по фазам развития риса. В первые фазы он более чувствителен к солям. При наличии в почве 0,1 % CаСО₃ или 0,2 % МgСl рис не прорастает совсем, в то время как содержание 0,75 % Cа₂SО₄ не оказывает отрицательного влияния на прорастание. После кущения рис способен выдерживать концентрацию до 1 % хлористого и углекислого натрия, а сернокислого - свыше 1 %. Более того, малая концентрация (0,05-0,1 % МgС1 и Nа₂СО₃ и 0,35 % Мg₂SО₄) стимулирует развитие риса. Рис, проросший в условиях хотя бы небольшой засоленности, способен в дальнейшем выдерживать повышенное засоление.

Относительно почвенной кислотности установлено, что наиболее высокие урожаи получают на кислых и слабокислых почвах с рН от 4 до 5,7, но и нейтральная реакция для риса не губительна. Он чувствителен к почвенной кислотности в молодом возрасте.

Почвы рисовых полей длительное время находятся в анаэробном состоянии: в период вегетации риса они в течение 100-120 суток покрыты слоем воды, а в осенне-зимний и ранне-весенний периоды из-за дождей и низкой испаряемости переувлажнены. По этой причине содержание кислорода в почве оказывается ничтожно малым, в связи с чем в ней (в первую очередь на тяжелых слабоводопроницаемых почвах) протекают негативные процессы заболачивания, начинающиеся с оглеения по причине интенсивного разложения анаэробными микробами их минеральной и органической частей, создания коллоидных пленок вокруг почвенных частиц, образования значительного количества закисного железа. В результате резко уменьшается водо- и воздухопроницаемость почв, повышается дисперсность и гидрофильность твердой фазы, пористость снижается на 25-30 %. Все это вместе взятое, превращая почву в безкислородную вязкую массу, приводит к азотному голоданию растений и, как следствие, к изреживанию посевов, резкому снижению урожайности и, что не менее важно для семеноводческих участков, - к ухудшению качества семян, а также к массовому засорению полей болотной растительностью. Опыты Б. А. Неунылова с почвенными компостами показали, что на содержание в почве химически связанного кислорода (свободный в составе почвенного воздуха исчезает уже через 1-2 суток после затопления) большое влияние оказывает интенсивность просушки почвы и ее агрегатный состав. В частности, в агрегированной почве (2-5 мм) после затопления его оказалось на 6 % больше, чем в распыленной (0,25 мм и менее) и на 20 % выше, чем во влажной непросушенной почве. И хотя через 10-12 суток затопления кислорода во всех видах почвы оказывается очень мало, однако за это время рис в агрегированной просушенной почве успевает прорасти и дать хорошие всходы, которые в последующем обеспечивают себя кислородом самостоятельно через аэренхиму растения. Отсутствие же химически связанного кислорода в виде окислов азота, железа, серы и избыток восстановленных продуктов (более 800 мг кислорода на 100 г почвы) приводит к полной гибели проростков риса [4].

За последние 15 лет фактические посевные площади риса сократились втрое и составляют 12-13 тыс. га. В рисовых севооборотах Ростовской области ранее отводилось под рис 50-55 % земель, в настоящее время только 25-30 %. Сокращение посевных площадей, и соответственно затопляемых чеков под рисом, уменьшило количество ежегодно промываемых площадей и привело к ухудшению мелиоративного состояния. Вредные соли начали накапливаться в пахотном и подпахотном слоях почвы, это подтверждается ранее проведенными исследованиями нашим институтом.

ФГНУ «РосНИИПМ» (ГУ «ЮжНИИГиМ») в этом направлении проводит научные исследования с 1960 года. Нами разработаны рекомендации по улучшению мелиоративного состояния земель на рисовых оросительных системах. Реализация этих мероприятий, а также разработанные ВНИИЗК новые сорта риса и усовершенствованные элементы технологий их возделывания позволят увеличить урожайность риса-сырца в Ростовской области в 1,5-2,0 раза и довести урожайность этой культуры до 6-6,5 т/га и более. рис почва мелиорация оросительный

В настоящее время проводятся исследования по мелиоративному состоянию рисовых систем Ростовской области. Мелиоративные показатели определялись путем отбора образцов почвы и грунта на водную вытяжку, поглощенных оснований, рН, обеспечение элементами питания (NPK), гумус, содержание микроэлементов в почве. Точки отбора привязывали к точкам, заложенным при исследовании прошлых лет. Одновременно в этих же точках, а также по стационарным скважинам опытных участков отбирались пробы воды на химический анализ. Это позволило оценить изменение мелиоративного состояния земель в рисовых севооборотах за продолжительный период.

Например, в ООО «Белозерное» Сальского района повысилась рН почвенного раствора с 7,0 до 7,8-8,2, увеличились показатели щелочности и солонцеватости. Так, содержание обменного натрия в почвенно-поглощающем комплексе повысилось с 5 до 10-12 %, а на некоторых чеках даже до 14-15 % от емкости обмена, то есть стали сильносолонцеватыми. Уменьшилось содержание кальция в почвенно-поглощающем комплексе до 50-60 % от оптимального - 80 %, но увеличилось содержание магния на 20-30 %, который в совокупности с натрием повышает солонцеватость почвы. Увеличилось также содержание недоокисленных токсичных веществ. Такое ухудшение мелиоративного состояния наблюдается в ОПХ Пролетарское, ООО «Маныч-Агро» и других рисовых хозяйствах Ростовской области.

Получается, что достигнутое улучшение мелиоративного состояния до 1990 года утрачивается, начали восстанавливаться в почве процессы и показатели, имевшие место до начала освоения этих земель под рисовые оросительные системы.

Расчеты показывают, что за счет ухудшения мелиоративного состояния земель мы теряем не менее 30-50 % потенциального урожая. Этим можно объяснить тот факт, что если средняя урожайность риса по России увеличилась по сравнению с 1986-1990 годом с 34,9 до 45,9 ц/га, то в Ростовской области она осталась на уровне 34 ц/га (было 33,6, стало в 2008 году 34,8 ц/га) [5, 6].

Такие земли, без комплексной мелиорации по всем параметрам, далеки от оптимального состояния и не обеспечивают нормальные рост и развитие растений. Поэтому и селекционные достижения, и новые технологии возделывания риса, внесение больших доз удобрений не смогут увеличить урожайность риса, пока мы не займемся улучшением мелиоративного состояния земель. При отсутствии в пахотном слое солонцеватых почв естественных запасов кальция и наличии в нем высоких концентраций щелочности и поглощенного натрия необходимо применение химических мелиорантов. Выбор мелиоранта зависти от химизма засоления и степени солонцеватости почвы. На сегодняшний день основными химмелиорантами являются отходы промышленности: фосфогипс, электролиты травления стали (отработанная серная кислота) в смеси с различными компостами.

Заключение

В заключение необходимо отметить, что в целях улучшения мелиоративного состояния, повышения плодородия почв и валового сбора риса требуется комплексная реконструкция рисовых оросительных систем. Для восстановления плодородия почвы необходимо внесение повышенных доз органических удобрений (40-60 т/га), а также посев сельскохозяйственных культур на сидеральные удобрения с запашкой поздней осенью (горчица+овес, горчица+горох) или весной (озимая рожь). Внесение гипса или глиногипса, фосфогипса или терриконной породы производится из расчета мелиорации подсолонцового и солонцового горизонтов под основную вспашку или перепашку, с последующей промывкой через рис. Эффективность химической мелиорации выше на фоне внесения органических удобрений (хорошо перепревший навоз 30-40 т/га). Непременным условием успешного освоения солонцов является правильно запроектированный с учетом оптимальных параметров - дренаж, обеспечивающий промывной тип водного режима почв и исключающий вторичное засоление и заболачивание.

Библиографический список

1. Джулай А. П. Рис на Дону - М.: Колос, 1965. - 242 с.

2. Гущин Г. Г. Рис. - Л., 1938. - 204 с.

3. Кондратов С. К. Орошаемое земледелие. - М., 1948. - 246 с.

4. Величко Е. Б., Шумаков Б. Б. Агромелиоративные основы возделывания риса. - Краснодар, 1987. - 192 с.

5. Костылев, П. И., Парфенюк А. А., Степовой В. И. Северный рис (генетика, селекция, технология) - Ростов-на-Дону: ЗАО «Книга», 2004. - 576 с.

6. Министерство сельского хозяйства и продовольствия Ростовской области. - http: // www. Don-Agro.ru, 2009.

Размещено на Allbest.ru