Размещено на http://www.allbest.ru/

оценка состояния чернозема оподзоленного в условиях капельного орошения и овощного севооборота левобережной лесостепи Украины

Ю.А. Афанасьев

Институт почвоведения и агрохимии имени А. Н. Соколовского,

г. Харьков, Украина

EVALUATION OF PODZOLIC CHERNOZEM UNDER DRIP IRRIGATION AND VEGETABLE CROP ROTATION OF LEFT-BANKFOREST STEPPE OF UKRAINE

Yu.A. Afanasyev

Summary

It is determined regularities сhanges of salt, nutritious, water regimes, agrophysical, physical and chemical properties of chernozem podzols in the drip irrigation by fi rst class water and different fertilizer systems in crop rotation conditions. Variants of an optimum combination of regimes drip irrigation and fertilizer systems which provide high productivity of vegetable crops are determined.

ВВЕДЕНИЕ

В последнее время в Украине для орошения сельскохозяйственных культур широко используют капельный способ полива. При капельном орошении, которое характеризуется локальным характером увлажнения почвы, формируется достаточно сложный характер движения влаги с растворенными в ней солями и питательными веществами [1-4].

По сравнению с традиционными способами полива (дождеванием, поверхностным поливом) капельное орошение имеет ряд преимуществ:

• экономия поливной воды (от 50% до 5-кратной), электроэнергии (50-70%) и удобрений (30-50%). Эффективность водопотребления растениями достигает 90-98%, так как вода поступает непосредственно к корневой системе;

• обеспечение необходимых объемов водоподачи и удобрений в соответствии с физиологическими потребностями растений на основе создания оптимального водного и питательного режимов почвы, что, в свою очередь, обеспечивает существенное (от 30% до 5-кратного) увеличение урожайности сельскохозяйственных культур при улучшении качества продукции;

• высокий уровень механизации и автоматизации технологических процессов (полив, внесение удобрений, химических мелиорантов, средств защиты растений) и на этой основе высокая степень контроля экологических нагрузок на окружающую среду;

• сокращение применения средств защиты растений, поскольку существенно уменьшается засоренность (земля между поливными лентами остается сухой) и поражения растений грибными и бактериальными болезнями;

• возможность использования слабоминерализованных вод, которые являются непригодными для полива другими способами орошения;

• отсутствие поверхностного стока, который исключает эрозию почв и поднятия грунтовых вод;

• возможность освоения земель склонов со сложным рельефом (с уклоном до 30°), а также малопригодных (маломощных, песчаных, супесчаных, рекультивированных) земель [1, 3, 5].

Важным элементом технологии выращивания сельскохозяйственных культур с применением капельного орошения является рациональная схема посева (высадки), определение характера размещения растений, площади их питания, параметров оптимальной густоты, уровня технологичности в процессе ухода за растениями и т.п., которые напрямую зависят от почвенно-экологических свойств. Однако, для условий Левобережной Лесостепи Украины на сегодняшний день не существует научно обоснованных рекомендаций по выращиванию овощных культур при капельном орошении, которые учитывают весь спектр влияния данного способа влагообеспечения на почвенно-экологическое состояние земель [6-9].

Опыт применения систем капельного орошения, а также литературные источники, свидетельствую, что в некоторых случаях могут наблюдаться тенденции накопления водорастворимых солей, изменения состава поглощающего комплекса, то есть развитие процессов засоления и осолонцевания почвы, скорость и направление которых зависят от количественных и качественных показателей оросительной воды, режима орошения, количества выпадения осенне-зимних осадков [6, 8]. При этом технические особенности применения систем капельного орошения способствуют появлению пространственно-ограниченных участков локального проявления ирригационных процессов, которые образуются в местах образования контура увлажнения и чередуются с неорошаемыми участками, а в некоторых ситуациях смыкаются между собой.

Цель исследований - оценка состояния чернозема оподзоленного Левобережной Лесостепи Украины при капельном орошении в овощном севообороте.

ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

Исследования выполнялись на Харьковском стационарном опыте института овощеводства и бахчеводства НААН Украины на протяжении вегетационных периодов 2004-2010 гг.

Метеоусловия по годам исследований были неодинаковыми, как благоприятными для нормального роста и развития большинства овощных культур и формирования высокого уровня урожайности (2004, 2005, 2007, 2008 гг.), так и неблагоприятными (2006, 2009, 2010гг.). Сумма атмосферных осадков за вегетационный период составила: 2004 г. - 276 мм; 2005 г. - 304 мм; 2006 г.- 224 мм; 2007 г. - 283 мм; 2008 г. - 202 мм; 2009 г. - 175 мм; 2010 г. - 259 мм, а сумма температур соответственно 2469 оС, 2515 оС, 2358 оС, 2682 оС, 2392 оС, 2562 оС, 2395 оС. Погодные условия вегетационных периодов 2004-2010 гг. несколько отличались, благодаря чему удалось установить изменения почвенных свойств под влиянием различных режимов капельного орошения и внесения удобрений, а также их совместного действия.

Объектами исследований являются чернозем оподзоленный среднесуглинистый, оросительные и подпочвенные воды, овощные культуры. Почва опытного участка является незасоленной, несолонцеватой, малогумусной. Общее содержание водорастворимых солей в верхнем полуметровом слое составляет 0,05- 0,08%, токсичных солей - 0,02-0,05%, рН водный - 6,8-7,5, сумма поглощенных катионов - 20-25 мэкв/100 г почвы, содержание Na++ K+ от суммы - 1,5-2,3%, содержание гумуса - 2,9-3,4%, подвижных форм фосфора и калия -88-105 и

67-87 мг/кг почвы соответственно. Плотность сложения пахотного слоя - 1,3- 1,35 г/см3, НВ - 23% в пахотном слое и 25% в подпахотном и глубже.

Опытный участок представлен 8 полями севооборота площадью 0,75 га каждый. В севооборот включены томаты, лук, морковь, баклажан, огурец, свекла столовая, а также промежуточные культуры - ячмень с подсевом люцерны, люцерна 2-го года. На каждом из опытных полей (кроме ячменя и люцерны) схема опыта предусматривает три различных режима капельного орошения (90- 85% НВ, 80-75% НВ, 70-65 % НВ) в сочетании с удобрением вразброс, локально и без удобрения (9 вариантов), неорошаемые варианты внесения удобрений (2 варианта), а также абсолютный контроль. Дозы удобрений рассчитывались индивидуально для каждой из выращиваемых культур [14]. Площадь опытной делянки - 0,04 га, учетной делянки - 37,2 м2.

Отбор почвенных образцов для определения агрохимических, физико-химических, агрофизических свойств проводился в 2 срока на стационарных площадках в период сева и уборки урожая овощных культур в соответствии с требованиями к отбору образцов почвы [12]. Для учета дифференцированного влияния образовавшегося при капельном орошении контура увлажнения отбор на орошаемых вариантах проводился в точке водовыпуска, в ряду культур, на границе контура увлажнения, в неорошаемом междурядье по глубинам 0-25, 25-50, 50-75 и 75- 100 см в 3-кратной повторности на каждом из вариантов.

В отобранных почвенных образцах определяли солевой состав методом водной вытяжки (ГОСТ 26424-ГОСТ26428); обменно-поглощенные катионы - методом Шолленбергера в модификации ННЦ ИПА имени А.Н. Соколовского [13]; азот нитратный и аммонийный (ДСТУ 4729) [12]; подвижные формы фосфора и калия - методом Чирикова (ДСТУ 4115) [12];содержание органического вещества почвы - методом И.В. Тюрина (ДСТУ 4289) [12]; структурно-агрегатный состав почв - методом Савинова (ДСТУ 4744) [12]; плотность сложения - методом режущего кольца по Качинскому [13].

Для орошения используется пресная поливная вода из р. Мжа, которая является пригодной ( класс) по агрономическим и экологическим критериям [10]. По солевому составу оросительная вода хлоридно-гидрокарбонатная магниевокальциевая, pH 7,8-8,0, минерализация 0,7-0,8 г/дм3, пригодна для орошения по всем агрономическим критериям (кроме опасности ощелачивания в жаркие периоды года - существует опасность подщелачивания почвы до слабого уровня). Грунтовые воды имеют нейтральную реакцию (pH 7,0-7,3), минерализацию - 0,8-1,0 г/дм3, сульфатно-гидрокарбонатный магниево-кальциевый солевой состав [10].

Контроль температурного режима проводили путем измерения температуры почвы по слоям 0-5 и 5-10 см термометром электрическим транзисторным типа ТЕТ-2 под поливной лентой, в ряду культур и междурядье в 5-кратной повторности на каждом варианте в течение суток через каждые 3 часа.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

Контроль уровней залегания грунтовых вод (УГВ) проводился ежемесячно в течение вегетационного периода в двух стационарных скважинах, расположенных в высшей и низшей точках опытного участка. За период исследований установлено, что УГВ в апреле-мае находится на отметке от 3,1-3,2 м в самой высокой точке до 2,5-2,6 м в самой низкой. Летние месяцы характеризуются постепенным снижением УГВ до предела 3,7-3,8 м и 3,1-3,2 м соответственно. В осенний срок наблюдения УГВ имеет некоторую тенденцию подъема до 3,4-3,5 м и 2,8-2,9 м соответственно. В целом по опытному участку перепад УГВ между высшей и низшей точками наблюдения составляет 0,55-0,65 м независимо от срока наблюдения. За вегетационный период, в течение которого проводились поливы капельным орошением, влияния последних на УГВ не выявлено, что связано с соблюдением поливных норм для поддержания влажности в расчетном слое почвы и недопущением инфильтрационных потерь влаги.

Солевой режим почвы при капельном орошении характеризуется тенденцией выщелачивания в течение вегетационного периода водорастворимых солей за пределы верхнего полуметрового слоя под воздействием атмосферных осадков и поливов пресной водой (1-й класс качества), а также некоторого их накопления в пахотном и подпахотном слоях междурядий по сравнению с зоной оросительной ленты и рядке культур. Основные солевые характеристики приведены в таблице 1.

Таблица 1 Солевые характеристики чернозема оподзоленного среднесуглинистого