Влияние дефеката на свойства, плодородие серых лесных почв Бие-Чумышского междуречья и урожайность сельскохозяйственных культур Иванов Анатолий Николаевич
Иванов Анатолий Николаевич. Влияние дефеката на свойства, плодородие серых лесных почв Бие-Чумышского междуречья и урожайность сельскохозяйственных культур : Дис. . канд. с.-х. наук : 06.01.03 : Барнаул, 2004 130 c. РГБ ОД, 61:04-6/651
Содержание к диссертации
Глава 1. Серые лесные почвы и условия их формирования 7
1.1. Геоморфология ирельеф 8
1.2. Климат и погодные условия в годы исследований 10
1.3. Растительность 12
Глава 2 Серые лесные почвы их свойства и плодородие 14
2.1. Гранулометрический состав 14
2.2. Минералогический состав : 15
2.3. Валовой химический состав серых лесных почв 21
2.4. Качественный состав гумуса серой лесной почвы под лесом 25
2.5. Причины почвенной кислотности 31
2.6. Отношение растений к почвенной кислотности 36
2.7. Плодородие генетических горизонтов серых лесных почв 39
2.8. Параметры плодородия серых лесных почв, определяющих урожайность озимой ржи 43
Глава 3. Объекты, методика и методы проведения исследований 50
3.1. Объекты и методика проведения исследований 50
3.2. Средства химизации 52
3.3. Методы исследований 54
Глава 4. Влияние видов и доз мелиорантов на свойства серых лесных почв 56
4.1. Влияние химической мелиорации на физико-химические и агрохимические свойства серых лесных почв 56
4.2. Влияние химической мелиорации на структурное состояние и плотность почвы 69
4.3. Влияние сельскохозяйственных культур и дефеката на теплофизическое состояние и гидротермические режимы серых лесных почв 74
4.3.1. Физические свойства и теплофизическое состояние серых лесных почв 74
4.3.2. Особенности изменения теплофизических свойств серой лесной почвы втечение вегетации 78
4.3.3. Температурный режим и тештопотоки в пахотном слое серой лесной почвы 84
4.4. Влияние дефеката и удобрений на микробиологическую активность серых лесных почв 96
Глава 5. Влияние мелиорантов и удобрений на урожайность -сельскохозяйственных культур 106
Глава 6. Экономическая эффективность возделывания сельскохозяйственных культур на мелиорированных серых лесных почвах 115
Рекомендации производству 120
Библиографический список 121
Введение к работе
В правобережье Алтайского края обширную площадь занимает зона выщелоченных черноземов и серых лесных почв. Зона расположена в междуречье Б ии и Чумыша.
В почвенном покрове данной территории занимают серые лесные почвы - 2622,3 тыс. гектаров или 26,4% от общей площади сельскохозяйственных угодий. Из них значительные площади серых лесных почв используется в пашне.
Серые лесные почвы в результате длительного их использования в пашне потеряли плодородие. Содержание гумуса в старопахотных серых лесных почвах составляет 3-4%. Кроме того они характеризуются низкой величиной рН 3,8-4,5.
Снижение плодородия этих почв произошло в результате длительного бессистемного использования в течение почти 60 лет. Мало применяли удобрений, как органических, так и минеральных, не соблюдали севообороты, недостаточно высевали многолетние травы, особенно в последние 10-12 лет. Возделывали на них, в основном, рожь, овес и гречиху.
На серых лесных почвах Бие-Чумышской возвышенной равнины урожайность яровой пшеницы не превышает 10 ц/га, так как пшеница сильно страдает от почвенной кислотности.
Невысокую урожайность на этих почвах дают и такие традиционные культуры для серых лесных как рожь и картофель.
Причиной низкой урожайности сельскохозяйственных культур на этих почвах, по-видимому, является пониженная биологическая активность, высокое содержание грибов и патогенной микрофлоры. Эти факторы вызывают заболевания растений. Недостаток подвижных элементов питания не позволяет получать высокие урожаи хорошего качества.
Серые лесные почвы Бие-Чумышской возвышенной равнины недостаточно изучены.
Нет сведений**» их минералогическом составе и качественном составе гумуса. Не разработаны пути повышения их плодородия, не изучена реакция сельскохозяйственных культур на химическую мелиорацию, путем внесения дефеката, как источника кальция.
В этой связи данная проблема является актуальной и ее решение не вызывает сомнений.
Цель, работы: Изучить основные свойства серой лесной почвы и разработать пути повышения их плодородия.
Для выполнения поставленной: цели необходимо решить следующие задачи:
Изучить основные свойства серых лесных почв;
Изучить плодородие генетических горизонтов серых лесных почв;
Определить параметры почвенного плодородия серых лесных почв определяющих урожайность озимой ржи; изучить влияние дефеката на физико-химические и агрохимические свойства;
4) Изучить влияние дефеката на физические и теплофизические свойства;
Изучить влияние дефеката на микробиологическую активность почв;
Изучить влияние дефеката на урожайность сельскохозяйственных культур.
7) Дать экономическую оценку использования дефеката, как химического мелиоранта серых лесных почв.
Впервые изучен минералогический и валовой состав серых лесных почв, качественный состав гумуса, плодородие генетических горизонтов, параметры плодородия, определяющие урожайность ржи, дана сравнительная оценка эффективности известняковой муки и дефеката, как химических мелиорантов. Изучено влияние дефеката на некоторые физические, химические свойства почв, подробно изучена теплофизическое состояние и гидротермический режим.
Изучено влияние дефеката на урожайность сельскохозяйственных культур, возделываемых в этой зоне.
Практическая значимость работы.
Выполненная работа является теоретической и практической основой для внедрения дефеката, как мелиоранта на серых лесных почвах при. возделывании на них основных районированных сельскохозяйственных культур.
1). Химическая мелиорация серых лесных почв с помощью дефеката обеспечивает благоприятные физические, тешгофизические, физико-химические свойства и питательный режим для сельскохозяйственных культур;
2). Экономическая целесообразность мелиорации серых лесных свойств дефекатом.
Апробация работы. Материалы диссертационной работы были доложены на конференции посвященной 100-летию профессора Н.В. Орловского (Барнаул, 1999); на юбилейной международной научно-практической конференции «Современные проблемы и достижения аграрной науки в животноводстве и растениеводстве» (Барнаул, 2003); на Международной конференции (Иваново, 2002); на научных конференциях агрономического факультета Алтайского госагроуниверситета (Барнаул, 2002, 2004 гг.).
Публикации. По материалам диссертации опубликовано 13 работ в изданиях АГАУ, журнале «Мелиорация и водное хозяйство» в монографии и трудах международных конференций. Общий объем публикаций автора 1,9 п.л.
Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, 6 глав, выводов, библиографического списка и предложений производству. Содержание изложено на 130 страницах машинописного текста, включая 37
таблиц, 8 рисунков. Библиографический список литературы включает 133 источника, в том числе 6 на иностранном языке.
Автор выражает признательность научному руководителю доктору сельскохозяйственных наук, профессору Трофимову Ивану Тимофеевичу за консультации и постоянную помощь при выполнении работы и подготовке диссертации.. Автор также благодарит за помощь в проведении экспериментов кандидатов сельскохозяйственных наук Толстова М.В., Ступину Л.А., Вялкову Л.И., Курсакову B.C. и студентов агрономического факультета АГАУ.
Климат и погодные условия в годы исследований
Лесостепь правобережья отмечается разнообразием климатических условий в связи с возрастающим влиянием Салаирского хребта. Характерной особенностью данной зоны является достаточная увлажненность и умеренно-теплый климат. Количество осадков в центральной части зоны достигает 439 мм в год (с. Косиха).
Наибольшее их количество в июле-августе - 118 мм (Природное районирование, 1958). Суховейная погода почти не наблюдается. Большое значение в режиме увлажнения имеют снеговые воды. За холодный период количество осадков 100-150 мм, высота снежного покрова достигает 60 см, почва промерзает на глубину 1,0-1,5 м.
Вегетационный период длится 115-125 дней. Сумма активных температур выше 10С составляет 1900-2200С. Переход среднесуточной температуры воздуха через 5С отмечается в конце апреля - начале мая. Последние весенние заморозки нередко отмечаются в первой декаде июня, средняя многолетняя дата первых осенних заморозков - 10 сентября. Природные условия зоны благоприятны для раннеспелых -и среднеспелых зерновых и зернобобовых культур» особенно, озимых (озимая рожь, тритикале, озимая пшеница, озимая вика), картофеля, овощей, кормовых корнеплодов, многолетних трав. Погодные условия, плодородие почв, агротехнические приемы возделывания сельскохозяйственных культур оказывают значительное влияние на рост, развитие и урожайность сельскохозяйственных культур. По данным Троицкой метеостанции, которая является ближайшей к району исследований, погодные условия в годы проведения опытов (1999-2001 гг.) были неодинаковы и отличались в некоторой степени от средних многолетних показателей. Погодные условия 1999 года характеризовались как засушливые. Среднемесячная температура в мае превышала среднемноголетние показатели на 6 С, при этом сумма осадков была в два раза меньше, чем среднем ноголетняя. Такая закономерность наблюдалась в течение всего вегетационного периода. Гидротермический коэффициент по Селянинову составил 0,61. Этот показатель ниже нормы в два раза (таблица I). В 2000 году ситуация изменилась. При температуре на 2С выше, чем среднем ноголетняя, количество осадков в мае-июне выпало в два раза больше нормы и ГТК і составил 1,84 в сравнении со среднемноголетним, равным і ,25. Только в июле количество осадков было в два раза ниже, чем по среднемпоголетним данным. Вегетационный период этого года можно характеризовать как достаточно увлажненный. Погодные условия 2001 года были более благоприятными. Количество осадков за вегетационный период было равно среднемноголетним, хотя в мае отмечалась засушливая погода. При высокой среднемесячной температуре 16,1 С сумма осадков в мае составила 21 мм. По этой причине ГТКі был незначительно ниже среднемноголетнего — 1,09, а ГТКг был почти равен среднемноголетнему — 1,18. 2001 год можно считать наиболее благоприятным для, возделывания сельскохозяйственных культур в этой зоне. Растительность Алтайского края, расположенного на стыке Западно-Сибирской низменности с горными сооружениями Алтая и Салаира характеризуется большим разнообразием. Район исследований находится в лесостепной зоне в средней лесостепи в подзоне луговых степей и березовых лесов на выщелоченных черноземах и серой лесной почве. На границе с лесостепью Бийско-Чумышской равнины широко распространены сосно во-березовые и березовые леса на месте вырубки соснового бора, что связано с прохождением путей, связывающих Барнаул с Бийском и Горным Алтаем (Александрова, Гуричева, Иванина, 1958). Растительность района исследований подробно изучена сотрудниками и студентами биологического факультета. Профессором Терехиной Т.А. (1999) опубликован список видов растений, включающий 418 видов. А.А. Малиновских (2002) составил конспект флоры Косихинского района, который включает 555 видов и подвидов высших сосудистых растений. По комплексу ботани ко- географических условий район А.В. Куминовой (1963) выделен в, Приобский боровой округ и Бийско-Чумышский лесостепной правобережной Приобской лесостепной подпровинции Западно-Сибирской провинции. Серые лесные почвы сформированы под березовыми суходольными лесами, включающие семь ассоциаций: березово-вейниковые ассоциации, березовые разнотравные леса, которые широко распространены и включают некоторые виды кустарников (карагана, таволга зверобоелистная и др.). Разнотравная ассоциация сформировалась под влиянием антропогенных факторов (пастьба, сенокошение); Травяной покров насчитывает более 50 видов (земляника, костяника, вероника колосистая, мятлик луговой и другие). Широко распространены папортниковые леса по склонам логов восточной и северной экспозиции. По боровым террасам широко распространены; леса: травяные,, моховые, травяно-кустарниковые. Наиболее широко распространенной группой лесов являются разнотравные сосновые леса на супесчаных, а также суглинистых почвах. Такие леса имеют негустой травостой (сомкнутость крон 0,5-0,6) из сосны с небольшой примесью березы. Подлесок состоит из караганы, шиповников и других кустарников. Общая черта травостоя этих лесов - доминирование разнотравья и незначительное участие злаков и осок. Под воздействием выпаса, сенокошения и вытаптывания наряду с усилением разнотравия и угнетением злаков появляются сорные травы: икотник серый, будра плющевидная, коровяк и другие (Малиновских, 2002). Под данным типом леса были сформированы серые лесные почвы суглинистого гранулометрического состава, на которых были проведены полевые и вегетационно-полевые опыты.
Качественный состав гумуса серой лесной почвы под лесом
Серые лесные почвы формируются в европейской части РФ под широколиственными лесами, а в азиатской, в том числе, в Алтайском крае под мелколиственными лесами состоящими из березы, осины и подлеска в составе которого широко распространены черемуха, крушина, ива, смородина, боярышник и другие породы. Под пологом этих лесов хорошо развит травянистый покров, который способствует развитию дернового процесса и формированию гумусового горизонта.
Интерпретация гумусового состояния серых лесных почв более сложна, чем многих других лочв. В.В. Пономарева и Т.А. Плотникова (1980) отмечают, что даже и сейчас еще часто эти почвы трактуются с позиций палеопочвоведения — как продукт вторичного оподзоливания чернозема при наступлении леса на степь. Ряд исследователей придерживаются противоположной точки зрения