Влияние мелиораций на комплексность почвенного покрова

Влияние мелиораций на комплексность почвенного покрова

Многолетние исследования показывают, что при орошении, особенно в условиях комплексности почвенного покрова, плодородие снижается на всех почвах. Так, например, южные черноземы, расположенные в комплексе с солонцами, без применения химической и комплексной мелиораций деградируют. При этом процессы осолонцевания, обусловленные подтягиванием минерализованных грунтовых вод к поверхности почв, достигают поверхностного слоя. Если в 1991 году содержание поглощенного натрия в слое 0−20 см черноземов составляло 4%, а в слое 0−100 см 11%, то в 2000 году произошло его перераспределение по слоям: в слое 0−20 см его количество составило 8% от суммы ППК (почвенно-поглощающего комплекса), в слое 0−100 см — 8%. Увеличение натрия в ППК сопровождается уменьшением в нем кальция.

Кроме осолонцевания в зональной почве идут процессы вторичного засоления, затрагивая метровую толщу. Засоление в пределах 0,4-0,6% отмечается с 40-60 см, где при близком залегании грунтовых вод образуется капиллярная кайма. Так, в 1991 году средневзвешенное содержание токсичных солей в слое 0-100 см составляло 0,18%, в 1995 году — 0,31%, в 2000 году — 0,38%, то есть накопление солей за 10 лет орошения составило 110%. Этому способствуют грунтовые воды сульфатно-натриевого химизма засоления с минерализацией 10-15 г./л, находящиеся на уровне выше критического (1,8-2,0 м). При этом глубина грунтовых вод из года в год и от весны к осени меняется, поэтому и глубина солевых горизонтов разная, отсюда различное содержание солей в метровой толще.

Лугово-степные солонцы, расположенные среди южных черноземов, при орошении также не приобретают положительных свойств: рН остается высокой, содержание поглощенного натрия повышено не только в солонцовом горизонте, но и на поверхности. Его содержание в 0−20 см слое достигает 20−22% за счет вертикальной и горизонтальной миграции почвенных растворов. Отсюда и низкая устойчивость почв к содовому засолению, низкое содержание гумуса, слабая обеспеченность элементами питания. Обе почвенные разновидности уплотнены, обладают склонностью к слитизации, водопрочность агрегатов либо неудовлетворительная, либо вообще отсутствует.

На таких массивах в первую очередь необходимо провести мероприятия по снижению уровня грунтовых вод ниже критических величин (более 3 м), а затем осуществить химическую или комплексную мелиорации. Главная задача таких мелиораций — сглаживание комплексности почвенного покрова и создание таких качеств солонцов, которые по своим свойствам приближались бы к зональным.

Полевые опыты по исследованию данных вопросов были проведены в ТОО «Цимлянское» Мартыновского района Ростовской области. Данная территория относится к сухостепной зоне. Климат континентальный. Рельеф равнинный, опыты проводились на первой надпойменной террасе р. Западный Маныч (Доно-Манычская провинция). Почвенный покров представлен комплексом южных черноземов и лугово-степных солонцов. Последние занимают в комплексе 25−30%. Как видно из таблицы 1, сглаживание комплексности почвенного покрова по основным показателям произошло при использовании в качестве химического мелиоранта фосфогипса и его сочетаний с навозом.

На контроле содержание обменного натрия в 0−40 см слое в южном черноземе составляло 10%, на солонце — 21%, рН 7,9−8,5 соответственно, объемная масса практически одинаковая в силу физической уплотненности, а коэффициент дисперсности на солонце в 1,5 раза выше, чем на южном черноземе, общее содержание гумуса составляло 3,7%, на солонце — 3,19%. В силу различных свойств почв, входящих в комплекс, урожайность на солонцах была на 15−20% ниже, чем на южных солонцеватых черноземах. В результате химической мелиорации в вариантах с чистым фосфогипсом, в сочетаниях с 10 т/га Ф + 20 т/га и 10 т/га Ф + 40 т/га Н на солонцах уже в 1-й год последействия солонцеватость снизилась до категории среднесолонцеватых почв и приблизилась к солонцеватости зональных почв. Сами южные черноземы из ряда слабосолонцеватых перешли в разряд несолонцеватых почв.

Одновременно произошло снижение щелочности, почвы разуплотнились, и почвенные частицы в той и другой разновидностях почв скоагулировались, что наглядно представлено коэффициентом дисперсности, который уменьшился почти в 2 раза. За счет внесения навоза и лучшего развития сельскохозяйственных культур увеличилось в 40 см слое содержание гумуса. На 4-й год последействия восстановления отрицательных свойств почв солонцового комплекса не наблюдалось. Это подтверждается как свойствами почв, так и урожайностью сельскохозяйственных культур. При этом отмечено, что химическая мелиорация солонцов, как наихудшей почвы комплекса, сопровождается большей отдачей по продуктивности. Так, в первый год после мелиорации урожайность кукурузы на зеленую массу в варианте с 10 т/га Ф + 20 т/га Н на солонце была выше по сравнению с контролем на 33%, а на южном черноземе на 26%.

На 4-й год после мелиорации урожайность озимой пшеницы соответственно выше на 39 и 35% по сравнению с контролем. Аналогичная ситуация складывалась на варианте с 10 т/га Ф и 20 т/га Н. В варианте с чистым фосфогипсом прибавки на обеих почвах одинаковы, а на 4-й год на южном черноземе прибавка по сравнению с контролем составила 32%, на солонце 35%.

Навоз в чистом виде на солонцах с высокой щелочностью не способствует рассолонцеванию и, следовательно, не улучшает основные свойства почв, а на южных черноземах с реакцией почв ближе к слабощелочной снизилась солонцеватость, уменьшилась объемная масса до 1,30 т/м3, несколько снизился коэффициент дисперсности, возросло содержание гумуса. За счет этих свойств урожайность по сравнению с контролем в 1-й год его последействия возросла на 11%, а на 4-й год уже на 28%, то есть на южных черноземах навоз в чистом виде мелиорирующее действие оказывает, но использовать его для мелиорации почв солонцовых комплексов нецелесообразно (табл. 2).

Таблица 1 Изменение свойств почв солонцовых комплексов под влиянием химических мелиораций (слой 0−40 см).

Варианты опыта.	Na, % от УППК.	Токсичные соли, %.	рН.	Объемная масса, т/м3.	К. дисп.	Гумус, %.	Урожайность.
т. корм., ед/га.	Прибавка.
т. корм., ед/га.	%.
Южный чернозем.
1-й год после мелиорации.
Контроль (обычная вспашка).		0,08.	1,34.	1,34.		3,60.	4,54.
10 т/га Ф.		0,06.	1,26.	1,26.		3,70.	5,46.	0,92.
40 т/гаН.		0,06.	1,30.	1,30.		3,82.	4,98.	0,24.
10 т/га Ф + 20 т/га Н.		0,06.	1,24.	1,24.		4,35.	5,70.	1,16.
10 т/га Ф + 40 т/га Н.		0,05.	1,23.	1,23.		4,48.	5,70.	1,16.
5 т/га Ф + 40 т/га Н.		0,06.	1,23.	1,23.		4,46.	6,03.	1,49.
0,13.
Точность опыта, %.	2,3.
4-й год после мелиорации.
Контроль (обычная вспашка).		0,07.	8,0.	1,32.		3,62.	3,72.
10 т/га Ф.		0,03.	7,3.	1,30.		3,72.	4,91.	1,19.
40 т/гаН.		0,07.	7,9.	1,38.		4,30.	4,76.	1,04.
10 т/га Ф + 20 т/га Н.		0,04.	7,4.	1,26.		4,50.	5,01.	1,29.
10 т/га Ф + 40 т/га Н.		0,06.	7,6.	1,25.		4,56.	4,96.	1,24.
5 т/га Ф + 40 т/га Н.		0,05.	7,6.	1,27.		4,45.	5,03.	1,31.
0,88.
Точность опыта, %.
Лугово-степной солонец.
1-й год после мелиорации.
Контроль (обычная вспашка).		0,10.	8,5.	1,32.		3,19.	3,86.
10 т/га Ф.		0,06.	7,7.	1,25.		3,17.	4,64.	0,78.
40 т/гаН.		0,10.	8,6.	1,34.		3,57.	4,06.	0,20.
10 т/га Ф + 20 т/га Н.		0,06.	7,6.	1,24.		3,53.	5,14.	1,28.
10 т/га Ф + 40 т/га Н.		0,07.	7,7.	1,27.		3,57.	5,36.	1,50.
5 т/га Ф + 40 т/га Н.		0,09.	7,9.	1,30.		3,56.	4,84.	0,98.
0,16.
Точность опыта, %.	3,4.
4-й год после мелиорации.
Контроль (обычная вспашка).		0,10.	0,10.	1,36.		3,16.	3,09.
10 т/га Ф.		0,07.	0,07.	1,27.		3,64.	4,17.	1,08.	3,64.
40 т/гаН.		0,11.	0,11.	1,37.		3,28.	3,21.	0,12.	3,28.
10 т/га Ф + 20 т/га Н.		0,06.	0,06.	1,22.		4,11.	4,28.	1,19.	4,11.
10 т/га Ф + 40 т/га Н.		0,07.	0,07.	1,22.		3,95.	4,40.	1,31.	3,95.
5 т/га Ф + 40 т/га Н.		0,09.	0,09.	1,31.		3,89.	3,69.	0,60.	3,89.
0,68.
Точность опыта, %.	10,5.

Таблица 2. Сравнительный анализ влияния химической и комплексной мелиораций на однородность почвенного покрова (0-40 см).

Таким образом, проведение комплексной мелиорации на почвах солонцовых комплексов еще в большей степени исключает проявление негативных процессов и способствует формированию однородного почвенного покрова.