Кальциевый режим чернозема обыкновенного при капельном орошении минерализованной водой

Размещено на http://www.allbest.ru/

Кальциевый режим чернозема обыкновенного при капельном орошении минерализованной водой

В статье приводятся результаты исследований влияния капельного орошения на кальциевый режим черноземов обыкновенных, используемых для выращивания томатов в пленочных теплицах. Установлено, что характер распределения различных форм кальция (водорастворимого, обменного и карбоната кальция) подвержен изменению в течение года. В поливной период в верхнем слое почвы увеличивается содержание водорастворимого, обменного кальция и карбонатов кальция. Весной количество водорастворимого кальция в верхнем слое почвы уменьшается вследствие выпадения осадков зимнего периода. Под влиянием капельного орошения в верхнем слое почвы происходит накопление карбонатов, с глубиной их количество уменьшается в отличие от неорошаемых почв, где содержание карбонатов минимально в верхнем слое и увеличивается с глубиной.

Площади под капельным орошением в Российской Федерации в последние годы значительно расширились. В то же время, недостаточная изученность почвенных процессов, присущих черноземным почвам юга страны, при использовании капельного орошения приводит к неполному использованию потенциала этого водосберегающего способа орошения.

Ввиду того, что одним из перспективных направлений использования капельного орошения является применение его на участках сложной формы, зачастую с использованием оросительной воды не самого хорошего качества, нами изучалось влияние капельного орошения минерализованной водой на кальциевый режим почв. Как известно, кальций выполняет многостороннюю функцию в почве. Он влияет на плодородие почв и снабжение растений этим элементом. Так, для формирования тонны урожая томатов требуется порядка 3,8 кг кальция [1]. Недостаточное поступление кальция в растения приводит к вершинной гнили. В. А. Ковда писал, что образование зернистой водопрочной структуры связано с накоплением большого количества коагулированного кальцием гумуса. Снижение содержания кальция вызывает разрушение структуры тяжелых почв, неустойчивость физико-химических свойств почв при орошении, ухудшение структуры почвы, снижение количества водопрочных агрегатов, и высококачественных гуминовых кислот, которые во многом определяют плодородие любой почвы. Накопление в почвах углекислого кальция способствует цементации первичных механических элементов, их склеиванию и образованию водоустойчивых агрегатов [2].

Наши исследования были направлены на установление характера распределения и динамики различных форм кальция (водорастворимый, обменный и СаСО3) в почве при капельном орошении.

Опыты проводились с осени 2009 года в ст. Красюковская Октябрьского района Ростовской области в пленочных теплицах на солнечном обогреве при выращивании томатов. Почвы опытного участка, согласно классификации 1977 года [3], принадлежат к черноземам обыкновенным карбонатным среднемощным малогумусным иловато-крупно-пылеватым тяжело-суглинистым.

Отбор проб почвы проводился по методике РосНИИПМ в трех точках относительно расположения капельной линии: непосредственно под капельницей (зона О); в зоне максимального накопления солей (20 см) (зона М) и в середине междурядья или дорожки (70 см) (зона Д). Отбор проб почвы для анализов проводился осенью по окончанию поливного сезона и весной перед посадкой рассады на постоянное место. Глубина взятия проб до глубины 1,0 м через 0,20 м.

Определение содержания кальция в водной вытяжке проводилось по ГОСТ 26428-85, обменного кальция - по ГОСТ 26487-85, карбонатов - по методу Голубева в модификации Исаева.

Данные, полученные в результате исследований в 2009 и 2010 годах, представлены в виде графиков, построенных с использованием метода взвешенных наименьших квадратов (рисунки 1-3) в программе STATISTICA 6.0.

Поливная вода - хлоридно-сульфатно-натриевого состава с минерализацией 3,02 г/л. Электропроводность - 3,34 дСм/м, SAR - 7,56. Содержание кальция в поливной воде составило 0,27 г/л или 13,5 мг-экв./л, что составило 26,6 % от суммы катионов, содержащихся в воде [4].

Анализ распределения водорастворимого кальция показал, что в течение поливного сезона в верхнем слое почвы 0-20 см происходит повышение содержания кальция (рисунок 1). Так, в зоне М осенью 2009 года содержалось 1,5 мг-экв./100 г почвы, а осенью 2010 года - 1,1 мг-экв./100 г почвы. В слоях глубже 20 см в зонах О и М содержание кальция составило 0,4-0,6 мг-экв./100 г почвы. В зоне О, в наибольшей степени подверженной влиянию поливной воды, в верхнем слое почвы - 0-20 см - повышение водорастворимого кальция не отмечалось, оно находилось примерно на таком же уровне, как в слоях зоны О, расположенных глубже 20 см.

В весенний период отмечается обратная картина. Верхний слой

0-20 см промывается осадками зимнего периода и содержит наименьшее количество водорастворимого кальция, составившее 0,3-0,4 мг-экв./100 г почвы. С глубиной содержание водорастворимого кальция повышается, что указывает на его миграцию из верхних слоев почвы в нижние.

На участке, где орошение не применялось, весной также наблюдалось минимальное количество кальция у поверхности почвы, которое с глубиной увеличивалось от 0,50 до 0,65 мг-экв./100 г почвы. Доля кальция от суммы катионов водной вытяжки без применения орошения составляла от 58 % до 71 %, при применении капельного орошения - 32 %. Таким образом, содержание кальция в водной вытяжке при капельном орошении довольно близко отражало процентное содержание кальция в применяемой поливной воде, составлявшее 26 % от суммы катионов.

Применение подхода связывания ионов водной вытяжки в гипотетические соли показало, что во всех слоях и в любой период определения присутствует соль (таблица 1). Осенью отмечается появление в верхних слоях в зонах М и Д, которое составляло в зоне М в 2009 году 0,86 мг-экв./100 г почвы, в 2010 году - 0,38 мг-экв./100 г почвы. Также присутствие водорастворимого отмечалось в зоне Д практически по всему профилю. В весенний период верхние слои почвы 0-20 см во всех зонах не содержали водорастворимый , однако, он обнаруживался в более глубоких слоях. Наименьшее содержание водорастворимого отмечалось в зоне О. Водорастворимая соль содержалась там, где движение воды было минимальным; осенью она накапливалась в зоне М на поверхности из-за интенсивного испарения влаги с поверхности почвы, а также в зоне Д, где скорость передвижения влаги уменьшалась до минимума; весной наибольшее количество водорастворимого присутствовало в слое 40-60 см, который являлся своеобразной границей проникновения вод зимних осадков.

Что касается почвы, где орошение не применялось, то в весенний период здесь также наблюдалось наличие гипотетической соли глубже 60 см в количестве от 0,01 до 0,03 мг-экв./100 г почвы.

Таблица 1. Содержание водорастворимых CaSO4 и Ca(НСО3)2 в водной вытяжке при капельном орошении в черноземе обыкновенном, ст. Красюковская

капельный чернозем орошение

Дополнительный анализ верхнего слоя почвы 0-5 см в зоне М, показал, что в конце поливного сезона можно обнаружить соль . Так, в 2009 году ее содержание составляло 2,71 мг-экв./100 г почвы, в 2010 году - 1,0 мг-экв./100 г почвы. Являясь растворимым соединением, повышает подвижность кальция и способствует его вымыванию в зимний период, к тому же при недостаточном выпадении зимних осадков концентрация почвенного раствора в корнеобитаемой зоне может быть повышенной, что отрицательно влияет на укоренение и развитие растений. Распределение обменного кальция в профиле почвы под капельницей представлено на рисунке 2.

капельный чернозем орошение

В верхних слоях почвы содержание обменного кальция было меньше, чем в нижних слоях. В зимний период происходило уменьшение содержания обменного кальция, а в течение поливного периода наблюдалось его увеличение. Наиболее существенное увеличение содержания обменного кальция отмечалось в зонах, где происходило замедление движения воды, и имел место процесс испарения. В зоне О, где воздействие поливной воды наибольшее, в слое 40-80 см отмечено небольшое уменьшение содержания обменного кальция.

Процентное содержание обменного кальция в почве, определяемое от суммы катионов кальция, магния, натрия и калия, составляло от 61 % до 83 % в осенние сроки определения. Весной процентное содержание кальция повышалось в зонах О и М в наибольшей степени, что было связано с вымыванием натрия из почвенного поглощающего комплекса в зимний период (таблица 2).

Таблица 2. Содержание обменного кальция в черноземе обыкновенном, ст. Красюковская

Распределение карбонатов по почвенному профилю представлено на рисунке 3. Более высокие значения содержания карбонатов отмечены в верхнем слое почвы, что объясняется общим накоплением солей, происходящим в течение поливного сезона. Являясь более стабильной солью, не подвергающейся выщелачиванию в зимний период в такой степени, как водорастворимые соли, карбонаты остаются в верхнем слое почвы и в весенний период. Закономерность распределения карбонатов при капельном орошении кардинально отличается от распределения карбонатов без применения орошения в естественных условиях (рисунок 4).

В естественных условиях содержание карбонатов является наименьшим в верхних слоях почвы (0,24 % в слое 0-20 см) и увеличивается вниз по профилю (1,73 % в слое 60-80 см).

Рисунок 4. Распределение карбонатов по профилю почвы, ст. Красюковская

Таким образом, в результате исследований установлено, что капельное орошение водой хлоридно-сульфатно-натриевого состава с минерализацией 3,02 г/дм3 изменяет кальциевый режим почв по сравнению с естественными условиями. Характер распределения различных форм кальция (водорастворимого, обменного и карбоната кальция) подвержен изменению в течение года. В поливной период в верхнем слое почвы увеличивается содержание водорастворимого, обменного кальция и карбонатов кальция. Весной количество водорастворимого кальция в верхнем слое почвы уменьшается вследствие выпадения осадков зимнего периода. Под влиянием капельного орошения в верхнем слое почвы происходит накопление карбонатов, с глубиной их количество уменьшается в отличие от неорошаемых почв, где содержание карбонатов минимально в верхнем слое и увеличивается с глубиной.

Список использованных источников

капельный чернозем орошение

1. Теплицi i тепличнi господарства: довiд / Г. Г. Шишко [и др.]; за ред. Г. Г. Шишка. - К.: Урожай, 1993. - 424 с.

2. Ковда, В. А. Основы учения о почвах / В. А. Ковда. - М.: Наука, 1973. - Кн. 1. - 448 с.

3. Классификация и диагностика почв СССР. - М.: «Колос», 1977.- 224 с.

4. Воеводина, Л. А. Влияние капельного орошения на засоление почв [Электронный ресурс] / Л. А. Воеводина, Ю. Ф. Снипич, А. Н. Чекунов // Научный журнал КубГАУ: политематический сетевой электрон. журн. / Кубанский гос. аграрн. ун-т. - Электрон. журн. - Краснодар: КубГАУ, 2010. - №10(64) С. 248 - 267. - Режим доступа: http://ej.kubagro.ru/2010/10/pdf/20.pdf. - Шифр Информрегистра 0421000012\0273.

Размещено на Allbest.ru