Обеспеченность темно-каштановых почв элементами питания при освоении их в рисовых севооборотах

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Обеспеченность темно-каштановых почв элементами питания при освоении их в рисовых севооборотах

М.С. Миронченко

Под влиянием затопления существенно изменяется пищевой режим почв на рисовых системах. Считается, что азот из этих почв теряется из-за образования в анаэробных условиях аммиака [1]. Другие считают, что низкая обеспеченность почв азотом объясняется высоким биологическим выносом риса, который составляет от 2,4 до 3,4 кг на 1 ц продукции [2-4]. Рис поглощает азот в продолжении почти всей вегетации.

Затопление почв на рисовых системах влияет и на содержание фосфатов в почве. В анаэробных условиях фосфаты кальция и натрия превращаются в фосфат железа. Фосфаты закисного железа играют важную роль в фосфатном питании риса. Выпадая из почвенного раствора в результате окисления в микрозонах корней риса в виде фосфатов окисного железа, они, по мнению Б.А. Неунылова [5] и И.Д. Шарапова [6], в свежеосажденном состоянии более доступны для растений риса, нежели фосфаты кальция.

Затопление существенно отражается и на содержании калия в почве, который находится в почве в обменных и необменных формах.

При увеличении влажности количество обменного калия в почве возрастает. При уменьшении влажности калий переходит в необменные труднорастворимые формы. Доказано, что при постоянном содержании влаги в почве более 60 % от полной влагоемкости калий остается в почве в обменной форме, а при периодическом переувлажнении и высушивании почв в обменной форме его обнаруживается только 30-35 % [7]. П.Е. Простаков, П.В. Носов утверждают, что при орошении содержание обменного калия в почвах увеличивается и наибольшее его количество наблюдается под кукурузой (больше на 82 %), рисом (на 75 %), озимой пшеницей (на 51 %). По данным П. И. Костылева и других ученых после 10 лет возделывания риса содержание обменного калия по сравнению с данными 1952 года увеличилось в горизонте А с 325 до 580 мг/кг почвы [8].

Учитывая противоречивость мнений различных авторов по питательному режиму почв рисовых севооборотов, следует отметить, что на данный момент эта проблема остается актуальной. Цель исследований - изучить обеспеченность элементами питания темно-каштановых почв в рисовых севооборотах при возделывании различных культур и соответствующих им водных нагрузках и дозах минеральных удобрений.

Исследования проводились на Манычской ОС (п. Белозерный Сальского района, ООО «Белозерный») в производственных условиях. Эти исследования необходимы для разработки мероприятий, направленных на повышение плодородия темно-каштановых почв, осваиваемых в рисовых севооборотах.

Обследуемый участок по влагообеспеченности относится к очень засушливому агроклиматическому району (ГТК менее 0,7). Количество осадков за теплый период не превышает 250-280 мм. Сумма температур выше 10 °С составляет более 3400 °С.

Почвенный покров представлен темно-каштановыми почвами. В почвенном поглощающем комплексе содержание обменного натрия составляет 7-12 %, обменного магния - более 30 %, наблюдается недонасыщенность кальцием 52-67 %. Почвы по всему метровому профилю не засолены, щелочность слабая. При использовании для орошения слабоминерализованных вод сульфатно-натриевого состава в той или иной степени почвы могут быть подвержены процессам осолонцевания. Такие почвы на данной территории, в основном, используют для рисосеяния.

Изучение обеспеченности темно-каштановых почв питательными элементами в рисовых севооборотах проводились на 6 ключевых участках. Возделываемые культуры и их урожайность по этим участкам приведены в таблице 1.

Таблица 1. Возделываемые культуры и урожайность, т/га

Образцы почв отбирались осенью и весной каждого года на постоянных динамических площадках по слоям 0-20, 20-40 см, в них анализировалось содержание нитратов ионометрическим методом, подвижного фосфора и обменного калия - по Мачигину.

Агротехника на ключевых участках - общепринятая для рисовых севооборотов Ростовской области.

На ключевых участках под культуры вносились дозы минеральных удобрений (МУ), а при затоплении риса применялись оросительные нормы (ОН), приведенные в таблице 2.

Таблица 2. Дозы минеральных удобрений и оросительные нормы на обследуемых ключевых участках

Фосфорные и калийные удобрения вносились осенью под основную обработку, азотные - в виде подкормки. Использовались нитрофоска, аммиачная селитра и мочевина. Дозы составляли от 100 кг/га аммиачной селитры и нитрофоски до 150 кг/га мочевины.

Оросительные нормы в среднем за 3 года на ключевых участках, где рис выращивался два года, составили 14000 м³/га, один год - 7000 м³/га. Ключевые участки, на которых рис не выращивался, не орошались.

Результаты исследований. Осенью 2008 г. на 5 ключевом участке содержалось наибольшее количество нитратов в почве, и она характеризовалась как высоко обеспеченная. На этом участке четыре года возделывалась люцерна, способствующая развитию азотофиксации. На ключевом участке 3 (залежь, где постоянно находится степной травостой), почва была высоко обеспеченна нитратами, их содержание в слое 0-40 см доходило до 19,4 мг/кг. На остальных участках почва в слое 0-20 см была высоко обеспечена нитратами, в слое 20-40 см - ближе к среднему уровню обеспеченности. В целом в 0-40 см слое почвы на всех ключевых участках обладали повышенной обеспеченностью (таблица 3, рисунок 1).

Таблица 3. Динамика содержания нитратов в темно-каштановых почвах при освоении рисовых севооборотов, мг/кг

Весной 2009 года при прогревании почвы и достаточной влажности процессы нитрификации активизировались. Количество нитратов в 0-40 см слое почвы на всех ключевых участках возросло с 17 % до 20 %, в 0-20 см слое почвы на залежи - до 25 %, после люцерны - до 27 %, на участках после риса - до 18-19 %, на пропашных культурах - до 20 %.

Рисунок 1. Динамика нитратов в 0-40 см слое темно-каштановых почв при освоении рисовых севооборотов

К осени 2009 года резко уменьшилось содержание нитратов на участках 2, 5, 6, как в слое 0-20 см, так и в слое 20-40 см. В целом, в слое 0-40 см снижение составило 21-66 %. Видимо, это связано с выносом азота культурой риса, урожай которого по вышеприведенным участкам составил соответственно 3,1 т/га, 4,4 т/га и 3,0 т/га. Наилучшая обеспеченность этим элементом оставалась на залежи (участок 3) и где раньше была люцерна (участок 5). Обеспеченность нитратами на всех участках, кроме залежи, была поддержана внесением азотных удобрений от 30 кг/га на участке 4 до 65 кг/га на участке 1 соответственно.

Весной 2010 г. ситуация была аналогична весне 2009 г., то есть процессы нитрификации активизировались и количество нитратов увеличилось по всем изучаемым слоям на всех ключевых участках. В 2010 году на участках 1, 2, 4, 5 возделывались зерновые культуры, под которые удобрения не вносились. За счет запасов азота в почвах была получена урожайность ячменя 1,7-1,9 т/га, озимой пшеницы - 1,8 т/га. Обеспеченность нитратами на участках 1, 2, 4 соответствовала низкому уровню. Почвы участка 5 еще оставались повышенно обеспеченными этим элементом. Видимо, сказывалось последствие возделывания люцерны. Агромелиоративное поле (участок 6), на котором за счет культивации поддерживался оптимальный воздушный режим, способствовало некоторому накоплению нитратов в сравнении с весной этого года.

На обеспеченность почв ключевых участков подвижным фосфором оказывала влияние возделываемая культура и ее влагообеспеченность.

Осенью 2008 г. после уборки сельскохозяйственных культур обеспеченность почв подвижным фосфором на всех ключевых участках в слое 0-40 см была средней. При этом следует отметить, что в слое 20-40 см этого элемента было на 15-20 % меньше, чем верхнем 0-20 см слое. Это связано с малой подвижностью фосфора и с тем, что основная масса пожнивных остатков возделываемых культур содержится в верхнем 0-20 см слое. На ключевом участке 3 (залежь) и ключевом участке 5 (люцерна) обеспеченность подвижными формами фосфора была высокой. Результаты анализа образцов показывают, что люцерна, как мелиорирующая культура в рисовом севообороте, способствует накоплению питательных веществ, в частности фосфора. К весне подвижность фосфорных соединений возрастает, и его количество увеличивается по всем вариантам от 5 % до 9 % (таблица 4, рисунок 2).

Таблица 4. Динамика подвижного фосфора в темно-каштановой почве, мг/кг

Рисунок 2. Динамика подвижного фосфора в 0-40 слое темно-каштановых почв при освоении рисовых севооборотов

Повышение содержания фосфора весной и снижение осенью отмечено в 2009 и 2010 году. Так на ключевом участке 1 осенью 2009 г. содержание фосфора в 0-40 см слое составило 9,9 мг/кг, несмотря на то, что дополнительно было внесено под рис 100 кг/га нитрофоски, а вместе с ней 32 кг/га P₂O₅.

На ключевом участке 2 фосфорные удобрения не вносились, так как осенью 2008 года фосфора на этом участке было на 40 % больше, чем на участке 1. В связи с этим его количество снизилось в 0-20 см слое до 8,4 мг/кг. На участке 4 после возделывания подсолнечника и внесения 32 кг/га P₂O₅ подвижного фосфора в 0-20 см слое осталось 15,5 мг/кг, а в 40 см слое - 13,5 мг/кг. В 2009 г. на участке 5 после люцерны выращивали рис, был получен самый высокий урожай за последние годы - 4,4 т/га. В результате этого запасы фосфора значительно понизились во всех изучаемых слоях. На участке 6 также возделывался рис, урожай его получен ниже - 3 т/га, но содержание подвижного фосфора также уменьшилось.

В 2010 г. на всех ключевых участках, кроме 3 и 6, зерновые культуры выращивались без внесения удобрений, поэтому содержание подвижного фосфора в почве снизилось до критических величин и соответствовало очень низкой обеспеченности. Залежь способствовала сохранению запасов фосфора. На агромелиоративном поле культуры не возделывались, а проводились только культивации, содержание подвижного фосфора стабилизировалось на том же уровне обеспеченности.

В исследуемых темно-каштановых почвах наблюдается очень высокая обеспеченность калием. Поскольку увеличение обменного калия происходит при возрастании влажности почв, то на всех ключевых участках, где возделывался рис, к осени содержание обменного калия даже увеличивалось. Резкое уменьшение его содержания осенью наблюдалось на ключевых участках, на которых культуры не поливались (таблица 5, рисунок 3).

Таблица 5. Динамика обменного калия в темно-каштановых почвах рисового севооборота

Рисунок 3. Динамика обменного калия в слое 0-40 см темно-каштановых почв при освоении рисовых севооборотов

Весной 2009 г. в апреле выпала повышенная норма осадков, количество обменного калия в почве увеличилось на 5-12 %, весной 2010 года его содержание уменьшилось, так как дождей не было и почва была сухая. В паровавшей почве агромелиоративного поля и на залежи содержание обменного калия было несколько ниже, чем на рисовых полях. Осенью 2010 года почва на всех ключевых участках оставалась очень высоко и высокообеспеченной этим элементом.

О плодородии почв и обеспеченности их питательными элементами можно судить по анализу продуктивности земель.

Продуктивность темно-каштановых почв, осваиваемых в рисовых севооборотах, оценивалась по урожайности сельскохозяйственных культур, полученной в производственных условиях за 10 лет. Урожайность в т/га пересчитана на т к. ед./га и представлена в таблице 6. Как видно из таблицы, продуктивность на всех участках очень низкая. Это связано с наличием солонцеватости как в 0-40 см слое темно-каштановых почв, так и в слое 40-100 см. К тому же солонцеватость почв и периодическое затопление приводят к диспергации почвенной массы, и соответственно, к уплотнению [9]. Дозы минеральных удобрений в виде аммиачной селитры или мочевины, которые вносят только под рис, составляют в среднем за 10 лет от 65 кг/га на участке 1 до 20 кг/га на участке 4. Согласно данным только после возделывания люцерны в севообороте увеличивается урожайность риса от 4,0 до 6,6 т к. ед./га. На ключевом участке 2 люцерна возделывалась 3 года из 10 лет, урожайность сена возрастала из года в год и после нее урожай риса составил 6,6 т к. ед./га. В целом, продуктивность на этом участке была наибольшая и составила в среднем за 10 лет 3,27 т к. ед./га.

На участке 6 получена наименьшая продуктивность - 2,29 т к. ед./га. На наш взгляд, это связано с тем, что в данном севообороте отсутствовала люцерна, а возделывание суданской травы в течение одного года не дало мелиорирующего эффекта. Средняя продуктивность орошаемых земель должна составлять не менее 5 т к. ед./га [10].

Таким образом, существующая система внесения удобрений на рисовых полях, предусматривающая внесение под рис 100 кг/га аммиачной селитры или 150 кг/га мочевины и изредка 100 кг/га нитрофоски, не способствует накоплению и сохранению питательных элементов в почве. Выращивание люцерны в рисовых севооборотах является необходимым условием поддержания баланса питательных элементов в почве, а введение в севооборот агромелиоративного поля способствует восстановлению их в корнеобитаемом слое. Но этих мер явно недостаточно для повышения плодородия этих почв, в том числе для оптимизации их питательного режима. Об этом свидетельствуют данные по продуктивности темно-каштановых почв по ключевым участкам, которые не превышают 3,27 т к. ед./га, а должны составлять не менее 5 т к. ед./га.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Таблица 6. Продуктивность темно-каштановых почв при освоении рисовых севооборотов (производственные условия)

Необходимо разработать комплекс агромелиоративных приемов для повышения плодородия таких земель и увеличения их продуктивности, включающий способы борьбы с солонцеватостью, уплотнением и приемы оптимизации питательного режима.

Список использованных источников

рисовый севооборот удобрение оросительный

1. Садименко, П.А. Почвы юго-восточных районов Ростовской области / П.А. Садименко. - Ростов н/Д: Изд-во Ростовского ун-та, 1966. - 128 с.

2. Тулякова, З.Ф. Рис на Северном Кавказе / З.Ф. Тулякова. - Ростов н/Д: Ростиздат, 1973. - 116 с.

3. Балакай, Г.Т. Соя на орошаемых землях / Г.Т. Балакай. - М.: ЦНТИ «Меливодинформ», 1999. - 200 с.

4. Агафонов, Е.В. Почвы и удобрения в Ростовской области: учеб. пособие / Е.В. Агафонов, Е.В. Полуэктов. - Новочеркасск, 1995. - 80 с.

5. Неунылова, Б.А. Повышение плодородия почв рисовых полей Дальнего Востока / Б.А. Неунылова. - Владивосток, 1961. - 239 с.

6. Шарапов, И.Д. Восстановительные процессы в прикорневой зоне риса и влияние их на плодородие почв / И.Д. Шарапов // Повышение плодородия почв рисовых полей. - М.: Наука, 1977. - С. 49-70.

7. Простаков, П.Е. Агрономическая характеристика почв Северного Кавказа / П.Е. Простаков, П.В. Носов. - Т. 2. - М.: Россельхозиздат, 1964. - 264 с.

8. Костылев, П.И. Северный рис / П.И. Костылев, А.А. Парфенюк, В.И. Степовой. - Ростов н/Д: Книга, 2004. - 576 с.

9. Балакай, Г.Т. Мелиоративное состояние рисовых оросительных систем и необходимые мероприятия по увеличению производства риса на Юге России / Г.Т. Балакай, О.А. Борешевская, М.С. Миронченко // Вестник аграрной науки Дона. - 2010. - № 3. - 113-119 c.

10. Стратегия инновационного развития мелиоративного комплекса России на период 2012-2020 годы / В.Н. Щедрин [и др.]; ФГНУ «РосНИИПМ». - Новочеркасск, 2011. - 48 с. - Деп. в ВИНИТИ 19.07.11, № 348-В2011.

Размещено на Allbest.ru