Влияние капельного орошения на изменение физических и химических свойств почвы

Размещено на http://www.allbest.ru/

ВЛИЯНИЕ КАПЕЛЬНОГО ОРОШЕНИЯ НА ИЗМЕНЕНИЕ ФИЗИЧЕСКИХ И ХИМИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ПОЧВЫ

Кузин Андрей Иванович

Введение

Преобладающая часть данных из литературных источников свидетельствует об отрицательном влиянии капельного орошения на почву. Физические свойства почв ухудшаются в основном за счет преобладания глыбистой фракции [2]. А.П.Щербаков и И.И.Васенев [12] отмечают, что в результате орошения происходит сильное уплотнение и слитость почвы, вымывание коллоидной органоминеральной части из верхних горизонтов в нижние. Выявлено накопление водно-пептизируемого ила и его передвижение вследствие разрушения минеральной части черноземов. На увеличение содержания илистой фракции под влиянием орошения указывали также Н.Е.Абашеева с сотрудниками. [1].

И.М. Габбасова и Р.Р.Сулейманов [3] отмечают увеличение мощности гумусового горизонта и подкисление почвы в результате капельного орошения, а также снижение содержания гумуса и подвижного фосфора. Следует отметить, что использование капельного орошения и фертигации еще недостаточно изучены в ЦЧР. По информации некоторых авторов, на почвах с тяжелым механическим составом снижется ее эффективность [15]. Также фертигация может приводить к закислению почв, избыточному внесению элементов питания и т.д. [16]. При капельном орошении изменение свойств почвы определяется в значительной степени локализацией распределения поливной воды и элементов питания, когда образуются очаги с повышенной концентрацией элементов питания и увеличивается засоленность почвы, а также изменяется реакция почвенного раствора и ионное равновесие в ППК [8]. В частности, капельное орошение может приводить к насыщению ППК ионами Na⁺ и Mg²⁺ и вытеснению ионов Са²⁺ и К⁺, что может оказывать негативное влияние на плодовые растения [10].

В литературе есть данные о том, что при капельном орошении из-за частых циклов увлажнения и высушивания происходит укрупнение агрегатов, что приводит к уплотнению почвы [13;14;17]. Но подобное негативное влияние отмечается не на всех участках почвы, и авторы не дают этому однозначного объяснения [13].

капельный орошение почва азот

Методика исследований

Почвенные исследования были выполнены в интенсивных насаждениях с капельным орошением в ООО «Агроном-сад» (Липецкая область), тип почвы - темно-серая лесная и в ОАО «Дубовое» (Тамбовская область), тип почвы - лугово-черноземная выщелоченная среднемощная тяжелосуглинистая на покровном карбонатном суглинке. Лабораторные анализы проведены в лаборатории агрохимии ФНЦ им. И. В. Мичурина и в Елецком ГУ им. И.А. Бунина. Плотность почвы определяли методом режущих цилиндров, плотность твёрдой фазы - пикнометрическим методом, агрегатный анализ (сухое и мокрое просеивание) - методом Н.И. Савинова, гранулометрический состав - пирофосфатным методом в модификации С.И. Долгова и А.И. Личмановой [4]. В соответствии с рассчитанным коэффициентом структурности (Кст) оценивалось агрегатное состояние почв [11]. Содержание легкогидролизуемого азота в почве определяли методом Къельдаля по И.В.Тюрину и М.М. Конновой, содержание гумуса методом И.В. Тюрина [7]. В качестве контроля выполнялись разрезы на участках сада, где не проводилось капельное орошение. Почвенные разрезы для изучения влияния капельного орошения выполняли на участках где капельное орошение в оросительной норме 350-500 м³ осуществлялось с 2010 г. Разрезы выполнены в конце вегетации 2015 г.

Результаты исследований

В ООО «Агроном-сад» в темно-серой лесной почве под воздействием капельного орошения в слое 0-20 см произошло значительное увеличение фракций крупной и мелкой пыли (таблица 1). В слое 41-60 см наблюдалось снижение фракции средней пыли.

Таблица 1- Влияние капельного орошения на гранулометрический состав почвы

Наличие пылевидной фракции в некоторой степени препятствует снижению содержания гумуса в результате капельного орошения, поскольку содержание гуминовых веществ в тонкой пыли выше [5]. Это проявляется в слое 0-20 см почвы хозяйства «Агроном-сад». В более глубоких слоях содержание гумуса резко снижается под влиянием капельного орошения (таблица 2). Однако, не следует забывать о том, что повышение пылевидной фракции влечёт к снижению водопроницаемости, повышению способности почвы к набуханию и усадке, а также липкости [5]. Снижение содержания гумуса более существенно проявляется в тёмно-серой лесной почве хозяйства Агроном-сад, в отличие от лугово-черноземной выщелоченной среднемощной тяжелосуглинистой на покровном карбонатном суглинке ОАО «Дубовое». Следовательно, тип почвы оказывает существенное влияние на снижение потерь гумуса при капельном орошении.

Таблица 2 - Содержание гумуса при капельном орошении

Несмотря на одинаковое содержание гумуса в слое 0-20 см всех изучаемых вариантов с орошением, возможно снижение содержания легкогидролизуемого азота при капельном поливе (таблица 3). Следует отметить, что в значительно большей степени содержание легкогидролизуемого азота снижалось в опытах на чернозёмовидной почве ОАО «Дубовое».

Таблица 3 - Содержание легкогидролизуемого азота при капельном орошении

Значительное снижение содержания ила под влиянием орошения произошло в слое 0-20 см почвы ОАО «Дубовое» (таблица 1). Это объясняется развитием процесса разрушения минеральной части чернозёмов. В ООО «Агроном-сад» почва позиционируется как тёмно-серая лесная, которой данный процесс не свойственен.

В обоих хозяйствах, где изучалось капельное орошение, произошло увеличение фракций крупного и среднего песка (1-0, 25 мм) (таблица 1). Видимо, увеличение удельного веса данной фракции способствует снижению плотности почвы с 1, 24-1, 30 г/см³ в контроле до 1, 08-1, 13 г/см³ в вариантах с орошением, так как песок не уплотняется под механическим воздействием.

Литературные данные о подкислении почвы, снижении содержания гумуса и элементов минерального питания в результате длительного капельного полива подтверждаются в наших исследованиях. Однако в отношении некоторых водно-физических свойств прослеживается тенденция в сторону улучшения.

Структурный анализ почвы свидетельствует о том, что при капельном орошении повышается коэффициент структурности почти в 2, 5 раза и содержание агрономически ценных агрегатов в среднем на 20, 1 абсолютных процента в слое 20-40 см (таблица 4). Улучшение структурного состояния почвы можно объяснить исходным его уровнем. Так, по данным В.А.Дидур и др. [6] при «отличном» исходном структурном состоянии почвы в результате капельного орошения оно ухудшается на 50%, а при «неудовлетворительном» происходит улучшение на 45%. В контроле структурное состояние почвы по градации Н.И. Саввинова оценивается как «неудовлетворительное», и при капельном орошении переходит в градацию «удовлетворительное».

Таблица 4 - Структурный анализ (сухое просеивание) почвы при капельном орошении

Примечание: * - призмовидная структура

При агрегатном анализе установлено, что в слое почвы 21-40 см в ООО «Агроном-сад» произошло увеличение суммы водопрочных агрегатов более 0, 25 мм почти в два раза под влиянием полива (таблица 5). В ОАО «Дубовое», напротив, происходит снижение данного показателя в слое 0-40 см. Коэффициент водопрочности несущественно отличается от контроля, но улучшение структуры наблюдается в виде перехода призмовидной в комковатую структуру (рисунок 1).

Таблица 5 - Агрегатный анализ (мокрое просеивание) почвы при капельном орошении

Заключение

Применение капельного орошения приводит к снижению содержания гумуса. Поэтому необходимо следить за содержанием органического вещества в почве и при необходимости вносить локально в почву перегной, а также заблаговременно применять органические удобрения перед посадкой сада при низком содержании гумуса с учётом прогнозируемого его снижения в результате капельного орошения. Учитывая возможное негативное влияние капельного орошения на физические свойства почвы, необходимо определять исходный уровень структурного состояния и осуществлять постоянный мониторинг за данным показателем. Особое внимание уделять наблюдению за влиянием капельного орошения в первую очередь на черноземных почвах.

Библиографический список

1. Абашеева, Н.Е. Биологические основы плодородия почв Бурятии: Учебное пособие/ Н.Е. Абашеева, М.Г. Меркушева, Л.Л. Убугунов, А.П. Батудаев, В.И. Убугунова, М.Р. Маладаева - Улан-Удэ: Издательство БГСХА им. В.Р.Филиппова, 2009. - 242 с.

2. Воеводина Л.А. Изменение агрофизических свойств черноземных почв под влиянием капельного орошения минерализованной водой/Л.А. Воеводина// Научный журнал Российского НИИ проблем мелиорации. - 2011 г. - № 4(04).[электронный ресурс] режим доступа: http://www.rosniipm-sm.ru/dl_files/udb_files/udb13-rec67-field6.pdf. Дата обращения: 23.12.2016.

3. Габбасова И.М. Влияние орошения на свойства черноземов в Зауральской степной зоне/ И.М. Габбасова, Р.Р Сулейманов // Вестник ОГУ. - 2009. - №6(100). - С. 548-551.

4. Ганжара, Н.Ф. Практикум по почвоведению/Н.Ф. Ганжара, Б.А. Борисов, Р.Ф. Байбеков; под ред. Н.Ф. Ганжары. - М.: Агроконсалт, 2002. - 280 с.

5. Кауричев, И.С. Почвоведение/ И.С. Кауричев - М.: Колос, 1982. - 496 с.

6. Дидур В.А., Караев А.И., Минько С.А. Изменения агрегатного состава почвы в приствольных полосах сада под воздействием капельного орошения // ВІСНИК УКРАЇНСЬКОГО ВІДДІЛЕННЯ МІЖНАРОДНОЇ АКАДЕМІЇ АГРАРНОЇ ОСВІТИ, 2015. - №3. - С. 210-217.

7. Минеев, В.Г. Практикум по агрохимии - 2-е изд.: Учебное пособие /В.Г. Минеев, В.Г.Сычев, O.A. Амельянчик, Т.Н. Болышева, Н.Ф. Гомонова, Е.П. Дурынина, B.C. Егоров, Е.В. Егорова, Н.Л. Едемская, Е.А. Карпова, В.Г. Прижукова. - M.: Изд-во МГУ, 2001. -- 689 c.

8. Попова, В.П. Изменение свойств черноземов Северного Кавказа при капельном орошении плодовых насаждений//В.П. Попова, Ф.Г. Фоменко//Доклады РАСХН. - 2012, №3. - С. 37-40.

9. Ревут, И. Б. Физика почв/И.Б. Ревут. - Л.: Колос, 1964. - 318 с.

10. Фоменко, Т.Г., Результаты мониторинга физико-химических свойств чернозема обыкновенного в плодовых насаждениях при капельном орошении/Т.Г. Фоменко, В.П. Попова//Научные труды ГНУ СКЗНИИСиВ. - 2013. - Т.3. - С.42-49.

11. Шеин, Е.В. Курс физики почв: учебник/Е.В. Шеин. - М.: Изд-во МГУ, 2005. - 432 с.

12. Щербаков А.П. Агроэкологическое состояние чернозёмов ЦЧО/ А.П. Щербаков, И.И. Васенёв (ред.). - 1996 [электронный ресурс] режим доступа: http://knigi.link/pochv-agroekologiya-ekologiya/vliyanie-orosheniya-chernozemyi-48088.html. Дата обращения 23.12.2016.

13. Cocroft, B. Degradation of soil structure due to coalescence of aggregates in no-till, no traffic bed in irrigated crops/B. Cocroft, K.A. Olsen//Australian Journal of Soil Research. - 2000. - Vol. 38, No. 1 - Pp. 61-70.

14. Lanyon, D.A. The dynamics of soil physical properties in a water stable soil: the effect of irrigation rate aggregate size distribution and overburden pressure/D.A. Lanyon, A. Cass, K.A. Olsson, B. Cocroft//Proceedings of the 4-th International Conference on Soil Dynamics. - Adelaide: Profile communications, 2000. - Pp. 415-422.

15. Neilsen, G. H. Irrigation frequency and quantity affect root and top growth of fertigated `McIntosh' apple on M9, M26 and M7 rootstock/ G. H. Neilsen, P. Parchomchuk, R. D. Neilsen// Canadian journal of plant science. - 1997. - Vol. 71, No. 1. - Pp. 133-139.

16. Neilsen, G.H. Response of soil and irrigated fruit trees to fertigation or broadcast application of nitrogen Phosphorus and Potassium/G.H. Neilsen, D. Neilsen, F. Peryea//Horttechnology. - 1999. - vol.9, No. 3. - pp. 393-401.

17. Salgato, E. Soil physical properties under two irrigation systems in the upper Aconcagua Valley of Chile/ E. Salgato, R. Ahumada, L. Ribble, H. Gaese//Zeitschrift fьr Bewдsserungswirtschaft. - 2004. - B. 39. - S.93-102.

Размещено на Allbest.ru