Статья: Влияние внесения различных доз фосфогипса на свойства орошаемых темно-каштановых почв Ростовской области

Одновременно с определением плотности визуально установили послойное состояние почвы, основываясь на классификации структурных элементов по С. А. Захарову [16]. Разрез 1 (контроль) характеризовался ровным, достаточно выраженным переходом границ между горизонтами. Слой 0-10 см был наиболее рыхлым, сухим, порошисто-комковатой структуры, с множеством мелких корней, серовато-коричневого цвета. Слой 10-20 см более уплотнен, имелось большое количество мелких трещин, органические остатки были представлены небольшим количеством корневых остатков растений. Слой 20-40 см выделялся более светлой окраской, коричневый. С глубины 30-35 см преобладала призматическая структура с коричневатым оттенком на границах структурных отдельностей. Наличие призматической структуры свидетельствовало о высокой плотности почвы на данной глубине.

Слой почвы 0-10 см разреза 2 (10 т/га Ф) отличался от контрольного варианта меньшим количеством пылеватых частиц почвы. Визуально наблюдалось большее количество оструктуренных частиц почвы по сравнению с контролем. Слой 10-20 см содержал большее количество корневых остатков по сравнению с контрольным вариантом.

Слой 0-20 см разреза 3 (40 т/га Ф) значительно отличался от контроля визуально и структурно. Данное различие можно объяснить тем, что значительная часть мелиоранта, внесенного под основную обработку, вступив непосредственно во взаимодействие со средой почвы, оказывала на нее положительное влияние. Вследствие данного взаимодействия уменьшалась плотность пахотного горизонта рассматриваемого слоя. Отличия также прослеживались в слабо выраженной контрастной пятнистости, равномерно распределенной по всему слою 0-20 см.

В слое 20-40 см разрезы 1-3 визуальных отличий не имели. Для данного слоя была характерна глыбистая структура почвы, имевшая мизерное количество корневых остатков. Это свидетельствовало о малом проникновении корневой системы на данную глубину, обусловленном наличием плужной подошвы.

Разрез 4 (ИФО + 10 т/га Ф) был заложен в варианте с имитацией технологии фрезерной обработки почвы и внесением фосфогипса в слой 20-40 см. Данный разрез имел отличия от всех вариантов обработки почвы. В первый год взаимодействия фосфогипса с почвой слой 0-20 см значительно отличался от разреза 2. Однако постепенно по мере уплотнения почвенного горизонта в течение года слой 0-20 см приобрел характерные для разреза 2 характеристики. Визуально в описываемом варианте слой
0-20 см имел сходную структуру с разрезом 2, что объяснялось положительным действием внесенного фосфогипса на структуру почвы. Слой 20-40 см имел значительные отличия по сравнению не только с контрольным вариантом, но и с остальными вариантами. Почва приобрела гомогенную структуру и состояла из мелких, однородных по размеру агрегатов на всю глубину обработки. Наличие большого количества корневых остатков свидетельствовало о малой сопротивляемости почвы механическому воздействию. Проникновение большого количества корней способствовало накоплению в данном слое органики - одного из основных «строительных» элементов гумуса.

После обработки почвы с использованием фосфогипса не только структура становится более рыхлой, но и структурные отдельности, как это следует из приведенного описания почвенных разрезов, при этом получаются на порядок мельче. По сравнению с контрольным вариантом при внесении фосфогипса наблюдалось увеличение агрономически ценных частиц (1-3 мм). В 2006 г. значительной разницы между контрольным вариантом и вариантами с внесением фосфогипса не отмечалось.

В процессе исследований было установлено, что содержание агрономически ценных агрегатов размером 1-3 мм в слое почвы 0-20 см составило на контроле в 2006 г. 18 % от общей доли агрегатов, в 2008 г. - 15 %. В варианте 40 т/га Ф содержание агрегатов размером 1-3 мм составило в 2006 г. 19 %, а в 2008 г. - 29 %. Это свидетельствует об улучшении агрегатного состава почв при внесении фосфогипса, что в свою очередь положительно сказывается на физических свойствах почвы.

В варианте с имитацией фрезерной обработки наблюдалось преобладание частиц размером 1-3 мм на всем протяжении эксперимента по сравнению с контролем. Увеличение количества ценных частиц происходило не только по сравнению с вариантом контроля, но и в варианте ИФО + 10 т/га Ф во временном диапазоне. Все это в совокупности говорит о положительном долговременном эффекте применения фосфогипса.

Одним из главных показателей плодородия почвенного покрова является содержание гумуса. В процессе анализа данных 2006-2012 гг. по содержанию гумуса была выявлена тенденция к снижению его количества на контроле (рисунок 1). Происходило это в результате выноса органического вещества из почвы, анаэробных процессов в почве и других факторов. Так, в слое 0-20 см в 2006 г. количество гумуса в почве на контроле составило 2,22 %, а в 2012 г. - 2,20 %.

При внесении фосфогипса содержание гумуса в пахотном слое увеличивалось на 1,5-2,0 % в сравнении с контрольным вариантом, что способствовало улучшению агрономических свойств, поддержанию количества гумуса на постоянном уровне в солонцовых темно-каштановых почвах. Так, содержание гумуса при дозе внесения фосфогипса 10 т/га в 2006 году составило 2,27 %, в 2012 г. - 2,30 %.

В слое 20-40 см содержание гумуса оставалось неизменным или характеризовалось незначительными колебаниями в контрольном варианте и вариантах 10 т/га Ф, 40 т/га Ф. Данный факт можно объяснить тем, что растительные остатки не проникали в слой 20-40 см, вследствие чего не происходило образование нового органического вещества.

НСР05 2006 г. = 0,06 %; НСР05 2008 г. = 0,06 %; НСР05 2012 г. = 0,05 %

Вариант ИФО + 10 т/га Ф, где проникновение корневой системы в слой 20-40 см было обеспечено, имел некоторое преимущество по содержанию гумуса в этом слое перед контрольным вариантом. Содержание гумуса в варианте ИФО + 10 т/га Ф в 2006 году составило 2,31 %, в 2012 г. - 2,33 %. Увеличение содержания гумуса было отмечено по всему профилю почвы 0-40 см.

Научный журнал Российского НИИ проблем мелиорации, № 1(17), 2015 г., [72-87]

Рисунок 1 - Динамика гумуса, %

Общая щелочность природных вод и почвенных растворов обусловлена наличием различных соединений: карбонатов и бикарбонатов щелочных и щелочно-земельных металлов, силикатов, алюминатов, гуматов, сульфидов натрия. При осолонцевании химизм засоления темно-каштановых почв натриевый. В силу того, что натрий является щелочным металлом, его преобладание в почве является толчком для изменения реакции среды в сторону щелочной. Для подавляющего большинства растений наиболее благоприятной реакцией среды является слабокислая или нейтральная. Слабощелочная или щелочная реакция среды негативно сказывается на растениях, приводит к угнетению их роста и даже гибели. Фосфогипс имеет кислую реакцию среды, поэтому при внесении последнего в почву она может приобретать нейтральную реакцию среды, что положительно сказывается на росте растений (таблица 5).

Таблица 5 - Динамика реакции почвенной среды в 2006-2012 гг.

Установлено, что мелиоративная обработка с применением фосфогипса в районе исследований оказала положительное воздействие на реакцию почвенной среды. В варианте зональной обработки без применения фосфогипса за весь период наблюдений не было выявлено изменений рН почвенной среды. В вариантах с внесением фосфогипса наблюдалось изменение рН, которое сохранялось на протяжении всего периода исследований. Уже в первый год наблюдений реакция среды в вариантах с применением мелиоранта отличалась от контрольного варианта. Значительный сдвиг наблюдался в варианте с внесением 40 т/га фосфогипса и при фрезерной обработке с одновременным внесением 10 т/га фосфогипса, рН составил в слое 0-40 см соответственно около 7,2 и 7,3 против 8,2 в контрольном варианте.

Выводы

1 В результате применения фосфогипса в качестве мелиоранта произошло снижение плотности пахотного горизонта почвы в вариантах 10 т/га Ф и 40 т/га Ф в слое 0-20 см на 5,4 % и 10,3 % соответственно с закреплением полученного эффекта во времени. В слое 20-40 см снижение плотности произошло в меньшей мере и составило 3,5 % и 5,9 % соответственно. В варианте ИФО + 10 т/га Ф полученные данные свидетельствовали о приобретении слоем 0-40 см под действием обработки и внесения фосфогипса равномерной плотности по всему горизонту.

2 В процессе визуальных наблюдений состояния почвенного покрова в варианте 10 т/га Ф было отмечено уменьшение количества пылеватых частиц почвы. Визуально наблюдалось большее количество оструктуренных частиц почвы по сравнению с контролем. Почва в варианте 40 т/га Ф обладала большим количеством оструктуренных частиц по сравнению с вариантом 10 т/га и контролем; также отличия прослеживались в слабо выраженной контрастной пятнистости, равномерно распределенной по всему слою 0-20 см. Вариант ИФО + 10 т/га Ф показал наилучшие результаты. По всему горизонту 0-40 см почва приобрела мелкокомковатую гомогенную структуру, сохранявшую свой вид на протяжении всего эксперимента.

3 При поверхностном внесении фосфогипса содержание гумуса в пахотном слое увеличилось за время наблюдений в слое 0-20 см на 5,4-6,3 % в сравнении с контрольным вариантом, что способствовало поддержанию количества гумуса на постоянном уровне. Наилучшие результаты по накоплению гумуса показал вариант с имитацией фрезерной обработки, здесь количество гумуса относительно контроля увеличилось на 7,2 %.

4 В вариантах с внесением фосфогипса наблюдалось изменение рН, которое сохранялось на протяжении всего периода исследований. Значительный сдвиг наблюдался в варианте с внесением 40 т/га фосфогипса и при фрезерной обработке с одновременным внесением 10 т/га фосфогипса, рН составил в слое 0-40 см соответственно около 7,4 и 7,1 против 8,3 в контрольном варианте. В варианте с имитацией фрезерной обработки были наилучшие результаты.

Список использованных источников

1 Калиниченко, В. П. Природные и антропогенные факторы происхождения и эволюции структуры почвенного покрова / В. П. Калиниченко - М.: Изд-во МСХА, 2003. - 376 с.

2 Калиниченко, В. П. Интенсификация мелиоративного процесса на орошаемых солонцовых комплексных почвах / В. П. Калиниченко, М. Б. Минкин - М.: Изд-во МСХА, 1991. - 196 с.

3 Медведев В. В. Влияние орошения на изменение физических и физико-механических свойств черноземных почв / В. В. Медведев, В. Г. Цыбулько // Мелиорация почв Русской равнины. - М.: Наука, 1982. - С. 81-87.

4 Баранов, А. И. Динамика основных процессов в солонцовых почвах юга России в зависимости от методов их мелиорации / А. И. Баранов // Международный сельскохозяйственный журнал. - 2008. - № 3. - С. 50-52.

5 Соловьев, Г. А. Влияние свойств почвы и удобрений на накопление тяжелых металлов сельскохозяйственными культурами / Г. А. Соловьев, А. И. Обухов, М. В. Голубев // Экологические проблемы сельского хозяйства. - М.: Наука, 1978. - С. 147-148.

6 Богаченко, Л. П. Опыт мелиорации солонцовых почв СССР / Л. П. Богаченко. - М.: «Россельхозиздат», 1979. - 257 с.

7 Вальков, В. Ф. Очерки о плодородии почв / В. Ф. Вальков, К. Ш. Казеев, С. И. Колесников. - Ростов н/Д.: Изд-во СКНЦ ВШ, 2001. - 240 с.

8 Вальков, В. Ф. Почвы юга России: классификация и диагностика / В. Ф. Вальков, С. И. Колесников, К. Ш. Казеев. - Ростов н/Д.: Изд-во СКНЦ ВШ, 2002. - 168 с.

9 Изменение свойств и режимов черноземов, типичных при орошении в условиях интенсивного овощного севооборота / С. А. Балюк [и др.] // Земледелие. - 1988. - № 3. - С. 23-25.

10 Вальков, В. Ф. Почвоведение: учеб. для вузов / В. Ф. Вальков, К. Ш. Казеев, С. И. Колесников. - М.: ИКЦ «МарТ», Ростов н/Д.: Изд-й центр «МарТ», 2004. - 496 с.

11 Баранов, А. И. Мелиорация темно-каштановых солонцовых почв южного региона России: моногр. / А. И. Баранов, В. М. Бабушкин. - Новочеркасск: ЮРГТУ, 2007. - 212 с.

12 ТУ 113-08-418-94. Фосфогипс для сельского хозяйства. - Введ. 1994-07-28.

13 Мартыненко, Г. Н. Использование серной кислоты при мелиорации карбонатных солонцов / Г. Н. Мартыненко, Н. С. Скуратов, Л. М. Карасенко // Проблемы диагностики и мелиорации солонцов: сб. ст. - Новочеркасск, 1980. - С. 158-165.

14 Башняк, С. Е. Классификация подпокровных фрезерователей для солонцовых почв / С. Е. Башняк, В. В. Сконодобов, П. П. Черемисин // Химическое состояние солонцов и их мелиорация: сб. ст. / НИМИ. - Новочеркасск, 1986. - С. 122-128.

15 Радевич, Е. В. Регулирование плодородия солонцовых почв каштановой зоны в условиях рисосеяния: автореф. дис. … канд. с-х. наук: 06.01.01; 06.01.02 / Радевич Евгений Васильевич. - Персиановский, 2012. - 19 с.