Изменение агромелиоративных свойств чернозема выщелоченного под влиянием фитомелиорантов и известкования в условиях лесостепного Поволжья

• Автор: Чернышов, Егор Васильевич
• Шифр специальности: 06.01.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Пенза
• Количество страниц: 205 с. : ил.

1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1 Фитомелиорация как эффективный прием повышения плодородия

почв

1.2 Изменение плодородия почв под действием химической мелиорации

1.3 Влияние химических мелиорантов на продуктивность

сельскохозяйственных культур

2. УСЛОВИЯ, СХЕМА ОПЫТА И МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ

2.1 Почвенный покров

2.2 Погодные условия в годы проведения опытов

2.3 Схема опыта

2.4 Методы лабораторных исследований

3. ИЗМЕНЕНИЕ АГРОХИМИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ПОД ВЛИЯНИЕМ ФИТОМЕЛИОРАНТОВ И ИЗВЕСТКОВАНИЯ 3
3.1 Влияние фитомелиорантов и известкования на содержание гумуса в почве
3.2 Кислотно-основные свойства почвы
3.2.1 Изменение величины рНсол
3.2.2 Изменение гидролитической кислотности под действием мелиорантов
3.2.3 Изменение емкости катионного обмена почвы влиянием известкования и фитомелиорантов
4. ИЗМЕНЕНИЕ АГРОФИЗИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ПОЧВЫ ПОД ДЕЙСТВИЕМ ФИТОМЕЛИОРАНТОВ И ИЗВЕСТКОВАНИЯ
4.1 Структура почвы
4.2 Плотность почвы
4.3 Пористость почвы
4.4 Запасы воды и водопотребление растений
5. ПИЩЕВОЙ РЕЖИМ
5.1 Щелочногидролизуемый азот
5.2 Подвижный фосфор
5.3 Обменный калий
6. ВЛИЯНИЕ МЕЛИОРАНТОВ НА УРОЖАЙНОСТЬ
СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ КУЛЬТУР
6.1 Урожайность сельскохозяйственных культур
6.2 Зависимость урожайности сельскохозяйственных культур от факторов почвенного плодородия
7. ЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ И ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ МЕЛИОРАНТОВ
ВЫВОДЫ
ЛИТЕРАТУРА
ПРИЛОЖЕНИЯ
В условиях дефицита энергетических и материальных ресурсов в стране резко сократилось применение техногенных средств повышения плодородия и урожайности сельскохозяйственных культур. Это приводит к интенсивной деградации почвы и падению ее плодородия. Длительное сельскохозяйственное использование почв при дефиците удобрений, химических мелиорантов, гербицидов, инсектицидов и других техногенных средств развивает такие процессы, как дегумификация, декальцификация, подкисление, деструктуризация, переуплотнение пахотного и подпахотного слоев почвы. При этом в черноземах лесостепи, в первую очередь, ухудшаются физико-химические и водно-физические свойства почвы, повышается ее кислотность, плотность, снижается пористость, водопроницаемость, влагоемкость и т.д.
Ухудшение водно-физических и физико-химических свойств при деградации почвы снижает накопление влаги в почве, вызывает уменьшение весенних запасов влаги, приводит к подкислению почвы.
Повышается непроизводительное испарение. Ухудшаются воздушный и пищевой режимы почвы.
Это приводит к заметному падению урожайности. По данным РосНИИ землепроекта, истощение почв России достигло предельного уровня. Борьба с подкислением, обесструктуриванием, переуплотнением пахотного и подпахотного горизонтов в России, как и во многих странах мира, превратилось в задачу государственной важности.
Одним из реальных путей выхода из сложившейся ситуации в современных условиях является широкое применение биологических и физикохимических факторов повышения плодородия почвы.
Это тесно связано с использованием внутренних ресурсов и соблюдением экологического равновесия в агроценозах. Сюда следует отнести, в первую очередь, использование органического вещества как биомелиорантов (соломы, навоза, сидератов, поукосных, пожнивных подсевных культур и их сочетаний). Важную роль в решении этой проблемы играют многолетние травы.
Внесение органического вещества в почву следует рассматривать не только как удобрение, но и как использование биомелиорантов, способных

коренным образом изменять агрофизические свойства почвы. Это не противоречит законам развития агроэкосистем (A.A. Жученко, 1990; А.Н. Каштанов, A.C. Извеков, 1994, 2002; В.Г. Минеев, 1993 и др.).
Одним из способов улучшения агромелиоративного состояния черноземных почв лесостепной зоны, подверженных антропогенной деградации, является использование фитомелиорантов, а в качестве химических мелиорантов - местных минеральных ресурсов и отходов сахарной промышленности (дефекат).
Цель исследований: определить влияние фитомелиорантов и местных известковых материалов на агромелиоративное состояние чернозема выщелоченного и урожайность сельскохозяйственных культур.
В задачи исследований входило:
1. Установить влияние фитомелиорантов и известковых материалов на содержание гумуса в черноземе выщелоченном.
2. Установить изменение кислотно-основных свойств почвы под влиянием фитомелиорантов и известковых материалов.
3. Изучить изменение структурного состояния чернозема выщелоченного под действием фитомелиорантов и известковых материалов.
4. Определить действие фитомелиорантов и известковых материалов на общие физические свойства чернозема выщелоченного.
5. Изучить влияние мелиорантов на водные свойства и водопотреб-ление растений.
6. Изучить действие фитомелиорантов и известковых материалов на содержание элементов питания в черноземе выщелоченном.
7. Провести оценку влияния химических мелиорантов на урожайность сельскохозяйственных культур.
8. Рассчитать экономическую и энергетическую эффективность использования мелиорантов.
Научная новизна работы. Впервые в условиях лесостепного Поволжья дана сравнительная оценка влияния на агромелиоративное состояние черно зема выщелоченного различных фитомелиорантов и местных известковых

обеспечил уменьшение гидролитической кислотности (Нг) в большей степени, чем мергель и доломитовая мука. Это преимущество наблюдалось на протяжении четырех лет исследований. В первый год мергель и доломитовая мука, используемые в звене полевого севооборота, снизили Нг на 0,70 мг-экв/100 г почвы, а дефекат - на 0,76 мг-экв/100 г почвы. В 2006 году гидролитическая кислотность пахотного горизонта на фоне дефеката снизилась в два раза, на фоне других химических мелиорантов - в 1,9 раза.
Из изучаемых фитомелиорантов наибольшее снижение гидролитической кислотности обеспечивает люцерна, в меньшей степени - клевер. Наименьшим действием на Нг обладает кострец безостый. К 2006 году на фоне люцерны гидролитическая кислотность снизилась на 1,09 мг-экв, на фоне клевера -на 0,92 мг-экв, на фоне костреца безостого - на 0,5 мг-экв/100 г почвы.
Применение известковых материалов совместно с фитомелиорантами, особенно бобовыми, приводит к большему снижению Нг пахотного горизонта (табл. 7). Так, использование мергеля на люцерне уменьшает гидролитическую кислотность на 4,04 мг-экв, доломитовой муки - на 4,00 мг-экв, дефеката - на 4,16 мг-экв/100 г почвы. Применение этих же химических мелиорантов по фону костреца безостого - лишь на 3,45 мг-экв, 3,41 и 3,54 мг-экв/100 г почвы соответственно. При этом действие известковых материалов и фитомелиорантов возрастало на протяжении четырех лет исследований.
В подпахотном горизонте наблюдаются аналогичные изменения гидролитической кислотности, но при меньших амплитудах варьирования. Также как и в пахотном горизонте, ее величина снижается от начала к завершению исследований. Так, применение мергеля в звене полевого севооборота без фитомелиорантов снижало Нг с 4,82 мг-экв в 2003 году до 4,47 мг-экв/100 г почвы в 2006 году. Использование дефеката - с 4,78 до 4,47 мг-экв/100 г почвы соответственно.
Применение этих химических мелиорантов в сочетании с фитомелиорантами обеспечивало большее уменьшение Нр. Мергель в сочетании с мелиорирующим действием люцерны снижал Нг с 4,80 мг-экв в начале исследований до 4,28 мг-экв/100 г почвы к их завершению. Дефекат по фону люцерны - с 4,76 до 4,27 мг-экв/100 г почвы соответственно (табл. 8).