Агробиологические приёмы повышения продуктивности солонцовых почв тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 06.01.01, кандидат наук Зуев Валентин Васильевич

• Зуев Валентин Васильевич
• кандидат наук
• 2018

Оглавление диссертации кандидат наук Зуев Валентин Васильевич

Содержание

Наименование раздела Страницы

Введение

1 Обзор литературы

1.1 Солонцовые почвы как фактор снижающий плодородие 10 почвы и урожайность сельскохозяйственных культур

1.2 Приемы повышения плодородия солонцовых почв

1.2.1 Применение химических веществ для улучшения 19 плодородия солонца

1.2.2 Применение удобрений как один из факторов борьбы с 27 солонцами

1.2.3 Использование обработки почвы для улучшения солонцов

1.2.4 Биологические приемы снижения 33 солонцеватости почвы

1.2.5 Комплексные приемы мелиорации солонцов

2 Условия, схема и методика проведения экспериментов

2.1 Почвенно-климатические условия места проведения опыта

2.1.1 Почвы

2.1.2 Климат

2.1.3 Погодные условия в годы проведения исследований

2.2 Методика проведения исследований

2.2.1 Схема опыта

3 Характеристика солонцового чернозёма южного на 57 опытном участке

4 Изменение агрофизических свойств почвы в зависимости 61 от доз осадков сточных вод

4.1 Улучшение структурности почвы

4.2 Изменение плотности и пористости почвы

4.3 Водопроницаемость почвы

4.4 Изменение запасов влаги в солонцовой почве 71 под влиянием удобрений

5 Изменение агрохимических свойств солонца под влиянием 78 осадков сточных вод

5.1 Содержание питательных веществ в почве

5.2 Содержание тяжелых металлов в почве при улучшении 84 плодородия солонца

6 Урожайность зелёной массы прутняка веничного, 87 люцерны синей, эспарцета песчаного и донника желтого

при улучшении солонца после внесения осадков сточных вод

6.1 Изменение урожайности зелёной массы культур при 87 улучшении солонца

6.2 Параметрический анализ влияния факторов жизни на 92 урожайность зелёной массы прутняка веничного

7 Энергетическая и экономическая эффективность 101 рассолонцевания выщелоченных чернозёмов

Заключение

Предложения производству

Список используемой литературы

Приложения

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Агробиологические приёмы повышения продуктивности солонцовых почв»

Введение

Актуальность темы исследований. В России из 196 млн. га сельскохозяйственных угодий 130 млн. га деградированных. Ежегодно в стране деградируют 1,5 - 2,0 млн. га земель, что приводит к потерям до 3,9 млн. т сельхозпродукции в зерновом эквиваленте.

В современных условиях ведения системы земледелия при недостатке материальных и энергетических ресурсов возникают различные виды деградации почвы. Это в первую очередь процессы дегумификации, декальцификации, осолонцевания, разрушения структуры, переуплотнения почвы, возникающие вследствие нарушения закона возврата и интенсивного использования пахотных земель. В больших масштабах почвы подвержены эрозионным процессам и осолонцевания. Все виды деградации приводят к падению плодородия почвы и снижению урожайности. Особенно вредоносны солонцы.

Солонцы и солонцеватые почвы характеризуются неблагоприятными агрохимическими и агрофизическими свойствами. Это приводит к потере урожайности сельскохозяйственных культур до 20 - 40% и более. При сильном осолонцевании почв урожайность сельскохозяйственных культур крайне низкая или вообще отсутствует.

В Саратовской области насчитывается 1128 тыс. га солонцовых почв, в том числе 600 тыс. га солонцов, на которых сельскохозяйственные культуры практически не дают урожайность. В Правобережье Саратовской области в значительной мере распространены магниевые солонцы, которые по отрицательным свойствам очень похожи на натриевые.

Солонцы обладают очень слабой водопрочностью структуры, высокой слитностью, переуплотнением почвы, низкой водопроницаемостью, малой нитрификационной способностью, небольшим количеством гумуса и кальция. Содержание магния достигало 46% (Д.А. Уполовников, Е. П. Денисов, К. Е. Денисов и др., 2016)

Важным элементом при рассолонцевании почв считается широкое использование устойчивых к солонцам растений в сочетании с местными удобрительными ресурсами. К последним следует отнести различные органические удобрения, отходы производства, осадки сточных вод и т. д.

В России ежегодно образуется около 65 млн. т твердых осадков сточных вод (ОСВ) в пересчете на сухое вещество, в том числе в Саратовской области - 9,2 млн. т, реутилизация которых представляет важную проблему экологии.

Поэтому разработка агроприёмов повышения плодородия солонцов и солонцовых почв при совместном использовании осадков сточных вод и устойчивых к солонцам сельскохозяйственных культур является важной задачей земледелия.

Степень разработанности темы. Вопросы повышения плодородия и продуктивности солонцов и солонцовых почв отражены в работах И.Н. Антипова-Каратаева (1940), Б.В. Андреева (1963), Н.А. Гончаровой (1969), Е.А. Даниловой (1976), В.И. Кирюшина (1980), И.П. Кружилина (2013), В.А. Ковды (1980), Н.П. Панов (2008), Е.М. Рошковского (1987), Н.Е. Синицыной (2002), С.В. Макарычев (2016), Д.А. Уполовников, Е. П. Денисов, К. Е. Денисов и др. (2016) и др.

Большое значение в повышении плодородия солонцовых почв уделяется применению промышленных отходов, минералов, биоудобрений в сочетании с посевами многолетних трав. Использованию осадков сточных вод (ОСВ) в качестве удобрений посвящены работы В.А.Пилюгина (2003), К.Е.Денисова (2004), Д.А. Уполовникова (2013), А.П. Солодовникова (2014) и др., Р.З. Тугушев и др. (2016).

Цель исследований заключается в разработке приемов использования осадков сточных вод совместно с посевами прутняка веничного, люцерны синей, донника желтого и эспарцета песчаного для повышения плодородия солонцов и солонцеватых почв чернозёма южного в Поволжье.

Задачи исследований:

-изучить степень содержания гумуса, азота, фосфора и калия в магниевых солонцовых почвах чернозёма южного;

- определить изменение агрофизических свойств солонцовых почв чернозёма южного под влиянием прутняка веничного, донника желтого, люцерны синей и эспарцета песчаного с применением ОСВ;

- выявить влияние изучаемых культур и применения осадков сточных вод на изменение гумуса в солонце чернозёма южного;

- рассмотреть изменение агрохимических свойств в солонце чернозёма южного под действием предлагаемых агроприёмов;

- определить продуктивность прутняка веничного, донника желтого, люцерны синей и эспарцета песчаного в течение трех лет почвоулучшающего периода при уборке на зеленую массу;

- показать степень накопления тяжелых металлов и их динамику в течение трех лет при использовании осадков сточных вод в процессе повышения плодородия солонцов;

- провести параметрический анализ взаимосвязи агрофизических свойств почвы с дозами осадков сточных вод и урожайностью зелёной массы прутняка веничного;

- рассчитать биоэнергетическую и экономическую эффективность использования изучаемых приёмов при восстановлении плодородия солонцовых почв.

Научная новизна исследований. Определено содержание органического вещества и элементов питания в солонце чернозёма южного в сравнении с фоновыми почвами и воздействие совместного применения осадков сточных вод и почвоулучшающих культур на динамику содержания гумуса и питательных веществ в почве за трехлетний период использования. Изучено влияние использования прутняка веничного как почвоулучшающей культуры наряду с люцерной синей, эспарцетом песчаным и донником желтым.

Отмечено уменьшение плотности и повышение общей пористости под действием трав и осадков сточных вод. Выявлено, что после внесения осадков сточных вод нитратного азота и доступного фосфора в почве было больше, чем на контроле.

При внесении осадков урожайность зеленой массы прутняка веничного увеличилась в 5 раз, люцерны синей и эспарцета песчаного - в 6 раз, донника желтого - в 10 раз.

Выявлено некоторое увеличение тяжелых металлов в почве в первый год после запашки осадков сточных вод и заметное их снижение в течение мелиоративного периода почти до фоновых значений. Во всех случаях количество тяжелых металлов в почве не превышало ПДК.

Практическая значимость заключается в конкретных рекомендациях по использованию осадков сточных вод и посева почвоулучшающих культур для рассолонцевания черноземов южных. Для получения высоких урожаев зеленой массы почвоулучшающих культур и повышения плодородия солонцов до фонового уровня необходимо вносить под вспашку не менее 150 т/га ОСВ. Из почвоулучшающих культур наиболее эффективным оказался прутняк веничный, где в почву запахивалось за три года 95,56 т/га зеленой массы. После люцерны синей в почву поступало 48,37 т/га, после эспарцета песчаного - 39,70 т/га, после донника желтого - 38,20 т/га. Наиболее энергетически и экономически эффективными оказались дозы внесения осадков сточных вод 100 - 150 т/га.

Методология и методы исследований базируются на результатах современных исследований практической мелиорации и частных методиках проведения экспериментов. В работе использованы системный подход, методы анализа и синтеза, индукции и дедукции, обобщения. Расчёты и обработка результатов выполнены методом математической статистики, дисперсионного, корреляционного и регрессионного анализов с применением пакетов прикладных программ Statistika 7.0 и Мюгшой Excel.

Положения выносимые на защиту:

- эффективность улучшения агрофизических и агрохимических свойств солонцового чернозёма южного под влиянием прутняка веничного, люцерны синей, эспарцета песчаного и донника желтого в сочетании с внесением осадков сточных вод;

- особенности формирования урожайности прутняка веничного, люцерны синей, эспарцета песчаного и донника желтого как средообразующих культур под влиянием изучаемых агроприемов;

- экологическая безопасность использования осадков сточных вод в качестве удобрений при рассолонцевании чернозёма южного;

- энергетическая и экономическая эффективность использования прутняка веничного, люцерны синей, эспарцета песчаного и донника желтого в сочетании с внесением осадков сточных вод при повышении плодородия солонцеватых южных черноземов.

Объектами исследований являлись почва - солонец чернозёма южного, прутняк веничный, люцерна синяя, эспарцет песчаный, донник желтый, осадки сточных вод.

Предмет исследований - процесс изменения плодородия солонца чернозёма южного и особенности формирования урожайности трав под влиянием осадков сточных вод.

Достоверность полученных результатов подтверждена многолетним периодом исследований, корректностью используемых методик, необходимым объемом проведённых анализов, замеров, наблюдений, обработкой экспериментального материала математическими методами дисперсионного, регрессионного, корреляционного и вариационного анализов, апробацией результатов исследований.

Апробация результатов научных исследований. Результаты

исследований были доложены на внутривузовских, всероссийских и

международных научно-практических конференциях (г. Саратов, 2015, 2016,

8

2017). Результаты внедрены в ООО «Эвелина» Саратовского района Саратовской области на площади 300 га.

Публикации. По результатам исследований опубликовано 8 научных работ, в том числе 3 - в изданиях, рекомендованных ВАК РФ. По результатам диссертации получено 2 патента на изобретение, подана 1 заявка на патент.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, 7 глав, заключения и предложений производству. Работа изложена на 1 42 странице компьютерного текста, содержит 46 таблиц и 8 приложения. Список литературы включает 254 источника, в том числе 17 на иностранных языках.

1. Обзор литературы

1.1 Солонцовые почвы как фактор снижающий плодородие почвы и урожайность сельскохозяйственных культур

Современные реалии ставят перед сельхозтоваропроизводителями задачу постоянного повышения эффективности производства, получения стабильно высоких урожаев зерна и высококачественной продукции. Этого можно достичь за счёт повышения интенсификации сельского хозяйства или освоения необрабатываемых земель.

В свою очередь достижение поставленных целей невозможно без решения вопросов сохранения и восстановления плодородия почв сельскохозяйственных угодий. В связи с этим необходимо осуществлять постоянный мониторинг состояния используемых земель, внедрять технологии, способствующие поддержанию и повышению биологической продуктивности сельхоз угодий, разрабатывать мероприятия по охране земель и рациональному их использованию. Одним из множества факторов, способствующих снижению площадей, пригодных для выращивания продукции растениеводства, являются различного рода засоления (Н.Н. Усов, 1948; А.И. Баранов, Е.В. Радевич, 2014).

Солонец — это тип почв, которые характеризуются высоким содержанием натрия или магния в почвенном поглощающем комплексе аллювиального горизонта. Большое количество растворимых солей в солонцах содержится не в верхнем горизонте как в солончаках, а на небольшой глубине. Данные соли представляют определённый вред для растительности. Пятна солонцов обычно заметны издали, так как имеют светлый цвет на вспаханном или зеленеющем поле. На их поверхности растительность либо отсутствует, либо сильно изрежена и представляет собой в основном виды устойчивые к солонцам (Большая советская энциклопедия, 1980, В.В. Докучаев, 1883).

На земном шаре солонцы и солонцовые почвы занимают площадь около 233,0 млн. га, из них только солонцы - 81,3 млн. га. В России различные по генетическим и морфологическим особенностям солонцы только на орошаемых землях занимают около 448 тыс. га. (В.А. Ковда, Б.Г. Розанов, Л.Г. Богатырев, 1970).

Для солонцов характерно более позднее наступление физической спелости почвы в сравнении с близлежащими зональными почвами. В результате чего увеличиваются сроки обработки полей сельскохозяйственной техникой что в дальнейшем приводит к запаздыванию сроков посева и потере урожайности сельскохозяйственных культур от 20 до 40% и более. (И.П. Кружилин, Л.А. Казакова, 2013)

В регионе проведения исследований - Поволжье, солонцы занимают от 15 до 75% от общей площади земель и чаще всего находятся в комплексе с другими почвами.

По морфологическим признакам солонцы очень разнообразны, что затрудняет их классификацию. Соли, образующие солонцы, поступают в них несколькими способами. Они могут появляться из соленосных поверхностных горных пород и почв или из соленосных материнских пород. Их источниками могут являться минерализованные грунтовые и артезианские воды, а также атмосферная пыль (В.В. Окорков, 2013).

Основная масса солонцов образуется на равнинной местности, в местах морских и других соленых отложений, которые вследствие малого количества атмосферных осадков не выщелачиваются или благодаря молодости отложений еще не успели выщелочиться. К ним так же относятся солонцы чернозёмной полосы нашей зоны. Это почвы различных низин — речных и балочных долин, ложбин и т. п. Обнажающиеся на боках долин соленосные горные породы с осадками сносятся и отлагаются на дне, давая начало солонцам (И.В. Голядкина, Я.В. Панков, А.Б. Гончаров, 2016).

Близкое залегание к поверхности почвы соленосных горизонтов, по мнению учёных, является причиной комплексности почвенного покрова в зонах полупустынь и сухих степей при засушливом климате. Неоднородность микрорельефа местности приводит к перераспределению осадков по поверхности почвы, что приводит к недостатку влаги на различных элементах рельефа и обуславливает пестроту почвенного покрова.

Тяжелые по гранулометрическому составу почвы, с низкой водопроницаемостью и высоким капиллярным подъёмом подвержены заболачиванию, застою и испарению воды, что в результате приводит к накоплению солей. Степень солонцеватости на таких почвах обычно выше (А.Ф. Туманян, Е.И. Костыренко, М.М. Шагаипов, 2005).

Низкое плодородие солонцов по мнению учёных обуславливается их аккумуляцией, высокой дисперсностью и пептизируемостью водой илистой фракции иллювиальных горизонтов (Э.В. Казанцева, 1988; К.Ш. Казеев, 2005; Н.В. Семендяева, 2009).

Изучением процесса образования солонцов занимались многие Российские учёные, один из них И.И. Плюсинин (1971). В результате своих исследований он сделал вывод, что солонцовый процесс почвообразования является сложным и многосторонним явлением природы, а процесс образования натрия в почве и его поглощения происходит в результате гидролиза минералов. Натрий проникает в почвенно поглощающий комплекс в результате чего ускоряется подвижность органической и минеральной части и увеличивается щёлочность почвы. Образующаяся в почве различными путями сода играет непосредственное значение в проявлении солонцового процесса (И.И. Плюсинин, 1971).

В процессе изучения солонцов они были подразделены учёными на 5 типов.

Первый тип: по глубине залегания (верхней границе) выделений легкорастворимых солей: 0-30 см - солончаковые; 30-50 см -

высокосоланчаковые; 50-100 см - солончаковатые; 100-150 см -глубокосолончаковатые; 150-200 см - несолончаковатые.

Второй тип: по химизму (типу) засоления: содовые, смешанные, содово-хлоридно-сульфатные; нейтральные - сульфатно-хлоридные, хлоридно-сульфатные.

Третий тип: по глубине залегания карбонатов и гипса: высококарбонатные - выше 40 см; глубококорбанатные - ниже 40 см; высокогипсовые - выше 40 см; глубокогипсовые - ниже 40 см.

Четвёртый тип: по мощности надсолонцового горизонта А: корковые (менее 5 см), мелкие (5-10 см), средние (10-18 см) и глубокие (более 18 см).

Пятый тип: по содержанию натрия в горизонте В1 (солонцовом): малонатривые (до 10 % от емкости обмена), средненатривые (10-25 %) и многонатривые (более 25 %) (Почвенный покров Саратовской области..., 2009).

Типы солонцов в дальнейшем были подразделены на подтипы по стадиям развития солонцового профиля от солончака до незасоленной почвы: солонцы солончаковые, солонцы типичные, солонцы осолоделые, солонцы вторично-засоленные (Н.Б. Хитров, 2005; А.С. Федоров, С.В. Горячкин, Г.А. Касаткина, Н.Н. Федорова, 2013).

В работах многих Российских ученых отмечается что одной из причин увеличения солонцеватости почв является интенсивная сельскохозяйственная деятельность, которая приводит к истощению запасов кальция в почве (Н.С. Кистанов, Л.П. Хвостова, 1979; Н.С. Кистанов, Л.Н. Шмыгля, 1979; Н.П. Яковлев, А.А. Литвинова, В.М. Янюк, 1979; Б.И. Костин, П.Г. Гребенюков, 1981; А.А. Литвинова, С.В. Югай, 1982; В.Г. Карпов, 1984, Е.В. Вадовская, Б.И. Костин, 1984; А.Д. Манько, А.И. Максимова, В.Л. Уханов, 1984; М.Я. Фишман, Р.Ф. Шевцова, 1987; А.Н. Белозерова, А.Н. Каштанов, А.С. Извеков, 1994; З.С. Артемьева, Т.М. Силаева, 1997; Н.А. Мосиенко, Л.Н. Чумакова, А.И. Хохлов, 1997; В.А. Нагорный, 1999).

В результате интенсивного использования сельскохозяйственных земель формирующаяся многие годы биомасса выносится с урожаем что приводит к истощению плодородного слоя почвы. При орошении ситуация усугубляется протекающими процессами гидроморфизма, оглеения и слитизации, которые возникают в результате поступления солей с поливной водой и различием между приходом и расходом влаги, т.е. нарушением водного баланса. (Н.П. Чижиков, 2009; Е.В. Радевич, В.П. Калиниченко, 2011, 2013; И.Н. Любимова, 2010, 2016)

По данным ученых Ставрополья, в почвах данной области наблюдались значительные потери из ППК кальция в последние 20-25 лет. Так, на чернозёмах обыкновенных содержание поглощенного кальция в пахотном снизилось с 30,4 до 23,5 мг-экв/100 г, или на 23 %. На черноземах типичных снижение составило 14 %, на лугово-черноземных почвах - 25 % (А.И. Подколзин, С.Н. Шкабарда, 2008).

В работах таких учёных, как С.М. Надежкина, Т.Б. Лебедева, М.В. Арефьева (2006) отмечается, что в зоне Среднего Поволжья черноземные почвы характеризовались степенью насыщенности основаниями более 80%, суммой оснований 37-46 мг-экв/100 г почвы. В настоящее время сумма обменных оснований колеблется от 27,8 до 37,9 мг-экв/100 г почвы, а степень насыщенности ими не превышает 79,2-93,5 % .

За последние 60 лет использования на каштановых почвах отмечается снижение кальция на 11,1, а магния - на 21,2 мг-экв/100 г почвы при исходном содержании кальция - 37 мг-экв/100 г и магния - 25 мг-экв/100 г (З.Г. Джанаев, 2006).

Процесс снижения содержания кальция в почве - декальцинирование, приводит к утрате её водно-физических свойств, снижению водопрочности агрегатов и как следствие ухудшению структуры почвы. Это объясняет низкую продуктивность солонцов (2-3 ц/га сухой массы не высокого кормового достоинства) по сравнению с зональными почвами. (И.Н.

Антипов-Каратаев,1953; Л.Я. Мамаева, 1965; И.И. Фетисов, 2004; В.С.

14

Курсакова, 2005; В.Х. Яковлев, 2005; М.Д. Константинов, М.А. Кухарь, 1981, 2006).

Другой причиной снижения продуктивности солонцов так же является наличие уплотнённого горизонта на определённой глубине и неблагоприятный для роста и развития состав почвенного раствора.

Обе эти причины взаимосвязаны между собой и являются следствием проявления осолонцевания (насыщения ППК натрием). В почвенном растворе содержится определённое количество нормальной и двуугликислой соды, которые являются наиболее токсичными из всех легкорастворимых солей. Кальциевое голодание растений происходит в результате связывания кальция с натрием входящим в состав соды, что делает его недоступным для растений и в дальнейшем приводит к их гибели. (C.M. Geraldson, 1957; М.Д. Константинов, Т.Г. Ломова, 2007).

Проведённый анализ литературных источников показывает, что по мнению ряда авторов существуют другие разнообразные причины угнетения растений на солонцах. В работах таких учёных как И.Н. Антипов-Каратаев (1953), L. Bernstein, (1975), E.V. Maas, G.J. Hoffman (1977); Э. Бреслер, Б.Л. Макнил, Д.Л. Картер (1987), В.В. Окорков (1988) отмечено, что снижение роста и развития растений на солонцах объясняется «физиологической солонцеватостью», которая представляет собой целый комплекс факторов. Сюда входят повышенная щёлочность, недостаток элементов питания и высокая концентрация почвенного раствора. Другим фактором является «физическая солонцеватость» которая включает в себя снижение водно-физических, физических и технологических свойств почвы.

В трудах других исследователей на первое место причиной снижения продуктивности солонцов ставится неблагоприятные химические и водно -физические свойства почвы. Так, например, солонцы имеют высокую

-5

плотность почвы, которая достигает 1,41-1,47 г/см (А.И. Еськов, В.И. Кирюшин, 1975; Ж.У. Ахамов, Б.Е. Шимшиков, Л.И. Пачикина, 1982; В.В.

Окорков, А.Г. Лазутин, М.П. Кирплюк, 1988; В.Х. Яковлев, 2005; Н.Д. Кононова, В.М. Кононов, 2006; А.Ф. Новикова, 2009).

Встречаются утверждения о том, что большое содержание натрия в обменном состоянии приводит к повышению пептизации почвенных коллоидов и как следствие набухаемости почвы. В результате чего резко снижается впитывание влаги в почву. Вода, скапливающаяся на поверхности почвы, образует сток, происходит процесс физического испарения то есть непродуктивная потеря влаги. (Б.А. Андреев, 1961; А.Я. Грудева, 1961; Е.А. Данилова 1969; А.И. Парфенов, 1969; С.М. Гилязова, 1971; М.Н. Багров,1978; И.М. Фетисов,1985; И.П. Айдаров, А.И.Голованов, Ю.Н. Никольский,1990; К.А. Асанов, 2002).

Как было отмечено выше, на солонцах преобладает изреженная растительность, произрастают только культуры устойчивые к засолению. В связи с этим открытая почва сильнее нагревается тем самым увеличивая испарение влаги с поверхности. Солонцеватые почвы в большинстве своём являются почвами тяжелого механического состава, и в них содержится большое количество недоступной для растений влаги (А.А. Роде, 1965, 1969). В результате вышеперечисленных факторов растения испытываю дефицит влаги, снижают свою транспирацию, хуже растут и развиваются (Е.Н. Иванова, 1963; Х.Л. Пейман, 1968; А.В. Новикова, 2007).

Авторы Н.В. Орловский (1955) и Л.Я. Мамаев (1965) видят причину угнетения растений в повышенном содержании обменных натрия и магния. В работах Б.И. Лактионова (1960) и В.И. Тарвердяна (1972) так же отмечается фактор токсичного действия обменного натрия.

Опыты проведённые И.Т. Трофимовым (1988) на естественных

солонцовых почвах показали, что урожайность ячменя определяется в

первую очередь величиной рН, содержанием обменного натрия и кальция.

Исследования, проведённые на почвах солонцовых комплексов с

преобладанием мало- и средненатриевых солонцов В.С. Курсаковой (2005)

показали, что основным ограничивающим урожайность многолетних трав

16

фактором является недостаток питательных веществ (содержание гумуса) и обменного кальция.

По мнению В.В. Окоркова для решения проблемы содержания обменного натрия в почве и для улучшения физико-химических и структурно-механических свойств солонцов его необходимо вытеснять сверх 10 % его от емкости обмена (В.В. Окорков, 1986, 1991, 1992, 1995).

Снижение содержания натрия до 10% от емкости обмена в солонцовом горизонте приводит к повышению урожайности кормовых

сельскохозяйственных культур в зоне сухих степей и полупустынь от 7,0-9,0 до 4-4,5 ц/га сена без вложения материальных средств (Н.И. Горбунов, 1976, 1978).

По исследованиям, проведённым на протяжении 20 лет в условиях черноземно луговых солонцов А.Т. Хусаиновым (2006), урожайность сена естественных трав составила 0,71 т/га, а при применении приёмов по улучшению и проведении мелиорации солонцов - 1,78-2,83 т/га. Наряду с повышением урожайности возросла питательность сена до 0,55-0,58 к. ед. (в контроле - 0,46 к. ед.) и содержание переваримого протеина - до 76-88 г/кг (в контроле - 44 г/кг).

При проведении мелиорации солонцов на полях Курганской области за десятилетний период средняя ежегодная прибавка урожайности зерновых культур составила 9,8 ц/га. При этом в неблагоприятные годы - 5,1-6,7, а в благоприятные - до 15,3 ц/га (А.И. Никифоров, П.П. Васев, В.И. Путятин, 1990).

Восстановление солонцов и их биологическая трансформация в почвы пригодные для роста и развития растений в естественных условиях протекает очень медленно. По данным А.П. Афанасьевой (1937), для трансформации солонцов в черноземные почвы требуется около 300 лет (М.Д. Константинов, М.А. Кухарь, 2006). Результаты полученные в результате проведения А.И. Головановым и Н.И. Сотневой (2009) моделирования в геосистемах

солонцовых комплексов Северного Прикаспия показали, что при устойчивых погодных условиях и стабилизации процессов засоления трансформация солонцов в плодородные почвы произойдет примерно через 100 лет.

Такие приёмы как проведение промывного режима солонцеватых почв и различные биологические приёмы ведут к медленному, но стабильному улучшению водно-солевых свойства верхнего горизонта. Поэтому применение мелиоративных мероприятий, основанных на агробиологических и биологических приёмах необходимая мера для восстановления плодородия солонцовых почв (Б.А. Зимовец, 1974).

Биологические приёмы - составная часть мероприятий, направленных на борьбу с деградацией почвенного покрова, опустыниванием и засухой для повышения плодородия и продуктивности земель (В.В. Мелихов, Л.А. Казакова, 2005). Важным моментом восстановления нарушенных почв является сохранение экологической устойчивости природной среды и агроэкосистемы. Применение биологических и агробиологиеских приёмов восстановления нарушенных земель позволит обеспечить максимальную эффективность и сохранение баланса окружающей среды (И.Н. Ильинская, 2006).

Академик И.П. Айдаров (2004) в своих работах отмечает, что улучшение нарушенных сельскохозяйственных угодий возможно только при условии осуществления комплексных мероприятий, включающих в себя регулирование потоков вещества и энергии в приземном слое атмосферы, почве, растениях, в грунтовых и поверхностных водах. Из этого следует, что при проведении восстановления почвы необходимо рассматривать и её составляющие -агроландшафт. Биологические приёмы должны быть направленны на регулирование различных факторов природной среды (Б.С. Маслов, 2006). Приёмы восстановления почвы должны вписываться в агроландшафты, улучшать их, повышать продуктивность земельных угодий и качество продукции, не нарушая экологическую обстановку на мелиорируемых землях и окружающей территории (Ю.И. Сухарев, 2008).

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Зуев Валентин Васильевич, 2018 год

Источник

SS

df

НСР

Общее Блоки Варианты Остат. Рт = 3,2 6

789. 423 0.784 788. 633 0.006

19

3

4 12

0.261 509.709* 197.158 384553.031* 0.001

0.035

sx=

ms

Множественные сравнения частных средних :

5.72a 10.21Ь 18.83c 19.66d 22.23e

Варианты, сопровождаемые одинаковыми латинскими буквами, различаются незначимо по критерию Дункана

Приложение 2 солонцах при

Идентификатор расчета:1

ОДНОФАКТОРНЫЙ ДИСПЕРСИОННЫЙ АНАЛИЗ (Л^)

Урожайность зелёной массы прутняка веничного в 2016 году на

внесении осадков сточных вод, т/га.

Число градаций фактора Л = 5 Число блоков R = 4

Таблица исходных данных

1 2 3 4 Средняя

1 6. 86 6. 66 6. 28 6. 24 6, 51

2 19. 08 18. 90 18 . 50 18 . 44 18, 73

3 23. 75 23. 55 23 . 17 23. 13 23, 40

4 30. 56 30. 35 29. 98 29. 95 30, 21

5 36. 10 35. 86 35 . 50 35 . 46 35, 73

Восстановленные даты:

x= 22.916

0 .008

P=

0 .04%

Таблица дисперсионного анализа

Источник

SS

df

НСР

Общее Блоки Варианты Остат. Рт = 3,2 6

2018.631 1.371 2017.258 0.003

19

3

4 12

0.457 1754.291* 504.314 1936596.875* 0.000

0 .025

sx=

ms

Множественные сравнения частных средних :

6.5^ 18.73Ь 23.40c 30.21d 35.73e

Варианты, сопровождаемые одинаковыми латинскими буквами, различаются незначимо по критерию Дункана

Приложение 3 солонцах при

Идентификатор расчета:1

ОДНОФАКТОРНЫЙ ДИСПЕРСИОННЫЙ АНАЛИЗ (Л^)

Урожайность зелёной массы прутняка веничного в 2017 году на

внесении осадков сточных вод, т/га.

Число градаций фактора Л = 5 Число блоков R = 4

Таблица исходных данных

1 2 3 4 Средняя

1 8. 35 8. 30 8 , 50 8 . 65 8, 45

2 19. 22 19. 17 19 , 37 19. 52 19, 32

3 24. 60 24. 65 24, 75 24. 80 24, 70

4 32. 08 32. 03 32 , 23 32. 38 32, 18

5 37. 40 37. 45 37 , 64 37. 80 37, 57

Восстановленные даты:

x= 24.444

0 . 020

P=

0.08%

Таблица дисперсионного анализа

Источник

SS

df

НСР

Общее Блоки Варианты Остат. Рт = 3,2 6

2057.680 0.329 2057.330 0.020

19

3

4 12

0.110 65.499* 514.333 306801.750* 0.002

0.063

sx=

ms

Множественные сравнения частных средних :

8.45a 19.32Ь 24.70c 32.18d 37.57e

Варианты, сопровождаемые одинаковыми латинскими буквами, различаются незначимо по критерию Дункана

Приложение 4

Урожайность зелёной массы прутняка веничного в среднем за годы

исследований, т/га.

Идентификатор расчета:1

ОДНОФАКТОРНЫЙ ДИСПЕРСИОННЫЙ АНАЛИЗ (Л^)

Число градаций фактора Л = 5 Число блоков R = 4

Таблица исходных данных

1 2 3 4 Средняя

1 6. 30 6. 74 6. 83 6. 49 6, 59

2 15. 78 16. 23 16. 33 15 . 98 16, 08

3 22. 20 22. 47 22 . 57 22. 04 22, 32

4 27. 05 27. 40 27 . 60 27. 35 27, 35

5 21. 55 22. 00 22 . 10 21. 75 21, 85

Восстановленные даты:

x= 18.838

0.039

P=

0.21%

Таблица дисперсионного анализа

Источник

SS

df

НСР

Общее Блоки Варианты Остат. Рт = 3,2 6

1005.960 0.803 1005.083 0.074

19

3

4 12

0.268 43.138* 251.271 40519.867* 0.006

0.121

sx=

ms

Множественные сравнения частных средних :

6.59a 16.08Ь 22.32d 27.35e 21.85c

Варианты, сопровождаемые одинаковыми латинскими буквами, различаются незначимо по критерию Дункана

Приложение 5

Урожайность зелёной массы люцерны и эспарцета в 2016 году. Идентификатор расчета:1

ДВУХФАКТОРНЫЙ ДИСПЕРСИОННЫЙ АНАЛИЗ (Л*В)^

^-фикс. В-фикс.) Число градаций фактора Л = 5 Число градаций фактора В = 2 Число блоков R = 4

Таблица исходных данных

1 2 3 4 Средня

1 3. 31 2. 82 3 . 25 3 . 06 3, 11

2 12. 93 12. 43 12 . 88 12 . 68 12, 73

3 16. 55 16. 05 16. 50 16. 30 16, 35

4 20. 33 19. 81 20. 24 20. 06 20, 11

5 23. 37 22. 87 23 . 33 23. 11 23, 17

6 2. 35 2. 31 2 . 50 2 . 64 2, 45

7 10. 60 10. 56 10 . 77 10. 91 10, 71

8 16. 25 16. 20 16. 40 16. 55 16, 35

9 18. 08 18. 03 18 . 23 18 . 38 18, 18

10 18. 81 18. 77 18 . 95 19. 11 18, 91

Восстановленные даты:

x= 14.207 sx= 0.066 p= 0.47%

Таблица дисперсионного анализа

Источник SS df ms НСР

Общее 1753. 339 39

Блоки 0. 668 3 0, 223 12. 696*

Варианты 1752. 198 9 194, 689 11097.665* 0 .192

Фактор Л 615. 512 4 153, 878 8771.369* 0.136

Фактор В 0. 377 1 0, 377 21.465* 0.086

Взаим.ЛВ 1136. 309 4 284, 077 16193.011* 0 .192

Остат. 0. . 474 27 0, .018

Рт = 2,3 9

Множественные сравнения частных средних

3.11Ь 12.73d 16.35e 20.11h 23.17i 2.45a 10.71c 16.35e 18.18f 18.91g

Варианты, сопровождаемые одинаковыми латинскими буквами, различаются незначимо по критерию Дункана Средние по фактору Л: ^а= 0.047)

7.92; 18.23; 12.81; 13.53; 18.55; Множественные сравнения частных средних для фактора Л:

7.92a 18.23d 12.81Ь 13.53c 18. 55e

Варианты, сопровождаемые одинаковыми латинскими буквами, различаются незначимо по критерию Дункана Средние по фактору В: ^Ь= 0.030)

14.30; 14.11; Множественные сравнения частных средних для фактора В:

14.30Ь 14.Ha

Варианты, сопровождаемые одинаковыми латинскими буквами, различаются незначимо по критерию Дункана

Приложение 6

Урожайность зелёной массы люцерны и эспарцета второго года

жизни в 2017 году.

Идентификатор расчета:1

ДВУХФАКТОРНЫЙ ДИСПЕРСИОННЫЙ АНАЛИЗ (А*В)^

^-фикс. В-фикс.) Число градаций фактора А = 5 Число градаций фактора В = 2 Число блоков R = 4

Таблица исходных данных

1 2 3 4 Средня

1 2. 85 5, 66 5 . 29 5 . 24 4, 76

2 13. 05 12, 85 12 . 47 12 . 43 12, 70

3 18. 51 18, 31 17 . 93 19. 89 18, 66

4 22. 45 22, 25 21. 85 21. 85 22, 10

5 25. 54 25, 35 24. 98 24. 93 25, 20

6 3. 40 4, 42 4 . 52 4 . 74 4, 27

7 11. 86 12, 31 12 . 41 12 . 06 12, 16

8 14. 07 14, 52 14 . 62 14. 27 14, 37

9 18. 90 19, 35 19 . 45 19. 10 19, 20

10 20. 51 20, 92 21. 04 20. 69 20, 79

Восстановленные даты:

x= 15.421 sx= 0.279 p= 1.81%

Таблица дисперсионного анализа

Источник SS df ms НСР

Общее 1813. 667 39

Блоки 1. 352 3 0, 451 1, 450

Варианты 1803. . 921 9 200, 436 644, .733* 0.808

Фактор А 763. 216 4 190, 804 613, .751* 0.572

Фактор В 13. 229 1 13, 229 42, 554* 0.361

Взаим.АВ 1027. . 476 4 256, .869 826, .260* 0.808

Остат. 8. 394 27 0, 311

Рт = 2,3 9

Множественные сравнения частных средних

4.76a 12.70c 18.66ef 22.10h 25.20i 4.27a 12.16bc 14.37d 19.20f 2 0.79g

Варианты, сопровождаемые одинаковыми латинскими буквами, различаются незначимо по критерию Дункана Средние по фактору А: ^а= 0.197)

8.73; 20.38; 14.73; 13.26; 20.00; Множественные сравнения частных средних для фактора А:

8.73a 20.38d 14.73c 13.26Ь 20.00d

Варианты, сопровождаемые одинаковыми латинскими буквами, различаются незначимо по критерию Дункана Средние по фактору В: ^Ь= 0.125)

16.00; 14.85; Множественные сравнения частных средних для фактора В:

16.00Ь 14.85a

Варианты, сопровождаемые одинаковыми латинскими буквами, различаются незначимо по критерию Дункана

Приложение 7

Урожайность зелёной массы люцерны и эспарцета в среднем за 2016 и 2017 годы после внесения осадков сточных вод, т/га.

Идентификатор расчета:1

ДВУХФАКТОРНЫЙ ДИСПЕРСИОННЫЙ АНАЛИЗ (А*В)^

^-фикс. В-фикс.) Число градаций фактора А = 5 Число градаций фактора В = 2 Число блоков R = 4

Таблица исходных данных

1 2 3 4 Средня

1 4. 20 4. 16 4 , 37 4 . 51 4. 31

2 12. 61 12. 56 12 , 76 12 . 91 12. 71

3 17. 15 16. 90 17 , 50 17 . 45 17. 25

4 21. 30 20. 95 20, 85 21. 30 21. 10

5 24. 08 24. 03 24, 23 24. 38 24. 18

6 3. 56 3. 06 3 , 51 3 . 31 3. 36

7 11. 63 11. 12 11, 59 11. 38 11. 43

8 15. 56 15. 06 15 , 51 15 . 31 15. 36

9 18. 90 18. 39 18 , 83 18 . 64 18. 69

10 20. 05 19. 55 20, 00 19. 80 19. 85

Восстановленные даты:

x= 14.824 sx= 0.075 p= 0.51% Таблица дисперсионного анализа

Источник SS df ms НСР

Общее 1726. 446 39

Блоки 0. .808 3 0, .269 12, .014*

Варианты 1725. 032 9 191, 670 8547, . 146* 0.217

Фактор А 653. 742 4 163, 436 7288, . 077* 0.153

Фактор В 4. 844 1 4, .844 216, 006* 0.097

Взаим.АВ 1066. 446 4 266, 611 118 8 8 3 .999* 0.217

Остат. 0. 605 27 0, 022

Рт = 2,3 9

Множестве нные сравнения частных средних :

4.31Ь 12.7Ы 17. ,25f 21. . ^

24.18j 3.36a 11. ,43c 15. . 3 6e

18. 69g 19.85h

Варианты, сопровождаемые одинаковыми латинскими буквами,

различаются незначимо по критерию Дункана Средние по фактору А: ^а= 0.053)

8.51; 19.18; 13.77; 13.40; 19.27; Множественные сравнения частных средних для фактора А:

8.5^ 19.18d 13.77c 13.40Ь 19.27d

Варианты, сопровождаемые одинаковыми латинскими буквами, различаются незначимо по критерию Дункана Средние по фактору В: ^Ь= 0.033)

15.17; 14.48; Множественные сравнения частных средних для фактора В:

15.17Ь 14.48a

Варианты, сопровождаемые одинаковыми латинскими буквами, различаются незначимо по критерию Дункана

Приложение 8

Урожайность донника желтого в 2017 году при внесении осадков

сточных вод.

Идентификатор расчета:1

ОДНОФАКТОРНЫЙ ДИСПЕРСИОННЫЙ АНАЛИЗ (Л-К)

Число градаций фактора Л = 5 Число блоков R = 4

Таблица исходных данных

1 2 3 4 Средняя

1 3. 40 3. 85 3 . 95 3 . 60 3, 70

2 19. 90 20. 33 20. 47 20. 10 20, 20

3 30. 40 30. 85 30. 95 30. 60 30, 70

4 36. 40 36. 80 37 . 00 36. 60 36, 70

5 37. 90 38. 35 38 . 45 38. 10 38, 20

Восстановленные даты:

х= 25.900

0 .010

Р=

0 .04%

Таблица дисперсионного анализа

Источник

SS

df

НСР

Общее Блоки Варианты Остат. Рт = 3,2 6

3266.145 0. 941 3265.199 0.005

19

3

4 12

0.314 770.834* 816.300 2006138.250* 0.000

0 .031

sx=

ms

Множественные сравнения частных средних :

3.70a 20.20Ь 30.70c 36.70d 38.20e

Варианты, сопровождаемые одинаковыми латинскими буквами, различаются незначимо по критерию Дункана