Теоретическое обоснование и разработка приемов повышения плодородия почвы и продуктивности сельскохозяйственных культур в лесостепи Поволжья тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 06.01.01, доктор наук Арефьев Александр Николаевич
Арефьев Александр Николаевич
доктор наук
2017
- Специальность ВАК РФ06.01.01
- Количество страниц 415
Оглавление диссертации доктор наук Арефьев Александр Николаевич
ВВЕДЕНИЕ....................................................................................... 6
1 ДЕГРАДАЦИЯ ПОЧВЕННОГО ПОКРОВА, ПРИЕМЫ ПОВЫШЕНИЯ ПЛОДОРОДИЯ ПОЧВЫ И ПРОДУКТИВНОСТИ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ КУЛЬТУР (АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР). 13
1.1 Деградация почвенного покрова........................................................ 13
1.2 Влияние полимеров и удобрений на плодородие почвы и урожайность сельскохозяйственных культур......................................................... 21
1.3 Изменение плодородия почвы и урожайности сельскохозяйственных культур при использовании цеолитов................ 32
1.4 Повышение плодородия почв и продуктивности сельскохозяйственных культур при использовании осадков сточных вод............................... 43
2 УСЛОВИЯ, СХЕМА ОПЫТОВ И МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ........................................................................... 58
2.1 Характеристика почвенного покрова и климатических условий района исследований................................................................................ 58
2.2 Почвенный покров опытных участков................................................. 61
2.3 Погодные условия в годы проведения исследований.............................. 63
2.4 Место проведения и схема опытов.................................................... 65
2.5 Методы полевых и лабораторных исследований..................................... 70
3 ИЗМЕНЕНИЕ ПЛОДОРОДИЯ ЧЕРНОЗЕМА ВЫЩЕЛОЧЕННОГО В ЗАВИСИМОСТИ ОТ СТЕПЕНИ АНТРОПОГЕННОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ.. 72
3.1 Характер изменения содержания гумуса в зависимости от степени антропогенной нагрузки...................... 72
3.2 Влияние антропогенного воздействия на агрофизические свойства чернозема выщелоченного.............................................................. 78
3.3 Антропогенная деградация физико-химических свойств почвы............... 96
3.4 Пищевой режим чернозема выщелоченного........................................ 104
4 ВЛИЯНИЕ ПОЛИМЕРА «ПРАЕСТОЛ 650ВС» И НАВОЗА
НА ПЛОДОРОДИЕ ЧЕРНОЗЕМА ВЫЩЕЛОЧЕННОГО............................ 113
4.1 Содержание гумуса и элементов питания в почве при использовании
праестола и навоза..........................................................................113
4.2 Влияние праестола и навоза на агрофизические свойства почвы............. 123
4.3 Водные свойства почвы...................................................................134
5 ИЗМЕНЕНИЕ ПЛОДОРОДИЯ ЧЕРНОЗЕМА ВЫЩЕЛОЧЕННОГО
ПРИ ИСПОЛЬЗОВАНИИ ЦЕОЛИТОВ И ИХ СОЧЕТАНИЙ С УДОБРЕНИЯМИ..........................................................................149
5.1 Содержание гумуса и элементов питания в почве при применении цеолитов и удобрений.................................................................... 149
5.2 Агрофизические свойства почвы....................................................... 155
5.3 Водные свойства почвы и водопотребление растений............................ 167
5.4 Изменение физико-химических свойств чернозема выщелоченного
при использовании цеолитов и удобрений.......................................... 181
6 ЭФФЕКТИВНОСТЬ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ОСАДКОВ СТОЧНЫХ ВОД И ИХ СОЧЕТАНИЙ С УДОБРЕНИЯМИ НА ЧЕРНОЗЕМЕ ВЫЩЕЛОЧЕННОМ........................................................................ 191
6.1 Содержание гумуса и пищевой режим чернозема выщелоченного
при использовании осадков сточных вод и их сочетаний с удобрениями......191
6.2 Изменение агрофизических свойств чернозема выщелоченного
под действием осадков сточных вод и их сочетаний с удобрениями.......... 200
6.3 Запас влаги в почве и водопотребление растений...................................208
6.4 Физико-химические свойства чернозема выщелоченного...................... 217
6.5 Содержания тяжелых металлов в почве и продукции растениеводства
при применении осадков сточных вод и их сочетаний с удобрениями...... 224
6.5.1 Влияние осадков сточных вод и их сочетаний с удобрениями на содержание тяжелых металлов в черноземе выщелоченном и оценка его загрязнения.... 224
6.5.2 Содержание тяжелых металлов в растениеводческой продукции
при применении осадков сточных вод и их сочетаний с удобрениями.........231
7 ВЛИЯНИЕ ОСАДКОВ СТОЧНЫХ ВОД И ЦЕОЛИТА НА ПЛОДОРОДИЕ ЛУГОВО-ЧЕРНОЗЕМНОЙ ПОЧВЫ......................240
7.1 Содержание гумуса и элементов питания в лугово-черноземной почве
при использовании осадков сточных вод и цеолита................................ 240
7.2 Изменение агрофизических свойств лугово-черноземной почвы
под действием осадков сточных вод и их сочетаний с цеолитом................248
7.3 Водные свойства лугово-черноземной почвы
и эффективность использования влаги растениями.................................2 57
7.4 Физико-химические свойства лугово-черноземной почвы........................271
7.5 Влияние осадков сточных вод и их сочетаний с цеолитом
на содержание тяжелых металлов в почве и продукции растениеводства.....277
8 ИЗМЕНЕНИЕ ПРОДУКТИВНОСТИ КУЛЬТУР ПОЛЕВЫХ СЕВООБОРОТОВ ПОД ВЛИЯНИЕМ ПРИЕМОВ ПОВЫШЕНИЯ ПЛОДОРОДИЯ ПОЧВ...................................................................... 291
8.1 Влияние полимера «Праестол 650ВС» и навоза на продуктивность
культур зернопарового севооборота................................................... 291
8.1.1 Структура урожая сельскохозяйственных культур зернопарового севооборота.................................................................................291
8.1.2 Урожайность культур зернопарового севооборота.............................. 301
8.2 Изменение продуктивности зернопаропропашного севооборота
при использовании цеолитов и удобрений.......................................... 300
8.2.1 Структура урожая сельскохозяйственных культур зернопаропропашного севооборота................................................................................. 307
8.2.2 Урожайность сельскохозяйственных культур зернопаропропашного севооборота и качество растениеводческой продукции........................... 314
8.3 Действие и последействие осадков сточных вод и удобрений
на урожайность культур зернопарового севооборота........................... 324
8.4 Влияние осадков сточных вод и их сочетаний с цеолитом
на продуктивность сельскохозяйственных культур............................... 330
8.4.1 Структура урожая сельскохозяйственных культур................................ 330
8.4.2 Урожайность культур зернопаропропашного севооборота и качество растениеводческой продукции при использовании осадков сточных вод
и цеолита.....................................................................................336
8.5 Корреляционно-регрессионный анализ зависимости урожайности сельскохозяйственных культур от факторов почвенного плодородия..........343
9 ЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ И ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ПРИЕМОВ ПОВЫШЕНИЯ ПЛОДОРОДИЯ ПОЧВ............................................. 348
9.1 Эффективность применения полимера «Праестол 650ВС» и навоза............3 48
9.2 Эффективность применения цеолитов, навоза и минеральных удобрений. 350
9.3 Эффективность использования осадков сточных вод и их сочетаний
с удобрениями.............................................................................. 353
9.4 Эффективность использования осадков сточных вод и их сочетаний
с цеолитом...................................................................................356
ЗАКЛЮЧЕНИЕ.............................................................................. 359
РЕКОМЕНДАЦИИ ПРОИЗВОДСТВУ................................................ 367
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК................................................. 368
ПРИЛОЖЕНИЯ.............................................................................. 402
Рекомендованный список диссертаций по специальности «Общее земледелие», 06.01.01 шифр ВАК
Формирование продуктивности сельскохозяйственных культур и повышение плодородия почв при использовании осадков сточных вод и цеолита в условиях лесостепи Среднего Поволжья2022 год, кандидат наук Стельмах Ксения Николаевна
Агроэкологическая оптимизация систем удобрения в севообороте и биологические пути повышения плодородия выщелоченных черноземов лесостепи Среднего Поволжья2013 год, доктор сельскохозяйственных наук Зеленин, Игорь Николаевич
Влияние агробиологических приемов на урожайность сельскохозяйственных культур и плодородие лугово-черноземной почвы в лесостепном Поволжье2021 год, кандидат наук Сафонов Алексей Викторович
Агробиологическое обоснование приемов регулирования плодородия чернозема выщелоченного в условиях правобережной лесостепи Среднего Поволжья2004 год, кандидат сельскохозяйственных наук Жеряков, Евгений Викторович
Агробиологические основы систем удобрения и известкования выщелоченных черноземов лесостепи Среднего Поволжья2001 год, доктор сельскохозяйственных наук Гришин, Геннадий Евгеньевич
Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Теоретическое обоснование и разработка приемов повышения плодородия почвы и продуктивности сельскохозяйственных культур в лесостепи Поволжья»
ВВЕДЕНИЕ
Актуальность. Основной целью земледелия на современном этапе его развития является увеличение объема производства растениеводческой продукции высокого качества. Успешное развитие сельскохозяйственного производства в лесостепной зоне Среднего Поволжья невозможно без решения проблемы сохранения почвенного покрова, его потенциального и эффективного плодородия.
Возросшие уровни интенсификации сельскохозяйственного производства и антропогенной нагрузки на почву привели к целому ряду негативных моментов: усилились процессы деградации почвенного покрова, возросли темпы дегумифи-кации с устойчиво некомпенсируемой минерализацией гумуса.
Потери гумуса в почвах привели к снижению биоэнергетического потенциала и эффективного плодородия агроландшафтов, ухудшили агрофизические и агрохимические свойства почв. Поэтому экологически безопасное антропогенное воздействие на почву не должно превышать пределы, за которыми снижается продуктивность агроландшафтов (С.С. Четвертаков, 1977; А.В. Колганов, 1994; Г.Г. Решетов, В.С. Белов, В.В. Корсак, Е.Г. Пушкина, 2008; Д.А. Уполовников, 2012; С.Н. Немцев, 2005, 2015; Н.П. Масютенко, И.Н. Карпачев, 2016).
Ежегодные потери гумуса в среднем в почвах черноземной зоны достигают до 1 т/га. Значительные площади пашни обладают кислой реакцией среды, в них сложился отрицательный баланс по кальцию. Старопахотные черноземы утратили от 22 до 59 % агрономически ценных водопрочных агрегатов, что привело к увеличению равновесной плотности и, как следствие, к снижению пористости, водопроницаемости и влагоемкости.
В Российской Федерации из 196 млн. га сельскохозяйственных угодий, по данным Департамента мелиорации Министерства сельского хозяйства, 130 млн. га деградированных. Ежегодно в Российской Федерации деградируют 1,5-2 млн. га земель - это приводит к потерям до 3,9 млн. т сельскохозяйственной продукции в зерновом эквиваленте.
Улучшение и стабилизация почвенного плодородия на современном этапе невозможно без широкой биологизации и химической мелиорации земель. Для эффективного применения различных средств биологизации и мелиорации на
черноземах выщелоченных необходима разработка агробиологических основ технологических приемов, позволяющих оптимизировать их использование на основе системного подхода к изучению почвенного плодородия. Разработка технологических приемов сохранения и повышения плодородия должна быть сопряжена с конкретными почвенно-климатическими условиями, экологическими ограничениями с учетом их энергоемкости и энергетической эффективности.
В связи с этим разработка и внедрение в земледельческую практику технологических приемов устранения и предотвращения прогрессирующей антропогенной деградации в агроландшафтах при экономном использовании ресурсов является актуальным направлением современного земледелия.
В настоящее время накоплен значительный зарубежный опыт применения местных сырьевых ресурсов и агроруд под сельскохозяйственные культуры в производственных условиях. В Российской Федерации использование местных сырьевых ресурсов и агроруд носит ограниченный характер, поэтому возникает потребность в научном обосновании разработки и применения приемов агробиологической и химической мелиорации черноземных почв лесостепного Поволжья, а также их экологической, энергетической и экономической оценки.
Степень разработанности темы. Проблема сохранения и повышения потенциального и эффективного плодородия черноземных и лугово-черноземных почв, урожайности сельскохозяйственных культур и устойчивости агроландшафта нашли отражение в трудах Н.И. Саввинова (1936), В.В. Докучаева (1951, 1978), В.Р. Вильямса (1948), В.П. Вершинина (1958), Г.Б. Гальдина (1963), Н.А. Качин-ского (1963, 1965), В.И. Кирюшина (1966, 2000), К.А, Кузнецова (1966), И.Б. Ревута (1972), А.М. Лыкова (1976), Т.Н. Кулаковской (1977), Л.Н. Михайлова (1996, 1997, 2008, 2013), А.Д. Фокина (1997), Е.И. Захаровой (1999), Е.Н. Кузина (2002), Е.П. Денисова (2009), А.Х. Куликовой (2007, 2015), Н.П. Масютенко (2016).
Цель исследований - теоретическое обоснование и разработка технологических приемов стабилизации и повышения плодородия чернозема выщелоченного и лугово-черноземной почвы лесостепного Поволжья с использованием местных сырьевых ресурсов и искусственных структурообразователей на основе изучения закономерностей процессов деградации почв с целью увеличения продук-
тивности полевых севооборотов. Выявить экологически безопасные приемы использования осадков сточных вод в качестве органо-минеральных удобрений.
Задачи исследований:
1. Дать теоретическое обоснование агротехническим приемам повышения и стабилизации эффективного и потенциального плодородия почв.
2. Установить степень проявления процессов деградации чернозема выщелоченного в зависимости от характера и степени антропогенной нагрузки.
3. Дать сравнительную оценку влияния полимера «Праестол 650ВС», используемого в качестве искусственного структурообразователя, и навоза на восстановление агрономически ценной структуры и плодородие чернозема выщелоченного, характеризующегося неудовлетворительным структурным состоянием.
4. Определить изменение агрохимических свойств чернозема выщелоченного при одностороннем действии цеолитов Бессоновского и Лунинского месторождений Пензенской области и их сочетаний с навозом и минеральными удобрениями в зернопаропропашном севообороте.
5. Выявить влияние цеолитов Бессоновского и Лунинского месторождений и их сочетаний с навозом и минеральными удобрениями на агрофизические свойства чернозема выщелоченного.
6. Проанализировать изменение гумусового, пищевого режимов и физико-химических свойств чернозема выщелоченного при длительном использовании осадков сточных вод г. Пензы и их сочетаний с органическими, минеральными удобрениями в зернопаровом севообороте.
7. Определить воздействие осадков сточных вод и их сочетаний с удобрениями на изменение структурного состояния, общих физических и водных свойств чернозема выщелоченного.
8. Изучить одностороннее действие мелиоративных норм осадков сточных вод и их сочетаний с цеолитом на плодородие малогумусной лугово-черноземной почвы.
9. Дать оценку экологической безопасности применения осадков сточных вод на черноземе выщелоченном и лугово-черноземной почве.
10. Выявить влияние приемов повышения и стабилизации плодородия чернозема выщелоченного и лугово-черноземной почвы на продуктивность полевых севооборотов и качество растениеводческой продукции.
11. Провести корреляционно-регрессионный анализ зависимости урожайности сельскохозяйственных культур от факторов почвенного плодородия.
12. Рассчитать энергетическую и экономическую эффективность использования приемов повышения и стабилизации почвенного плодородия на черноземе выщелоченном и лугово-черноземной почве.
Научная новизна исследований. Установлен характер и степень проявления процессов деградации чернозема выщелоченного в зависимости от антропогенной нагрузки. Дана сравнительная оценка влияния полимера «Праестола 650ВС», используемого в качестве искусственного структурообразователя, и навоза на восстановление агрономически ценной структуры и плодородие чернозема выщелоченного. Установлено, что внесение праестола нормами 10 и 15 кг/га в сочетании с рекомендуемой нормой навоза (7 т/га с.п.) повышает содержание агрономически ценных структурных агрегатов в черноземе выщелоченном, характеризующемся неудовлетворительным структурным состоянием, на 17-25 % и обеспечивает устойчивое сложение пахотного слоя. Изучено изменение плодородия чернозема выщелоченного при одностороннем использовании цеолитов и их сочетаний с навозом и минеральными удобрениями в зернопропашном севообороте. Доказана положительная роль мелиоративных норм осадков сточных вод, их сочетаний с органическими, минеральными удобрениями и цеолитом в повышении плодородия чернозема выщелоченного и лугово-черноземной почвы. Изучен характер накопления тяжелых металлов в почве и в зерновой части сельскохозяйственных культур. Определены суммарные коэффициенты загрязнения почвы и рассчитаны экологически безопасные нормы ОСВ. Установлено, что накопление тяжелых металлов в пахотном слое почвы на 83-87 %, а в зерновой части урожая - на 83-98 % зависит от нормы внесения осадков сточных вод. Доказано положительное влияние изученных приемов повышения и стабилизации почвенного плодородия на продуктивность культур зернопарового, зернопаропропашного севооборотов и качество растениеводческой продукции. На основании корреляционно-регрессионного анализа установлен характер зависимости урожайности сельскохо-
зяйственных культур от факторов почвенного плодородия. Определены энергетическая и экономическая целесообразность использования приемов повышения плодородия чернозема выщелоченного и лугово-черноземной почвы.
Практическая значимость. Результаты локального обследования изменения плодородия чернозема выщелоченного могут быть использованы при мониторинге агроландшафтов, позволят дополнить информацию о почвенном плодородии сельскохозяйственных угодий, а также способствовать разработке рациональных мероприятий по повышению плодородия почв и при введении залежных земель в оборот.
Для создания оптимальных агрофизических свойств в почвах, характеризующихся неудовлетворительным структурным состоянием, рекомендуется использовать в качестве искусственного структурообразователя полимер «Праестол 650ВС» нормами 10 или 15 т/га совместно с органическими удобрениями, что обеспечит создание устойчивого сложения пахотного слоя и переход от традиционной системы обработки почвы к дифференцированной или минимизированной.
Использование местных минеральных более дешевых агроруд (цеолиты), особенно в сочетании с навозом, минеральными удобрениями и осадками сточных вод повышает содержание гумуса и элементов питания в почве, улучшает структурность пахотного слоя, снижает его равновесную плотность до уровня оптимальной, увеличивает общую пористость, способствует более рациональному использованию влаги растениями, снижает подвижность тяжелых металлов в почве и поступление их в зерновую часть растений. Применение мелиоративных норм осадков сточных вод в чистом виде и в комплексе с органическим, минеральными удобрениями и цеолитом существенно повышает плодородие почв. Однократное внесение ОСВ без удобрений и цеолита не увеличивает содержание тяжелых металлов в почве и товарной части урожая выше предельно допустимых концентраций.
Внедрение разработанных приемов повышения и стабилизации плодородия чернозема выщелоченного и лугово-черноземной почвы позволит повысить продуктивность севооборотов на 27-80 %.
Методология и методы исследований базируются на современных методах исследований практического земледелия и частных методик проведения экс-
периментов. Были использованы системный подход, методы анализа и синтеза, индукции и дедукции, обобщения, наблюдения и сравнения классификации. Расчеты и обработка результатов выполнялись методом математической статистики дисперсионного, корреляционного и регрессионного анализа с применением пакетов прикладных программ Statistica 7.0 и Microsoft Exel.
Основные положения, выносимые на защиту:
1. Изменение плодородия чернозема выщелоченного в зависимости от степени антропогенной нагрузки.
2. Изменение структурного состояния, агрофизических и агрохимических свойств чернозема выщелоченного под действием полимера «Праестола 650ВС» и его сочетаний с навозом.
3. Оценка влияния цеолитов Бессоновского, Лунинского месторождений, их сочетаний с навозом и минеральными удобрениями на плодородие чернозема выщелоченного.
4. Динамика изменения агрофизических, агрохимических свойств чернозема выщелоченного и лугово-черноземной почвы при использовании мелиоративных норм ОСВ, их сочетаний с удобрениями и цеолитом.
5. Закономерности накопления тяжелых металлов в почве и их транслокация в системе ОСВ - почва - растение.
6. Особенности формирования урожайности сельскохозяйственных культур под влиянием изученных агротехнических приемов.
7. Оценка энергетической эффективности агротехнических приемов повышения и стабилизации плодородия чернозема выщелоченного и лугово -черноземной почвы.
Достоверность полученных результатов подтверждена многолетним периодом исследований, корректностью используемых методик, необходимым объемом проведенных анализов, замеров, наблюдений, обработкой экспериментального материала математическими методами дисперсионного, регрессионного и корреляционного анализов, апробацией результатов исследований.
Апробация результатов научных исследований. Результаты исследований были доложены на внутривузовских, всероссийских и международных научно-практических конференциях (Пенза, 1998-2017; Москва, 2003, 2004, 2006-2010; Санкт-Петербург, 2003; Саратов, 2006, 2017; Волгоград, 2009, 2014; Барнаул,
11
2010; София, 2013; Елец, 2017; Владикавказ, 2017). Основные положения работы внедрены в ООО «Сурский картофель» Шемышейского района; ООО «Камеш-кирский комбикормовый завод» Камешкирского района; ООО «ДЦ Агро» Бессо-новского района Пензенской области на площади 540 га.
Публикации. По результатам исследований опубликовано 5 монографий и 62 научные работы общим объемом 93,2 печ. л., в том числе 22 - в изданиях, рекомендованных ВАК РФ.
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, 9 глав, заключения и рекомендаций производству. Работа изложена на 415 страницах компьютерного текста, содержит 148 таблиц и 14 приложений. Список литературы включает в себя 417 источников, в том числе 52 на иностранных языках.
Работа является составной частью плана научно-исследовательской работы ФГБОУ ВО Пензенский ГАУ.
Личное участие соискателя. Соискателю принадлежит идея теоретического обоснования и экспериментальной оценки приемов повышения плодородия почв, направленных на увеличение продуктивности сельскохозяйственных культур. Результаты, представленные в работе, получены при непосредственном участии автора в период с 1998 по 2017 гг. Соискателем осуществлялись: постановка задач, разработка программы исследований, проведение полевых опытов и наблюдений, анализ полученных результатов и литературных материалов, формирование основных положений и выводов работы.
1 ДЕГРАДАЦИЯ ПОЧВЕННОГО ПОКРОВА, ПРИЕМЫ ПОВЫШЕНИЯ ПЛОДОРОДИЯ ПОЧВЫ И ПРОДУКТИВНОСТИ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ КУЛЬТУР (АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР)
1.1 Деградация почвенного покрова
Проблема сохранения почвенного покрова является одной из острейших в земледелии. Усиление антропогенного влияния на почву, несбалансированные и нарушенные агроландшафты привели к интенсификации деградационных процессов почвенного покрова.
На почвах лесостепной и степной зон наиболее распространенными видами деградации являются дегумификация, декальцификация, подкисление, деструктури-зация, переуплотнение и слитизация. Процессы интенсивной деградации почв ведут к существенному снижению плодородия и падению урожайности сельскохозяйственных культур (Н.А. Качинский, 1970; В.Д. Муха, Н.И. Картамышев, А.С. Коченев, 2001; Г.Г. Решетов, В.В. Корсак, Е.Г. Пушкина, С.С. Шилкина, 2008; Г.Г. Ре-шетов, К.Е. Денисов, А.В. Корчаков, 2010; Д.А. Уполовников, 2012; С.Н. Немцев, 2014, 2015; А.Х. Куликова, 2015).
Особой категорией деградации почв является загрязнение токсическими неорганическими и органическими соединениями (А.И. Каштанов, 2000; А.П. Щербаков, И.И. Васенев, Ф.И. Козловский, 2000; С.Н. Немцев, 2014; Н.Ф. Черкашина, Т.И. Хуснетдинова, П.Н. Балабко и др., 2016).
Интенсивное использование почв в современном земледелии является мощным антропогенным фактором, ускоряющим развитие многих негативных процессов в почвах. Уменьшение количества гумуса в почвах пашни происходит вследствие возделывания сельскохозяйственных культур, характеризующихся низким уровнем накопления органического вещества в почве (Н.Б. Сухомлинова, 2003; Т.Б. Лебедева, 2005; Б.М. Когут, З.С. Артемьева, Н.П. Масютенко, 2017).
При отсутствии мер по сохранению положительного баланса гумуса в почвах происходят необратимые изменения и снижение их значения, как объекта экологической среды, средства жизнеобеспечения, а также биоэнергетического потенциала ландшафта. Резкое сокращение поголовья скота снизило внесение навоза более чем в 6-7 раз, а в отдельных случаях, в силу его отсутствия, он не
используется (В.Н. Красницкий, 2000; С.М. Бесланеев, 2003; Г.Г. Решетов, К.Е. Денисов, А.В. Корчаков, 2010; Н.П. Масютенко, И.Н. Карповичев, 2016).
В агроценозах, в отличие от целины, вегетационный период культурными растениями используется неполно, в результате интенсивность синтеза органического вещества снижается. Кроме того, в агроценозах органическое вещество ежегодно отчуждается с урожаем (Н.И. Зезюков, А.В. Дедов, 1991).
По данным В.И. Кирюшина, И.Н. Лебедевой (1972); В.И. Кирюшина (2013) среднегодовые потери гумуса в пахотном слое южного чернозема при использовании в зернопаровых севооборотах без применения удобрений в первом десятилетии после распашки составляли 1 т/га, во втором - 0,5, в третьем - 0,4 т/га. В последующие 30 лет наблюдались примерно одинаковые потери гумуса - 0,3 т/га в год.
В исследованиях И.Я. Копысова, А.В. Тюлькина, В.В. Тихонова (2010) установлено, что окультуривание дерново-подзолистой почвы привело к заметному снижению содержания гумуса в верхнем слое с 4,15 % в лесу до 1,77-2,29 % в пахотных почвах.
Сельскохозяйственное использование черноземных почв Пензенской области привело к снижению содержания гумуса в них после распашки целины за первые десять лет с 13,20 до 9,87 %. За сто лет потери гумуса в черноземах области составили 4,97 %, или 0,05 % в год. За этот же период запасы гумуса в пахотном слое снизились с 280 до 225 т/га, или на 20 %. Ежегодное уменьшение запасов гумуса составляло 0,55 т/га (Т.А. Власова, 1999). Аналогичные результаты по изменению гумусового режима черноземов Пензенской области отмечают в своих работах С.М. Надежкин (1999), Г.Е. Гришин, Е.Н. Кузин, К.Е. Денисов (2001); Е.Н. Кузин, Н.П. Чекаев, Г.Е. Гришин, С.П. Ванюшин (2005).
Исследованиями С.М. Надежкина (1999) установлено, что изменения условий гумусообразования при переходе естественных ценозов в агроценозы приводит к изменению функционирования режима органического вещества, снижению количества его легкоминерализующихся компонентов и интенсивности минерализации, в результате чего почвы приходят в новое равновесное гумусовое состояние на более низком уровне.
Практика земледелия, результаты многих полевых опытов показывают, что длительное использование почв без восполнения запасов гумуса приводит со вре-
менем к снижению его содержания, а, следовательно, и к падению ее плодородия (В.И. Кирюшин, Н.Ф. Ганжара, И.С. Кауричев, Д.С. Орлов, А.А. Титлянова, А.Д. Фокин, 1993; В.И. Кирюшин, 1996).
По данным Б.П. Ахтырцева (1979), длительная распашка черноземов снижает содержание, гумуса в пахотном слое среднерусских черноземов с 7-10 % до 57 % и трансформирует их в средне- и малогумусные. Только за последние 15 лет они потеряли 9,5 % гумуса от исходного его содержания.
С.Р. Ковалева, А.А. Такасиенко (1996) установили, что в результате распашки оподзоленных черноземов и развития эрозионных процессов интенсивность потерь гумуса может достигать 0,85 т/га в год. При этом происходит трансформация его состава из гуматного в фульватно-гуматный за счет выноса подвижных гуминовых кислот.
Н.Ф. Ганжара (1988), проанализировав материалы, характеризующие потери гумуса в пахотных черноземах сделал вывод, что они составляют 10-30 % от исходного. Это наблюдается и при распашке целинных почв, так как при этом поступление органического вещества уменьшается в 2,5-3 раза.
Непроизводительный расход гумуса при активной его минерализации в условиях интенсивной обработки почвы отрицательно сказывается на урожайности сельскохозяйственных культур (М.М. Кононова, 1963; Ф.Я. Гаврилюк, В.Ф. Вальков, 1972; Л.С. Вакал, В.Г. Литвин, 1974; И.И. Карманов, 1980; Д.С. Орлов, Е.М. Аниканова, В.А. Маркин, 1980; А.М. Гринченко, 1983; М.И. Рубинштейн, Т.Т. Тазобеков, 1985; Л.К. Шевцова, 1988; В.П. Яковченко, 1989; А.С. Найденов, А.Г. Солдатенко, С.С. Терехова, 1991; Н.П. Масютенко, 2016).
Д.А. Кореньков (1990) в исследованиях установил, что без внесения органических удобрений в пахотном слое запасы гумуса сокращаются под зерновыми культурами на 0,3-1,2 т/га, под пропашными на 0,9-1,7, а в чистом пару на 1,5-2,5 т/га в год. Такие значительные потери гумуса в течение 15-20 лет могут привести к уменьшению его содержания в почве на 0,5-1,5 %.
По данным В.А. Ковды (1983) уменьшение суммарного содержания гумуса в пахотных почвах страны за минувшие 70-80 лет достигло 40-50 % по сравнению с началом двадцатого века. Только за последние 30-40 лет черноземы Рус-
ской равнины потеряли треть своего гумуса, их плодородный слой уменьшился на 10-15 см.
Потери гумуса за 100 лет от исходных запасов на черноземах Воронежской области достигли 52-71 т/га (17-32 %), Самарской области - 150-180 т/га (38-39 %), Ульяновской области - 270 т/га (56-69 %) (В.В. Егоров, 1981; М.М. Кононова, 1984; А.А. Жученко, 1990). В целом типичные черноземы потеряли 29 % гумуса, обыкновенные - 36 %, южные - 31 % (В.Н. Щедрин, Н.П. Бредихин, Н.Н. Бредихин, 1998). До распашки черноземы типичные содержали 9-10 % гумуса. Сейчас его осталось 4-5 %.
По обобщенным данным М.М. Кононовой (1968), в черноземах умеренного и недостаточного увлажнения под зерновыми культурами потери гумуса за 12-13 лет после распашки целины или залежи составляют 6-8 % от исходного содержания, или 0,5-0,6 % в год.
Длительное сельскохозяйственное использование почвы без удобрений отрицательно действует и на другие свойства почвы. А именно: ухудшается ее структура, развивается водная и ветровая эрозия, снижаются запасы питательных веществ, уменьшается сумма поглощенных оснований и степень насыщенности почв основаниями (В.А. Францессон, Е.Ф. Кривицкая, 1959; В.А. Борин, А.М. Блинов, Е.М. Ветчина, 1994; В.Ф. Кульков, Ю.Ф. Курдюков, 1996).
Исследования, проведенные А.В. Бутовым (1997) показали, что в севообороте с высоким (33,3 %) насыщением пропашными культурами (картофелем) без многолетних трав складывался напряженный баланс гумуса. За 7 лет содержание гумуса в пахотном слое без внесения органических удобрений снизилось на 0,17 %.
В своих работах интенсивное снижение содержания гумуса в почве в севооборотах, насыщенных пропашными культурами, подтверждают многие исследователи (С.А. Воробьев, 1973; Л.И. Никифоренко, 1978; А.А. Скроманис, П.И. Анспок, 1988; B. Eyheraguibel, J. Silvestre, P. Morará, 2008).
Каждые дополнительные 10 % пропашных культур в севообороте увеличивают минерализацию гумуса на 0,2-0,4 т/га (Г.Я. Чесняк, 1980).
Но данным В.П. Веретельникова и В.А. Рядового (1996) в севообороте, где культуры сплошного посева занимали 40 %, а травосмеси многолетних трав 60 %
растительные остатки восполняли запасы гумуса на 1,7 т/га при потере гумуса в результате его минерализации всего 1,4 т/га.
Сравнительный анализ состояния черноземов за 100 лет показал наличие активных процессов их подкисления. Изменения показателей рНсол по сравнению с исходными данными составило 2,3 ед., а гидролитической кислотности 6,7 мг -экв. на 100 г почвы (А.П. Щербаков, И.И. Васенев, 1994).
Подобные закономерности в своих работах отмечали и ряд других ученых (А.И. Шильников, 1987; Н.П. Богомазов, 1994; Н.З. Милащенко, П.Г. Акулов, 1990; П.И. Крупкин, 1991; А.П. Карпов, 1994; Е.В. Кириллова, А.Н. Копылов, 2017).
Н.В. Корягиной, Н.Ю. Улицкой (2014) при обследовании почв Земетчинско-го района Пензенской области было установлено, что из 85 тыс. га пашни имеют кислую реакцию среды 70,2 тыс. га, или 82,1 %, которые нуждаются в первоочередном проведению работ по известкованию. Данные почвы характеризуются низкой обеспеченностью фосфором (38,8 %). Почвы с повышенной обеспеченностью составляют только 27 %. Данные обследования показали, что за последние 10 лет увеличилась также доля пашни с низким содержанием калия и снизилась с повышенным и высоким его содержанием.
Применение минеральных удобрений, особенно в повышенных дозах, способствуем увеличению подвижности кальция, следовательно, приводит к безвозвратным его потерям. Это в свою очередь создаёт условия для повышения кислотности почв и ухудшения других физико-химических показателей. На это обращают внимание многие исследователи (А.Я. Степаненко, 1980; А.И. Троицкий, 1980; Б.С. Носко, Н.А. Кучир, 1985; В.П. Цупка, 1989; А.Н. Кожокина, Н.Г. Мя-зин, 2016).
Ряд исследователей считают, что кроме внесения минеральных удобрений основной причиной подкисления почв является потеря кальция за счет миграции его при промывании почвы атмосферными осадками и за счет выноса его с урожаем (Т.Н. Кулаковская, 1977; А.Н. Небольсин, 1983; Н.П. Богомазов, 1994). По данным А.А. Жученко (1990) при высоких урожаях с 1 га выносится до 50 кг кальция.
По данным А.В. Ивойлова (1988), из черноземов северной лесостепи вымываются до 370 кг/га ионов кальция и магния (в пересчете на СаСО3). В условиях
Пензенской области только за счет смыва и вымывания из почв теряется около 150 кг/га карбоната кальция. Сумма поглощенных оснований уменьшается с 39,6 в кислых черноземах до 20,8 мг-экв. на 100 г почвы в сильносмытых.
В Пензенской области по данным Г.Е. Гришина, Е.Н. Кузина, К.Е. Денисова (2001); Е.Н. Кузина, Н.П. Чекаева, Г.Е. Гришина, С.П. Ванюшина (2005) площади пашни, имеющие низкое содержание доступного фосфора составляют 47,0 %, среднее - 46 %, высокое - 6,3 %. Более половины почв пашни обладают сильно- и сред-некислой реакцией среды (54,1 %). Причем за период с 1970 по 2000 гг. площади таких почв увеличились на 21,9 %. Слабокислые почвы занимают в пашне 35,8 % и почвы с близкой к нейтральной реакцией 10,1 %. В почвах области складывается отрицательный баланс по кальцию. В среднем он составляет 25 кг/га пашни.
Похожие диссертационные работы по специальности «Общее земледелие», 06.01.01 шифр ВАК
Оптимизация приемов повышения плодородия чернозема выщелоченного и продуктивности сельскохозяйственных культур в лесостепи Поволжья2018 год, доктор наук Артемьев Андрей Александрович
Изменение плодородия чернозема выщелоченного и формирование урожайности сельскохозяйственных культур под влиянием праестола 650 и удобрений в условиях лесостепного Поволжья2010 год, кандидат сельскохозяйственных наук Ханин, Андрей Михайлович
Эффективность применения удобрений, биопрепаратов и диатомита в лесостепи Среднего Поволжья2015 год, кандидат наук Никитин, Сергей Николаевич
Эффективность применения сидератов, навоза и полиакриламидного сополимера как мелиорантов для повышения плодородия выщелоченных черноземов Среднего Поволжья1999 год, кандидат сельскохозяйственных наук Ильвачев, Юрий Альбертович
Влияние природных цеолитов на плодородие чернозема выщелоченного и продуктивность сельскохозяйственных культур2013 год, кандидат наук Алексеев, Алексей Иванович
Список литературы диссертационного исследования доктор наук Арефьев Александр Николаевич, 2017 год
ПДК - Со
п
кш ■ 10-3
где п- экологически безопасная норма осадков сточных вод, т/га; С0 - содержание тяжелых металлов до внесения удобрений, мг/кг; т - содержание тяжелых металлов в осадках сточных вод, мг/кг; к - коэффициент, показывающий удельное увеличение количества тяжелых металлов в зерне при внесении в почву 1 кг тяжелых металлов с осадками сточных вод, мг на 1 кг зерна.
Для озимой пшеницы экологически безопасные дозы осадков сточных вод с учетом ПДК по цинку составили 92 т/га; по меди - 332 т/га; по свинцу - 260 т/га; по никелю - 182 т/га; по кадмию - 126 т/га.
Таким образом, фактором, ограничивающим величину доз используемых осадков сточных вод, можно считать содержание в них цинка. С учетом этого, экологически безопасными следует считать дозы ОСВ до 90 т/га, внесенных в паровое поле.
Для проса на третий год внесения экологически безопасная норма осадков сточных вод с учетом ПДК по цинку составила 121 т/га; по меди - 380 т/га; по свинцу - 318 т/га; по никелю - 320 т/га; по кадмию - 177 т/га. Все изученные и рекомендуемые дозы осадков сточных вод можно безопасно применять на черноземах.
На четвертый год после использования осадков для яровой пшеницы норма осадков с учетом ПДК по цинку составила 137 т/га; по меди - 385 т/га; по свинцу - 301 т/га; по никелю - 486 т/га; по кадмию - 158 т/га. Содержание тяжелых металлов на четвертый год после внесения ОСВ и удобрений не является лимитирующим фактором повышения норм осадков до 100 т/га и более.
На пятый год после внесения осадков для ячменя их нормы с учетом ПДК составили по цинку - 164 т/га; по меди - 421; по свинцу - 328; по никелю - 525; по кадмию - 157 т/га.
Анализ экспериментального материала позволяет сделать следующий вывод, что внесение осадков сточных вод нормой 100 т/га и нормой 50 т/га в сочетании с традиционными удобрениями обеспечивало положительный баланс гумуса в пахотном слое чернозема выщелоченного, повышало содержание элементов питания в первую и во вторую ротацию пятипольного зернопарового севооборота, улучшало структурное состояние, обеспечивая устойчивое сложение пахотного слоя. Осадки сточных вод в чистом виде и в сочетании с навозом и минеральными удобрениями способствовали более рациональному использованию влаги растениями. В первую ротацию севооборота осадки сточных вод нормой 100 т/га повышали концентрацию тяжелых металлов в пахотном слое почвы, однако их содержание было ниже ПДК. При повторном внесении данной нормы осадка в первый од его действия содержание подвижных форм никеля было выше ПДК. Внесение осадков сточных вод в чистом виде и в комплексе с удобрениями не приводило к накоплению тяжелых металлов в зерновой части урожая выше предельно допустимых концентраций.
7 ВЛИЯНИЕ ОСАДКОВ СТОЧНЫХ ВОД И ЦЕОЛИТА НА ПЛОДОРОДИЕ ЛУГОВО-ЧЕРНОЗЕМНОЙ ПОЧВЫ
7.1 Содержание гумуса и элементов питания в лугово-черноземной почве при использовании осадков сточных вод и цеолита
Гумус. Интенсивное использование земель сельскохозяйственного назначения на фоне низкого уровня применения источников гумуса привело к сокращению его запасов в основных типах почв области. Ежегодные потери гумуса в пахотном слое в среднем составляют 0,6-0,7 т/га. Для поддержания бездифицитного баланса гумуса в почвах Пензенской области минимальная потребность в органических удобрениях составляет 5,0 т/га севооборотной пашни, фактически на один гектар севооборотной пашни вносится 0,2-0,3 тонны.
В этих условиях возникает необходимость поиска альтернативных источников гумуса. Альтернативным источником гумуса могут служить осадки сточных вод. ОСВ улучшают гумусовый режим почв, обогащая их в первую очередь гума-тами кальция (Н.В. Климова, Т.В. Починова, 2009; Н.П. Бережная, В.П. Бережная, 2013; Л.В. Прокопова, Ю.И. Житин, 2013; Т.В. Хабарова, В.И. Левин, С.Д. Прав-кина, 2014).
Проведенные исследования показали, что внесение мелиоративных норм ОСВ как в чистом виде, так и в сочетании с цеолитом оказало положительное влияние на гумусовый режим лугово-черноземной почвы (таблица 81). Перед внесением осадков сточных вод и цеолита содержание гумуса в пахотном слое луго-во-черноземной почвы составляло 5,09-5,12 %. На фоне одностороннего действия цеолита содержание гумуса в пахотном слое оставалось стабильным и варьировало от 5,10 в 2014 году до 5,13 % в 2017 году.
Осадки сточных вод при их одностороннем действии повышали содержание гумуса в пахотном слое в 2015 году на 0,14 (ОСВ 100 т/га) - 0,27 % (ОСВ 180 т/га), в 2016 году - на 0,17-0,34 %, в 2017 году - 0,20-0,36 %. Содержание гумуса перед уборкой озимой пшеницы в 2015 году составляло, в зависимости от нормы осадка, 5,23-5,37 %, перед уборкой кукурузы в 2016 году - 5,26-5,44 %, перед уборкой яровой пшеницы в 2017 году - 5,29-5,46 %.
Вариант Чистый пар, 2014 г. Озимая пшеница Кукуруза Яровая пшеница
2015 г. отклонение 2016 г. отклонение 2017 г. отклонение
от исходного от контроля от исходного от контроля от исходного от контроля
1. Без ОСВ и цеолита (контроль) 5,12 5,10 -0,02 — 5,08 -0,04 — 5,09 -0,03 —
2. Цеолит 10 т/га 5,10 5,12 0,02 0,02 5,12 0,02 0,04 5,13 0,03 0,04
3. ОСВ 100 т/га 5,09 5,23 0,14 0,13 5,26 0,17 0,18 5,29 0,20 0,20
4. ОСВ 120 т/га 5,10 5,26 0,16 0,16 5,31 0,21 0,23 5,35 0,25 0,26
5. ОСВ 140 т/га 5,11 5,30 0,19 0,20 5,35 0,24 0,27 5,38 0,27 0,29
6. ОСВ 160 т/га 5,10 5,34 0,24 0,24 5,39 0,29 0,31 5,44 0,34 0,35
7. ОСВ 180 т/га 5,10 5,37 0,27 0,27 5,44 0,34 0,36 5,46 0,36 0,37
8. ОСВ 100 т/га + цеолит 10 т/га 5,10 5,25 0,15 0,15 5,30 0,20 0,22 5,34 0,24 0,25
9. ОСВ 120 т/га + цеолит 10 т/га 5,10 5,27 0,17 0,17 5,34 0,24 0,26 5,38 0,28 0,29
10. ОСВ 140 т/га + цеолит 10 т/га 5,10 5,32 0,22 0,22 5,38 0,28 0,30 5,42 0,32 0,33
11. ОСВ 160 т/га + цеолит 10 т/га 5,09 5,35 0,26 0,25 5,40 0,31 0,32 5,45 0,36 0,36
12. ОСВ 180 т/га + цеолит 10 т/га 5,09 5,39 0,30 0,29 5,45 0,36 0,37 5,48 0,39 0,39
При совместном внесении ОСВ и цеолита содержание гумуса в пахотном слое незначительно превышало его содержание на аналогичных вариантах с использованием ОСВ без химического мелиоранта и варьировало в 2015 году от 5,25 (ОСВ 100 т/га + цеолит 10 т/га) до 5,39 % (ОСВ 180 т/га + цеолит 10 т/га), в 2016 году - от 5,30 до 5,45 %, в 2017 году - от 5,34 до 5,48 %. Увеличение по отношению к исходному значению изменялось в пределах от 0,15 до 0,30 % в 2015 году, от 0,20 до 0,36 % в 2016 году и 0,24 до 0,39 % в 2017 году.
Азот. Как свидетельствуют результаты исследований, осадки сточных вод повышали содержание щелочногидролизуемого азота в пахотном слое лугово-черноземной почвы.
Перед внесением осадков сточных вод и цеолита содержание щелочногид-ролизуемого азота в пахотном слое изучаемой почвы составляло 119,9-120,6 мг/кг почвы. Обеспеченность пахотного слоя щелочногидролизуемым азотом характеризовалась, как низкая (таблица 82).
Внесение осадков сточных вод в чистом виде и в комплексе с цеолитом обеспечивало перевод почвы из группы с низким содержанием щелочногидролизуемого азота в группы со средним и повышенным содержанием.
После уборки озимой пшеницы в 2015 году содержание щелочногидролизу-емого азота на вариантах с односторонним действием осадков сточных вод, в зависимости от их нормы, составляло 171,6 (ОСВ 100 т/га) - 214,7 мг/кг почвы (ОСВ 180 т/га). На вариантах с использованием осадков сточных вод в сочетании с цеолитом содержание щелочногидролизуемого азота варьировало в интервале от 171,2 до 214,1 мг/кг почвы. Отклонение от исходного на вариантах с односторонним действием ОСВ составляло в зависимости от их норм 51,0-94,6 мг/кг почвы, а на вариантах с комплексным использованием ОСВ и цеолита - 51,3-93,6 мг/кг почвы.
При одностороннем действии цеолита содержание щелочногидролизуемо-го азота в пахотном слое составляло 118,8 мг/кг почвы, при значении на контроле 119,1 мг/кг почвы.
Таблица 82 - Влияние ОСВ и цеолита на содержание щелочногидролизуемого азота в лугово-черноземной почве, мг/кг
почвы
Вариант Чистый пар, 2014 г. Озимая пшеница Кукуруза Яровая пшеница
2015 г. отклонение от исходного 2016 г. отклонение от исходного 2017 г. отклонение от исходного
1. Без ОСВ и цеолита (контроль) 120,2 119,1 -1,1 117,4 -2,8 116,3 -3,9
2. Цеолит 10 т/га 120,0 118,8 -1,2 117,6 -2,4 116,5 -3,5
3. ОСВ 100 т/га 120,6 171,6 51,0 167,5 46,9 166,2 45,6
4. ОСВ 120 т/га 120,3 182,3 62,0 177,9 57,6 177,1 56,8
5. ОСВ 140 т/га 120,0 193,1 73,1 189,8 69,8 188,2 68,2
6. ОСВ 160 т/га 119,9 204,1 84,2 200,5 80,6 199,3 79,4
7. ОСВ 180 т/га 120,1 214,7 94,6 210,8 90,7 209,5 89,4
8. ОСВ 100 т/га + цеолит 10 т/га 119,9 171,2 51,3 167,5 47,5 166,2 46,3
9. ОСВ 120 т/га + цеолит 10 т/га 120,4 182,1 61,7 178,4 58,0 177,2 56,8
10. ОСВ 140 т/га + цеолит 10 т/га 120,0 192,6 72,6 190,1 70,1 188,8 68,8
11. ОСВ 160 т/га + цеолит 10 т/га 119,8 203,2 83,4 200,7 80,9 199,3 79,5
12. ОСВ 180 т/га + цеолит 10 т/га 120,5 214,1 93,6 210,5 90,0 208,5 88,0
В 2016 году после уборки кукурузы содержание щелочногидролизуемого азота на контрольном варианте и на варианте с использованием цеолита было практически одинаковым и составляло 117,4—117,6 мг/кг почвы. Снижение по отношению к исходному составляло 2,4—2,8 мг/кг почвы.
ОСВ, в зависимости от их нормы, повышали содержание щелочногидролизуемого азота на 46,9—90,7 мг/кг почвы, а по фону цеолита — на 47,5—90,0 мг/кг почвы. Содержание щелочногидролизуемого азота при одностороннем действии осадков сточных вод изменялось, в зависимости от их нормы, от 167,5 до 210,8 мг/кг почвы, а при комплексном внесении ОСВ с цеолитом от 167,5 до 210,5 мг/кг почвы.
Перед уборкой яровой пшеницы содержание щелочногидролизуемого азота на варианте без внесения ОСВ и цеолита и на варианте с односторонним действием цеолита было равнозначным и составляло 116,3—116,5 мг/кг почвы.
На фоне одностороннего действия осадков сточных вод содержание щелочногидролизуемого азота в пахотном слое варьировало в интервале от 166,2 (ОСВ 100 т/га) до 209,5 мг/кг почвы (ОСВ 180 т/га), превышая исходные значения на 45,6—89,4 мг/кг почвы.
На фоне комплексного действия осадков сточных вод и цеолита содержание щелочногидролизуемого азота было на уровне вариантов, где осадки сточных вод использовались без химического мелиоранта. Содержание щелочногидролизуемого азота при комплексном действии осадков сточных вод и цеолита составляло 166,2— 208,5 мг/кг почвы. Отклонение от исходного варьировало в зависимости от нормы осадка в интервале от 46,3 (ОСВ 100 т/га + цеолит 10 т/га) до 88,0 мг/кг почвы (ОСВ 180 т/га + цеолит 10 т/га).
Фосфор. Содержание подвижного фосфора на варианте без использования ОСВ и цеолита варьировало по годам исследования от 98,8 до 101,7 мг/кг почвы. На фоне одностороннего действия цеолита содержание подвижного фосфора в 2015 году составляло 107,4 мг/кг почвы, в 2016 году — 105,7 мг/кг почвы, в 2017 году — 105,0 мг/кг почвы. Отклонение от исходного в 2015 году равнялось 5,4 мг/кг почвы, в 2016 году — 3,7 мг/кг почвы и в 2017 году — 3,0 мг/кг почвы (таблица 83).
Вариант Чистый пар, 2014 г. Озимая пшеница Кукуруза Яровая пшеница
2015 г. отклонение от исходного 2016 г. отклонение от исходного 2017 г. отклонение от исходного
1. Без ОСВ и цеолита (контроль) 101,7 100,8 -0,9 99,4 -2,3 98,8 -2,9
2. Цеолит 10 т/га 102,0 107,4 5,4 105,7 3,7 105,0 3,0
3. ОСВ 100 т/га 101,6 117,9 16,3 115,9 14,3 115,2 13,6
4. ОСВ 120 т/га 101,9 120,7 18,8 118,6 16,7 117,8 15,9
5. ОСВ 140 т/га 102,0 123,4 21,4 121,2 19,2 120,4 18,4
6. ОСВ 160 т/га 101,8 126,1 24,3 123,9 22,1 123,1 21,3
7. ОСВ 180 т/га 102,1 129,0 26,9 126,6 24,5 125,6 23,6
8. ОСВ 100 т/га + цеолит 10 т/га 102,0 124,6 22,6 122,5 20,5 121,8 19,8
9. ОСВ 120 т/га + цеолит 10 т/га 101,6 127,4 25,8 125,2 23,6 124,5 22,9
10. ОСВ 140 т/га + цеолит 10 т/га 101,7 130,1 28,4 127,8 26,1 127,0 25,3
11. ОСВ 160 т/га + цеолит 10 т/га 102,0 132,8 30,8 130,5 28,5 129,6 27,6
12. ОСВ 180 т/га + цеолит 10 т/га 101,9 135,7 33,8 133,1 31,2 132,2 30,3
При одностороннем действии осадков сточных вод содержание подвижного фосфора в пахотном слое в 2015 году изменялось в интервале от 117,9 (ОСВ 100 т/га) до 129,0 мг/кг почвы (ОСВ 180 т/га), в 2016 году — от 115,9 до 126,6 мг/кг почвы, в 2017 году — от 115,2 до 125,6 мг/кг почвы. Увеличение по отношению к исходному в 2015 году составляло 16,3—26,9 мг/кг почвы, в 2016 году — 14,3—24,5 мг/кг почвы, в 2017 году — 13,6—23,6 мг/кг почвы.
Использование осадков сточных вод в комплексе с цеолитом повышало содержание подвижного фосфора в 2015 году на 22,6 (ОСВ 100 т/га + цеолит 10 т/га) — 33,8 мг/кг почвы (ОСВ 180 т/га + цеолит 10 т/га), в 2016 году — на 20,5—31,2 мг/кг почвы, в 2017 году — на 19,8—30,3 мг/кг почвы. Содержание подвижного фосфора на этих вариантах варьировало от 121,8 до 135,7 при исходных значениях — от 101,6 до 102,0 мг/кг почвы.
Калий. Содержание обменного калия на контрольном варианте варьировало по годам исследований от 148,1 до 151,9 мг/кг почвы. Цеолит повышал содержание обменного калия в пахотном слое на 2,0—3,8 мг/кг почвы. Одностороннее использование осадков сточных вод увеличивало содержание калия по отношению к исходному в зависимости от нормы в 2015 году на 18,8—34,4 мг/кг почвы, в 2016 году
— на 17,7—33,0 мг/кг почвы, в 2017 году — на 16,8-32,0 мг/кг почвы. Содержание обменного калия в пахотном слое на фоне одностороннего действия осадков сточных вод составляло в 2015 году — 170,6 (ОСВ 100 т/га) — 186,4 (ОСВ 180 т/га) мг/кг почвы, в 2016 году — 169,5—185,0 мг/кг почвы, в 2017 году — 168,6—184,0 мг/кг почвы (таблица 84).
Совместное использование осадков сточных вод с цеолитом позволило увеличить содержание обменного калия в пахотном слое в 2015 году на 25,0 (ОСВ 100 т/га + цеолит 10 т/га) — 40,0 мг/кг почвы (ОСВ 180 т/га + цеолит 10 т/га), в 2016 году — на 23,6—38,2 мг/кг почвы, в 2017 году — на 23,0—37,1 мг/кг почвы. Содержание обменного калия в пахотном слое лугово-черноземной почвы на фоне комплексного действия осадков сточных вод и цеолита варьировало в 2015 году от 177,0 до 191,8 мг/кг почвы, в 2016 году — от 175,6 до 190,0 мг/кг почвы, в 2017 году
— от 175,0 до 188,9 мг/кг почвы.
Вариант Чистый пар, 2014 г. Озимая пшеница Кукуруза Яровая пшеница
2015 г. отклонение от исходного 2016 г. отклонение от исходного 2017 г. отклонение от исходного
1. Без ОСВ и цеолита (контроль) 151,9 150,3 -1,6 149,0 -2,9 148,1 -3,8
2. Цеолит 10 т/га 152,1 155,9 3,8 154,7 2,6 154,1 2,0
3. ОСВ 100 т/га 151,8 170,6 18,8 169,5 17,7 168,6 16,8
4. ОСВ 120 т/га 152,0 174,9 22,9 173,8 21,8 172,7 20,7
5. ОСВ 140 т/га 151,9 178,3 26,4 177,0 25,1 176,1 24,2
6. ОСВ 160 т/га 152,0 182,9 30,9 181,4 29,4 180,3 28,3
7. ОСВ 180 т/га 152,0 186,4 34,4 185,0 33,0 184,0 32,0
8. ОСВ 100 т/га + цеолит 10 т/га 152,0 177,0 25,0 175,6 23,6 175,0 23,0
9. ОСВ 120 т/га + цеолит 10 т/га 151,9 180,8 28,9 179,4 27,5 178,6 26,7
10. ОСВ 140 т/га + цеолит 10 т/га 151,8 184,0 32,2 182,6 30,9 181,8 30,0
11. ОСВ 160 т/га + цеолит 10 т/га 152,1 187,3 35,2 185,6 33,5 184,5 32,4
12. ОСВ 180 т/га + цеолит 10 т/га 151,8 191,8 40,0 190,0 38,2 188,9 37,1
го 4
7
7.2 Изменение агрофизических свойств лугово-черноземной почвы под действием осадков сточных вод и их сочетаний с цеолитом
Структура почвы - важный показатель физического состояния почвы. Структура определяет благоприятное строение пахотного слоя почвы, ее водные, физические, физико-механические, технологические свойства и почвенно-гидрологические константы.
Как показывают данные, представленные в таблице 85, структурное состояние пахотного слоя лугово-черноземной почвы перед внесением ОСВ и цеолита характеризовалось как неудовлетворительное. Количество водопрочных агрегатов в пахотном слое в 2014 году составляло 38,4-38,9 %.
В звене зернопаропропашного севооборота без внесения ОСВ и цеолита была отмечена тенденция по уменьшению количества водопрочных агрегатов в пахотном слое изучаемой почвы. Перед уборкой яровой пшеницы в 2017 году содержание водопрочных агрегатов в пахотном слое без использования ОСВ и цеолита составляло 37,7 %, что было ниже исходного на 1,2 %.
Одностороннее действие цеолита повышало содержание водопрочных агрегатов за период исследований на 3,6 %. Количество водопрочных агрегатов на фоне одностороннего действия химического мелиоранта составляло в 2017 году 42,1 %, структурное состояние пахотного слоя оценивалось как удовлетворительное.
По завершении исследований структурное состояние пахотного слоя при одностороннем действии ОСВ нормами от 100 до 140 т/га, как и при одностороннем действии цеолита нормой 10 т/га, было оценено как удовлетворительное. Содержание водопрочных агрегатов в пахотном слое при одностороннем действии данных норм ОСВ варьировало по завершении исследований от 48,4 (ОСВ 100 т/га) до 52,8 % (ОСВ 140 т/га), превышая исходные значения на 9,8-14,3 %. Удовлетворительное структурное состояние пахотного слоя было также отмечено при внесении 100 т/га ОСВ совместно с цеолитом. Содержание водопрочных агрегатов на этом варианте в 2017 году превышало исходное значение на 14,0 % и составляло 52,3 %.
Хорошее структурное состояние в пахотном слое создавало внесение ОСВ нормами 160 и 180 т/га и внесение ОСВ нормами от 120 до 180 т/га совместно с цеолитами. Количество водопрочных агрегатов на их фоне увеличилось на 16,423,0 % и составило в конце вегетационного периода 2017 году 55,2-61,5 %.
Вариант Чистый пар, 2014 г. Озимая пшеница, 2015 г. Кукуруза, 2016 г. Яровая пшеница 2017 г.
агрегаты > 0,25 мм, % отклонение от исходного, % отклонение от контроля, % агрегаты > 0,25 мм, % отклонение от исходного, % отклонение от контроля, % агрегаты > 0,25 мм, % отклонение от исходного, % отклонение от контроля, %
1. Без ОСВ и цеолита(контроль) 38,9 38,5 -0,4 - 37,4 -1,5 - 37,7 -1,2 -
2. Цеолит 10 т/га 38,5 40,6 2,1 2,1 41,5 3,0 3,9 42,1 3,6 4,4
3. ОСВ 100 т/га 38,6 46,2 7,6 7,7 47,3 8,7 9,9 48,4 9,8 10,7
4. ОСВ 120 т/га 38,4 48,0 9,6 9,5 49,3 10,9 11,9 50,5 12,1 12,8
5. ОСВ 140 т/га 38,5 50,0 11,5 11,5 51,3 12,8 13,9 52,8 14,3 15,1
6. ОСВ 160 т/га 38,8 51,9 13,1 13,4 53,3 14,5 15,9 55,2 16,4 17,5
7. ОСВ 180 т/га 38,7 54,0 15,3 15,5 55,6 16,9 18,2 57,2 18,5 19,5
8. ОСВ 100 т/га + цеолит 10 т/га 38,3 48,9 10,6 10,4 50,4 12,1 13,0 52,3 14,0 14,6
9. ОСВ 120 т/га + цеолит 10 т/га 38,6 51,0 12,4 12,5 53,1 14,5 15,7 55,2 16,6 17,5
10. ОСВ 140 т/га + цеолит 10 т/га 38,4 53,1 14,7 14,6 55,1 16,7 17,7 57,4 19,0 19,7
11. ОСВ 160 т/га + цеолит 10 т/га 38,6 55,0 16,4 16,5 57,5 18,9 20,1 59,7 21,1 22,0
12. ОСВ 180 т/га + цеолит 10 т/га 38,5 57,2 18,7 18,7 59,8 21,3 22,4 61,5 23,0 23,8
НСР05 1,9 2,4 2,8
Важной характеристикой структурного состояния почвы является коэффициент структурности.
Проведенные исследования показали, что экстенсивное использование почвы приводит к снижению коэффициента структурности.
Коэффициент структурности без использования ОСВ и цеолита по завершении исследований составлял 0,61 и был ниже исходного на 0,03 (таблица 86).
Цеолит, при его одностороннем действии, повышал коэффициент структурности на 0,10. После уборки яровой пшеницы в 2017 году коэффициент структурности на этом варианте равнялся 0,73.
Внесение осадков сточных вод без природного цеолита увеличивало коэффициент структурности, в зависимости от нормы осадка, в 2015 году на 0,23—0,54, в 2016 году — на 0,27—0,62 и в 2017 году — на 0,31—0,71. Коэффициент структурности на фоне одностороннего действия осадков сточных вод перед уборкой озимой пшеницы в 2015 году варьировал от 0,86 (ОСВ 100 т/га) до 1,17 (ОСВ 180 т/га), перед уборкой кукурузы в 2016 году — от 0,90 до 1,25, перед уборкой яровой пшеницы в 2017 году — от 0,94 до 1,34.
По завершении исследований значения коэффициента структурности выше единицы на фоне одностороннего действия ОСВ обеспечивало внесение осадка нормами от 120 до 180 т/га.
При совместном внесении ОСВ и природного цеолита коэффициент структурности по завершении исследований был выше единицы и варьировал в интервале от 1,10 (ОСВ 100 т/га + цеолит 10 т/га) до 1,60 (ОСВ 180 т/га + цеолит 10 т/га), превышая исходные значения на 0,48—0,97.
Плотность почвы. Улучшение структурного состояния при одностороннем действии ОСВ и их сочетаний с цеолитом позволило снизить отрицательное влияние антропогенных факторов на плотность почвы (таблица 87).
В лугово-черноземной почве без внесения осадков сточных вод и цеолита плотность пахотного слоя в начале вегетационного периода равнялась в 2015 году
Л Л Л
1,20 г/см , в 2016 году — 1,10 г/см , в 2017 году — 1,11 г/см , т.е. была в пределах оптимальной.
При одностороннем действии цеолита нормой 10 т/га в начале вегетации ози-
-5
мой пшеницы в 2015 году плотность в пахотном слое составляла 1,17 г/см , пе-
Вариант Чистый пар, 2014 г. Озимая пшеница, 2015 г. Кукуруза, 2016 г. Яровая пшеница 2017 г.
коэффициент структурности отклонение от исходного коэффициент структурности отклонение от исходного коэффициент структурности отклонение от исходного
1. Без ОСВ и цеолита (контроль) 0,64 0,63 -0,01 0,60 -0,04 0,61 -0,03
2. Цеолит 10 т/га 0,63 0,68 0,05 0,71 0,08 0,73 0,10
3. ОСВ 100 т/га 0,63 0,86 0,23 0,90 0,27 0,94 0,31
4. ОСВ 120 т/га 0,62 0,92 0,30 0,97 0,35 1,02 0,40
5. ОСВ 140 т/га 0,63 1,00 0,37 1,05 0,42 1,12 0,49
6. ОСВ 160 т/га 0,63 1,08 0,45 1,14 0,51 1,23 0,60
7. ОСВ 180 т/га 0,63 1,17 0,54 1,25 0,62 1,34 0,71
8. ОСВ 100 т/га + цеолит 10 т/га 0,62 0,96 0,34 1,01 0,39 1,10 0,48
9. ОСВ 120 т/га + цеолит 10 т/га 0,63 1,04 0,41 1,13 0,50 1,23 0,60
10. ОСВ 140 т/га + цеолит 10 т/га 0,62 1,13 0,51 1,23 0,61 1,35 0,73
11. ОСВ 160 т/га + цеолит 10 т/га 0,63 1,22 0,59 1,36 0,73 1,48 0,85
12. ОСВ 180 т/га + цеолит 10 т/га 0,63 1,34 0,71 1,49 0,86 1,60 0,97
Вариант Озимая пшеница 2015 г. Кукуруза 2016 г. Яровая пшеница 2017 г.
плотность, г/см3 отклонение от контроля, Л г/см плотность, г/см3 отклонение от контроля, Л г/см плотность, Л г/см3 отклонение от контроля, Л г/см
1. Без ОСВ и цеолита (контроль) 1,20 - 1,10 - 1,11 -
2. Цеолит 10 т/га 1,17 0,03 1,08 0,02 1,08 0,03
3. ОСВ 100 т/га 1,14 0,06 1,05 0,05 1,05 0,06
4. ОСВ 120 т/га 1,13 0,07 1,05 0,05 1,05 0,06
5. ОСВ 140 т/га 1,11 0,09 1,04 0,06 1,04 0,07
6. ОСВ 160 т/га 1,09 0,11 1,03 0,07 1,03 0,08
7. ОСВ 180 т/га 1,07 0,13 1,03 0,07 1,03 0,08
8. ОСВ 100 т/га + цеолит 10 т/га 1,13 0,07 1,03 0,07 1,03 0,08
9. ОСВ 120 т/га + цеолит 10 т/га 1,11 0,09 1,01 0,09 1,02 0,09
10. ОСВ 140 т/га + цеолит 10 т/га 1,10 0,10 1,01 0,09 1,00 0,11
11. ОСВ 160 т/га + цеолит 10 т/га 1,08 0,12 1,00 0,10 0,99 0,12
12. ОСВ 180 т/га + цеолит 10 т/га 1,06 0,14 1,00 0,10 0,99 0,12
НСР05 0,04 0,03 0,02
ред посевом кукурузы в 2016 году - 1,08 г/см и перед посевом яровой пшеницы в
-5
2017 году - 1,08 г/см . Различия с контролем были несущественны и изменялись по годам исследований от 0,02 до 0,03 г/см3.
Достоверное снижение плотности почвы в начале вегетационного периода в пахотном слое обеспечивало одностороннее действие осадков сточных вод и их действие в комплексе с цеолитом. При одностороннем действии осадков сточных вод, в зависимости от их нормы, плотность пахотного слоя в посевах озимой пшеницы (2015 г.) варьировала от 1,14 (ОСВ 100 т/га) до 1,07 г/см3 (ОСВ 180 т/га), пе-
-5
ред посевом кукурузы (2016 г.) - от 1,05 до 1,03 г/см и перед посевом яровой пше-
-5
ницы (2017 г.) - от 1,05 до 1,03 г/см . Снижение по отношению к контрольному варианту в 2015 году составляло 0,06 (ОСВ 100 т/га) - 0,13 г/см3 (ОСВ 180 т/га), в 2016 году - 0,05-0,07 г/см3 и в 2017 году - 0,06-0,08 г/см3.
Внесение осадков сточных вод в комплексе с цеолитом снижало плотность
-5
почвы в начале вегетации в 2015 году на 0,07-0,14 г/см , в 2016 году - на 0,070,10 г/см3, в 2017 году - на 0,08-0,12 г/см3.
В пахотном слое лугово-черноземной почвы без использования ОСВ и цеолита равновесная плотность перед уборкой озимой пшеницы равнялась 1,33 г/см3,
3 3
перед уборкой кукурузы - 1,35 г/см , а перед уборкой яровой пшеницы - 1,34 г/см . Дрейф от оптимальной плотности согласно градации А.Г. Бондарева составлял
Л
0,03 и 0,05 г/см соответственно (таблица 88).
Внесение в почву цеолита нормой 10 т/га достоверно снижало равновесную
-5
плотность пахотного слоя по отношению к контрольному варианту на 0,04 г/см .
При одностороннем действии осадков сточных вод равновесная плотность,
в зависимости от нормы осадка, изменялась в посевах озимой пшеницы в предеЛ
лах от 1,26 (ОСВ 100 т/га) до 1,19 г/см (ОСВ 180 т/га), в посевах кукурузы - от
3 3
1,27 до 1,20 г/см , в посевах яровой пшеницы - от 1,26 до 1,18 г/см . Отклонение от контроля было достоверным и варьировало в посевах озимой пшеницы от 0,07 до
3 3
0,14 г/см , а в посевах кукурузы - от 0,08 до 0,15 г/см , в посевах яровой пшеницы -от 0,08 до 0,16 г/см3.
Наиболее существенное снижение равновесной плотности пахотного слоя наблюдалось при внесении в почву осадков сточных вод совместно с цеолитом.
Вариант Озимая пшеница, 2015 г. Кукуруза, 2016 г. Яровая пшеница 2017 г.
плотность, г/см3 отклонение от контроля, Л г/см плотность, г/см3 отклонение от контроля, Л г/см плотность, г/см3 отклонение от контроля, Л г/см
1. Без ОСВ и цеолита (контроль) 1,33 — 1,35 — 1,34 —
2. Цеолит 10 т/га 1,29 0,04 1,31 0,04 1,29 0,05
3. ОСВ 100 т/га 1,26 0,07 1,27 0,08 1,26 0,08
4. ОСВ 120 т/га 1,24 0,09 1,26 0,09 1,24 0,10
5. ОСВ 140 т/га 1,22 0,11 1,23 0,12 1,21 0,13
6. ОСВ 160 т/га 1,21 0,12 1,21 0,14 1,19 0,15
7. ОСВ 180 т/га 1,19 0,14 1,20 0,15 1,18 0,16
8. ОСВ 100 т/га + цеолит 10 т/га 1,23 0,10 1,23 0,12 1,20 0,14
9. ОСВ 120 т/га + цеолит 10 т/га 1,22 0,11 1,21 0,14 1,19 0,15
10. ОСВ 140 т/га + цеолит 10 т/га 1,19 0,14 1,19 0,16 1,17 0,17
11. ОСВ 160 т/га + цеолит 10 т/га 1,16 0,17 1,17 0,18 1,14 0,20
12. ОСВ 180 т/га + цеолит 10 т/га 1,14 0,19 1,16 0,19 1,13 0,21
НСР05 0,03 0,02 0,04
Величина равновесной плотности от их совместного действия достоверно снижа-
-5
лась по отношению к контролю в 2015 году на 0,10-0,19 г/см , в 2016 году - на
Л -5
0,12-0,19 г/см , в 2017 году - на 0,14-0,21 г/см и варьировала в посевах озимой
3 3
пшеницы от 1,14 до 1,23 г/см , в посевах кукурузы - от 1,16 до 1,23 г/см , в посевах
-5
яровой пшеницы - от 1,13 до 1,20 г/см .
Пористость. Одним из важных свойств, определяющих физическое состояние почвы, является пористость.
В начале вегетации озимой пшеницы в 2015 году общая пористость в пахотном слое лугово-черноземной почвы без использования осадков сточных вод и цеолита составила 53,3 %, перед посевом кукурузы в 2016 году - 57,2 %, перед посевом яровой пшеницы в 2017 году - 56,8 %. На варианте с использованием цеолита общая пористость в начале вегетационного периода варьировала по годам исследований от 54,5 до 58,0 %, несущественно превышая контроль на 0,8-1,2 %. На фоне одностороннего действия осадков сточных вод общая пористость в пахотном слое в посевах озимой пшеницы в начале вегетации (2015 г.) варьировала, в зависимости от нормы осадка, от 55,6 (ОСВ 100 т/га) до 54,8 % (ОСВ 180 т/га), перед посевом кукурузы (2016 г.) - от 59,1 до 59,9 %, перед посевом яровой пшеницы - от 59,2 до 59,9 %. Увеличение по отношению к контрольному варианту в 2015 году составляло 2,3-5,1 %, в 2016 году - 1,9-2,7 %, в 2017 году - 2,4-3,1 %. Следует отметить, что достоверное увеличение общей пористости в данном случае обеспечивало внесение осадков сточных вод нормами от 140 до 180 т/га.
Внесение в почву осадков сточных вод в комплексе с цеолитом достоверно повышало общую пористость пахотного слоя лугово-черноземной почвы в начале вегетационного периода. Величина общей пористости на фоне их совместного действия в посевах озимой пшеницы (2015 г.) составляла 56,1 (ОСВ 100 т/га + цеолит 10 т/га) - 58,8 % (ОСВ 180 т/га + цеолит 10 т/га), перед посевом кукурузы (2016 г.) - 59,9-61,1 %, перед посевом яровой пшеницы (2017 г.) - 60,0-61,6 %. Увеличение по отношению к контролю в 2015 году равнялось 2,8-5,5 %, в 2016 году - 2,73,9 %, в 2017 году - 3,2-4,8 % (таблица 89).
Перед уборкой озимой пшеницы на варианте без ОСВ и цеолита величина общей пористости в пахотном слое равнялась 48,2 %, а перед уборкой кукурузы -
Вариант Озимая пшеница 2015 г. Кукуруза 2016 г. Яровая пшеница 2017 г.
пористость, % отклонение от контроля, % пористость, % отклонение от контроля, % пористость, % отклонение от контроля, %
1. Без ОСВ и цеолита (контроль) 53,3 — 57,2 — 56,8 —
2. Цеолит 10 т/га 54,5 1,2 58,0 0,8 58,0 1,2
3. ОСВ 100 т/га 55,6 2,3 59,1 1,9 59,2 2,4
4. ОСВ 120 т/га 56,0 2,7 59,1 1,9 59,3 2,5
5. ОСВ 140 т/га 56,8 3,5 59,5 2,3 59,5 2,7
6. ОСВ 160 т/га 57,9 4,6 59,9 2,7 59,9 3,1
7. ОСВ 180 т/га 58,4 5,1 59,9 2,7 59,9 3,1
8. ОСВ 100 т/га + цеолит 10 т/га 56,1 2,8 59,9 2,7 60,0 3,2
9. ОСВ 120 т/га + цеолит 10 т/га 56,8 3,5 60,7 3,5 60,3 3,5
10. ОСВ 140 т/га + цеолит 10 т/га 57,2 3,9 60,7 3,5 61,1 4,3
11. ОСВ 160 т/га + цеолит 10 т/га 58,0 4,7 61,1 3,9 61,5 4,7
12. ОСВ 180 т/га + цеолит 10 т/га 58,8 5,5 61,1 3,9 61,6 4,8
НСР05 2,7 2,2 2,6
47,5 %, перед уборкой яровой пшеницы - 47,9 % (таблица 90). Согласно градации Н.А. Качинского пористость была неудовлетворительной для пахотного слоя.
Одностороннее действие цеолита достоверно повышало общую пористость в посевах озимой пшеницы на 1,8 %, в посевах кукурузы - на 1,5 %, в посевах яровой пшеницы - на 1,9 %.
На вариантах с внесением ОСВ без цеолита величина общей пористости, в зависимости от нормы осадка, перед уборкой озимой пшеницы изменялась в пределах от 50,9 (ОСВ 100 т/га) до 53,7 % (ОСВ 180 т/га), перед уборкой кукурузы - от 50,6 до 53,3 %, перед уборкой яровой пшеницы - от 51,0 до 54,1 %, увеличение по отношению к контролю составляло в 2015 году 2,7-5,5 %, в 2016 году -5,3-8,0 %, в 2017 году - 3,1-6,2 %.
При совместном внесении ОСВ с цеолитом величина общей пористости в пахотном слое перед уборкой озимой пшеницы варьировала в интервале от 52,1 (ОСВ 100 т/га + цеолит 10 т/га) до 55,6 % (ОСВ 180 т/га + цеолит 10 т/га), перед уборкой кукурузы - от 52,1 до 54,9 %, перед уборкой яровой пшеницы - от 53,3 до 56,0 %. Величина общей пористости на этих вариантах была выше контроля в посевах озимой пшеницы на 3,9-7,4 %, в посевах кукурузы - на 6,8-9,6 %, в посевах яровой пшеницы - на 5,4-8,1 %.
7.3 Водные свойства лугово-черноземной почвы и эффективность использования влаги растениями
Вода является одним из важнейших факторов плодородия почвы и урожайности растений, причем в почвенных процессах и в создании агрономически важных свойств почвы она имеет разностороннее значение. Так, с содержанием воды в почве связаны скорость выветривания и почвообразования, интенсивность проявления биологических, химических и физико-химических процессов. С наличием воды связано большинство явлений передвижения веществ в почве. Степень увлажнения почвы оказывает большое влияние на формирование почвенной структуры, на физико-механические свойства почвы, на качество ее обработки, на производительность и изнашиваемость сельскохозяйственных машин и орудий.
Вариант Озимая пшеница, 2015 г. Кукуруза, 2016 г. Яровая пшеница 2017 г.
пористость, % отклонение от контроля, % пористость, % отклонение от контроля, % пористость, % отклонение от контроля, %
1. Без ОСВ и цеолита (контроль) 48,2 — 47,5 — 47,9 —
2. Цеолит 10 т/га 50,0 1,8 49,0 1,5 49,8 1,9
3. ОСВ 100 т/га 50,9 2,7 50,6 3,1 51,0 3,1
4. ОСВ 120 т/га 51,8 3,6 51,0 3,5 51,8 3,9
5. ОСВ 140 т/га 52,5 4,3 52,1 4,6 52,9 5,0
6. ОСВ 160 т/га 52,9 4,7 52,9 5,4 53,7 5,8
7. ОСВ 180 т/га 53,7 5,5 53,3 5,8 54,1 6,2
8. ОСВ 100 т/га + цеолит 10 т/га 52,1 3,9 52,1 4,6 53,3 5,4
9. ОСВ 120 т/га + цеолит 10 т/га 52,5 4,3 52,9 5,4 53,7 5,8
10. ОСВ 140 т/га + цеолит 10 т/га 53,6 5,4 53,7 6,2 54,5 6,6
11. ОСВ 160 т/га + цеолит 10 т/га 54,9 6,7 54,5 7,0 55,6 7,7
12. ОСВ 180 т/га + цеолит 10 т/га 55,6 7,4 54,9 7,4 56,0 8,1
НСР05 1,6 1,4 1,5
Все жизненные процессы в растениях нормально протекают только при достаточном насыщении их клеток водой. Вода наряду с углекислым газом является для растений тем первичным строительным материалом, из которого в процессе-фотосинтеза синтезируется органическое вещество. В воде растворяются питательные вещества, которые с почвенным раствором поступают в растения. Вода является терморегулятором почвы и растений, предохраняя последние от перегрева солнечной радиацией.
В составе растений содержится 80-90 % воды. В процессе своей жизнедеятельности они тратят огромное количество ее. Для создания единицы веса сухого вещества растения затрачивают 300-800 частей воды.
Наименьшая влагоемкость. Одной из наиболее важных почвенно-гидрологических констант является наименьшая влагоемкость. Эта величина определяет то максимальное количество влаги, которое почва может длительное время удерживать в себе после инфильтрации гравитационной влаги.
В пахотном слое лугово-черноземной почвы без использования осадков сточных вод и цеолита величина наименьшей влагоемкости в 2015 году составляла 28,1 %, в 2017 году - 28,0 %. Внесение ОСВ и цеолита в чистом виде, а также ОСВ совместно с цеолитом оказало определенное влияние на изменение водо-удерживающей способности лугово-черноземной почвы (таблица 91).
На фоне одностороннего действия цеолита нормой 10 т/га величина наименьшей влагоемкости в пахотном слое в посевах озимой пшеницы составляла 30,1 %, достоверно превышая контроль на 2,0 %. На вариантах с внесением осадков сточных вод без цеолита величина наименьшей влагоемкости, в зависимости от нормы осадка, изменялась в интервале от 29,2 (ОСВ 100 т/га) до 30,0 % (ОСВ 180 т/га). Увеличение по отношению к контролю варьировало в интервале от 1,1 до 2,2 %. Следует отметить, что достоверное увеличение наименьшей влагоемко-сти при использовании ОСВ без цеолита было зафиксировано на вариантах с нормами ОСВ от 140 до 180 т/га.
Наиболее существенное влияние на водоудерживающую способность оказало совместное внесение в почву ОСВ и цеолита. Величина наименьшей влагоемкости в пахотном слое на их фоне варьировала в пределах от 31,4 (ОСВ 100 т/га + цеолит 10 т/га) до 32,9 % (ОСВ 180 т/га + цеолит 10 т/га). Увеличение по отношению к контрольному варианту было достоверным и составляло 3,3-4,8 %.
Вариант 2015 г. 2017 г.
наименьшая влагоемкость, % отклонение от контроля, % наименьшая влагоемкость, % отклонение от контроля, %
1. Без ОСВ и цеолита (контроль) 28,1 — 28,0 —
2. Цеолит 10 т/га 30,1 2,0 30,2 2,2
3. ОСВ 100 т/га 29,2 1,1 29,2 1,2
4. ОСВ 120 т/га 29,5 1,4 29,6 1,6
5. ОСВ 140 т/га 29,8 1,7 29,9 1,9
6. ОСВ 160 т/га 30,0 1,9 30,1 2,1
7. ОСВ 180 т/га 30,3 2,2 30,5 2,5
8. ОСВ 100 т/га + цеолит 10 т/га 31,4 3,3 31,5 3,5
9. ОСВ 120 т/га + цеолит 10 т/га 31,7 3,6 31,8 3,8
10. ОСВ 140 т/га + цеолит 10 т/га 32,1 4,0 32,3 4,3
11. ОСВ 160 т/га + цеолит 10 т/га 32,5 4,4 32,6 4,6
12. ОСВ 180 т/га + цеолит 10 т/га 32,9 4,8 32,9 4,9
НСР05 1,6 1,4
После уборки яровой пшеницы в 2017 году величина наименьшей влагоем-кости при одностороннем действии цеолита равнялась 30,2 %, превышая контроль на 2,2 %. Осадки сточных вод нормой 100 т/га несущественно повышали наименьшую влагоемкость на 1,2 %. Увеличение нормы осадков сточных вод от 120 до 180 т/га достоверно повышали величину наименьшей влагоемкости на 1,6 (ОСВ 120 т/га) - 2,5 % (ОСВ 180 т/га).
Величина наименьшей влагоемкости на фоне использования осадков сточных вод в комплексе с цеолитом варьировала в интервале от 31,5 (ОСВ 100 т/га + цеолит 10 т/га) до 32,9 % (ОСВ 180 т/га + цеолит 10 т/га). Отклонение от контрольного варианта было достоверным и изменялось от 3,5 до 4,9 %.
Запас продуктивной влаги. В начале вегетационного периода в 2015 году запас продуктивной влаги в посевах озимой пшеницы без внесения осадков сточных вод и цеолита составлял в пахотном слое 31,32 мм, в метровом слое почвы -158,10 мм. По оценке А.В. Бадюковой, З.А. Корчагиной запас продуктивной влаги в метровом слое почвы был хорошим (таблица 92).
При одностороннем действии 10 т/га цеолита запас продуктивной влаги в пахотном слое равнялся 41,77 мм, а в слое почвы 0-100 см - 168,83 мм, достоверно превышая контроль на 10,45 и 10,73 мм соответственно. Запас продуктивной влаги в пахотном слое оценивался как хороший, а в метровом слое почвы как очень хороший.
Осадки сточных вод нормами 100 и 120 т/га не обеспечивали достоверного увеличения запаса продуктивной влаги как в пахотном, так и в метровом слое почвы.
Достоверное увеличение запаса продуктивной влаги в начале вегетации в 2015 году при одностороннем действии осадков сточных вод обеспечивали нормы осадка от 140 до 180 т/га. Запас продуктивной влаги от их действия в пахотном слое был удовлетворительным и составлял 33,97-37,56 мм, в метровом слое почвы был очень хороший и составлял 162,26-164,62 мм.
Внесение 100 т/га осадков сточных вод в комплексе с цеолитом создавало в пахотном слое удовлетворительный запас продуктивной влаги (37,08 мм), а в метровом слое почвы очень хороший (164,66 мм).
Максимальный запас продуктивной влаги сформировался в почве при внесении осадков сточных вод нормами от 120 до 180 т/га в комплексе с цеолитом. Запас
Таблица 92 — Запас продуктивной влаги, мм (начало вегетации)
Вид угодий Озимая пшеница, 2015 г. Кукуруза, 2016 г. Яровая пшеница 2017 г.
слой почвы, см
0—30 30—50 50—100 0—100 0—30 30—50 50—100 0—100 0—30 30—50 50—100 0—100
1. Без ОСВ и цеолита (контроль) 31,32 29,18 97,60 158,10 24,09 26,32 96,61 147,01 27,64 27,14 98,34 153,12
2. Цеолит 10 т/га 41,77 30,21 96,85 168,83 34,99 27,61 96,00 158,60 39,20 28,67 97,59 165,46
3. ОСВ 100 т/га 31,78 29,70 97,60 159,08 24,89 26,57 97,50 148,96 28,04 27,65 97,60 153,29
4. ОСВ 120 т/га 32,54 29,95 98,34 160,83 26,15 26,83 96,80 149,78 29,61 27,70 97,71 155,02
5. ОСВ 140 т/га 33,97 29,95 98,34 162,26 27,46 26,84 96,10 150,40 30,89 27,98 98,40 157,28
6. ОСВ 160 т/га 35,97 30,21 97,60 163,78 29,36 27,09 95,50 151,95 31,83 27,98 98,41 158,22
7. ОСВ 180 т/га 37,56 30,21 96,85 164,62 30,28 26,99 95,75 153,02 32,75 28,16 97,74 158,65
8. ОСВ 100 т/га + цеолит 10 т/га 37,08 30,72 96,86 164,66 31,83 27,88 96,40 156,11 39,55 28,93 97,70 166,18
9. ОСВ 120 т/га + цеолит 10 т/га 41,96 30,98 96,11 169,05 32,72 28,11 96,60 157,42 40,09 29,44 98,30 167,83
10. ОСВ 140 т/га + цеолит 10 т/га 43,23 30,46 96,85 170,54 34,24 28,35 96,30 158,89 40,80 29,52 97,68 168,00
11. ОСВ 160 т/га + цеолит 10 т/га 44,71 31,23 96,11 172,05 36,00 28,70 95,55 160,25 40,99 29,76 97,28 168,03
12. ОСВ 180 т/га + цеолит 10 т/га 44,52 30,72 96,86 172,10 37,20 28,14 95,62 160,96 41,28 29,95 97,00 168,23
НСР05 2,48 2,79 3,20 4,53 2,86 3,04 3,88 4,28 2,67 2,54 3,72 4,11
продуктивной влаги в пахотном слое на фоне их действия варьировал в пахотном слое от 41,96 (ОСВ 120 т/га + цеолит 10 т/га) до 44,71 мм (ОСВ 160 т/га + цеолит 10 т/га), в метровом слое почвы - от 164,66 до 172,10 мм. Увеличение по отношению к контролю было достоверным и составляло в пахотном слое 10,64-13,39 мм, в метровом слое - 10,95-14,00 мм.
Как свидетельствуют экспериментальные данные, в подпахотном слое и в слое почвы 50-100 см различия по запасу продуктивной влаги между вариантами опыта были недостоверными и составляли в слое почвы 30-50 см 29,18 мм, а в слое почвы 50-100 см - 96,11-98,34 мм.
Таким образом, достоверное увеличение запаса продуктивной влаги в профиле лугово-черноземной почвы произошло за счет ее накопления в пахотном слое под действием цеолита, повышенных норм осадков сточных вод (140180 т/га) и за счет внесения осадков сточных вод в комплексе с цеолитом.
По завершении вегетации озимой пшеницы в 2015 году запас продуктивной влаги в пахотном слое без использования осадков сточных вод и цеолита составлял 17,55 мм, в метровом слое почвы - 101,06 мм. В пахотном слое запас продуктивной влаги оценивался как неудовлетворительный, а в метровом слое почвы -как удовлетворительный (таблица 93).
Удовлетворительный запас продуктивной влаги в пахотном слое и в метровом слое почвы был зафиксирован на варианте с односторонним действием цеолита. Запас продуктивной влаги при одностороннем действии цеолита в пахотном слое составлял 20,10 мм, в метровом слое почвы - 102,85 мм.
На фоне одностороннего действия осадков сточных вод запас продуктивной влаги в пахотном слое варьировал, в зависимости от нормы осадка, от 12,50 (ОСВ 180 т/га) до 15,50 мм (ОСВ 100 т/га), в метровом слое почвы - от 91,65 (ОСВ 180 т/га) до 97,22 мм (ОСВ 100 т/га). Снижение по отношению к контрольному варианту составляло в пахотном слое 2,05-5,05 мм, в метровом слое почвы -3,84-9,41 мм. Причем, как свидетельствуют результаты статистической обработки экспериментальных данных, достоверное снижение запаса продуктивной влаги в профиле лугово-черноземной почвы произошло при внесении осадков сточных вод нормами от 120 до 180 т/га.
Таблица 93 - Запас продуктивной влаги, мм (конец вегетации)
Озимая пшеница, 2015 г. Кукуруза, 2016 г. Яровая пшеница 2017 г.
Вид угодий слой почвы, см
0-30 30-50 50-100 0-100 0-30 30-50 50-100 0-100 0-30 30-50 50-100 0-100
1. Без ОСВ и цеолита (контроль) 17,55 16,63 66,88 101,06 13,36 16,10 63,08 92,54 10,50 18,22 76,76 105,48
2. Цеолит 10 т/га 20,10 16,63 66,12 102,85 16,51 16,37 62,32 95,20 11,61 18,74 76,00 106,35
3. ОСВ 100 т/га 15,50 16,36 65,36 97,22 12,57 16,08 62,20 90,85 9,45 17,95 76,00 103,40
4. ОСВ 120 т/га 13,76 16,35 65,16 95,27 12,10 15,84 61,56 89,50 8,56 17,69 75,24 101,49
5. ОСВ 140 т/га 13,18 15,84 64,60 93,62 11,44 15,58 62,32 89,34 8,35 17,42 75,24 101,01
6. ОСВ 160 т/га 13,07 15,72 63,84 92,63 10,53 15,31 61,56 87,40 7,85 17,16 76,00 101,01
7. ОСВ 180 т/га 12,50 15,31 63,84 91,65 10,44 15,05 60,80 86,29 7,79 16,90 75,24 99,93
8. ОСВ 100 т/га + цеолит 10 т/га 16,61 16,53 66,78 99,92 14,76 15,64 62,00 92,40 10,44 18,48 76,76 105,68
9. ОСВ 120 т/га + цеолит 10 т/га 15,37 16,28 66,00 97,65 14,16 15,58 62,26 92,00 10,00 18,22 76,00 104,22
10. ОСВ 140 т/га + цеолит 10 т/га 14,28 15,80 66,01 96,09 13,57 15,50 61,50 90,63 9,83 17,95 75,24 103,02
11. ОСВ 160 т/га + цеолит 10 т/га 12,56 15,74 64,82 93,12 12,99 15,31 60,80 89,10 8,89 18,22 74,48 101,59
12. ОСВ 180 т/га + цеолит 10 т/га 10,94 15,68 64,60 91,22 12,88 15,05 60,80 88,73 8,48 17,95 74,48 100,91
НСР05 2,36 1,84 3,24 4,09 2,08 1,29 3,32 4,01 1,09 1,44 3,09 4,12
Запас продуктивной влаги в пахотном слое при одностороннем действии осадков сточных вод оценивался как неудовлетворительный, в слое почвы 0—100 см как удовлетворительный.
При внесении осадков сточных вод в комплексе с цеолитом запас продуктивной влаги в пахотном слое был неудовлетворительный и варьировал от 10,94 (ОСВ 180 т/га + цеолит 10 т/га) до 16,61 мм (ОСВ 100 т/га + цеолит 10 т/га), уменьшение по отношению к контрольному варианту равнялось 0,94 и 6,61 соответственно. Достоверное снижение запаса продуктивной влаги в пахотном слое было зафиксировано при использовании осадков сточных вод нормами от 140 до 180 т/га в комплексе с цеолитом.
Перед посевом кукурузы в 2016 году запас продуктивной влаги в почве без использования осадков сточных вод и цеолита равнялся в пахотном слое 24,09 мм, а в слое почвы 0—100 см — 147,01 мм. Запас продуктивной влаги в метровом слое почвы перед посевом кукурузы оценивался как хороший.
Одностороннее действие цеолита достоверно увеличивало запас продуктивной влаги по отношению к контрольному варианту в слое почвы 0—30 см на 10,90 мм, в метровом слое почвы на 11,59 мм. Запас продуктивной влаги в метровом слое почвы на этом варианте оценивался как хороший.
В пахотном слое на фоне последействия осадков сточных вод достоверное увеличение запаса продуктивной влаги было отмечено на вариантах с нормами осадка от 140 до 180 т/га. В метровом слое почвы достоверное увеличение запаса продуктивной влаги обеспечивали нормы осадка 160 и 180 т/га. Запас продуктивной влаги в пахотном слое на вариантах с нормами осадка от 140 до 180 т/га варьировал от 27,46 (ОСВ 140 т/га) до 30,28 мм (ОСВ 100 т/га), превышая контроль на 3,37—6,19 мм. В метровом слое почвы запас продуктивной влаги на фоне последействия 160 и 180 т/га осадка оценивался как хороший и составлял 151,95—153,00 мм, превышая контроль на 4,94—6,01 мм.
На фоне последействия осадков сточных вод в комплексе с цеолитом запас продуктивной влаги варьировал, в зависимости от нормы осадка, в пахотном слое от 31,83 (ОСВ 100 т/га + цеолит 10 т/га) до 37,20 мм (ОСВ 180 т/га + цеолит 10 т/га), достоверно превышая контроль на 7,74—13,11 мм. В метровом слое почвы запас продуктивной влаги на этих вариантах изменялся в интервале от 156,11 до
160,96 мм. Увеличение по отношению к контрольному варианту было достоверным и составляло 6,01—13,95 мм. Осадки сточных вод нормами от 100 до 140 т/га в комплексе с цеолитом формировали хороший запас продуктивной влаги (153,02— 158,89 мм), а нормами 160 и 180 т/га в комплексе с цеолитом — очень хороший (160,25—160,96 мм).
Перед уборкой кукурузы запас продуктивной влаги в пахотном слое был неудовлетворительный и варьировал по вариантам опыта от 10,44 (ОСВ 180 т/га) до 16,51 мм (цеолит 10 т/га). В метровом слое почвы запас продуктивной влаги изменялся в интервале от 86,2 (ОСВ 180 т/га) до 95,20 мм (цеолит 10 т/га). Неудовлетворительный запас продуктивной влаги был отмечен при одностороннем последействии осадков сточных вод нормами от 120 до 180 т/га и при последействии осадков сточных вод нормами 160 и 180 т/га в комплексе с цеолитом.
На контрольном варианте запас продуктивной влаги составлял в пахотном слое 13,36 мм, в слое почвы 0—100 см — 92,54 мм.
Достоверное снижение запас продуктивной влаги в пахотном слое по отношению к контролю было отмечено на фоне последействия осадков сточных вод нормами 160 и 180 т/га. Запас продуктивной влаги на их фоне составлял 10,44— 10,53 мм, при значении на контроле 13,36 мм. В метровом слое почвы достоверных отклонений от контроля запасов продуктивной влаги не было отмечено.
В 2017 году перед посевом яровой пшеницы запас продуктивной влаги в пахотном слое на контрольном варианте равнялся 27,64 мм, а в метровом слое почвы — 153,12 мм. Запас продуктивной влаги в слое 0—100 см оценивался как хороший.
Запас продуктивной влаги при одностороннем действии цеолита в пахотном слое составлял 39,20 мм, в метровом слое почвы — 165,46 мм, достоверно превышая контроль в первом случае на 11,56 мм, во втором — на 12,34 мм.
На фоне последействия осадков сточных вод запас продуктивной влаги в слое почвы 0—30 см варьировал, в зависимости от нормы осадка, от 28,04 до 32,75 мм. В метровом слое почвы запас продуктивной влаги варьировал от 153,29 до 158,65 мм. Достоверное увеличение запаса продуктивной влаги в данном случае обеспечивали осадки сточных вод нормами от 140 до 180 т/га.
Комплексное использование осадков сточных вод с цеолитом достоверно повышало запас продуктивной влаги по отношению к контрольному варианту в пахотном слое на 11,91-13,64 мм, в слое почвы 0-100 см - на 13,0615,11 мм.
Перед уборкой яровой пшеницы запас продуктивной влаги в пахотном слое варьировало по вариантам опыта от 7,79 до 11,61 мм, в метровом слое почвы от 99,93 до 106,35 мм. Достоверное снижение запаса продуктивной влаги в пахотном слое и в метровом слое почвы по отношению к контролю было отмечено на фоне последействия осадков сточных вод нормами от 120 до 180 т/га и на фоне последействия осадков сточных вод нормами 160 и 180 т/га в комплексе с цеолитом. Запас продуктивной влаги на этих вариантах варьировал в пахотном слое от 7,79 до 8,89 мм, в метровом слое почвы - от 99,93 до 101,59 мм, при значениях на контрольном варианте 10,50 и 105,48 мм соответственно.
Эффективность использования влаги растениями. Одностороннее действие осадков сточных вод и в комплексе с цеолитом способствовали более рациональному использованию влаги из почвы (таблица 94).
В условиях 2015 года для создания одной тонны зерна озимой пшеницы, размещенной на почве без внесения осадков сточных вод и цеолита, было израсходова-
3 3
но 977,1 м воды, при суммарном водопотреблении 23254 м /га. При одностороннем
-5
действии цеолита суммарно, е водопотребление превышало контроль на 89,4 м3/га, однако коэффициент водопотребления был ниже на 7,3 м3/т (таблица 95).
Осадки сточных вод при их одностороннем действии и в комплексе с цеолитом существенно снижали коэффициент водопотребления в посевах озимой пшеницы. Так, при внесении осадков сточных вод без цеолита коэффициент водопо-
-5
требления был ниже контроля, в зависимости от нормы осадка, на 339,0-427,4 м /т, а
-5
при внесении в комплексе с цеолитом - на 374,9-417,4 м /т. Суммарное водопо-требление озимой пшеницы в первом случае составляло 2373,6-2484,7 м3/га, во
Л
втором случае - 24,02-2563,8 м /га, превышая контроль на 48,2 (ОСВ 100 т/га) -159,3 м3/га (ОСВ 180 т/га) и на 77,0 (ОСВ 100 т/га + цеолит 10 т/га) - 238,4 м3/га (ОСВ 180 т/га + цеолит 10 т/га) соответственно.
В условиях 2016 году для получения одной тонны зерна кукурузы без ис-
-5
пользования осадков сточных вод и цеолита было израсходовано 718,6 м воды,
-5
при суммарном водопотреблении 2946,2 м /га.
Вариант Озимая пшеница, 2015 г. Кукуруза, 2016 г. Яровая пшеница, 2017 г.
водопотреб-ление отклонение от контроля водопотреб-ление отклонение от контроля водопотреб-ление отклонение от контроля
1. Без ОСВ и цеолита (контроль) 2325,4 — 2946,2 — 2236,4 —
2. Цеолит 10 т/га 2414,8 89,4 3034,0 87,9 2351,1 114,7
3. ОСВ 100 т/га 2373,6 48,2 2981,1 34,9 2258,9 22,5
4. ОСВ 120 т/га 2410,6 85,2 3002,8 56,6 2295,3 58,9
5. ОСВ 140 т/га 2441,4 116,0 3010,6 64,4 2322,7 86,3
6. ОСВ 160 т/га 2466,5 141,1 3043,5 97,3 2332,1 95,7
7. ОСВ 180 т/га 2484,7 159,3 3059,8 113,6 2347,2 110,8
8. ОСВ 100 т/га + цеолит 10 т/га 2402,4 77,0 3025,1 78,9 2365,0 128,6
9. ОСВ 120 т/га + цеолит 10 т/га 2469,0 143,6 3034,3 88,1 2396,1 159,7
10. ОСВ 140 т/га + цеолит 10 т/га 2499,5 174,1 3072,6 126,4 2409,8 173,4
11. ОСВ 160 т/га + цеолит 10 т/га 2544,3 218,9 3098,5 152,3 2424,4 188,0
12. ОСВ 180 т/га + цеолит 10 т/га 2563,8 238,4 3112,3 166,1 2433,2 196,8
-5
Таблица 95 - Влияние ОСВ и цеолита на коэффициент водопотребления, м3/т
Вариант Озимая пшеница, 2015 г. Кукуруза, 2016 г. Яровая пшеница, 2017 г.
водопотреб-ление отклонение от контроля водопотреб-ление отклонение от контроля водопотреб-ление отклонение от контроля
1. Без ОСВ и цеолита (контроль) 977,1 - 718,6 - 775,5 -
2. Цеолит 10 т/га 969,8 7,3 678,7 39,9 675,6 100,1
3. ОСВ 100 т/га 638,1 339,0 526,7 191,9 500,9 274,6
4. ОСВ 120 т/га 60,42 372,9 502,1 216,5 490,4 285,1
5. ОСВ 140 т/га 577,2 399,9 478,6 240,0 481,9 293,6
6. ОСВ 160 т/га 553,0 424,0 462,5 256,1 461,8 313,7
7. ОСВ 180 т/га 549,7 427,4 462,2 256,4 463,0 312,5
8. ОСВ 100 т/га + цеолит 10 т/га 627,3 349,8 497,5 221,1 476,8 298,7
9. ОСВ 120 т/га + цеолит 10 т/га 602,2 374,9 478,6 240,0 474,5 301,0
10. ОСВ 140 т/га + цеолит 10 т/га 579,9 397,2 464,1 254,5 464,3 311,2
11. ОСВ 160 т/га + цеолит 10 т/га 562,9 414,2 447,8 270,8 442,4 333,1
12. ОСВ 180 т/га + цеолит 10 т/га 559,8 417,3 444,6 274,0 443,2 332,3
Цеолит снижал коэффициент водопотребления по отношению к контроль-
-5
ному варианту на 39,9 м /т. Суммарное водопотребление на этом варианте состав-
3 3
ляло 3034,0 м3/га, превышая контроль на 87,8 м3/га.
На фоне последействия осадков сточных вод коэффициент водопотребления
-5
был ниже контроля на 191,8-256,4 м /т и варьировал, в зависимости от нормы
Л
осадка, в интервале от 526,7 (ОСВ 100 т/га) до 462,2 м /т (ОСВ 160 т/га). Суммарное водопотребление на фоне последействия осадков сточных вод изменялось в
-5
пределах от 2981,1 до 3059,8 м /га. Увеличение по отношению к контролю со-
-5
ставляло 34,9—113,6 м /га. Следует отметить, что как в посевах озимой пшеницы, так и посевах кукурузы снижение коэффициента водопотребления от действия осадков сточных вод наблюдалось при увеличении нормы осадка от 100 до 160 т/га, дальнейшее увеличение нормы осадка повышало коэффициент водопо-требления.
Последействие осадков сточных вод в комплексе с цеолитом снижало коэффициент водопотребления, в зависимости от нормы осадка, на 240,0 (ОСВ 100 т/га
Л
+ цеолит 10 т/га) — 274,0 м /т (ОСВ 180 т/га + цеолит 10 т/га). Коэффициент водо-потребления от их совместного действия изменялся в интервале от 478,6 (ОСВ
Обратите внимание, представленные выше научные тексты размещены для ознакомления и получены посредством распознавания оригинальных текстов диссертаций (OCR). В связи с чем, в них могут содержаться ошибки, связанные с несовершенством алгоритмов распознавания. В PDF файлах диссертаций и авторефератов, которые мы доставляем, подобных ошибок нет.