Химическая и агробиологическая мелиорация почв
Гидротермический коэффициент, его сущность и значение
Многие исследователи предложили ряд методов по оценки ресурсов влаги в различных географических зонах. Определяют сочетание обеспеченности растений водой по гидротермическому коэффициенту (ГТК)
К=Σx/Σt*10
Σx -сумма осадков за определенный период
Σt - сумма активных температур выше 10ºС за тот же период.
Коэффициент со значением более 1,3 показывает на зону избыточного увлажнения, 1,3-1,0 - зона достаточного увлажнения, 1,0-0,7 - зона недостаточного увлажнения, 0,7-0,5 - засушливая зона, меньше 0,5 - сухая зона.
Изолинии со значением ГТК идут в направлении с юго-запада и юга на северо-восток и север.
Изолинии со значением 1,07 ГТК проходит Саратов, Самару, Оренбург. Она соответствует верхней границе сухого земледелия. Изолинии со значением 0,5 соответствуют южной границе засушливого земледелия и проходит через Кизляр, Элисту, немного южнее Уральска.
Несмотря на условность изолинии, следует признать, что они отражают состояние водного режима на территории страны и их следует учитывать при разработки системы земледелия и осуществлять отдельных ее звеньев.
2. Особенности систем земледелия Саратовской области
Полупустынная степь занимает юго-восток Саратовской области. Климат острозасушливый. Распространены темно-каштановые, каштановые, комплексные почвы различной степени солонцеватости, эродированности и гранулометрического состава. Преобладают суглинистые и тяжелосуглинистые разности. Каштановые почвы в пахотном слое содержат 3-4% гумуса, мощность перегнойного горизонта небольшая - 13 - 25 см. склонны к уплотнению и ухудшению водного режима.
|
|
|
Главное направление земледелия Поволжья - производство зерна, прежде всего пшеницы, а также крупяных культур. Здесь успешно развивается овощеводство. В связи с развитым животноводством большое значение имеет кормопроизводство.
С учетом природных условий специализации сельского хозяйственного производства при разработки системы земледелия ставят следующие основные задачи:
борьба с засухой, ежегодное получение стабильных урожаев, запланированных объемов производства зерновых и других культур;
защита почвы от водяной и ветровой эрозий, регулирование водного режима, борьба с засолением;
внесение органических и минеральных удобрений, травосеяние, применение прогрессивных способов обработки почвы для повышения ее плодородия;
повышение эффективности чистых паров и орошаемых земель;
защита посевов от болезней и вредителей, борьба с сорняками.
Центральное место в системах земледелия большинства районов Поволжья занимают мероприятия по максимальному накоплению и сохранению в почве влаги во все периоды года на каждом поле севооборота. Агрокомплекс по влагонакоплению и защите почв от эрозии следует разрабатывать на весь севооборот с учетом требований высеваемых культур и влагосберегающих технологий.
|
|
|
Оценка различных культур как предшественников по зонам страны
Сила влияния различных культур на почву и ее плодородие, а также ценность культур как предшественников, в конечном счете, складываются из сложного комплекса воздействий на агрофизические, агрохимические и биологические показатели почвы. В зависимости от степени их выраженности создаются условия, необходимые для получения урожая и защиты его от неблагоприятных влияний (поражение болезнями и вредителями, засоренность, эрозия).
По характеру влияния на почву, ценности в качестве предшественников, а также по требованиям к внешним условиям все культуры обычно делят на несколько групп: яровые злаковые сплошного посева, озимые, зернобобовые, пропашные, технические (прядильные) сплошного посева, однолетние травы, многолетние злаковые травы, многолетние бобовые травы и травосмеси со злаковыми. Кроме того, как предшественники важное место занимают чистые пары.
|
|
|
При построении севооборотов культуры, входящие в одну группу, размещают в одном поле, и ротация строится по группам культур.
Действительно, между культурами, входящими в одну группу, часто имеется существенная разница как по требованиям к внешним условиям, так и по ценности в качестве предшественников. Она значительна даже в группе яровых колосовых. Яровая пшеница, ячмень и овес заметно отличаются между собой по отношению к реакции среды, механическому составу почвы и даже элементам питания. То же самое следует сказать и о стойкости этих культур к поражению болезнями. Широко распространенным заболеванием - корневыми гнилями - наиболее сильно поражаются яровая пшеница, меньше ячмень и еще слабее овес. В такой же последовательности они оказывают влияние на заражение последующих культур корневыми гнилями. Более слабое влияние, чем ячмень и овес, яровая пшеница оказывает на биологическую активность почвы и ее засоренность. Как предшественник других культур она также значительно уступает овсу и ячменю Ячмень по сравнению с другими яровыми колосовыми имеет ряд преимуществ. Он развивает более мощную корневую систему и раньше созревает, что позволяет в более ранние сроки провести зяблевую обработку.
|
|
|
Отзывчивость этих культур на предшественники неодинакова.
Озимая рожь и озимая пшеница - основные культуры второй группы. Они также отличаются различной реакцией на внешние условия и неравноценны как предшественники. Озимая рожь более морозостойка, а пшеница более засухоустойчива. Первая очень хорошо оттеняет почву и глушит сорняки, а вторая этой способностью не обладает, но является лучшей покровной культурой для многолетних трав.
Большую ценность как предшественники имеют зернобобовые культуры. Из них наиболее сильное положительное влияние на урожай последующих культур оказывает люпин - лучший азотфиксатор. Остальные зернобобовые (горох, вика, чечевица, нут и др.) как предшественники примерно равноценны. Повторение в посеве зернобобовых оправдывается при проведении его через 3 года, а посев кормового люпина при отсутствии заболевания фузариозом возможен и два года подряд.
Неодинаковы по отношению к почве, климату и как предшественники пропашные культуры, хотя все они (при соблюдении агротехники) хорошо очищают почву от сорняков и форсируют в ней процессы гумификации и минерализации. Из пропашных лучший предшественник кукуруза, что объясняется рядом специфических особенностей этой культуры. Хорошо разветвленная корневая система кукурузы стимулирует не только процессы распада, но и синтеза, усиливая азотфиксацию свободноживущими микроорганизмами. Она хорошо оттеняет почву и создает так называемую спелость затенения.
Отличным предшественником для всех культур является также картофель, развивающий обильную корневую систему в слое до 30-50 см и слабо иссушающий подпахотные слои. По отношению к условиям плодородия он менее прихотлив, чем другие культуры этой группы. Картофель способен давать высокие урожаи на песчаных почвах, где подсолнечник и сахарная свекла совершенно не удаются. Одной из важных его физиологических особенностей является плохая способность переносить засуху и высокие температуры в период клубнеобразования и роста клубней. Это типичная культура центральных и северных районов нашей страны.
Иначе следует оценивать как предшественники подсолнечник и сахарную свеклу. Корневая система у них очень мощная, уходящая глубже 150-170 см. Они сильно иссушают и истощают не только пахотный, но и подпахотные слои почвы. По этим причинам подсолнечник в районах недостаточного увлажнения, даже используемый на силос, является посредственной парозанимающей культурой. В условиях же орошения как предшественники свекла и подсолнечник не уступают кукурузе и картофелю, а иногда и превосходят их, так как под них вносят больше удобрений.
Из культур, входящих в группу однолетних трав, следует отметить суданскую траву, выращиваемую главным образом на юге и юго-востоке страны, и викоовсяную смесь, выращиваемую в западных, центральных и северных районах. Суданская трава высокоурожайна, нетребовательна к плодородию почвы, засухоустойчива, способна быстро отрастать после скашивания и использовать осадки второй половины лета. Ее корневая система отмирает поздно осенью, после прекращения вегетации. Развивая мощную, глубоко проникающую в почву корневую систему, она хорошо использует запасы воды из подпахотных слоев. Недостатком суданской травы как предшественника является очень сильное иссушение почвы. И хотя она улучшает физические свойства почвы, в степных районах запасы влаги после нее восстанавливаются очень медленно, иногда через 2-3 года. Вследствие этого суданская трава - плохой предшественник не только для озимых, но и для яровых колосовых. Ее лучше использовать в кормовых и почвозащитных севооборотах, а также в выводных полях - с посевом бахчевых культур или других однолетних трав на зеленый корм.
Викоовсяная смесь на сено, зеленый корм или сенаж - хороший предшественник для всех культур (как озимых, так и яровых). Она с успехом может быть использована и как покровная культура многолетних трав. Недостаток викоовсяной смеси - ее слабая засухоустойчивость.
Злаковые многолетние травы значительно отличаются по своей реакции на водный режим. Житняк засухоустойчив, в меньшей степени этим свойством обладают костер безостый, пырей бескорневищный и регнерия омская, еще менее засухоустойчивы тимофеевка луговая и овсяница луговая. Такие же травы, как ежа сборная, лисохвост луговой и райграс многоукосный, влаголюбивы.
В соответствий с этой особенностью сложилась определенная экологическая зональность в размещении многолетних злаковых трав. Житняк - отличная культура полевого травосеяния засушливых эрозионно-опасных районов Среднего и Нижнего Поволжья, Северного Казахстана, степных районов Сибири и Алтайского края. Он ценен не только за свои кормовые достоинства, но и, прежде всего как культура, обеспечивающая защиту почвы от ветровой эрозии, как при сплошном, так и при полосном посеве.
Возделывание многолетних злаковых трав имеет большое хозяйственное и агротехническое значение. Они обеспечивают производство дешевого зеленого и грубого корма, предохраняют почву от эрозии, обогащают ее органическим веществом, улучшают физические свойства и, в частности, структурное состояние.
В чистом виде или с небольшой примесью бобовых злаковые травы используют при создании долголетних культурных пастбищ и сенокосов, в кормовых севооборотах, а в районах, подверженных ветровой эрозии, полосно в полевых севооборотах. Возделывание злаковых трав в полевых севооборотах сплошными массивами не получило широкого распространения. Причинами этого оказались их меньшая продуктивность, чем злаково-бобовых травосмесей в полевых условиях, а также меньшая ценность как предшественников для последующих культур. Злаковые травы сильно обедняют почву связным азотом, поэтому успешное возделывание их требует обильного применения азотных удобрений.
На фоне полного минерального удобрения, особенно азотного, при тщательной обработке дернины после этой группы культур можно успешно возделывать самые разнообразные растения (колосовые, зернобобовые, технические - прядильные, овощные).
В условиях достаточного природного увлажнения или искусственного орошения отличными предшественниками для подавляющего большинства культур (за исключением зернобобовых и многолетних бобовых трав) являются многолетние бобовые травы и их травосмеси со злаковыми. Яровые колосовые, озимые, лен, просо, картофель, хлопчатник, рис и многие другие при правильной агротехнике дают после них урожаи выше, чем после других предшественников.
При высоком удельном весе в структуре посевов картофеля и особенно когда невозможно внести под него органические удобрения, хорошим местом для этой культуры оказываются поля из-под многолетних бобовых трав и травосмесей.
Положительное влияние бобовых трав и травосмесей проявляется на последующих посевах любых культур не менее трех лет, а нередко и дольше. В силу этого нет оснований поля из-под трав отводить в чистый пар ранее, чем через 3 года. Высокая оценка многолетних бобовых и злаковых трав не дает, однако, оснований для утверждения, что травы должны быть обязательным компонентом в структуре полевых посевов независимо от почвенных и климатических условий, а повышение и поддержание высокого уровня плодородия почв возможны только при травосеянии.
Основным возражением против полевого травосеяния в резко засушливых районах является сильное иссушение почвы травами. Транспирационные коэффициенты многолетних трав в 1,5-2 раза выше, чем у зерновых культур. Вследствие этого травы в засушливых условиях и без орошения дают низкие урожаи, а как предшественники других культур уступают не только пропашным и однолетним бобовым культурам, но и не превышают действия даже яровых колосовых культур.
Особое место среди предшественников занимают чистые (или кулисные) пары и сидеральные культуры. Оба эти предшественника, особенно чистые пары, в практике мирового земледелия занимали выдающееся место. Они составляли основу паровой и сидеральной систем земледелия.
Велико значение чистых паров в очищении почвы от сорняков. Оно основано на благоприятном для прорастания семян сорняков водно-воздушном режиме и подрезании их всходов за время парования. Не менее эффективна паровая обработка и в очищении почвы от многолетних корневищных и корнеотпрысковых сорняков.
В засушливых районах правильно обработанные чистые и кулисные пары являются первоклассными предшественниками. Они значительно продуктивнее занятых и тем более непаровых предшественников. Отказ от чистого и кулисного паров в этих условиях неизбежно ведет к резкому падению сбора продовольственного зерна, особенно в неблагоприятные годы, и ухудшению его качества.
Положительное действие чистого пара на урожаи последующих культур продолжается не менее двух лет, а в ряде случаев отмечается и на третий год. Однако при всех своих положительных свойствах - улучшать водный режим в засушливых условиях, очищать почвы от засоренности, активизировать процессы гумификации и минерализации сложных соединений и переводить их в доступные растениям формы - чистые пары имеют и недостатки. Это отсутствие урожая в течение года и ускорение процесса разрушения органического вещества почвы.
Очень ценны как предшественники культуры, высеваемые на сидерацию (люпины, сераделла, горчица, донник, вика и др.). Эти культуры можно высевать как основные (люпин и сераделла), занимать ими самостоятельные поля севооборота и использовать как промежуточные. В этом случае зеленую массу запахивают для обогащения почвы органическим веществом и связанным азотом - бобовые.
Многовековой опыт выращивания сидератов показал высокую эффективность такого использования их на песчаных и супесчаных землях в условиях достаточного увлажнения.
Положительный эффект сидерации объясняется рядом причин: увеличением в почве запаса органического вещества и как следствие улучшением физических свойств (связности, водопоглотительной и водоудерживающей способности), а также обогащением связным азотом и увеличением почвенного поглощающего комплекса. Однако в настоящее время возделывание сидеральных культур с использованием основного урожая на запашку не имеет большого значения. Такая сидерация эффективна лишь на почвах, особенно бедных, где другие культуры совершенно не удаются, и требуется повысить их плодородие в короткий срок.
Важное значение при проектировании севооборотов имеет вопрос о сроках возврата культур на прежнее место, а в связи с этим и продолжительность ротации севооборота. Разрыв в посеве должен быть таким, чтобы обеспечить наиболее продуктивное и равномерное использование элементов питания и воды из различных слоев почвенного профиля, создать благоприятные условия для защиты посевов от поражения болезнями, вредителями и токсическими выделениями, для борьбы с сорняками и почвенной эрозией.
Химическая и агробиологическая мелиорация почв
Велика роль в земледелии нашей страны химической мелиорации и ее сочетания с другими звеньями системы земледелия. Общая площадь кислых почв составляет почти 45,9 млн. га, в том числе 36,2 млн. га пашни (из них 6,5 млн. га сильнокислых).
Отрицательное действие кислотности на такие культуры, как сахарная свекла, кукуруза, зернобобовые, пшеница, люцерна и ряд других, которые на кислых почвах часто оказывается невозможно выращивать. Даже лен и картофель, обладающие менее отрицательной реакцией на кислотность, все же значительно снижают урожай на почвах с высокой кислотностью.
В окультуривании и повышении продуктивности почв с кислой реакцией важнейшим средством является известкование. Наиболее эффективно оно в севооборотах с посевами клевера или люцерны. В этом случае известковые материалы вносят под культуры, к которым подсевают многолетние травы, а также под зернобобовые. Незаменимо оно при углублении пахотного слоя подзолистых, дерново-подзолистых и светло-серых лесных слабоокультуренных почв. В таком случае наиболее целесообразно внесение известковых материалов с осени по выпаханному на поверхность слою подзола или по оподзоленному горизонту, чтобы известь лучше прореагировала с наиболее кислым слоем. В весенний период углубленные и известкованные поля перепахивают на 2/3-3/4 глубины осенней основной обработки, чтобы перемешать известь, подзол и внесенные весной, органические и минеральные удобрения с основной массой ранее окультуренного пахотного слоя.
Известкование тесным образом связано с освоением всей системы земледелия на дерново-подзолистых почвах и, особенно с набором культур, севооборотами, применением удобрений и глубиной обработки почвы.
Не меньшее значение, чем ликвидация избыточной кислотности, имеют мелиоративные мероприятия по улучшению солонцовых почв. Площадь, занимаемая солонцами и солонцеватыми почвами, свыше 100 млн. га, в том числе почти 10 млн. га находится под содовыми солонцами. Продуктивность их без мелиоративных улучшений в подавляющем большинстве крайне низкая. Используют их обычно как малопродуктивные пастбища и даже в благоприятную погоду урожай сена с них получают в пределах 3-4 ц с 1 га, а в засушливых условиях еще меньше.
Солонцовые почвы трудны в обработке и имеют очень узкий интервал спелости. Они обладают не только неблагоприятными химическими свойствами. Во влажном состоянии становятся вязкими и заплывают, а в сухом сильно уплотняются и растрескиваются. Коренное улучшение солонцовых почв возможно лишь при комплексном воздействии на них при сочетании гипсования со снегозадержанием, орошением, специальной обработкой почвы (самомелиорацией) и изменением структуры посевов.
Мелиоративный период освоения солонцов на богарных землях обычно затягивается до 5-7 лет, а при орошении продолжается 3-4 года. В условиях богарного земледелия на больших массивах такую работу начинают с черного или раннего чистого пара. Это необходимо для накопления влаги и частичного отмывания солей из корнеобитаемого слоя почвы. На период освоения подбирают засухо-, соле- и солонцеустойчивые культуры, способные переносить уплотнение почвы, обладающие фитомелиоративными свойствами и развивающие мощную корневую систему. Они обеспечивают большее накопление в почве органического вещества и разрыхление плотных слоев. Такими культурами на неорошаемых землях являются донник, высеваемый вместе с житняком, суданская трава. Хорошо удаются на луговых солонцах Западной Сибири регнерия омская, костер безостый, волоснец сибирский и ситниковый, прутняк, люцерна гибридная.
На орошаемых солонцовых участках лучшей культурой является люцерна, способная давать высокие урожаи сена и развивающая мощную корневую систему. Возделывание ее также обеспечивает накопление биологически связного азота и промывку солей. Из зерновых культур в первые годы освоения солонцов наиболее устойчивы ячмень, просо, рожь, яровая пшеница и сорго, а из пропашных - сахарная свекла и помидоры. Искусственное залужение солонцовых пастбищных земель житняком позволяет повысить их продуктивность в 3 - 5 раз. На одном месте житняк может расти 10 лет и более. Под его покровом происходит постепенное рассоление почвы.
При освоении содовых солонцов во всех случаях обязательно гипсование или применение хлористого кальция в сочетании с глубокой обработкой и последующим посевом солонцеустойчивых культур, в том числе сахарной свеклы и кукурузы. Кроме гипса, можно с успехом применять обогащенные гипсом глины (глино-гипс) и гажу.
Проблема мелиоративного улучшения солонцов и солонцеватых почв на этих огромных территориях является одной из неотложных народнохозяйственных задач. Важными особенностями хлоридно-сульфатных солонцовых почв является то, что они имеют нейтральную или слабощелочную реакцию и во многих случаях с глубины 30-40 см содержат довольно значительное количество солей кальция (углекислой извести или гипса).
Учеными в области почвенно-мелиоративной науки (И.Н. Антипов-Каратаев, В.А. Ковда, К.П. Пак, Г.Н. Самбур, А.Ф. Большаков, А.М. Можейко, И.К. Балябо, И.Я. Половицкий, Н.Д. Градобоев и др.) проведена большая работа по освоению и разработке комплекса мероприятий по агробиологической мелиорации, коренному улучшению и повышению плодородия солонцовых почв каштановой зоны.
В основе этого метода лежит система глубокой обработки плантажными, безотвальными или ярусными плугами на 40-50 см, которая оказывает разностороннее влияние на водно-физические, физико-химические и биологические свойства почвы. В результате такой обработки разрушается уплотненный столбчатый горизонт, создается мощный корнеобитаемый пахотный слой и улучшаются его водные свойства. В пахотный слой вовлекаются кальциевые соли в виде извести и гипса, вместе с тем улучшается водный режим, ускоряются процессы рассолонцевания почвенного профиля.
Лучшим способом глубокой обработки для большинства степных средне - и глубокостолбчатых солонцов хлоридно-сульфатного и сульфатно-хлоридного засоления является ярусная вспашка на 35-40 см с почвоуглублением до 50 см или непосредственная пахота ярусными плугами на глубину 40-50 см. При ярусной вспашке выпаханный карбонатный слой перемешивается с солонцовым, а гумусированный остается на поверхности.
Как правило, все затраты на мелиоративные мероприятия по окультуриванию солонцовых земель окупаются в течение 1-2 лет за счет прибавки урожаев. Ярусная вспашка и обработка с подпахотным рыхлением имеют также большое значение в "переделке" и коренном улучшении дерново-подзолистых и серых лесных почв, у которых второй генетический горизонт, хотя и не является засоленным, тем не менее, его непосредственное включение в большом размере в состав корнеобитаемого слоя снижает общее плодородие почвы. Ярусная же обработка и в несколько меньшей степени вспашка с подпахотным рыхлением плугами с вырезными корпусами обеспечивают разрыхление плотного иллювиального горизонта. Происходит перемешивание его с оподзоленным, а большая часть последнего заделывается на глубину 30-40 см, в верхний же гумусированный горизонт примешивается незначительное количество слоев В1 и А2. Как показали длительные исследования сочетанием глубокой ярусной обработки или обработки плугами с вырезными корпусами с известкованием и послойным внесением органических и минеральных удобрений удается поднять плодородие самых бедных дерново-подзолистых почв и окультурить их.
Дата добавления: 2020-12-22; просмотров: 104; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!