Вплив лесової меліорації на хімічні властивості та продуктивність чорнозему Таврії, осолонцьованого в процесі зрошення мінералізованою артезіанською водою - Автореферат
Аналіз іригаційної оцінки зрошувальної води. Особливості впливу лесової насипки на змінювання хімічних, фізико-хімічних і агрохімічних властивостей вторинно-осолонцьованого чорнозему Таврії. Розгляд способів визначення оптимального шару лесової насипки.
Аннотация к работе
Тривале зрошення, особливо мінералізованими водами, супроводжується подальшим вилуговуванням солей кальцію і накопиченням - натрію, що викликає розвиток солонцевого процесу та погіршення агромеліоративних властивостей грунтів. В грунті визначали: гумус за Тюріним у модифікації ЦІНАО, його груповий склад - за Кононовою-Бєльчиковою; обмінні кальцій та магній - комплексо-метрично; обмінний натрій - на полуменевому фотометрі в витяжці 1н оцтовокислого амонію; склад водної витяжки - за Гедройцем; водний РН-потенціометрично; активність іонів натрію та кальцію - іонометрично в грунтовій пасті; карбонати - газоволюметрично; нітрати - за Грандваль-Ляжем з дисульфофеноловою кислотою; рухомий фосфор - за Мачигіним з аскорбіновою кислотою; рухомий калій - на полуменевому фотометрі в 1% витяжці вуглекислого амонію. Збільшився вміст аніонів: гідрокарбонат-іонів в шарі 0-40 см - в 1,6 рази; сульфат-іонів в шарі 0-40 см - в 1,4 рази, а в шарі 40-100 см - в 1,8 рази; іонів хлору в метровому шарі - в 1,5 рази. Нанесення на поверхню вторинно осолонцьованого чорнозему південного шару лесу 5; 10 і 15 см забезпечило надходження карбонату кальцію відповідно в кількості 80-90; 150-160 та 220-240 т/га і його вміст збільшився в шарі 0-20 см в 12-34 рази, а в шарі 20-40 см - в 6-15 разів у порівнянні з немеліорованим грунтом. Це обумовило відчутне розширення відношення кальцію до натрію в шарі 0-20 см в 1,6-2,3 рази, в шарі 20-40 см - в 1,2 рази; відношення кальцію до магнію в шарі 0-20 см збільшилось в 1,4-2,1 рази, а в шарі 20-40 см - в 1,2-1,3 рази.Відбулася трансформація якісного складу грунтового розчину, особливо в орному та підорному шарах: підвищився вміст іонів натрію в 5-3 рази, магнію - в 1,4 рази. Збільшився негативний кальцієвий баланс за рахунок вимивання гідрокарбонатів, кількість кальцію зменшилась в 1,4-1,2 рази при одночасному зниженні відношення кальцію до натрію в цих шарах в 7,4 рази, кальцію до магнію - в 2 рази. Співвідношення активностей іонів натрію і кальцію збільшилось до 5,3-6,2 одиниці, що змінило інтенсивність солонцевого процесу від пасивної на незрошуваному грунті до слабкої - на зрошуваному, внаслідок чого підвищився вміст обмінного натрію в 2 рази, обумовивши слабкий ступінь вторинного осолонцювання чорнозему південного, при якому спостерігається активне солонцепроявлення. Нанесення на поверхню вторинно осолонцьованого чорнозему південного шару лесу 5; 10 і 15 см в якості кальційвмісного меліоранту забезпечило надходження карбонату кальцію відповідно в кількості 80-90; 150-160 та 220-240 т/га і його вміст збільшився в шарі 0-20 см в 12-34 рази, в шарі 20-40 см - в 6-15 разів у порівнянні з немеліорованим грунтом, що обумовило позитивний кальцієвий баланс, підтримуючий тривалий час концентрацію кальцію в грунтовому розчині вище порогу коагуляції і запобігаючий активному солонцепроявленню. Вміст іонів кальцію у водній витяжці підвищився в 1,33-1,70 рази, відбулося блокування накопичення натрію і магнію, їх кількість знизилась в 1,2-1,7 та 1,5-1,7 рази відповідно, розширилось відношення кальцію до натрію і кальцію до магнію.
Вывод
1. Тривале зрошення (14 років) чорнозему південного солонцюватого мінералізованими артезіанськими водами другого класу (обмежено придатними), вміщуючими 61,4% натрію від суми катіонів, привело до зростання вмісту солей на 0,0330%, або в 1,4 рази по всьому метровому профілю, хоча грунт за ступенем засолення залишився незасоленим. Кількість токсичних солей в шарі 0-40 см збільшилась в 2,5 рази, але їх вміст не перевищив порогу токсичності.
2. Відбулася трансформація якісного складу грунтового розчину, особливо в орному та підорному шарах: підвищився вміст іонів натрію в 5-3 рази, магнію - в 1,4 рази. Збільшився негативний кальцієвий баланс за рахунок вимивання гідрокарбонатів, кількість кальцію зменшилась в 1,4-1,2 рази при одночасному зниженні відношення кальцію до натрію в цих шарах в 7,4 рази, кальцію до магнію - в 2 рази. Підвищилась лужність грунтового розчину в шарі 0-60 см з 6,90-7,89 до 8,01-8,15. Співвідношення активностей іонів натрію і кальцію збільшилось до 5,3-6,2 одиниці, що змінило інтенсивність солонцевого процесу від пасивної на незрошуваному грунті до слабкої - на зрошуваному, внаслідок чого підвищився вміст обмінного натрію в 2 рази, обумовивши слабкий ступінь вторинного осолонцювання чорнозему південного, при якому спостерігається активне солонцепроявлення.
3. Під впливом зрошення мінералізованою водою гумус перерозподілився по метровому грунтовому профілю і його кількість в шарі 0-60 см знизилась на 0,13%, а в шарі 0-20 см - на 0,37%, змінився якісний склад гумусу і звузилось відношення Сгк :Сфк з 1,54 до 1,10.
4. Нанесення на поверхню вторинно осолонцьованого чорнозему південного шару лесу 5; 10 і 15 см в якості кальційвмісного меліоранту забезпечило надходження карбонату кальцію відповідно в кількості 80-90; 150- 160 та 220-240 т/га і його вміст збільшився в шарі 0-20 см в 12-34 рази, в шарі 20-40 см - в 6-15 разів у порівнянні з немеліорованим грунтом, що обумовило позитивний кальцієвий баланс, підтримуючий тривалий час концентрацію кальцію в грунтовому розчині вище порогу коагуляції і запобігаючий активному солонцепроявленню. Вміст іонів кальцію у водній витяжці підвищився в 1,33-1,70 рази, відбулося блокування накопичення натрію і магнію, їх кількість знизилась в 1,2-1,7 та 1,5-1,7 рази відповідно, розширилось відношення кальцію до натрію і кальцію до магнію. Співвідношення активностей натрію і кальцію зменшилось по всьому гумусованому профілю: в шарі 0-20 см - на 1,09-2,23 і в шарі 20-40 см - на 0,88-1,60 одиниці. Це обумовило тенденцію зниження інтенсивності солонцевого процесу в межах слабкої градації, внаслідок чого змінилось співвідношення обмінних катіонів в грунтово-поглинаючому комплексі у бік зменшення частки натрію (на 0,8-2,3%) в межах слабкого ступеню осолонцювання, який наблизився до пасивного на варіанті 15 см насипки лесу.
5. Кількість токсичних солей на варіантах лесової насипки зменшилась в 1,3-1,6 рази при зниженні загального вмісту солей в 1,1-1,2 рази; підвищилась реакція грунтового розчину (РН = 8,3-8,5), з чим повязано збільшення вмісту рухомого фосфору.
6. При насипці лесу відбулося розбавлення орного шару і зниження в ньому кількості гумусу на 11,1-26,9 відносних відсотки, в той час як у метровому грунтовому профілі вміст гумусу знизився на 1,7-5,2 відносних відсотки, внаслідок зміщення шарів. Кальцій лесу сприяв стабілізації вмісту гумусу і процес гумусоутворення пішов по зональному типу.
7. При формуванні насипки лесу вміст нітратного азоту був нижче контролю, але за пять років підвищився від низької забезпеченості до середньої на фоні N60Р60. Забезпеченість меліорованого лесом грунту рухомим фосфором протягом всього періоду досліджень була високою на насипці лесу 10 та 15 см і підвищеною - на 5 см, при середній забезпеченості на контролі; забезпеченість калієм була постійно високою. Це пояснюється надходженням з лесом фосфору (1,5-4,5 т/га ) і калію (20-60 т/га ) в формі мінеральних сполук.
8. Застосування лесу в якості кальційвмісного меліоранту на вторинно осолонцьованому чорноземі південному забезпечило прибавку урожайності на 19,6-21,0% в середньому за пять років. Середня урожайність сільськогосподарських культур на варіантах насипки лесу 5; 10 та 15 см становила 57,4-59,7 ц/га при 48,0 ц/га на контролі.
9. Лесова меліорація вторинно осолонцьованого грунту економічно ефективна. Додатковий чистий доход на насипках лесу 5; 10 та 15 см дорівнює 180,9; 203,9 і 206,7 грн./га, тобто на 38,7; 43,7 і 44,3 відносних відсотки вище контролю, рівень виробничої рентабельності - відповідно на 23,7; 25,7 і 26,2 відносних відсотки, тоді як строк окупності капіталовкладень становить 3; 5 та 7,5 років, що в 5-2 рази менше нормативного. Показники економичної ефективності лесової насипки шаром 10 та 15 см найкращі і близькі за значенням. Враховуючи строк окупності капіталовкладень, слід вважати оптимальною насипку лесу 10 см, а більш перспективною - насипку лесу 15 см, яка забезпечує більш тривалий меліоративний ефект.
10. Пропонуємо для меліорації вторинно осолонцьованих грунтів використовувати лес в якості природного, екологічно чистого, нетрадиційного кальційвмісного меліоранту шляхом нанесення на поверхню грунту 10-15 см шару лесу, який забезпечить стабільно високий кальцієвий баланс, тривалий час запобігаючий розвитку осолонцювання і активного солонцепроявлення на зрошуваних грунтах. Одночасно вирішується проблема утилізації відвалів лесових порід, розташованих уздовж зрошувальних каналів півдня України і сільськогосподарського використання грунтів, похованих під ними.
Таким чином, лесова меліорація дозволяє створити ресурсозберігаючу технологію меліорації вторинно осолонцьованих грунтів, яка забезпечує екосистемне використання природних ресурсів грунту і стимулює антропогенний процес відновлення екологічної рівноваги.
2. Жужа В.В., Бойко Н.В. Еколого-економічні аспекти утилізації лесу при водогосподарському будівництві Північного Причорноморя. // Таврійський науковий вісник. -Херсон: ХСГІ. - 1997. - Вып.5. - С.28-31.
3. Бойко Н.В. Застосування лесу для запобігання солонцепроявлення на вторинно осолонцьованих грунтах півдня України // Таврійський науковий вісник. - Херсон: Айлант. - 1998. - Вип.3. - С.27-32.
4. Бойко Н.В., Гарболинский И.А. Влияние лессовой мелиорации на химические свойства вторично осолонцованных южных черноземов Таврии // Материалы научно-практической конференции "Повышение роли молодых ученых в ускорении научно-технического прогресса". - Херсон: ХСХИ. - 1990. - С.187-188.
5. Гарболинский И.А., Бойко Н.В. Лессовая мелиорация вторично осолонцованных орошаемых темно-каштановых почв юга Украины // Материалы научно-практической конференции "Ученые Херсонщины - народному хозяйству области в условиях перестройки". - Херсон. - 1988.-С.49.
6. Гарболинский И.А., Бойко Н.В. К вопросу о мелиорации вторично осолонцованных, орошаемых минерализованными водами почв Южной Степи Украины // Материалы научно-практической конференции "Тематика научных исследований и их результативность в первые годы независимости государства". - Херсон. - 1994. - С.37-38.
8. Гарболінський І.О., Бойко Н.В. Перспективний метод меліорації вторинно осолонцьованих зрошуваних земель південного Степу України // Агрохімія і грунтознавство. Спеціальний випуск до V зїзду УТГА (6-10 липня 1998 р., м. Рівне). - Ч.3. - Харків: Аграрна наука. - 1998. - С.185-186.