АГРОХИМИЯ, 2009, № 4, с. 55-59
Агроэкология
УДК 631.821.2:631.416.5:631.445.53(571.14)
ДЛИТЕЛЬНОЕ ДЕЙСТВИЕ ГИПСА ИА СОДЕРЖАНИЕ НАТРИЯ В СОЛОНЦАХ СЕВЕРНОЙ ЛЕСОСТЕПИ ЗАПАДНОЙ СИБИРИ
© 2009 г. Н. В. Семендяева, С. С. Аверкина
Сибирский научно-исследовательский институт земледелия и химизации сельского хозяйства СО РАСХН
630501 пос. Краснообск, Новосибирской обл., Россия E-mail: dobrotvorskaya@mail.ru Поступила в редакцию 27.05.2008 г.
Одноразовое внесение гипса в солонцы корковые мало- и многонатриевые способствует длительному, устойчивому и постепенному уменьшению содержания натрия в почвенном поглощающем комплексе и увеличению плодородия этих почв.
ВВЕДЕНИЕ
Исследования химической мелиорации солонцов Зауралья и Западной Сибири свидетельствуют о долговременном последействии одноразового внесения гипса [1-3]. Последующее рациональное использование мелиорированного поля на длительное время увеличивает их плодородие и способствует получению высоких и устойчивых урожаев сельскохозяйственных культур. Однако в литературе, особенно посвященной почвам Западной Сибири, имеется недостаточно данных об изменении состава почвенного поглощающего комплекса (ППК) солонцов под влиянием одноразового внесения химических мелиорантов.
Уникальная возможность изучения данного вопроса есть на "солонцовом" стационаре Сибирского НИИ земледелия и химизации (Чулымский р-н Новосибирской обл.), расположенном в северной части лесостепной зоны Западной Сибири в пределах Барабинской низменности, где в 1981 г. был заложен опыт. Цель исследования - выявить и проанализировать многолетнюю динамику содержания натрия в солонцах после одноразового внесения различных доз гипса.
МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЯ
Исследования проводили в двух расположенных недалеко друг от друга микроделяночных опытах. Почвы - химически мелиорированные солонцы корковые гидроморфные черноземно-лу-говые высокосолончаковатые сульфатно-содовые слабо- и среднезасоленные глубококарбонатные с различным содержанием натрия в иллювиальном (солонцовом) гор. В (далее - солонцы много- и малонатриевые).
Опыты заложены на плоских межгривных пространствах с ярко выраженным микрорельефом в
виде неглубоких блюдцеобразных понижений. Уровень залегания грунтовых вод подвержен сезонной и многолетней динамике [4] и изменяется по годам от 40 до 350 см. Минерализация грунтовых вод составляет 1.5-2.0 г/л.
Гранулометрический состав пахотного горизонта солонцов легко- и среднеглинистый. В целинных почвах емкость катионного обмена гор. Апах уменьшается от много- к малонатриевому солонцу и составляет соответственно от 44.7 до 39.5-35.4 мг-экв/100 г почвы, величина рН - от 7.2 до 9.3. Содержание гумуса в почвах эксперимента составляло 5% от массы почвы.
На малонатриевых солонцах опыт заложен в 1981 г. Набор доз гипса был произвольным и изменялся от 0 до 50 т/га (без учета содержания обменного натрия в ППК). Для многонатриевых солонцов дозы гипса были рассчитаны по среднему образцу с интервалом 0.25 нормы по содержанию натрия - от 0 до 1.25 нормы: без гипса (контроль), гипс в дозах 11, 23, 36, 45, 56 т/га. Этот опыт заложен в 1986 г. Делянки в обоих опытах были обтянуты полиэтиленовой пленкой на глубину 30-40 см с небольшим напуском (во избежание поверхностного и внутрипочвенного стоков).
С 1994 г. опытные участки находились под залежью, но перед этим на них была посеяна люцерна. В 2006 г. вскрыты некоторые делянки на одной из повторностей и выкопаны почвенные разрезы на глубину 100 см. Варианты на малонатриевых солонцах: без гипса (контроль), гипс 12 (полная доза по Гедройцу), 18, 35 и 50 т/га. В этих вариантах в предыдущие годы были проведены детальные исследования, позволяющие в настоящее время выявить изменения свойств солонцов. Почвенные образцы отобраны по слоям через каждые 20 см. В них определены общий № по Шолленбергу, № в
Таблица 1. Изменение содержания общего натрия в солонце корковом многонатриевом при 20-летнем последействии разных доз гипса
Доза гипса, 1985 г.* 1987г.* 1993 г.* 2006 г.
Глубина, см
т/га 1 2 3 2 3 2 3
Без гипса 0-20 16.5 11.3 69 9.0 55 6.1 37
(контроль) 20-40 15.0 10.8 72 8.6 57 13.0 89
40-60 9.3 6.2 67 6.1 65 7.6 82
60-80 7.4 4.9 66 4.0 54 5.4 73
80-100 6.6 3.3 50 4.0 61 4.7 71
11 0-20 18.2 11.0 60 8.0 44 4.3 24
20-40 14.6 12.7 87 9.6 65 4.3 29
40-60 8.3 6.3 76 6.1 74 6.9 83
60-80 6.3 3.8 60 4.0 64 5.9 94
80-100 6.3 3.1 49 4.0 64 5.1 81
45 0-20 14.6 5.7 39 1.6 11 1.1 7.5
20-40 16.3 11.8 72 1.8 11 1.9 12
40-60 9.7 7.6 73 3.0 31 3.1 32
60-80 7.1 4.5 63 4.5 63 4.0 56
80-100 6.6 3.5 53 4.0 61 3.3 50
56 0-20 18.1 5.0 28 1.0 5.5 0.55 3.0
20-40 14.1 11.6 82 1.8 13 0.99 7.0
40-60 13.5 7.3 54 3.0 22 1.4 11
60-80 8.1 4.4 54 4.5 56 2.3 28
80-100 6.1 3.1 51 4.0 66 2.2 36
Примечание. В графе 1 - перед закладкой опыта, мг-экв/100 г почвы; 2 - мг-экв/100 г почвы; 3 - % от исходного. * Данные за 1985, 1987 и 1993 гг. взяты из [2, С. 32].
водной вытяжке [5], обменный № рассчитывали по разности.
РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
Многолетние наблюдения за динамикой содержания общего натрия (обменного и № в водной вытяжке) показали, что при вовлечении солонцов в сельскохозяйственный оборот в контрольных вариантах даже без внесения гипса по всему почвенному профилю происходит заметное уменьшение его содержания (табл. 1). До закладки опыта максимум содержания Каобщ в целинных многонатриевых солонцах (16.5 мг-экв/100 г почвы) был обнаружен в слое 0-20 см. С глубиной его количество уменьшалось, достигая в слое 80-100 см 6.6 мг-экв/100 г почвы. При сельскохозяйственном использовании в почве контрольного варианта происходило заметное уменьшение содержания Каобщ по всему профилю как на второй (1987 г.), так и на восьмой (1993 г.) го-
ды освоения солонцов. После прекращения использования солонцов в пашне в течение 10 лет (до 2006 г.) содержание Каобщ в контрольных вариантах постепенно увеличивалось, причем наибольшее его количество было отмечено в слое 2040 см - 13.0 мг-экв/100 г почвы, то есть количество общего натрия постепенно восстанавливалось до исходного состояния.
Особо следует отметить, что ни в одном изученном слое почвы контрольного варианта содержание общего натрия не было меньше 3 мг-экв/100 г почвы. Ранее было установлено, что содержание натрия в ППК в количестве 2.5-3 мг-экв/100 г почвы является первопричиной формирования и сохранения солонцового профиля почв гидроморфного ряда (лугово-черноземных, черноземно-луговых и луговых). Решающим фактором на начальной стадии солонцеобразования в гидроморфных почвах является количество обменного натрия, затем на первое место выдвигается развитие иллювиального
Таблица 2. Изменение содержания общего натрия в корковых малонатриевых солонцах при длительном действии гипса, мг-экв/100 г почвы
Глубина, см Без гипса Дозы гипса, т/га
(контроль) 12 18 35 50
0-20 5.7/3.3/1.0 5.0/1.5/0.1 4.5/1.4/0.65 4.2/2.2/0.43 6.0/1.0/0.0
20-40 7.3/6.4/3.9 4.6/2.5/0.43 7.2/4.21/1.2 3.4/2.5/0.92 8.4/4.9/0.44
* Примечание. Через косые линии: 1982 г., 1987 г., 2006 г.
(солонцового) горизонта под воздействием природных факторов [6].
В середине прошлого столетия в почвоведении активно обсуждалась проблема состояния остаточного гипса при мелиорации. По мнению Можейко [7], для солонцов Украины характерно хелатирование частиц гипса, внесенного в качестве мелиоранта, т.е. непрореагировавшие быстро с почвой частицы гипса покрываются тонкими пленками органо-мине-ральных соединений, органические вещества в которых представлены в основном фульватами. Кристаллы гипса при этом становятся недоступными для обменных реакций.
Как свидетельствуют полученные нами данные [6] и обсуждаемые результаты исследования, взаимодействие гипса с ППК солонцов длительное и постепенное. Хелатирования гипса не наблюдалось. В солонцах многонатриевых через 20 лет после одноразового внесения 11 т/га гипса (1/4 часть расчетной нормы) содержание общего натрия уменьшалось по всему профилю почв до количества, характерного для контроля как в 1987, так и в 1993 гг. (табл. 1). Особо выделяются результаты 2006 г., когда было весьма заметным последействие от внесения четвертной дозы гипса (11 т/га) - содержание общего натрия уменьшилось в слое 20-40 см по сравнению с контролем. Отсутствие увеличения содержания натрия в слое 20-40 см свидетельствует о длительном мелиоративном действии гипса, однако этой дозы гипса недостаточно для прекращения развития солонцеобразования, что хорошо заметно по морфологии профиля мелиорированного солонца [8].
Действие полной (45 т/га) и повышенной (56 т/га) доз гипса выразилось в усиленном вытеснении натрия из ППК по всему почвенному профилю, причем, чем выше была доза мелиоранта, тем больше натрия вытеснялось. Например, в 2006 г. в варианте с внесением гипса 45 т/га в слое 0-20 см содержалось 1.1 мг-экв Каобщ/100 г почвы, в варианте с внесением 56 т гипса/га - 0.55 мг-экв Каобщ/100 г почвы, т.е. содержание натрия по профилю стало даже меньше критического (2.5-3.0 мг-экв Каобш/100 г почвы), что свидетельствует о резком замедлении процесса солонцеобразования по всему профилю.
Кроме того, данные табл. 1 позволяют проследить за скоростью вытеснения Каобщ как по годам, так и под влиянием различных доз гипса. В контрольном варианте при распашке солонцов происходило заметное постепенное уменьшение количества общего натрия в слое 0-20 см на 2-й год после распахивания на 31% и на 8-й год - на 45% от исходного содержания. На 20-й год содержание общего натрия в слое 0-20 см продолжало уменьшаться (на 63%), а в нижних горизонтах наблюдали существенное увеличение его содержания (особенно в слоях 20-40 и 40-60 см), что свидетельствует о восстановлении солонцового процесса.
Подобная закономерность была обнаружена и в варианте с четвертной (11 т/га) дозой гипса: в профиле почв на 20-й год после внесения гипса происходило увеличение содержания общего натрия в слое 40-100 см. В слоях 0-20 и 20-40 см этого варианта его содержание уменьшалось по сравнению с исходным на 76 и 71% соответственно. Внесение высоких доз гипса способствовало
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.