В.С. Бойко, А.Ю. Тимохин

Федеральное государственное бюджетное научное учреждение

«Сибирский НИИ сельского хозяйства», г. Омск

При орошении черноземных почв меняются режимные процессы, что приводит к изменению агрофизических и химических свойств. При длительном интенсивном использовании таких почв в условиях научного стационара проведены наблюдения за состоянием плодородия. Изменения, произошедшие за более чем 30-летний период, не выходят за исходные классификационные параметры. Основным условием экологически-безопасного орошения агроценозов является увлажнение полуметрового слоя почвы в дополнение к атмосферным осадкам, насыщение севооборотов многолетними бобовыми и бобово-мятликовыми травостоями, умеренный уровень химизации.

Ключевые слова: Лугово-черноземные почвы, плодородие, агрофизические свойства, гумусное состояние, питательный режим

V.S. Boyko, A.Yu. Timokhin

Fertility long irrigated chernozem soil of Omsk Priirtyshye

Regime processes of chernozem soils changed during long term irrigation which resulted their agro-phisical and chemical properties change also. Monitoring of the chernozem fertility was conducted with prolonged intensive use of the soil in an irrigated research stationary. The changes that occurred in more than 30 years, don't go beyond the parameters of the original classification. The main conditions for environmentally-safe irrigation of agrocenosis were a moisture of half-meter soil layer in addition to precipitation, saturation of crop rotations with perennial legumes and meadow grasses, a moderate level of chemicals application.

Keywords: meadow chernozem, soil fertility, agro-physical properties, humus condition, nutrient status.

Вопрос о принципиальной полезности ирригации для обеспечения стабильных высоких урожаев сельскохозяйственных культур в условиях дефицита атмосферного увлажнения не вызывает сомнений, важно, как и какой ценой орошать. В принципе орошение в засушливые периоды полезно на любых почвах, включая дерново-подзолистые Нечерноземья.

Многолетний опыт показывает, что при орошении наибольшие урожаи сельскохозяйственных культур получаются в первые годы освоения земель, поэтому за гарантию обеспечения высокой продуктивности почв можно взять параметры свойств неорошаемых массивов и при поливах стремиться к их сохранению.

В 70-х годах после появления в научной печати первых тревожных публикаций исследования по проблеме орошения на черноземах были широко развернуты ведущими научными центрами страны в системе Академии наук СССР и ВАСХНИЛ, а также многими университетами и сельскохозяйственными вузами, хотя систематически организованного и координируемого единым центром изучения массового многолетнего опыта орошения черноземов в масштабе страны не проводилось.

Кафедра общего почвоведения МГУ им. М.В. Ломоносова начала с 1969 г. исследования по проблеме орошаемых черноземов в разных регионах под руководством В.А. Ковды и Б.Г. Розанова. За 15 лет были проведены обширные исследования экологических и хозяйственных последствий орошения черноземов, как в региональном аспекте, так и в аспекте временной динамики явлений. Результаты этих исследований широко опубликованы в научных изданиях и содержатся в многочисленных ведомственных отчетах. Были опубликованы и некоторые обобщающие исследования по этому вопросу [1, 2] и др.).

Изучение мелиоративных режимов на орошаемых землях зоны черноземов и каштановых почв показало, что начало деградации почв – это потеря части поглощенного кальция, слабое подкисление или подщелачивание почвенного раствора [3]. Вторая стадия – потери поглощенного кальция и разрушение гуматов кальция более чем на половину от их исходного содержания, разрушение почвенной структуры, расплывание почвы, коркообразование. И третья стадия – разрушение структуры, пептизация и сепарация коллоидно-илистых частиц в пространстве, образование корки, начало слитоообразования. Признаки первых двух стадий могут быть обнаружены только инструментально, поэтому в большинстве случаев они остаются незаметными.

История развития оросительных мелиораций в Сибири свидетельствует о стремлении ученых различного профиля изучить и объяснить процессы, происходящие при мелиоративном воздействии на природный ландшафт. Большинство исследований проведено в годы широкого развития орошения.

Изучение почвенно-экологических аспектов орошения Барабы [4] показало, что в результате орошения автоморфных почв слабоминерализованными водами щелочного состава постепенно увеличилась засоленность и осолонцевание почвенного профиля. Однако в силу природных процессов и локального их размещения, они не достигли уровня засоленных почв. Неизменными остались гумусовое состояние, гранулометрический и структурно-агрегатный состав. Однако под воздействием содовых оросительных вод произошла пептизация микроагрегатов и вдвое увеличилось содержание водно-пептизированного ила на основной глубине промачивания почв. В отрицательную сторону сдвинулись значения плотности почв, но по этому показателю они не выходят из группы почв с оптимальной объемной массой пахотного слоя, приближаясь, однако, к ее верхнему пределу. В сторону ухудшения изменились водно-физические свойства почв.

Изучение староорошаемых черноземных почв (обыкновенные и южные черноземы, лугово-черноземные почвы) Ишимской равнины – 12, 14, 20 лет и их богарных аналогов [5] показало, что длительное орошение пресными водами не привело к достоверно выявляемому перераспределению элементарных почвенных частиц в профиле почв. Орошение не ухудшило структуру почв, объемная масса осталась на уровне оптимальных для развития растений значений (1,0 – 1,3 г/см³). Возможно потому, что на обследованных участках были многолетние травы. Длительное орошение привело к накоплению солей в метровой толще в количестве от 2,5 до 24 т/га, однако они не вышли из категории незасоленных почв.

В литературе по вопросу изменения процессов, происходящих в почвах при орошении, много противоречий, но, суммируя их, высказывается мнение, что нередко происходит ухудшение свойств черноземов и каштановых почв. Однако все эти негативные «постирригационные» процессы должны исследоваться более тщательно, объективно, на стационарных участках и при обеспечении сравнительного подхода.

Ввиду неустойчивости генетических свойств большинства сибирских черноземов в условиях орошения, учеными почвоведами региона сформулированы основные принципы и параметры водосберегающего черноземоохранного орошения в Западной Сибири [6]. В частности указывается, что на всех массивах черноземных почв Западной Сибири, независимо от их региональных и подтиповых эколого-генетических и водно-мелиоративных особенностей и вида возделываемых культур, мощность слоя оптимального (до НВ) увлажнения вегетационными поливами должна быть ограниченной и составлять не более 0,4–0,5 м. Поливные нормы не должны превышать 300–500 м³/га с дифференциацией норм, сроков и количества поливов в зависимости от культуры, фазы развития, сложившихся погодных условий и влажности почвы. Отрицать же необходимость развития очагового орошаемого земледелия в степной и лесостепной зонах Западной Сибири, или, что одно и то же, ставить под сомнение необходимость орошения небольшой части массивов сибирских черноземов, по меньшей мере, бессмысленно, сама жизнь опровергает это.

При вовлечении черноземов в орошение, речь идет о необходимости строго нормированной, ограниченной водоподачи и дополнительного типа увлажнения почв, соответствующего атмосферным осадкам хорошего года. Всякое избыточное орошение каштановых и черноземных почв противопоказано. Оросительные воды должны быть пресными, гидрокарбонатно-кальциевого состава.

Вместе с тем, получение высоких и устойчивых урожаев возможно при оптимальном сочетании всех факторов роста и развития, что позволяет растениям максимально реализовать энергетические ресурсы, поступающие из космоса и почвы. В этой связи особую значимость в регулировании факторов жизни растений на фоне интенсивного использования орошаемой пашни приобретают ее обработка, питательный и водный режимы в сочетании с оптимальной густотой травостоев (стеблестоев).

На стационаре в лесостепи Омского Прииртышья проводится изучение состояния плодородия длительно орошаемой лугово-черноземной почвы. Интенсивное ее использование при оптимальном режиме орошения не вызвало негативных изменений агрофизических свойств. Плотность современной почвы в среднем по 8 полям севооборота стабилизировалась в слое 0–0,4 м на уровне 1,13–1,16 г/см³. Высоким остается количество почвенных агрегатов > 0,25 мм – 85–92% в слое 0–0,4 м в исходный период и 95-98% через 20 лет использования, в том числе водопрочных 47–60% и 63–68% соответственно.

Сумма поглощенных оснований на орошаемом массиве выше, чем на неорошаемом участке и находится на исходном уровне. Количество Na⁺ в слое 0–0,3 м не превышает 0,7–1,0% от суммы поглощенных оснований. За счет формирования режима орошения в соответствии с влажностью почвы не отмечено наложения поливных вод на грунтовые воды и существенного влияния на их минерализацию и химический состав. За более чем 30-летний период не произошло существенного засоления двухметровой толщи почвенного профиля. Содержание солей уменьшилось с 0,074% (1976 г.) до 0,065% (2008 г.).

Внесение на первоначальном этапе повышенных доз азотных и фосфорных удобрений, наличие в севообороте донника, люцерны, сохраняет содержание гумуса на исходном уровне. При длительном применении умеренного уровня химизации (17 лет) содержание гумуса в слое 0–0,4 м снизилось на 0,16 и 0,31% и составило 6,18 и 6,23%, что является следствием минерализационных процессов на фоне высокой биологической активности. Тип гумуса остался неизменным и характеризуется как устойчиво гуматный.

Включение в севооборот козлятника восточного благоприятно влияет на биологическую активность почвы в сравнении с мятликовой культурой (кострец безостый). Длительное использование умеренных доз азотных и фосфорных удобрений повышало суммарную биологическую активность почвы на 12–20% в сравнении с фоном без удобрений.

При интенсивном использовании орошаемой пашни отмечается низкое содержание нитратного азота в почве во все периоды вегетации растений и повышение продуктивности возможно за счет увеличения круговорота азота агротехническими приемами, расширения посевов многолетних бобовых трав и внесения азотных удобрений под мятликовые и капустные культуры с учетом экологических ограничений. Мобилизация почвенного азота в интенсивных звеньях однолетних кормовых культур составляет около 100 кг/га. Общий вынос азота люцерной достигает 300 кг/га, что в три раза выше в сравнении с максимальным выносом его кострецом безостым на аналогичном фоне.

Таким образом, сохранение плодородия лугово-черноземных почв при длительном орошении обеспечивается бобовыми и бобово-мятликовыми многолетними травостоями, если они занимают не менее 50–60% в структуре орошаемой пашни, при обязательном систематическом внесении фосфорсодержащих удобрений под все культуры севооборота. Азотные удобрения необходимы только под мятликовые культуры (кострец) нормой 100–120 кг д.в/га с дробным внесением под каждый из двух укосов и периодическим внесением органических удобрений.

Библиографический список

1. Ковда В. А. Изменения почвенного покрова под влиянием мелиораций / В. А. Ковда, Б. Г. Розанов // Гидротехника и мелиорация. – 1975. – № 7. – С. 32–39.

2. Минашина Н. Г. Мелиорация засоленных почв / Н. Г. Минашина. – М.: Колос, 1978. – 269 с.

3. Минашина Н. Г. Мелиоративные режимы на орошаемых землях зоны чернозёмов и каштановых почв / Н. Г. Минашина // Вопросы мелиоративной гидрогеологии, инженерной геологии и мелиоративного почвоведения: сб. науч. тр./ ВНИИГиМ. – М, 1984. – С. 74–84.

4. Шкаруба А. М. Почвенно-экологические аспекты орошения Барабы / А. М. Шкаруба. – Новосибирск: Изд-во СО РАН, филиал «Гео», 2000. – 240 с.

5. Быковская Т. К. Влияние орошения на черноземные почвы юга Омской области / Т.К. Быковская // Проблемы экологии, воспроизводства плодородия почв и ресурсосбережения при интенсивном использовании орошаемых земель: тез. докл. и сообщ. на Всесоюз. совещ. – Херсон, 1990. – С. 60–61.

6. Черноземы: свойства и особенности орошения / В. П. Панфилов [и др.]. – Новосибирск: Наука. Сиб. отд-ние, 1988. – 256 с.

Сведения об авторах

Бойко Василий Сергеевич, доктор сельскохозяйственных наук, заместитель директора по научной работе Федерального Государственного Бюджетного Научного Учреждения «Сибирский НИИ сельского хозяйства»; контактная информация: e-mail: sibniish@bk.ru, тел.: 89059235630

Тимохин Артем Юрьевич, научный сотрудник Федерального Государственного Бюджетного Научного Учреждения «Сибирский НИИ сельского хозяйства»; контактная информация: e-mail: sibniish@bk.ru, тел.: 89514187100

Vasily S. Boyko, D. Sc. (Agr.) (89059235630; sibniish@bk.ru);

Artem Yu. Timokhin, research fellow (89514187100; sibniish@bk.ru)

Siberian Research Institute of Agriculture, prospekt Koroleva, 26, Omsk, 644012, Russian Federation

УДК 631.87

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: