Введение к работе
Дктуальность, Мелиорация сельскохозяйственных земель в Российской Федерации является одним из основных направлений науч-' но-технического прогресса в сельском хозяйстве, важнейшим сос-. тавным элементом комплекса мероприятий по сохранению и расширенному воспроизводству почв, путем интенсификации сельскохозяйственного производства.
Рассматривая народнохозяйственное значение Нечерноземной зоны, следует иметь ввиду, что без широкой сельскохозяйственной мелиорации.здесь невозможно получить достаточный эффект от се-.,' льского хозяйства. Объясняется это темі что в Нечерноземной зоне широко представлены болотно-подэолистые почвы преимущественно суглинистого и глинистого механического состава. Их Площадь занимает 82,156 от общей площади всех сельскохозяйственных уго— ' дий. Почвы легкого гранулометрического состава здесь состав*»* ют.всего 19,956. Кислые почвы в данной зоне составляют 41,4 в* площади сельскохозяйственных угодий. .,* : ,
До настоящего времени главное внимание уделялось изучению генезиса болотно-подзолистых поверхностно-^глеенных почв и их зонально-географическому распространению. Вместе с тем причины их низкого плодородия остаются недостаточно изученными. В частности не дано достаточного теоретического обоснования способов уменьшения глееобразовательных процессов, улучшения водно-воздушного режима и повышения эффективности использования минеральных азотно-фосфорных и калийных удобрений, снижения подвижности соединений алюминия, железа и т.д.
Слабо изучена проблема влияния комплексных мелиорации этих
1 in им
почв на динамику уровня грунтовых вод, рїжим вШ#<їтУ]ЬМи*{а-
М*ск»с*льск«хоз аладемии
им. К. А.^Тимир^еаа
Инв. №.
цим и трансформацию водно-растворимых веществ, вынос их с дренажной водой и в их взаимосвязи. Не исследована также и.проблема совместного воэдейсвия осушительных и химических мелиорация на динамику кислотности, гумусное состояние, уровень минерального питания растений, подвижность кальция, магния, алюминия и железоорганических соединений и, в конечном итоге, на урожайность сельскохозяйственных культур.
Следовательно, разработка теоретического обоснования и прай :ических методов окультуривания болотно-подзолистых поверхност-но-оглеенных почв Нечерноземья весьма актуальна, поскольку это является частью комплексных мероприятий, направленных на повышение производительности мелиорированных почв северо-западных районов России.
Решение проблемы наиболее интенсивного использования болст-но-подзолистых поверхностно-оглеенных почв невозможно без решения научных и практических задач, связанных с комплексным изучением системы "осушительная сеть - почва - почвообразуюшие породы - растения".
исследованию данной научно-производственной проблемы посвящена диссертационная pat >та, выполненная автором в Московском ордена Трудового Красного Знамени гидромелиоративном институте в 1976...1992 гг.
Цель и зазачи_длссертационной_работы. Обосновать подходы и критерии изучения мелиорированных (осушенных) почв, исследовать почвенно-мелиоративные режимы л процессы, іредлотлть систему мероприятий по комплексной мелиорации болотно-подзстастых гочв с целью повышения их плодородия л интенсификации сельскохсэяй-ственного производства. Разработать научные положения изменения
свойств почв под влиянием различных мелиорации как во времени, так и в пространстве.
Выявить особенности почвообразовательного процесса при внесении различных корм минеральных удобрений на фоне осушения, классифицировать процессы накопления и трансформации веществ и энергии в осушаемой почве с:учетом неравномерности водного режима создаваемого дренажем. *. ІГзадачи исследований входило:
- изучить современные почвенные режимы и процессы, состав и свойства, болотно-подзолистых почзерхностно-оглеенных почв (строение почвенного профиля и морфологические признаки, гене-тические характеристики, органо-минералогический состав и физические, физико-химические, водные, биологические свойства и питательный режим); :.; ; .. г изучить влияние осушения и, в частности, междренных рас-
, стояний.и гидродинамического режима грунтовых вод на формирование питательного и водного режимов и на1свойства и плодородие мелиорированных почв; .
';.- выяснить характер воздействия осушения и химической мелиорации на динамику почвенных процессов;
. ' . - разработать способы снижения интенсивности глееобразования уменьшения подвижности соединений " F&i.JtOг Лі/Vf и&, Utg j улучшения водно-воздушного и пищевого режимов данных почв, ме-
' тодов повышения содержания гумуса и увеличения урожайности сельскохозяйственных 'культур; ,':,..' *'-.'.'.
""'.', - изучить влияние минеральных удобрений на свойства болотно-подзолистых почв и на качество и количество урожая; .' - изучить баланс питательных веществ и причины загрязнения
поверхностного и грунтового стока;
- выяснить влияние комплексных мелиорации на свойства почвы и выявить направленность и интенсивность процессов почвообразования на осушенных болотно-подзолистых пахотных почвах, разработать мероприятия по окультуриванию почв и повышени» их плодородия.
Методология и методика исследований. В основу методологии исследований положены идеи В.В.Докучаева, В.Р.Вильямса и А.Н. Костикова о генезисе и мелиорации почв как особого природного тела. В соответствии с программой проводимых работ методикой предусматривалось проведение теоретических разработок и экспериментальных лабораторных и полевых исследований на основе системного подхода. В качестве изучаемой системы рассматриваются 4 взаимосвязанных блока "осушительная сеть - почва - почво-образушие породы - растения". Системный анализ позволяет учесть при исследованиях все аспекты проблем и выбрать наиболее оптимальный вариант как основной инструмент для решения сложных научно-экологических задач.
Подсистема "осушительная сеть - почва" на опытно-производственном участке Тверской области, где представлены болотно-под-золистые тяжелосуглинистые почвы на карбонатной морене позволила исследовать влияние междренного расстояния на пространственную неоднородность формирования водного, питательного, воздушного, и других режимов мелиорированных почв.
Подсистема "почва - растения" дала возможность установить пгоцессы взаимодействия почвы - минеральных удобрений и растений с применением обычных методов, влагомера поверхностно-глубинного радиоизотопного (ВИГР), нейтронного влагомера (НВ),изо-
vi'OV'-..l:'.**'.; '"'."'./;л":.'. 5--- '.'.. : '..''
топные исследования, связанные с формированием, миграцией и .- трансформацией органо-минеральных веществ. В лабораторных ус-. " ' ловиях изучались закономерности и особенности формирования по- чвообразовательного процесса под влиянием осушения/ ;> , По подсистеме "почва - почвообраэующая порода - дрены" ис-'; следовалась миграция питательных элементов по профилю почвы и вынос их с дренажной водой, определялись качественные и количественные оценки выноса и загрязнения окружающей среды, лессиваж и возникновение вторичного иллювиального горизонта.
При обработке данных измерений применялись методы теории ве-.. роятности и математической статистики.
: Для разработки новых научных предложений и прогнозов почво-;образования, болотно-подзолистых почв использовались материалы исследований, проводимых непосредственно автором, а также выполненные при его участии или под его научным руководством, дан-*: ные проектов, отчетов по мелиорации земель, материалы справоч-.*. ников, специальной литературы и нормативных документов. s
^у.чная новизна. В работе на основании использования эко- ' ..системного подхода изучены, обоснованы подходы и методология ;
'исследований системы мероприятий по комплексным мелиорациям
- . .-.. , '-.'-, ^"*--„
'. болотно-подзолистых поверхностно-оглеенных почв. Изучены осно-
.. вные процессы изменения свойств почв под влиянием комплексных
/'мелиорации как во времени, так ив пространстве. .'
*.];' На основе комплексных исследований болотно-подзолистых почв -' разработаны и обоснованы общие принципы, методы исследования и /' изучения почвенных режимов на междренной полосе, выделены "ак-,, тивная" и "пассивная" часть площади, которые позволят в дальнейшем создать модель, учитывающую и оценивающую пестроту почвенно-,';, го покрова при разном междренном расстоянии.
Изучеі ы особенности современного проявления процессов почвообразования, обладающих характером относительной непрерывности и интенсивности, которые меняются в зависимости как от природных биоклиматических условий так и от различных условий мелиорации. В этой связи применен закон термодинамики для описания изменения внутренней энергии исследуемых почв.
Установлены сакономерности формирования питательного режима, миграции и трансформации органо-минеральных соединений, являющихся непосредственной базой создания плодородия осушаемых почв, а іакже по изменению физико-механических и биологических свойств почв на "активной" и "пассивной" площади междренного расстояния.
Установлен характер влияния уеждрзнных расстояний (12,18,24, 30 м) на дозы и нормы минеральных удобрений, на их миграцию и трансформацию по профилю осушаемой толщи, вымыв с дренажной водой и загрязнение окружающей среды, а также влияние минеральных удобрений на качесгво и количество урожая.
На_защиту_ еыносится:
- особенности формирования водного режима в осушаемой толще
и влияние его на механические, физические и агрофизические свойства почвы;*
- влияние химической мелиорации, на свойства осушаемых почв,
на миграцию и трансформацию химических вещестч и на загрязнение
грунтовых вод и внутренних водоемов;
. - измененле свойств почв под влиянием комплексных мелиорации, формирование антропогенного иллювиального горизонта, особенности культурного развития м-теральных почв и повышения их плодородия*
..-''.'"'.. . ' 7
- влияние осушительных мелиорации ка увеличение пестроты почвенного покрова,Сформирование урожая на междренных расстоя- -ниях, которые должны учитываться при прэе-:тировании.
Научно-практическая ценность -работа. Вазработаны научные положения, показывающие особенности формирования болотно-подзоли-стых поверхностно-оглеенных почв под влиянием комплекса мелиора-'". тивных работ. Представлены данные о пределах изменения параметров по гранулометрическим, физическим, химическим и водным свойствам почв.
Установлено количество и качество элементов, выносимых с дренажными водами как одна из причин загрязнения грунтовых вод и . . внутренних водоемов.
Определены параметры "активной" и "пассивной" части осушаемой территории, что необходимо учитывать при проектировании и" учете урожая с целью более,объективного определения окупаемости - мелиоративных систем, а .также при кадастре земель.
Заложены возможности для создания банка по водно-физическим, -*"" химико-биологическим, механическим свойствам и по структуре почв в зависимости от расстояния между дренами.
Вазработана модель улучшения почвенного плодородия, которая содержит не только почвенно-генетические характеристики, но и < имеет, пространственный и вреденной характер, дает также предс-':.- тавление о нормах минеральных удобрений и выносе органо-минера-льных соединений за предел осушаемой территории.-v,
^алйзаі^я^езультатов_і!аботн. Основные положения диссертации изложены в 42 опубликованных научных работах.
