Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Серые лесные почвы и условия их формирования 7
1.1. Геоморфология ирельеф 8
1.2. Климат и погодные условия в годы исследований 10
1.3. Растительность 12
Глава 2 Серые лесные почвы их свойства и плодородие 14
2.1. Гранулометрический состав 14
2.2. Минералогический состав : 15
2.3. Валовой химический состав серых лесных почв 21
2.4. Качественный состав гумуса серой лесной почвы под лесом 25
2.5. Причины почвенной кислотности 31
2.6. Отношение растений к почвенной кислотности 36
2.7. Плодородие генетических горизонтов серых лесных почв 39
2.8. Параметры плодородия серых лесных почв, определяющих урожайность озимой ржи 43
Глава 3. Объекты, методика и методы проведения исследований 50
3.1. Объекты и методика проведения исследований 50
3.2. Средства химизации 52
3.3. Методы исследований 54
Глава 4. Влияние видов и доз мелиорантов на свойства серых лесных почв 56
4.1. Влияние химической мелиорации на физико-химические и агрохимические свойства серых лесных почв 56
4.2. Влияние химической мелиорации на структурное состояние и плотность почвы 69
4.3. Влияние сельскохозяйственных культур и дефеката на теплофизическое состояние и гидротермические режимы серых лесных почв 74
4.3.1. Физические свойства и теплофизическое состояние серых лесных почв 74
4.3.2. Особенности изменения теплофизических свойств серой лесной почвы втечение вегетации 78
4.3.3. Температурный режим и тештопотоки в пахотном слое серой лесной почвы 84
4.4. Влияние дефеката и удобрений на микробиологическую активность серых лесных почв 96
Глава 5. Влияние мелиорантов и удобрений на урожайность -сельскохозяйственных культур 106
Глава 6. Экономическая эффективность возделывания сельскохозяйственных культур на мелиорированных серых лесных почвах 115
Выводы 118
Рекомендации производству 120
Библиографический список 121
- Климат и погодные условия в годы исследований
- Качественный состав гумуса серой лесной почвы под лесом
- Параметры плодородия серых лесных почв, определяющих урожайность озимой ржи
- Влияние химической мелиорации на структурное состояние и плотность почвы
Введение к работе
В правобережье Алтайского края обширную площадь занимает зона выщелоченных черноземов и серых лесных почв. Зона расположена в междуречье Б ии и Чумыша.
В почвенном покрове данной территории занимают серые лесные почвы - 2622,3 тыс. гектаров или 26,4% от общей площади сельскохозяйственных угодий. Из них значительные площади серых лесных почв используется в пашне.
Серые лесные почвы в результате длительного их использования в пашне потеряли плодородие. Содержание гумуса в старопахотных серых лесных почвах составляет 3-4%. Кроме того они характеризуются низкой величиной рН 3,8-4,5.
Снижение плодородия этих почв произошло в результате длительного бессистемного использования в течение почти 60 лет. Мало применяли удобрений, как органических, так и минеральных, не соблюдали севообороты, недостаточно высевали многолетние травы, особенно в последние 10-12 лет. Возделывали на них, в основном, рожь, овес и гречиху.
На серых лесных почвах Бие-Чумышской возвышенной равнины урожайность яровой пшеницы не превышает 10 ц/га, так как пшеница сильно страдает от почвенной кислотности.
Невысокую урожайность на этих почвах дают и такие традиционные культуры для серых лесных как рожь и картофель.
Причиной низкой урожайности сельскохозяйственных культур на этих почвах, по-видимому, является пониженная биологическая активность, высокое содержание грибов и патогенной микрофлоры. Эти факторы вызывают заболевания растений. Недостаток подвижных элементов питания не позволяет получать высокие урожаи хорошего качества.
Серые лесные почвы Бие-Чумышской возвышенной равнины недостаточно изучены.
Нет сведений**» их минералогическом составе и качественном составе гумуса. Не разработаны пути повышения их плодородия, не изучена реакция сельскохозяйственных культур на химическую мелиорацию, путем внесения дефеката, как источника кальция.
В этой связи данная проблема является актуальной и ее решение не вызывает сомнений.
Цель, работы: Изучить основные свойства серой лесной почвы и разработать пути повышения их плодородия.
Для выполнения поставленной: цели необходимо решить следующие задачи:
Изучить основные свойства серых лесных почв;
Изучить плодородие генетических горизонтов серых лесных почв;
Определить параметры почвенного плодородия серых лесных почв определяющих урожайность озимой ржи; изучить влияние дефеката на физико-химические и агрохимические свойства;
4) Изучить влияние дефеката на физические и теплофизические
свойства;
Изучить влияние дефеката на микробиологическую активность почв;
Изучить влияние дефеката на урожайность сельскохозяйственных культур.
7) Дать экономическую оценку использования дефеката, как
химического мелиоранта серых лесных почв.
Научная новизна
Впервые изучен минералогический и валовой состав серых лесных почв, качественный состав гумуса, плодородие генетических горизонтов, параметры плодородия, определяющие урожайность ржи, дана сравнительная оценка эффективности известняковой муки и дефеката, как химических мелиорантов. Изучено влияние дефеката на некоторые физические, химические свойства почв, подробно изучена теплофизическое состояние и гидротермический режим.
Изучено влияние дефеката на урожайность сельскохозяйственных культур, возделываемых в этой зоне.
Практическая значимость работы.
Выполненная работа является теоретической и практической основой для внедрения дефеката, как мелиоранта на серых лесных почвах при. возделывании на них основных районированных сельскохозяйственных культур.
Защищаемые положения.
1). Химическая мелиорация серых лесных почв с помощью дефеката обеспечивает благоприятные физические, тешгофизические, физико-химические свойства и питательный режим для сельскохозяйственных культур;
2). Экономическая целесообразность мелиорации серых лесных свойств дефекатом.
Апробация работы. Материалы диссертационной работы были доложены на конференции посвященной 100-летию профессора Н.В. Орловского (Барнаул, 1999); на юбилейной международной научно-практической конференции «Современные проблемы и достижения аграрной науки в животноводстве и растениеводстве» (Барнаул, 2003); на Международной конференции (Иваново, 2002); на научных конференциях агрономического факультета Алтайского госагроуниверситета (Барнаул, 2002, 2004 гг.).
Публикации. По материалам диссертации опубликовано 13 работ в изданиях АГАУ, журнале «Мелиорация и водное хозяйство» в монографии и трудах международных конференций. Общий объем публикаций автора 1,9 п.л.
Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, 6 глав, выводов, библиографического списка и предложений производству. Содержание изложено на 130 страницах машинописного текста, включая 37
таблиц, 8 рисунков. Библиографический список литературы включает 133 источника, в том числе 6 на иностранном языке.
Автор выражает признательность научному руководителю доктору сельскохозяйственных наук, профессору Трофимову Ивану Тимофеевичу за консультации и постоянную помощь при выполнении работы и подготовке диссертации.. Автор также благодарит за помощь в проведении экспериментов кандидатов сельскохозяйственных наук Толстова М.В., Ступину Л.А., Вялкову Л.И., Курсакову B.C. и студентов агрономического факультета АГАУ.
Климат и погодные условия в годы исследований
Лесостепь правобережья отмечается разнообразием климатических условий в связи с возрастающим влиянием Салаирского хребта. Характерной особенностью данной зоны является достаточная увлажненность и умеренно-теплый климат. Количество осадков в центральной части зоны достигает 439 мм в год (с. Косиха).
Наибольшее их количество в июле-августе - 118 мм (Природное районирование, 1958). Суховейная погода почти не наблюдается. Большое значение в режиме увлажнения имеют снеговые воды. За холодный период количество осадков 100-150 мм, высота снежного покрова достигает 60 см, почва промерзает на глубину 1,0-1,5 м.
Вегетационный период длится 115-125 дней. Сумма активных температур выше 10С составляет 1900-2200С. Переход среднесуточной температуры воздуха через 5С отмечается в конце апреля - начале мая. Последние весенние заморозки нередко отмечаются в первой декаде июня, средняя многолетняя дата первых осенних заморозков - 10 сентября. Природные условия зоны благоприятны для раннеспелых -и среднеспелых зерновых и зернобобовых культур» особенно, озимых (озимая рожь, тритикале, озимая пшеница, озимая вика), картофеля, овощей, кормовых корнеплодов, многолетних трав. Погодные условия, плодородие почв, агротехнические приемы возделывания сельскохозяйственных культур оказывают значительное влияние на рост, развитие и урожайность сельскохозяйственных культур. По данным Троицкой метеостанции, которая является ближайшей к району исследований, погодные условия в годы проведения опытов (1999-2001 гг.) были неодинаковы и отличались в некоторой степени от средних многолетних показателей. Погодные условия 1999 года характеризовались как засушливые. Среднемесячная температура в мае превышала среднемноголетние показатели на 6 С, при этом сумма осадков была в два раза меньше, чем среднем ноголетняя. Такая закономерность наблюдалась в течение всего вегетационного периода. Гидротермический коэффициент по Селянинову составил 0,61. Этот показатель ниже нормы в два раза (таблица I). В 2000 году ситуация изменилась. При температуре на 2С выше, чем среднем ноголетняя, количество осадков в мае-июне выпало в два раза больше нормы и ГТК і составил 1,84 в сравнении со среднемноголетним, равным і ,25. Только в июле количество осадков было в два раза ниже, чем по среднемпоголетним данным. Вегетационный период этого года можно характеризовать как достаточно увлажненный. Погодные условия 2001 года были более благоприятными. Количество осадков за вегетационный период было равно среднемноголетним, хотя в мае отмечалась засушливая погода. При высокой среднемесячной температуре 16,1 С сумма осадков в мае составила 21 мм. По этой причине ГТКі был незначительно ниже среднемноголетнего — 1,09, а ГТКг был почти равен среднемноголетнему — 1,18. 2001 год можно считать наиболее благоприятным для, возделывания сельскохозяйственных культур в этой зоне. Растительность Алтайского края, расположенного на стыке Западно-Сибирской низменности с горными сооружениями Алтая и Салаира характеризуется большим разнообразием. Район исследований находится в лесостепной зоне в средней лесостепи в подзоне луговых степей и березовых лесов на выщелоченных черноземах и серой лесной почве. На границе с лесостепью Бийско-Чумышской равнины широко распространены сосно во-березовые и березовые леса на месте вырубки соснового бора, что связано с прохождением путей, связывающих Барнаул с Бийском и Горным Алтаем (Александрова, Гуричева, Иванина, 1958). Растительность района исследований подробно изучена сотрудниками и студентами биологического факультета. Профессором Терехиной Т.А. (1999) опубликован список видов растений, включающий 418 видов. А.А. Малиновских (2002) составил конспект флоры Косихинского района, который включает 555 видов и подвидов высших сосудистых растений. По комплексу ботани ко- географических условий район А.В. Куминовой (1963) выделен в, Приобский боровой округ и Бийско-Чумышский лесостепной правобережной Приобской лесостепной подпровинции Западно-Сибирской провинции. Серые лесные почвы сформированы под березовыми суходольными лесами, включающие семь ассоциаций: березово-вейниковые ассоциации, березовые разнотравные леса, которые широко распространены и включают некоторые виды кустарников (карагана, таволга зверобоелистная и др.). Разнотравная ассоциация сформировалась под влиянием антропогенных факторов (пастьба, сенокошение); Травяной покров насчитывает более 50 видов (земляника, костяника, вероника колосистая, мятлик луговой и другие). Широко распространены папортниковые леса по склонам логов восточной и северной экспозиции. По боровым террасам широко распространены; леса: травяные,, моховые, травяно-кустарниковые. Наиболее широко распространенной группой лесов являются разнотравные сосновые леса на супесчаных, а также суглинистых почвах. Такие леса имеют негустой травостой (сомкнутость крон 0,5-0,6) из сосны с небольшой примесью березы. Подлесок состоит из караганы, шиповников и других кустарников. Общая черта травостоя этих лесов - доминирование разнотравья и незначительное участие злаков и осок. Под воздействием выпаса, сенокошения и вытаптывания наряду с усилением разнотравия и угнетением злаков появляются сорные травы: икотник серый, будра плющевидная, коровяк и другие (Малиновских, 2002). Под данным типом леса были сформированы серые лесные почвы суглинистого гранулометрического состава, на которых были проведены полевые и вегетационно-полевые опыты.
Качественный состав гумуса серой лесной почвы под лесом
Серые лесные почвы формируются в европейской части РФ под широколиственными лесами, а в азиатской, в том числе, в Алтайском крае под мелколиственными лесами состоящими из березы, осины и подлеска в составе которого широко распространены черемуха, крушина, ива, смородина, боярышник и другие породы. Под пологом этих лесов хорошо развит травянистый покров, который способствует развитию дернового процесса и формированию гумусового горизонта.
Интерпретация гумусового состояния серых лесных почв более сложна, чем многих других лочв. В.В. Пономарева и Т.А. Плотникова (1980) отмечают, что даже и сейчас еще часто эти почвы трактуются с позиций палеопочвоведения — как продукт вторичного оподзоливания чернозема при наступлении леса на степь. Ряд исследователей придерживаются противоположной точки зрения {Завалишин, 1936, Тюрин, 1939 и др.). В.В. Пономарева, Т.А. Плотникова (1980) отмечают, что серые лесные почвы - один из самых особенных и сложных типов почв. Серые лесные почвы являются самостоятельным типом, который характеризуется особенностями состава, свойств и ролью гумуса в формировании их профиля. В.В. Докучаев в 1886 году серые лесные почвы определил как самостоятельный тип.
Качественный состав гумуса серых лесных почв в Сибири слабо изучен. Этому вопросу посвящены работы Трофимова (1975), Кахаткиной (1974), Касимовой и Титовой (2000). Обстоятельные исследования фракционного состава гумуса серых лесных почв выполнены М.И. Дергачевой (1984). Наиболее существенный вклад в изучение особенностей гумуса серых лесных почв внесли В.В. Пономарева и Т.А.Плотникова (1980).
Они показали, что цвет серых лесных почв объясняется составом гумуса, то есть соотношением в почве черных и бурых гуминовых кислот. Как показали наши исследования в составе гуминовых кислот (табл. 5) преобладает I фракция, которая представлена бурыми гуминовыми кислотами. Эта фракция преобладает в верхней части почвенного профиля. Одновременно это часть почвенного профиля обеднена гуматами кальция, так как они легко вымываются из верхней части почвенного профиля. Такие особенности распределения различных фракций отмечаются в серых лесных почвах Рязанской области, Урала и Томской области.
Следует отметить, что несмотря на сильную оподзоленность серой лесной почвы распределение гумуса в верхней части почвенного профиля имеет довольно плавное. Такое распределение гумуса в нашей исследуемой почве не является исключением. Почти на полуметровой глубине содержания его достигает почти двух процентов (рис. 1). В гумусовых горизонтах в составе гуминовых кислот преобладают бурые гуминовые кислоты. Черные гуминовые кислоты, которые придают почвам темную окраску находятся в нижней части почвенного профиля. Поэтому серые лесные почвы в гор. А, содержащие 4,3% гумуса, имеют светлую окраску, напоминающую окраску подзолистых почв, черноземы с таким же содержанием гумуса имеют темносерую окраску.
Фульвокислоты в почвенном профиле серых лесных почв имеют другой характер распределения по почвенному профилю.
Максимальное количество фульвокислот отмечается в нижних горизонтах с незначительным содержанием гумуса. Среди них преобладает фракция II (35,8%), второе место занимает фракция 1а ( 20%), в незначительном количестве содержится фракция-1. Фульвокислоты, которые входят в состав полимерных комплексов с черными гуминовыми кислотами, находящимися в форме гуматов кальция, не разлагаемых разведенными щелочами в почвенном профиле распределяются неравномерно, наибольшее их количество отмечается в. иллювиальном горизонте и переходном к материнской породе. Отношение Сгк.:Сф,, . в гумусовых горизонтах составляет 1,7. А в слабогумусованных горизонтах АгВ, В и CD соответственно 0,55, 0,11,0,17.
Максимальное содержание гуминов отмечается в гор. Аь а минимальное в горизонте В и ВС, с малым участием глинистого материала. По данным М.И. Дергачевой 1984) распределение гуминов по профилю в свето-серых и темно-серых почвах более равномерное. Если рассматривать гумусовый профиль изучаемой нами серой лесной почвы он в целом сходен с профилями серой лесной почвы М.И. Дергачевой (1984), максимальное содержание гуминовых кислот содержится не с поверхности, а на некоторой глубине. Одновременно гумусовый профиль серой лесной почвы имеет сходный тип с черноземом оподзоленным.
В результате длительного использования серых лесных почв в пашне после вырубки леса и отвальной обработки гумусовый профиль подвергается значительным изменениям. Распределение, гумуса по профилю становится несколько иным. Пахотный горизонт становится более гомогенным, однако в пашне в результате длительного использования количество его уменьшается. В пахотном слое увеличивается количество фракции гуминовых кислот, находящихся в форме гуматов кальция, растворимых в ОДН, NaOH.
В нижней части почвенного профиля значительно увеличивается доля гуминовых и ульминовых кислот, связанных с относительно устойчивыми гидратами оксидов (табл. 6). Среди фульвокислот, как в целинных, почвах, так и старопахотных преобладает II фракция, извлекаемая разведенными щелочами вместе с гуминовыми кислотами фракции И, следовательно, это фульвокислоты, входящие в состав полимерных комплексов с черными гуминовыми кислотами, находящимися в форме гуматов кальция,, не разлагаемых разведенными щелочами (Гаркуша, 1962). В; старопахотной серой лесной почве гумины в верхней части почвенного профиля распределены более равномерно, чем в целинной почве. Максимальное содержание гуминов в целинной почве отмечается в гумусово-элювиальном горизонте At.Наибольшее отношение Сгх - Со.к. отмечается в гумусовом горизонте как в целинной, так и старопахотной почвах, что указывает на господство в этих горизонтах процесса гумификации с накоплением в них гуминовых кислот. Подобное явление отмечается в серых лесных почвах Томской области. В группе гуминовых кислот преобладает I фракция, которая извлекается щелочью без предварительного декальцирования. В нижней части почвенного профиля, то есть в горизонтах с низким содержанием гумуса это отношение значительно меньше единицы, в особенности в целинных почвах. Такое же соотношение установлено в серых лесных почвах Томской области М.И. Кахаткиной (1979).
Параметры плодородия серых лесных почв, определяющих урожайность озимой ржи
Теоретической основой для разработки мероприятий по повышению плодородия серых лесных почв служат их региональные модели, разработанные на базе изучения параметров их свойств. На необходимость создания региональных моделей плодородия почв указывает ЛЛ. 11.1 йшов (1988). К настоящему времени разработаны модели плодородия для солонцов засушливой кол очной степи (Трофимов, Курсакова, 1990; Трофимов, Курсакова, Гладков, 1985). Для черноземных почв колочной степи модели плодородия разработаны Л.М. Бурлаковой (1984).
Влияние показателей плодородия черноземов на урожайность зерна яровой пшеницы выполнены Е.В. Кононцевой. (2003). Ею установлено, что урожайность яровой пшеницы в большей степени зависит от мощности гумусового горизонта, так как коэффициент передачи информации самый высокий (К=03318) и в значительной степени от содержания гумуса в процентах (К=0,2812). От других свойств зависит в меньшей степени, так как эти коэффициенты значительно ниже.
По данным B.C. Курсаковой (2003) значительное влияние оказывает мощность гумусового горизонта почв солонцовых комплексов на урожайность регнерии волокнистой и рапса ярового. Разработанная нами модель плодородия серых лесных почв была выполнена по методике Ю.Г. Пузач енко, А.В. Мошкина (1969), кроме того были использованы Методические рекомендации по разработке моделей плодородия солонцовых почв составленные И.Т. Трофимовым и B.C. Курсаковой (1987), а так же В.А. Рассыпнова (1980).
Этот метод позволяет установить степень связи каждого почвенного фактора с урожайностью культур по величине эффективности передачи информации (К), в частных каналах форму связи, вычленить специфичные состояния урожайности по каждому почвенному фактору и построить уравнения зависимости урожайности от изучаемых факторов. Наиболее информативные из них являются моделями плодородия почв.
Изучение параметров свойств серых лесных почв проведено в 1999-2000 годах. Учет урожайности озимой ржи Чулпан проводили в фазу созревания на площадках по-Гм2 в 48 точках по различным элементам рельефа. После учета урожайности в этих точках проводили копку разрезов для измерения мощности гумусового горизонта и отбора почвенных проб для химических анализов. При изучении, влияния параметров плодородия на урожайность озимой ржи нами главное внимание было уделено влиянию на урожайность ржи таких стабильных параметров почвенного плодородия как мощность гумусового горизонта и содержание гумуса, которые в большей степени характеризуют плодородие.
На основе информационного анализа нами установлено, что по величине коэффициента передачи информации наибольшее влияние на урожайность ржи оказывает мощность гумусового горизонта А[+АА; (К=0,3673). При этом наибольшая урожайность получена при мощности гумусового горизонта 55-70 см. С увеличением мощности гумусового горизонта урожайность падает по той причине, что наибольшую мощность-гумусового горизонта имеют почвы по пониженным элементам мезо- и микрорельефа, где скапливаются талые воды и происходит вымокание ржи. В этих же точках и наиболее высокая засоренность посевов. Падение урожайности ячменя при увеличении гумусового горизонта в солонцах отмечается также И.Т. Трофимовым и B.C. Курсаковои (1990). Это связано так же с распределением влаги по элементам рельефа. На засоленных почвах мощность гумусового горизонта в формировании урожайности озимой менее значительна. На первое место выходит глубина залегания капиллярной каймы и солевого максимума.
Тем не менее, наиболее высокая урожайность зеленой массы озимой ржи получена на засоленных почвах с более мощным гумусовым горизонтом (Курсакова, Иванов, Трофимов, 1999). _ Содержание гумуса. в серых лесных почвах оказывает существенное влияние на урожайность озимой ржи. Наиболее высокая урожайность получена при содержании гумуса 3,1-3,5% (пятый ранг).
Более высокое содержание гумуса отмечается по глубоким западинам, где складываются неблагоприятные условия для роста и развития растений в связи с переувлажнением в весенний период на вершинах и склонах серые лесные почвы содержание гумуса от 2 до 3%, что связано с водной эрозией. В этой связи оптимальное содержание гумуса в серых лесных почвах района исследований составляет в пределах 3,13-3,5%. Исследованиями Т.Н. Кулаковской и В.И. Матвеевой (1978) установлено, что границы оптимума содержания гумуса в дерново-подзолистых почвах в значительной степени: определяется механическим составом почв.
Влияние химической мелиорации на структурное состояние и плотность почвы
Одним из важнейших факторов плодородия почв является структура. Еще Н.А. Качинский (1963) писал, что отрицать значимость структуры - это значит отрицать значимость всех физических свойств почвы, тесно со структурой связанных, а с физическими свойствами - воздушными, водными, тепловыми - нераздельно сопряжены: химизм почвы и биологическая (в том числе микробиологическая) деятельность в ней..
Таким образом, противники структуры почвы, сами того не осознавая, фактически отрицают значимость плодородия почвы. Позднее И.Б. Ревут (1965) показал, что макроструктура в почве является мощным своеобразным регулятором плотности, влажности, газообмена, состава почвенного воздуха, а следовательно, и биологических процессов, протекающих в почве.
Исследованию структуры серых лесных почв подтаежной лиственно-лесной зоны Сибири были посвящены работы ряда исследователей. Ими установлено, что под влиянием длительного использования в пашне и бессистемной обработки серых лесных почв в них резко уменьшается содержание водопрочных агрегатов (Агрофизическая характеристика почв Сибири, 1976). Количество агрегатов более I мм не превышает 4-7% от массы почвы.. Значительное уменьшение содержания водопрочных агрегатов в серой лесной почве под влиянием использования в пашне отмечено Л.М. Бурлаковой (1959). По ее данным содержание водопрочных агрегатов в целинной почве в слое 0-20 см составляет 65,1%, в старопахотной почве в этом же слое 24,5%.
На Бие-Чумышской возвышенной равнине и на террасах реки Оби в серых лесных почвах содержание водопрочных агрегатов также не велико. Так в пахотном слое содержание водопрочных агрегатов 0,25 мм составляет лишь 12-23%, а крупные 1 мм только 0,4-3% (Трубецкая, Панфилов, 1968). Низкое содержание водопрочных агрегатов связано с преобладанием в гранулометрическом составе крупно-пылеватой фракции и незначительным содержанием гумуса, В иллювиальном горизонте содержание водопрочных агрегатов достигает 30-50%, что связано с обогащением этого горизонта минеральными и органо-минеральными коллоидами. Практически можно считать, что старопахотные серые лесные почвы являются бесструктурными. Поэтому мероприятия направленные на улучшение структурного состояния почв являются необходимыми.
Исследования, проведенные в этом направлении, показали, что важная роль в оструктуривании серых лесных, почв принадлежит многолетним травам, а также органическим удобрениям. В опытах З.Д. Кузнецовой (1954) количество водопрочных агрегатов крупнее 0,25 мм в темно-серой лесной почве увеличивается с 28% на старопашне до 64% по травосмеси из клевера и тимофеевки. Значительное увеличение водопрочных агрегатов отмечается и под однолетними культурами, посеянными по пласту многолетних трав.
Высокий эффект дают на серых лесных почвах искусственные структурообразователи. А.П. Трубецкой (1964) установлено, что внесение полиакриламида в дозе 0,06% сухого вещества от веса почвы повысило содержание водопрочных агрегатов в слое 0-10 см на 24-28%. При этом существенно повысилась водопроницаемость почвы. Созданная структура не разрушалась и сохраняла действие в течение всего вегетационного периода. В результате действия- полиакриламида урожайность кукурузы повысилась на 103 ц/га.
Однако, способы обработки не оказывают существенного влияния на содержание водопрочных агрегатов в почве (Кузнецов, Вилесов 1968). В целинных серых лесных почвах содержание водопрочных агрегатов в гор. Ai достигает 75% (таблица 18), однако при вовлечении их в пашню содержание водопрочных агрегатов резко уменьшается до 24,4%. Одной; из причин низкого содержания агрегатов в серых лесных почвах является недостаток кальция, который является коагулятором коллоидов.
В этой связи нами изучено влияние дефеката в дозе 15 т/га на структурный и агрегатный состав серой лесной почвы. Действие дефеката на увеличение содержания водопрочных агрегатов проявляется довольно быстро. Уже через три месяца после внесения содержание водопрочных агрегатов 0,25 мм увеличилось с 11,3 до 17,1% (Чернецова,. Иванов, Толстов, 2000). В другом опыте на темно-серой лесной почве под пшеницей применение извести в дозе 5 т/га также способствует увеличению содержания водопрочных агрегатов с 30,2% до 39%. Среди водопрочных агрегатов преобладает фракция 1-025 мм.
На содержание водопрочных агрегатов влияет не только внесение мелиоранта но и возделываемые культуры. Под озимой рожью в фазу созревания на контроле содержание водопрочных агрегатов было 24,4%, а под озимой рожью с озимой викой содержание их увеличилось до 29,2%. Внесение дефеката под изучаемые культуры на серых лесных почвах способствовало еще большему увеличению содержания агрегатов. Однако, уровень содержания водопрочных агрегатов в целинных почвах не достигнут, что по-видимому, связано с механическими обработками и резким уменьшением содержания гумуса. Таким образом, внесение дефеката в серые лесные почвы под озимую рожь повышает содержание водопрочных агрегатов на 30%. При этом коэффициент структурности повышается с 0,54 на контроле до 1,02 при внесении дефеката.
Исследованиями В.В. Медведева (1987) установлено, что для зерновых культур (ячменя, проса, озимой пшеницы) в первый период развития наиболее благоприятные условия увлажнения и питания растений имеет пахотный слой с крупнокомковатой структурой, содержащей агрегаты размером от 2 до 5 мм - 70-80%, 5-0,25 - 20%, менее 0,25 мм не более 5%. В последующие периоды должны преобладать агрегаты 5-2 мм.
В условиях недостаточного водоснабжения и слабой обеспеченности элементами минерального питания соотношение содержания структурных компонентов должно быть следующее: 2-5 мм - 10-15%; 5-2 мм - 20%; 2-0,25 мм 45-60%, меньше 0,25% - не более 15%. Эти данные приведены В.В, Медведевым для черноземов Украины. В наших опытах такое содержание структурных компонентов не достигнуто. Однако по содержанию ценных агрегатов 5-2 мм мы приближаемся к оптимальному количеству. По данным В.В. Медведева их в почве должно быть 20%, в наших полевых опытах содержание их достигло 15%, что близко к оптимальному содержанию.
