Введение к работе
Актуальность проблемы. XXVI съезд нашей партии и октябрьский (1984 г.) Пленум ЦК КПСС определили стратегические пути дальнейшего развития всех отраслей народнохозяйственного производства. Ключевой проблемой сельского -хозяйства на современном этапе является неуклонное наращивание производства зерна и кормов. В осуществлении этих задач большое место отводится химизации и мелиорации солонцовых почв, повышению их плодородия.
Одним из.наиболее перспективных и реальных путей улучшения солонцов является.их. химическая мелиорация с помощью кальций- и.кислотосодержащих отходов промышленности. Положительная, роль гипсования и кислования в коренном улучшении солонцов общеизвестна, однако, генетико-геогра-фическая неоднородность данных почв требует научно обоснованного подхода к выбору оптимальных доз мелиорантов и-экспериментальной проверки их в конкретных производственных условиях. Несмотря на многочисленные исследования, выполненные по изучению влияния:гипса (фосфогипса) и серной кислоты на химические, физико-химические и физические свойства солонцовых почв, до настоящего времени остаются открытыми вопросы, связанные с биологическими процессами в этих почвах при их химической мелиорации, в то время как в воспроизводстве и повышении эффективного плодородия почв лежат биохимические механизмы трансформации веществ и энергии, в которых принимают участие разнообразные представители почвенной микрофлоры. Наряду с изучением других свойств, познание интенсивности и направленности микробиологических и ферментативных процессов в солонцовых почвах при их мелиорации будет способствовать всесторонней оценке эффективности мелиоративных приемов, а также более научно обоснованному подходу к выбору оптимальных доз химических мелиорантов.
Цель и задачи исследований. Целью исследований было изучение изменений в микробиологической и ферментативной
ЦЕНТР/ЛоНАЯ J
НАУЧНА;* Е 5л;:отеуа-Мосч. сэлым їхол. акадсми*
им. К. А. Ти-.гирззаоа . -
активности солончаковых солонцов Волгоградского Заволжья под влиянием орошения и химической мелиорации.
В задачи исследований входило: 1) изучение численности 'и группового состава микрофлоры, а также интенсивности некоторых ферментативных процессов в целинных почвах солонцового комплекса и орошаемых солонцах Заволжья без их предварительной мелиорации; 2) исследование влияния раз-' личных по природе и дозам химических мелиорантов (гипса, фосфогипса, пирита и серной кислоты) на микробиологические и ферментативные процессы в солонцах, физико-химические свойства и урожайность сельскохозяйственных культур; 3) разработка.рекомендаций по выбору оптимальных доз кальций- и кислотосодержащих мелиорантов для улучшения солончаковых солонцов Заволжья.
Научная новизна. Получены новые данные по активности гидролитических и окислительно-восстановительных ферментов в целинных почвах солонцового комплекса Заволжья, установлены особенности действия гидролаз (инвертаза) и ок-сіідаз (кдталаза) в остаточно-, средне- и многонатриевых солонцах и показаны основные закономерности в изменении активности указанных ферментов под влиянием химических мелиорантов различной природы. В микробиологических исследованиях почв солонцовых комплексов впервые применен метод посева почвенной суспензии на нитритный агар. В работе приводятся также новые данные по изучению влияния возрастающих доз (половинных, расчетных, удвоенных) кальций-и кислотосодержащих мелиорантов на микрофлору и ферментативную активность солонцовых почв.
Практическая 'значимость работы. Выявлена возможность биологической индикации изменений, происходящих в солонцах под влиянием орошения и химической мелиорации. Показано, что повышение плодородия солончаковых солонцов Волгоградского Заволжья может быть достигнуто путем применения кальций- и кислотосодержащих мелиорантов. Разработаны рекомендации по гипсованию и кислованию указанных солонцов: Установлена целесообразность применения в данных условиях невысоких доз гипса и серной кислоты (6—9 т/га) с обязательным последующим внесением органических и минеральных удобрений.
Апробация работы. Результаты исследований были доложены на II конференции молодых ученых в Институте почвоведения и фотосинтеза АН СССР, г. Пущино, 1984 г.; конфе* ренции молодых ученых в ТСХА, г. Москва, 1984 г.; Всесоюзном совещании по мелиорации солонцов, г. Ставрополь, 1984 г.; научно-методическом и координационном Совете по мелиорации солонцов в Почвенном институте им. В. В. Докучаева, г.
Москва, 1985 г. и Всероссийском ШЇЙ орошаемого земледб* лия, г. Волгоград, 1985 г.
Публикация работы. По материалам диссертационной работы опубликовано две статьи.
Объем работы. Диссертация изложена на 150 страницах машинописного текста, содержит 34 таблицы, 19 рисунков. Список использованной литературы включает 363 источника, в том числе 26 — иностранных.
Исследования проводились в северо-западной части При* каспийской низменности. Климат данной территории засушливый и континентальный. Среднегодовое количество осадков составляет 270—300 мм. Рельеф равнинный, с хорошо выраженным микрорельефом. Естественная .растительность характеризуется неоднородностью, обусловленной комплексностью почвенного покрова. Объектами исследований были почвы 3-компонентного целинного солонцового комплекса Заволжья: солончаковые солонцы, зональные светло-каштановые солон-цевато-солончаковатые почвы, лугово-каштановые (темноцветные) почвы микрозападин, а.также орошаемые и мелиорированные остаточно-, средне- и многонатриевые солонцы в условиях полевых и модельных опытов.
Каштановые лугово-степные мелкие солончаковые солонцы занимают около 50% площади комплексов. Они сформированы на желто-бурых карбонатных суглинках, Характеризуются высокой карбонатностью.и засоленностью подсолонцово-го горизонта. Тип засоления нейтральный хлоридио-сульфат-ный. По механическому составу исследуемые солонцы — тяжелосуглинистые крупнопылевато-иловатые. По содержанию обменного натрия в иллювиальном горизонте — средненатриевые (25—30%). Орошаемые в течение 10 лет дождеванием солонцы— остаточнонатриевые и содержат до 10% натрия в ППК. Содержание гумуса и некоторые физико-химические свойства изучаемых почв приводятся в таблице 2.
Полевые опыты по химической мелиорации остаточно- и средненатриевых солонцов в неорошаемых и орошаемых условиях проводились на территории землепользования совхоза «Красный Октябрь» Палласовского района Волгоградской области. Постановка модельных опытов по мелиорации средне* и многонатриевых солонцов (содержащих 40—50% обменного натрия в ППК) осуществлена на кафедре почвоведения ТСХЛ. Схемы опытов предусматривают применение гипса, фосфогнпса, пирита и серной кислоты в полных, половинных и удвоенных дозах. Полные дозы мелиорантов рассчитаны исходя из содержания натрия в ППК. При мелиорации остаточ-
нонатриевых солонцов — по порогу коагуляции высокодиспер-сной фракции почзи, при мелиорации средне- и многонатриевых солонцов — по обменному натрию. Организация полевых опытов осуществлялась на основе рекомендаций, разработанных Почвенным институтом им. В. В. Докучаева. Размер делянок 10X20 м2, размер учетных площадок 5x5 м2, повторность вариантов 5-кратная. Заделка мелиорантов в почву производилась плугом без предплужника на глубину 30 см. Учет урожая проводился по методу пробных площадок (по 1 м2) в 10—15-кратной повторності! с каждой делянки опыта. Модельные опыты закладывались в колонках диаметром 65 мм с пористым дном, свободно пропускающим избыток оросительной воды. В период компостирования мелиорантов с почвой поддерживалась оптимальная влажность (75% от ППВ) и имитировалось орошение нормой воды 750 м3/га. Срок компостирования от 3 до 10 месяцев, повторность вариантов 3-кратная.
Микробиологическая и ферментативная активность почв целинного соломцового комплекса и орошаемых солонцов Заволжья изучалась в сезонной динамике по генетическим горн-зонтам почвенного профиля. С целью изучения пространственного варьирования активности ферментов из гумусовых горизонтов целинных солонцов, зональных светло-каштановых, темноцветных почв микрозападин, пахотного горизонта орошаемых и горизонта Ві целинных солонцов были отобраны индивидуальные образцы в 10—20-кратной повторності!.
В исследуемых образцах целинных почв, а также полевых и модельных опытов проводились следующие анализы: активность р-фруктофуранозидазы (инвертазы) КФ 3.2.1.26 и ката-лазы КФ 1.11.1.6 — по унифицированным методикам Галстя-на Л. Ш. (1978); содержание гумуса — экспресс-анализатором на углерод ЛН-7529; состав поглощенных оснований — по методу Пфеффера; плотный остаток водной вытяжки — гравиметрически; обменный натрий в уксусно-аммонийной вытяжке; рН в водной суспензии (1:5)—потенциометрически; pNa в пасте (1:1)—потенциометрически с использованием ионсе-лективного электрода марки ЭСЛ-51Г-04. В микробиологических исследованиях использованы методы посева почвенной суспензии на плотные питательные среды: мясопептонный агар (МПЛ), крахмало-аммиачный агар (КАЛ), нитритный агар (НА) и среду Чапека-Докса. Учитывались общая численность и групповой состав микрофлоры: спорообразующие бактерии на МПЛ и актиномицеты на КАЛ. Микробиологические анализы выполнены в смешанных образцах, химические и биохимические— в индивидуальных. Аналитическая повторность всех определений 3-кратная. Математическая обработка полученных данных осуществлялась методами вариационной статистики (Дмитриев Е. А., 1972; Доспехов Б. Л., 1973).
