Содержание к диссертации
Введение
1. Особенности почвенных процессов при возделывании риса и применение ингибиторов нитрификации для регулирования азотного режима (обзор литературы) 9
1.1. Плодородие рисовых почв и влияние культуры риса на его показатели .9
1.2. Азотный режим почвы при возделывании риса .19
1.3. Регулирование азотного режима рисовой почвы при использовании ингибитора нитрификации
2. Объекты и методы исследований .34
3. Условия почвообразования района исследований
3.1. Геоморфология, климат и агроклиматические условия в годы проведения исследований 41
3.2. Гидрология, растительность и почвообразующие породы .45
4. Характеристика рисовой лугово-чернозёмной почвы в агроценозах рисового севооборота (результаты исследований) 47
4.1. Морфометрические показатели и агрофизические свойства 47
4.2. Физико-химические свойства
5. Гумусное состояние рисовой лугово-чернозёмной почвы и влияние ингибитора нитрификации на его групповой и фракционный состав .53
6. Азотный режим и урожайность риса при применении ингибиторов нитрификации .62
6.1. Азотный режим рисовой лугово-чернозёмной почвы при возделывании риса 62
6.2. Динамика подвижных форм азота в рисовой лугово-чернозёмной почве при применении ингибиторов нитрификации .73
6.3. Влияние ингибиторов нитрификации в рисовой лугово-чернозёмной почве на ростовые процессы, урожайность, вынос и коэффициент использования азота растениями риса .76
7. Оценка экономической эффективности применения ингибиторов нитрификации при возделывании риса на рисовой лугово-чернозёмной почве 87
Выводы .91
Предложения производству 93
Список использованной литературы
- Регулирование азотного режима рисовой почвы при использовании ингибитора нитрификации
- Гидрология, растительность и почвообразующие породы
- Физико-химические свойства
- Динамика подвижных форм азота в рисовой лугово-чернозёмной почве при применении ингибиторов нитрификации
Введение к работе
Актуальность темы. Расположенные на территории
Краснодарского края в районе дельты реки Кубань различные почвы, вовлеченные в рисоводство в результате строительства инженерных рисовых оросительных систем, выделены впоследствии в отдельный тип рисовых почв. За длительный период в условиях созданного специфического водно-воздушного режима они приобрели характерные морфологические признаки и свойства. Это характерно и для рисовых лугово-чернозёмных почв, широко распространенных при возделывании риса в Краснодарском крае (В.Ф. Вальков, Ю.А. Штомпель и др., 1996).
Главными особенностями почв рисовых полей являются
периодичность затопления, влекущая за собой смену окислительно-
восстановительных условий, и антропогенная преобразованность, которая
способствуют потерям гумуса, что связано в значительной степени с
изменением его качественного состава и в первую очередь с возрастанием
доли подвижных гуминовых и фульвокислот. От этих изменений зависит
и азотный режим, который обуславливается направленностью
микробиологических процессов, в частности трансформации соединений азота в почве. Накопившиеся нитраты теряются из почвы в результате вымывания с фильтрующимися сквозь почвенную толщу и сбросными водами, а также улетучивания газообразных соединений азота (N2, N2O) вследствие активной денитрификации. Это является негативным фактором вызывающим загрязнение окружающей среды и ухудшение азотного режима почвы (С.А. Николаева, 1975; Н.М. Костенков, 1976; А.Х. Шеуджен, 2000; A. Dobermann, 2000; А.И. Осипов, О.А. Соколов, 2001; А.Ч. Уджуху, В.Ф. Шащенко, 2003; С.В. Кизинек, 2011).
Несмотря на изученность вопроса трансформации азота в рисовых почвах, целый ряд аспектов требует дополнительного изучения, что обусловливает необходимость разработки технологических приёмов влияния на азотный режим почвы в целях, повышения эффективности питания азотом растений риса и сокращения его потерь при сохранении плодородия почвы. В связи с этим изучение влияния ингибитора нитрификации на органические и минеральные формы азота рисовой лугово-чернозёмной почвы, а также на ее гумусное состояние, является актуальным в условиях интенсификации производства риса.
Цель исследований. Целью диссертационной работы является изучение особенностей азотного режимa и гумусного состояния рисовой
лугово-чернозёмной почвы при примeнении ингибитoров нитрификации для улучшения азотнoго питания, сохранения и воспроизводства плодородия почвы и повышения урожайности риса.
В задачи исследований входило:
-
Изучить гранулометрический состав, агрофизические и физико-химические свойства рисовой лугово-чернозёмной почвы.
-
Определить гумусное состояние рисовой лугово-чернозёмной почвы и влияние ингибитора нитрификации на его групповой и фракционный состав.
-
Установить влияние ингибитора нитрификации на сезонные изменения содержания органических и минеральных форм азота в изучаемой почве.
-
Выявить динамику содержания нитратного и аммонийного азота в исследуемой почве при применении ингибиторов нитрификации и установить их влияние на интенсивность ростовых процессов и урожайность риса.
-
Дать экономическую оценку эффективности применения ингибиторов нитрификации при возделывании риса на рисовой лугово-чернозёмной почве.
Научная новизна результатов исследований. Впервые в регионе проведено комплексное изучение особенностей азотного режима и гумусного состояния рисовой лугово-чернозёмной почвы при применении ингибиторов нитрификации для улучшения азотного питания риса, повышения его урожайности при сохранении плодородия почвы.
Практическая значимость. Для рисосеющих сельскохозяйственных предприятий Краснодарского края разработаны мероприятия по повышению обеспеченности рисовых почв азотом при применении ингибиторов нитрификации, способствующих повышению урожайности риса, снижению экологической нагрузки на почву и сохранению ее плодородия.
Основные положения, выносимые на защиту:
1. Изменение свойств рисовой лугово-чернозёмной почвы в
агроценозах рисового севооборота.
2. Влияние ингибиторов нитрификации на групповой и фракционный
состав гумуса рисовой лугово-чернозёмной почвы.
3. Изменение азотного режима в рисовой лугово-чернозёмной почве
под действием ингибиторов нитрификации.
Апробация работы. Основные результаты исследований ежегодно
рассматривались на 46-49-ой международных научных конференциях ГНУ
ВНИИА им. Д.Н. Прянишникова, г. Москва (2012-2015 гг.); региональной
научно-практической конференции «Проблемы и перспективы
агропромышленного комплекса республики Адыгея», ГНУ Адыгейский научно-исследовательский институт сельского хозяйства, г. Майкоп (2012 г.); 6-ой международной научно-практической конференции молодых учёных «Научное обоснование агропромышленного комплекса» ФГУ ВПО «Кубанский государственный аграрный университет», г. Краснодар (2012 г); 2-ой международной конференции «Инновационные разработки молодых учёных – развитию агропромышленного комплекса», ГНУ Ставропольский НИИ животноводства и кормопроизводства (ВНИИОК), г. Ставрополь, (2013 г.); 8-ой конференции «Анапа – 2014», «Перспективы использования новых форм удобрений, средств защиты и регуляторов роста растений в агротехнологиях сельскохозяйственных культур», г. Анапа (2014 г.); 2-ой международной научно-практической конференции молодых учёных, преподавателей, аспирантов, студентов «Инновационные разработки молодых учёных для развития АПК», г. Краснодар (2014 г.).
Публикации. Основные результаты исследований опубликованы в 16 работах, общим объемом 5,5 п.л. (доля личного участия составляет 3,5 п.л.), из них 2 работы в изданиях, рекомендованных ВАК.
Структура и объем работы. Диссертация изложена на 128 страницах компьютерного текста. Работа состоит из введения, семи глав, выводов, предложений производству, списка использованной литературы, включающего 229 источников, в том числе 80 иностранных авторов. Работа включает 20 таблиц, 10 рисунков и 10 приложений.
Личный вклад автора. Автору принадлежит 90 % диссертационной
работы. Под руководством научного руководителя соискателем была
разработана рабочая программа исследований, определены основные
научные положения диссертационной работы, проведены полевые опыты и
выполнены аналитические работы в лаборатории агрохимии и
почвоведения ФГБНУ «Всероссийский научно-исследовательский
институт риса», проанализированы, статистически обработаны и опубликованы полученные результаты исследований, составлены выводы и предложения производству.
Регулирование азотного режима рисовой почвы при использовании ингибитора нитрификации
Рис это единственная культура, для которой необходимы искусственно созданные сельскохозяйственные угодья. Все эти действия вызывают изменения пахатного и подпахотного слоев почвы, нарушая их естественное строение, сложение и свойства.
Условия периодического затoпления почвы под рис и последующего её просушивания оказывают существенное воздействие на почвообразовательный процесс. Возделывание риса приводит к направленному изменению плодородия почв рисовых полей, приобретению ими особых и ранее не свойственных им режимов и свойств. Поэтому эти почвы представляют собой независимую единицу в почвенной классификации – рисoвые почвы [25].
К типу рисовых почв могут относиться почвы, которые используются в рисовом севообороте, вне зависимости от их исходного генезиса. Специфические условия данных почв обусловлены происходящими в них процессами, связанными с возделыванием культуры риса. Для рисовых почвхарактерно повсеместная антропогенная преобразованность исходного профиля.
Существующий термин «рисовая почва» (в англ. «paddy soil») характерен для почв особенного специфического способа их использования. Это почвы, поверхность которых затоплена водой в течение всего или части периода вегетации [85, 159].
Учёными в 30-е годы ХХ века были начаты генетические исследования и разработана классификация рисовых почв Китая, которые в последующем были обобщены Гоном [177, 178, 179, 180].
В современной классификации, рисовые почвы следует относить к техногенным почвам. В соответствии с основными положениями мировой коррелятивной базы (2007) [93], они были установлены одними из первых антропогенно преобразованных почв и отнесены к Антросолям, которые имеют особый иррагриковый горизонт[35]
В новой клaссификации почв России (2004) положение рисовых почв неоднозначно. По антропогенному-преобразованию они могут относиться к отделу Агрозёмов, но по влиянию ирригационных вод на формирование минерального и органического материала их можно отнести к Стратозёмам [68, 147].
Распространение рисовых почв ограничено регионами выращивания культуры риса, они образуются в условиях жаркого и влажного климата. По данным ООН, география выращивания риса включает 116 стран и основная часть этих почв в мире сосредоточена в таких странах, как Китай, Индия, Индонезия, Бангладеш, Таиланд, Япония, Вьетнам и Бирма [68, 184, 202, 206, 225].
В 2014 году в России площади посевов риса по данным Росстата, насчитывали 196, 7 тыс. га, что на 3,4 % больше чем в 2013 году, и меньше на 2,3 % чем в 2012 году. За последние пять лет посевы риса в РФ выросли на 7,6 %, а за десятилетний период на 48,9 %. Основным регионом возделывания риса в РоссииявляетсяКраснодарский край, в нём сосредоточено 66,5 % от всех посевных площадей риса в Российской Федерации [114].
В Российской Федерации наибольшие площади занятые под рис находятся в Краснoдарском крае ( 233,6 тыс.га). В основном это плавневые зоны, которые прежде практически не использовались под выращивание сельскохозяйственных культур. На этой территории рис возделывается уже более 80 лет. За это время используемые под рис почвы претерпели значительные изменения [122, 134].
Кубань является наиболее развитымрайоном рисосеяния на всём Северном Кавказе. Основная зона выращивания риса расположена в низовьях р.Кубань, в том числе в дeльте и пойме Кубани, Закубанской и Приaзовской плавнях. Низовья реки Кубаньв геологическом отношении характеризуются довольносовременными отложениями и достаточно пестрым литологическим составом. В районе обширной дельты встречаются осадочные отложения озерно-болотного и морского происхождения. Суглинки залегают на периферии лиманов и низин а пониженные участки местности сложены глинами. Песчаные грунты встречаются только вдоль гряд ериков. Почвообразующие и подстилающиепороды - глины, средние и тяжелые суглинки. На всей территории дельты наблюдается засоление грунтов 0,1 - 2,0 %, с увеличением глубины оно возрастает и местами доходит до сильного. Тип засоления в основном гидрокарбонатно-сульфатный и сульфатно-хлоридный [1, 2, 24, 25, 32, 131].
В дельте р. Кубань основными подтипaми рисовых почв являются: лугово-чернозёмные, луговые, аллювиальные лугово-болотные почвы. Преобладающими в низовьях Кубани, являютсялугово-чернозёмные почвы (бывшие чернозёмы, луговато- и лугово- чернозёмные) имеющие гумусовый горизонто до 100 - 120 см с количеством гумуса 3,0 - 4,2% [19, 25, 122]. В верхней части горизонтаВ залегает уплотненный слабоводопроницаемый слой. Засоление этих почв очень слабое, не превышающее 0,1 - 0,2% по сухому остатку. В пониженниях рельефа на современных отложениях реки Кубань размещены лугово-болотные, плавнево-луговые, плавнево-болотные и торфяно-глеевые почвы с резко выраженными признаками заболачивания, плавневые и болотные почвы на разных субстратах.
Гидрология, растительность и почвообразующие породы
На опытном участке по диагонали чекабыли заложены в 4- х кратной повторности фиксированные площадки, [44, 48,49, 51, 122]. Делянки располагались в соответствии со схемой опыта, ихобщая площадь составляла – 25 м2, учётная – 20 м2. Почва опытного участка – рисовая лугово чернозёмнаясверхмощная тяжелосуглинистая на лёссовидных суглинках. Высеваемый сорт риса – Хазар [61]. Изучаемая лугово-черноземная почва характеризовалась следующими агрохимическими показателями: рН – 7,20, гумус – 3,24 %, N общ. - 0,23%, Р общ. – 0,22%, К общ. – 1,72 %, азот легкогидролизуемый – 6,60 мг/100 г,NН4 обменный - 0,93 мг/100 г, Р2О5 подвижный – 3,63 мг/100 г, К2О обменный – 25,0 мг/100 г. Предшественники: 2010 г. – рис после пара; 2011 г. – рис 2-й год после риса; 2012 г. – рис 3- й год после риса; Азотное, фосфорсодержащее и калийное удобрение вносили в соответствии со схемой опыта: карбамид (46% д.в.), аммофос, (N- 12 %, Р- 52 % д.в.) и хлористый калий (57 % д.в.) применяли полной дозой в основной приём.
Ингибитор нитрификации АТГ (4-амино – 1, 2,4- триазол) – белый кристаллический порошок. Температура плавления – 800 С. Хорошо растворим в воде, слаборастворим в низкомолекулярных спиртах и ацетоне, нерастворим в бензоле, ксилоле и эфире. В рекомендуемых дозах не токсичен для теплокровных [95].
Ингибитор нитрификации (АТГ) в количестве 1% от дозы азота удобрения вносили ранцевым опрыскивателем на поверхность почвы и внесенных ранее азотных удобрений с последующей заделкой в почву на 5-7 см.
Режим орошения – укороченное затопление. Технология возделывания риса – общепринятая [122].
С фиксированных площадок весной (до внесения удобрений, ингибитора нитрификации и посева риса) и осенью (после уборки) с глубин 0-10 см, 20-30 см, проводился отбор почвенных образцов, в которых были проведены следующие анализы: 1. Определение содержания в почве общего азота - методом мокрого озоления по Кьельдалю в модификации Кудеярова [62]; 2. Определение содержания легкогидролизуемого азота –методом Тюрина и Кононовой в модификации Кудеярова [145]; 3. Ускоренное определение состава гумуса минеральных почв по М. М. Коновой и Н. П. Бельчиковой [69]; 4. Определение содержания трудногидролизуемого азота – по методу Шконде и Королёвой [145]; 5. Определение содержания азота негидролизуемого – по методу Кьельдаля[145]; 6. Определение содержания обменного аммония – феноловым методом в модификации Кудеярова [62]; 7. Определение фиксированный аммония в почве по методу Могилевкиной [62]; 8. Нитраты – по методу Грандваль-Ляжу [62]. 9. Учёт урожайности риса вели поделяночно, с приведением полученных данных к стандартным показателям по чистоте (100 %) и влажности (14 %) зерна. В 2011 – 2014 гг. был заложен опыт № 2 на рисовой лугово чернозёмной почве рисовой оросительной системы ФГБНУ «ВНИИ риса». Проводились исследования по изучению влияния применения ингибиторов нитрификации АТГ и гуанозол вносимых совместно с азотным удобрением (карбамид) на азотный режим почвы, повышение эффективности азота удобрений и обеспеченность растений азотным питанием (опыт № 2). Схема опыта № 2: 1. N0P90K60 –фон; 2. Фон + N120 (в основнoй приём перед посевом риса); 3. Фон+ N60(в основной приём перед посевoм риса)+ N60 (5-6 листьев); 4. Фон + N120 + ингибитор нитрификaции АТГ (стандарт) – в основной приём перед посевом риса 5. Фон + N120 + ингибитор нитрификaции гуанозол – в основной приём перед посевом риса. Азотное (карбамид 46 % д.в.), фосфорное (двойной суперфосфат, 46 % д.в.) и калийное (хлористый калий, 57 % д.в.) удобрения на делянки вносили вручную полной дозой в основной прием с последующей заделкой в почву.
Ингибитор нитрификации гуанозол (3, 5 – амино – 1, 2, 4 – триазол солянокислый) представляет собой серый кристаллический порошок. Хорошо растворяется в воде. Ингибиторы нитрификации в количестве 1 % от дозы азота удобрений вносили ранцевым опрыскивателем на поверхность почвы одновременно с азотным удобрением до посева риса с последующей заделкой на 5 -7 см.
Почва опытного участка – лугово-чернозёмная слабосолонцеватая тяжелосуглинистая на лёссовидных суглинках, характеризовалась следующими показателями: рН водной вытяжки -7,15, содержание гумуса 3,3 %, валового азота 0,26 %, фосфора 0,20 % и калия 1,68 %. Количество легкогидролизуемого азота 4,37 мг/100 г, обменного аммония 0, 81 мг/100 г., нитратов 1,22 мг/100 г, подвижного фосфора 2,45 мг/100 г., подвижного калия 24,8 мг/100 г, обменного натрия – 9,3 %. Исследуемая почва вовлечена в двухпольный рисовый севооборот с чередованием: рис - пар. Использовали районированный сорт риса Хазар, норма высева – 7 млн. всхожих семян на 1 гектар. Площадь делянок: - 15 м2 общая, учетная – 12 м2, повторность 4-х кратная.Режим орошения – укороченное затопление.Технология возделывания риса – согласно рекомендациям ВНИИ риса [123]. На опытных делянках по фазам вегетации (всходы, кущение, вымётывание-цветение) с глубины 0-20 см были отобраны почвенные образцы и проведены анализы для определения содержания обменного аммония-феноловым методом в модификации Кудеярова и нитратов – методом Градваль- Ляжу [62, 145].
Растительные образцы отбирали в фазы всходов, кущения и вымётывания-цветения. В надземных органах растений определяли линейные размеры – путём измерений при помощи линейки, сухую массу надземной части растений путём высушивания в термостате при температуре 105 0 (6 часов) и взвешивании. В фазе созревания определяли содержание общего азота в растении по Кельдалю [62]. Коэффициент использования азота растениями риса рассчитывали разностным методом. Фотометрическую диагностику азотного питания растений проводили в фазы кущения и вымётывания-цветения с помощью прибора «N-тестер» (MinoltaSPAD 502), а измерение площади листовой поверхности – портативным счётчиком площади листьев Li3000-А (в фазы всходов, кущения, выметывания-цветения).
В фазу полной спелости со всех делянок опыта были отобраны модельные снопы (15 растений) для биометрического анализа, при котором учитывали: высоту растений, длину метелки, продуктивную кустистость, массу зерна с растения и массу 1000 зерен, рассчитывали: пустозерность, отношение массы зерна к массе соломы [47, 48, 49]. Проводили подсчет густоты стояния растений в фазу всходов (2-3 листа) и перед уборкой.
Урожайность риса учитывали поделяночно, с приведением полученных данных к стандартным показателям по чистоте (100 %) и влажности (14 %) зерна. Технологическая оценка качества крупы риса определялась по следующим признакам: выход крупы, трещиноватость (ГОСТ 10846-91), плёнчатость (ГОСТ 10843-76), стекловидность (ГОСТ 10842-76). Статистическую обработку данных полученных в результате исследований проводили по Б.А. Доспехову дисперсионным методомпри помощи компьютерной обработки данных в программах Statistica 6 и MicrosoftWordExcel[47, 48].
Физико-химические свойства
С наступлением жаркой погоды в июле, развитие риса ускорилось. Вымётывание метёлки отмечалось в конце июля – начале августа, несколько раньше средних многолетних сроков.
Формирование и созревание зерна проходило при благоприятных погодных условиях. Лишь в отдельные дни созревание зерна риса сдерживалось из-за низких ночных температур. Уборка зерна риса производилась при благоприятных погодных условиях в сентябре – октябре [4].
В 2012 году рис развивался в условиях хорошей теплообеспеченности за период его вегетации сумма эффективных температур воздуха составила: выше +150 – 1000 -1250 0, на 270-470 0 выше нормы. Температура почвы на глубине 10 см находилась в оптимальных пределах (18-22 0) [5].
Всходы на посевах риса были получены на 15-20 день после посева. Период закладки метёлки на основной массе посевов проходил при достатке тепла и солнечного света, лишь впервой декаде июля посевы ощущали недостаток солнечного света.
Агрометеорологические условия в период формирования метёлки были в основном хорошими, но в отдельные дни ухудшались из-за аномально высоких температур воздуха и повышенной температуры воды (29-300) [5].
Формирование и созревание зерна проходило при благоприятных погодных условиях. Положительным фактором был умеренный температурный режим августа и обилие солнечного света.
Благоприятные условия для сева риса в рисосеющей зоне края в 2013 году сложились в конце апреля, когда почва на глубине 10 см прогрелась до 15-17 0 С. За вегетационный период риса сумма эффективных температур выше 15 0 составила 900 – 1100 0, 225 – 350 0 выше нормы, что обеспечило при этом хорошую теплообеспеченность [6].
Период формирования органов плодоношения проходил в условиях оптимального солнечного освещения и достаточной теплообеспеченности. В отдельные жаркие дни условия для закладки метёлки ухудшались из-за повышенной температуры воды (30-31 0) [6].
Вымётывание метёлки на посевах риса отмечалось в третьей декаде июля, на 10-15 дней раньше средних многолетних сроков. Этот период совпал с периодом неустойчивой погоды с выпадением ливневых осадков и низкими почвенными температурами (14 – 16 0), что ухудшало условия для оплодотворения завязи.
Формирование и налив зерна риса проходили при вполне благоприятных погодных условиях. Положительным фактором были умеренный температурный режим и обилие солнечного света. Наступление восковой спелости наблюдалось в конце августа. В сентябре частые дожди, повышенная влажность воздуха и недостаток тепла создавали малоблагоприятные условия для дозревания риса. Уборка риса в сентябре – начале октября проводилась в сложных и неблагоприятных погодных условиях. Из-за частых сильных дождей почва в чеках подсыхала медленно, что вызывало длительные перерывы в проведении уборочных работ. С прекращением осадков в начале октября условия для уборки риса улучшились [6].
Весной 2014 года сложились благоприятные погодные условия для сева риса. Теплообеспеченность риса в вегетационный период была хорошей. За период вегетации сумма эффективных температур выше 15 0С составила 985-12000 С, что на 240-420 0 С выше нормы.
Агрометеорологические условия в период формирования метёлки были в основном хорошими. Темпеература воды в большинстве чеков была в пределах оптимальной, продолжительность солнечного сияния превышала норму.
Рис убирали в сентябре-октябре, к середине октября уборка была завершена. В 2014 году получен рекордно высокий урожай риса, значительно выше среднего за последние пять лет. 3.2. Гидрология, растительность и почвообразующие породы
Существенное влияние на изменение гидрологии данногоучастка оказывает сеть оросительно-сбросных каналов на рисовых оросительных системах.
Рисовые агроландшафты унаследовали от замещенных ими биогенных ландшафтов повышенную минерализацию водных растворов. Впримыкающих к плавням ареалов наблюдается засоление, которое связано с повышенным содержанием легкорастворимых солей в почвообразующих и подстилающих породах. Оказывает влияние и бессточный или слабопроточный характер водного режима территории, а также сбросы минерализованных вод с рисовых систем [24, 25, 122, 185, 227].
Залегание грунтовых вод в плавневом ландшафте находится в пределах от 0 до 0,5 м и ниже; на рисовых системах молодой дельты – 1,0 – 1,5 м. На преобладающей территории рисовых систем зеркало грунтовых вод фиксируется на уровне 2,0-3,0 м [25, 122].
Территории ФГУ ЭСП «Красное» и ФГБНУ «ВНИИ риса» по природно-сельскохозяйственному районированию земельного фонда России относятся к степной и лесостепной зоне, Предкавказской лесостепной провинции [25, 146].
Растительный покров равнинной части несет на себе отпечаток глубокой антропогенной трансформации и практически полностью подвержен распашке. Естественная растительность сохранилась лишь на участках не удобных для сельскохозяйственного использования.
Растительный покров представлен луговым разнотравьем с его широким разнообразием: вьюнок полевой, осот полевой, донник, пырей ползучий, мак самосейка, воробейник полевой, звездчатка средняя, подмаренник цепкий, клевер, ширица запрокинутая, щетинник, марь белая, ежовник куриное просо мелкий, лядвенец, мятлик, подорожник, люцерна и амброзия полыннолистная – являющаяся злостным сорняком. Под данной растительностью сформировались почвы лугово-степного типа [27, 146]. В дельте Кубани основными подтипами рисовых почв являются: лугово-чернозёмные, луговые, аллювиальные лугово-болотные. Почвообразующими породами данных почв являются современные аллювиальные отложения
Рисовые лугово-черноземныепочвы Краснодарского края включают в себя бывшие черноземные почвы, а также луговато- и лугово-черноземные. Преобладающими являются рисовые лугово-чернозёмные почвы, площадь которых составляет 102,6 тыс. га или около 22 % от общей площади дельты. Значительная часть этих земель была освоена под рисовые оросительные системы. Они являются превалирующими в восточном секторе древней дельты и выделяются также в восточном секторе левобережной части дельты. Рисовые лугово-чрнозёмные почвы сформировались на деградированных лессовидных и аллювиальных породах преимущественно тяжелого гранулометрического состава [24, 25, 122].
Лёссовидные породы представляют собой пористую массу, обычно с преобладанием пылеватой фракции, с содержанием от 5 до 10 и даже более процентов карбонатов кальция и магния, серовато-жёлтой окраски. Эти породы способны образовывать и сохранять вертикальные стенки и являются очень хорошими почвообразующими породами.
Аллювиальные отложения являются продуктами выветривания горных пород формирующиеся под постоянным действием водных потов рек. Они характеризуются чёткой слоистостью, очень хорошей сортированностью материала, окатанностью и обладают различным с подстилающими породами минералогическим составом [25, 122].
Динамика подвижных форм азота в рисовой лугово-чернозёмной почве при применении ингибиторов нитрификации
Гумус является одной из самых активных и важных составных частей почвы, он также служит важным показателем оценки плодородия почвы. Многочисленными исследованиями установлено, что одним из наиболее ценных диагностических признаков оценки характера и направленности почвообразовательного процесса, и изменений происходящих в окультуренной почве является состав и свойства гумусовых веществ [10, 11, 12, 16, 19, 33, 54, 86, 87, 100, 111, 143, 151].
Гумусное состояние исследуемой почвы было проанализировано, наряду с непосредственными результатами химического анализа также с помощью расчетных показателей. Его оценка производилась по системе показателей, разработанной Л. А. Гришиной и Д.С. Орловым (1978) [43]. Из всех показателей, предусмотренных этой системой, наиболее приемлемыми для исследовательской практики являются показатели группового и фракционного состава гумуса, характеризующие верхние горизонты и не требующие полнопрофильного изучения почвы.
По данным И. В. Тюрина и Д. С. Орлова наибольшее значение для установления отличий качественного состава гумуса имеют как групповой, так и фракционный состав, характеризующий распределение гумусовых веществ по формам их связи с минеральными компонентами. Фракционный состав гумусовых веществ определяет кислотность (щелочность) почв, степень минерализованности почвенного материала и минералогического состава илистой фракции и поэтому является важнейшим дополнительным диагностическим признаком почв. Особенно информативным в этом отношении является соотношение первых двух фракций – ГВ-1 (свободных и связанных с подвижными полуторными оксидами) и ГВ-2 (связанных преимущественно с Са) [100, 132]. В ходе изучения изменения группового и фракционного состава рисовой лугово-чернозёмной почвы при внесении ингибитора нитрификации, были получены следующие данные: содержание общего углерода в исследуемой почве в слое 0-10 см в течение периода вегетации составляло 1,87 – 1,90 %. Существенных различий по этому показателю между вариантом с применением ингибитора нитрификации и вариантом без него в рисовой лугово-чернозёмной почве не установлено (приложение 2).
Количество гуминовых кислот в исследуемой почве в течение вегетационного периода снижалось. На контрольном варианте в слое почвы 0-10 см оно достигало– 6,3 % (приложение 2). При применении ингибитора нитрификации наблюдались аналогичные изменения этого показателя. Таким образом ингибитор нитрификации не повлиял на количественное содержание гуминовых кислот в изучаемой почве.
Наблюдались изменения фракционного состава гуминовых кислот, которые проявлялись в снижении содержания «свободной» фракции к периоду уборки риса в 2012 году на 2,8 % а в 2011 году на 15,3 % (рис. 6, 7). В варианте с применением ингибитора нитрификации снижение данной фракции составляло 6,7-8,8 % соответственно, что говорит о его положительном влиянии и сокращении потерь относительно контрольного варианта (таблицы 5, 6). По содержанию «свободных» гуминовых кислот в пахотном слое изучаемая почва относится к почвам с их низким содержанием.
Изменения наблюдались в пахотном горизонте в группе гуминовых кислот связанных с Са, как в варианте с ингибитором нитрификации, так и в контрольном варианте.Количество данной фракции в 2011 году к осени снизилось на 0,13 – 0,76 %, в 2012 г. на 0,9 – 0,34 % соответственно (рис. 3, 4, 5, 6). Так как, гуминовые кислоты этой фракции составляют в исследуемой почвеоколо 40 % от общего углерода почвы, то эти потери гуминовых кислот представляют ощутимую величину. Они могут быть связаны с восстановительными условиями, влияющими на преобразование части Таблица 5 – Сезонные изменения группового и фракционного состава гумуса рисовой лугово-чернозёмной почвы при выращивании риса по рису, %. Опыт 1. (2011 г.)
В изучаемой почве содержание гуминовых кислот, связанных с Са относительно суммы гуминовых кислот характеризуется, как среднее.При возделывании риса существует постоянный нисходящий ток влаги и отток почвенных растворов и это способствует вымыванию данной фракции из верхних горизонтов почвыв нижние.
При возделывании риса в результате затопления почвы создаются анаэробные условия и при достаточном количестве в почве ионов аммония и натрия протекают обменные реакции, в ходе которых Са в гуматах замещается на щелочные катионы с образованием гуматов аммония и натрия. Гуматы натрия обладают высокой миграционной способностью и могут вымываться за пределы почвенного профиля, что и обусловливает их потери.
Полученные данные согласуются с исследованиями Д.С. Орлова о том, что потеря гуминовых кислот связанных с Са оказывает отрицательное влияние на плодородие почвы, так как насыщенность почв кальцием способствует более интенсивной гумификации и закреплению гумусовых веществ в форме труднорастворимых кальциевых солей[101].
Количество фракций прочносвязанных гуминовых кислот в рисовой лугово-чернозёмной почве было подвержено незначительным колебаниям, не имеющим определённой закономерности. По содержанию прочносвязанных гуминовых кислот к сумме гуминовых кислот, изучаемая почва характеризуется их высоким содержанием.
Следовательно, общее количество гуминовых кислот рисовой лугово-чернозёмной почвы имеет тенденцию к снижению, к концу периода вегетации риса. Ингибитор нитрификации не оказал существенного влияния на данный процесс.