Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Изученность вопроса и обоснование задач исследований 7
1.1. Дегумификация почвы и приемы ее предотвращения 7
1.2. Роль сидератов в сохранении экологомелиоративного равновесия в агроценозах
1.2.1 Воздействие сидератов на органическое вещество, пищевой режим и микробиологическую активность почвы
1.2.2. Сидеральные удобрения и фитосанитарное состояние полей 19
1.3. Физические свойства почв и влияние на них сидератов 19
1.4. Воздействие сидератов на продуктивность орошаемой пашни и качество растениеводческой продукции
Глава 2. Условия, методика и схема проведения исследований 28
2.1. Почвенно-климатические условия места проведения опытов 28
2.1.1. Климат 28
2.1.2. Почвы 30
2.2. Погодные условия 36
2.3. Агротехнические условия 41
2.3.1. Агротехника возделывания сидератов 41
2.3.2. Агротехника возделывания озимой пшеницы 42
2.3.3. Агротехника возделывания викоовсяной травосмеси 43
2.4. Схема опыта и методика проведения сопутствующих наблюдений и исследований43
Глава 3. Продуктивность и свойства однолетних сидеральных культур при орошении на темно-каштановых почвах 48
3.1.Поступление свежего органического вещества при сидерации 48
3.1.1. Надземная фитомасса 48
3.1.2. Масса корней 50
3.2. Химический состав сидеральных культур 52
Глава 4. Влияние сидеральных культур на агрофизические свойства орошаемой темно-каштановой почвы в звене зерно - кормового севооборота 57
4.1. Плотность сложения 57
4.2. Пористость почвы 63
4.2.1. Общая пористость 64
4.2.2. Пористость аэрации 66
4.3. Микроагрегатный состав 67
Глава 5. Влияние сидеральных культур на агрохимические свойства орошаемой темно-каштановой почвы в звене зерно - кормового севооборота 80
5.1 Баланс органического вещества 81
5.2 Баланс доступных элементов питания 89
Глава 6. Продуктивность и качество культур, возделываемых после сидеральных удобрений 105
6.1. Действие сидерации 105
6.2. Последействие сидерации 116
Глава 7. Эколого-экономическая эффективность сидерации 123
7.1.Экономическая эффективность 123
7.2 Экологическая эффективность 133
7.3.Эколого-экономическая эффективность 135
Выводы 138
Предложения производству 140
Список использованных источников 141
Приложения 172
- Роль сидератов в сохранении экологомелиоративного равновесия в агроценозах
- Агротехника возделывания сидератов
- Химический состав сидеральных культур
- Пористость почвы
Введение к работе
В регионах РФ с развитым сельскохозяйственным производством, как и во многих странах мира, происходит развитие деградационных почвенных процессов - дегумификации и ухудшения физических свойств. Это явление характерно и для поволжских областей РФ. За последние 20-30 лет содержание гумуса в почвах Самарской области уменьшилось на 0,2 - 2,2, Саратовской на 0,24 - 0,7, Волгоградской на 0,2 - 0,8 %. Возросла доля сильнодегумифицированных староорошаемых почв, характеризующихся прогрессирующим уплотнением и ухудшением агрономически ценной структуры.
Дегумификация почв является крайне нежелательным процессом. Это определяется, во-первых, огромной ролью гумуса в плодородии почвы, так как он является универсальной системой, определяющей и регулирующей уровень практически всех факторов, способствующих росту или падению почвенного плодородия, во-вторых, снижением продуктивности пашни и увеличением затратности земледелия, сложностью восстановления потенциального плодородия. Особо остро проблема предотвращения дегумификации стоит в орошаемом земледелии. Это связано с созданием здесь условий ускоренной минерализации свежего органического вещества и быстрого возникновения его дефицита в почве, увеличивающего нагрузку на гумус и вызывающего его усиленное разложение.
Не менее важной задачей мелиоративной науки и практики является сохранение благоприятного физического состояния орошаемых почв. Уплотнение, обесструктуривание почв приводит к ухудшению водного, воздушного и пищевого режимов почв, увеличению затрат на их обработку, снижению отдачи от затрат на орошаемое земледелие.
Изучением способов предотвращения дегумификации, уплотнения почв, потери агрономически ценной структуры занимались многие ученые. Установлено, что эффективным приемом является внесение навоза. Однако, недостаточные его запасы и большие затраты на приготовление и внесение
4 ограничивают возможности предотвращения дегумификации и физической деградации данным способом. Альтернативным, но практически не используемым в мелиоративной практике фитомелиоративным приемом является сидерация. Она требует глубоких исследований и, прежде всего, изучения возможности использования различных культур в качестве сидеральных удобрений, обоснования его эколого-эконономической целесообразности. Решению данной задачи и посвящена настоящая диссертационная работа.
Цель и задачи исследований.
Цель исследований - повышение плодородия староорошаемых темно-каштановых почв Заволжья на основе разработки фитомелиоративного приема - сидерации, обеспечивающего улучшение агрофизических свойств и предотвращение дегумификации.
Для достижения поставленной цели решались задачи:
Моделирование влияния различных сидератов на физические и агрохимические свойства орошаемых темно-каштановых почв.
Определение агроэкологомелиоративной эффективности совместного применения сидеральных и минеральных удобрений.
Установление зависимости между сидеральной фитомассой, ее химическим составом, поступлением питательных элементов с зелеными и минеральными удобрениями и продуктивностью звена кормо-зернового севооборота.
Подбор наиболее эффективных однолетних сидеральных культур для орошаемых севооборотов сухостепной зоны Поволжья.
- Определение эколого-экономической эффективности сидерации
Научная новизна. Изучено фитомелиоративное воздействие запашки
различных сидеральных культур и разработаны модели влияния сидератов на физические и агрохимические свойства орошаемых темно-каштановых почв. Саратовского Заволжья. Установлены зависимости влияния сидерации на продуктивность орошаемой пашни. Доказана эколого-экономическая
5 эффективность данного приема при запашке фитомассы злаково-бобовых культур.
Практическая значимость. Введение в состав орошаемых кормо-зерновых севооборотов Саратовского Заволжья сидеральных культур, обеспечивающих значительное поступление свежего органического вещества с оптимальным соотношением N:C позволит уменьшить дефицитность гумусового баланса, улучшить физическое состояние орошаемых темно-каштановых почв и повысить продуктивность орошаемых земель и рентабельность поливного земледелия.
Реализация результатов исследований. Разработанный прием фитомелиоративного улучшения плодородия староорошаемых сильно дегумифицированных почв на основе сидерации злаково-бобовой фитомассой был внедрен в 2004-2005 гг. в опытно-производственном хозяйстве Волжского НИИ гидротехники и мелиорации. Экономический эффект составил 54 тыс. рублей.
Апробация работы. Основные результаты работы докладывались на Международной научно-практической конференции (Улан-Удэ, 2003); Международной научно-практической конференции «Агроэкологические проблемы сельскохозяйственного производства (Пенза, 2005); Международная конференция «Биоразнообразие экосистем Поволжья: прошлое,современное состояние, будущее» (Саратов, 2005); Всероссийская конференция «VII Докучаевские молодежные чтения » (Санкт - Петербург, 2004); Всероссийская научно-практическая конференция, посвященная 117 годовщине со дня рождения Н.И. Вавилова (Саратов, 2004).
Публикации. По материалам диссертации опубликовано 10 печатных работ.
Основные положения, выносимые на защиту: Модели влияния различных сидератов на физические и агрохимические свойства орошаемых темно-каштановых почв.
Зависимости между сидеральной фитомассой, ее химическим составом, поступлением питательных элементов с зелеными и минеральными удобрениями и продуктивностью звена кормо-зернового севооборота
Сравнительная характеристика фитомелиорирующего действия различных однолетних сидеральных культур;
Обоснование состава наиболее эффективных однолетних сидеральных культур для орошаемых кормозерновых севооборотов сухостепной зоны Поволжья.
Роль сидератов в сохранении экологомелиоративного равновесия в агроценозах
Многочисленными исследованиями Н.С. Авдонина, 1972, Е.А. Даниловой, О.А.Кудряшовой, 1978, В.В. Пронько, 1981, О.А. Кудряшовой, В.В. Кравченко, 1987 и других установлено, что основой экологомелиоративного равновесия в современных агроценозах является гумусное состояние почв. Это обусловлено тем, что от содержания гумуса зависит большинство агрономически важных свойств почвы: плотность, пористость, структурность, поглотительная и водоудерживающая способность, кислотность, буферность, биологическая активность и другие.
В связи с этим С.С. Кулюпин, 1997; A.M. Лыков, Б.П. Боинчак, М.С. Вьюгин, 1984; И.В. Мимаев, Б.С. Маслов, К.В. Губер, 1989, и другие ученые считают необходимым вводить в систему земледелия, особенно орошаемого, приемы биологической мелиорации, которые согласно результатам их исследований обеспечивают сохранение экологического равновесия биосферы, плодородия почвы и повышение урожайности сельскохозяйственных культур.
Одним из эффективных приемов биологической мелиорации является применение зеленого удобрения, которое способно поддерживать равновесие агроэкосистем при значительном уменьшении использования техногенных ресурсов за счет увеличения поступления свежего органического вещества и восстановления благоприятного физического состояния почвогрунтов (Нау-метовР.В.,1997).
По данным Н.Ф. Ганжары, а также А.Н. Калишулина, 1995; Г. Канта, 1988; А.А. Роде , 1969; М. П. Шумакова, 1985; Bartholomew W.V. and Brodbent F.E., 1949, и других авторов дефицит лабильных форм органического вещества, которые непосредственно участвуют в питании растений, определяют так называемое состояние выпаханности почвы - резкого ухудшения ее пищевого режима и структурного состояния.
Наряду с навозом наиболее доступным и эффективным способом воспроизводства гумуса за счет увеличения поступления свежего органического вещества является посев сидератов. Для этой цели используют посевы зернобобовых, а также злаково-бобовых смесей, которые запахивают в фазе бутонизации или цветения. По данным Чуб М.П., Гюровой Э.С., Потатуриной Н.В., Михайлина Н.В., Пронько В.В., Фанзова М.Ф. (1998) 1 тонна сидератов эквивалентна 3 тоннам навоза. Эти ученые доказали, что использование в качестве сидератов небобовых культур нужно сопровождать внесением азотных удобрений из расчета 30-40 кг/га азота
Исследования К.И. Довбана (1992) показали, что внедрение зеленых удобрений на площади 8-10 млн гектар позволит дополнительно вносить в почву около 240-300 млн.т. органического вещества из растительной массы сидератов, накапливать около 1 млн тонн экологически безвредного азота. С помощью корневой системы сидераты из глубоких горизонтов, недоступных другим культурам, будут «перекачиваться» в пахотный слой около 225-270 тыс.т. фосфора, 1,2-1,4 млн.т. кальция и магния. Кроме того, сидераты ликвидируют и сводят к минимуму потери почвы, а вместе с ней элементов питания в результате водной и ветровой эрозии. Зеленые удобрения способствуют повышению потенциального плодородия почвы. Так в учхозе Пензенского СХИ в среднем за три года по чистому не удобренному пару содержание гумуса уменьшилось на 1700 кг/га, то по сидеральному гороховому, бобовому (бобы) и викоовсяным парам баланс гумуса был положительным с прибавкой соответственно 217, 129 и 107 кг/га (К.И.Довбан,1990).
По данным Науметова Р. В. (1997) сидераты через 4 года повышали содержание общего гумуса на 0,01-0,10%, От сидератов - экспарцета, редьки масличной, гороха, рапса и донника - прибавка гумуса составила соответственно 0,08,0,08, 0,07, 0,06, 0,05%. Увеличение содержания гумуса на 0,04 - 0,12% при самостоятельной сидерации отмечалось СМ. Надежкиным, Н.В. Корягиной, 1997. Исследования, выполненные на темно-каштановых почвах учхоза №1 Саратовского СХИ, выявили возможность увеличения содержания гумуса от запашки бобовых сидератов. Так после осенней запашки тригонеллы в следующем году количество общего гумуса в слое 0-20см увеличилось на 0,09%, и в горизонте 20-40см - 0,06% (В.Д. Голубев 1987).
По данным Панасова М.Н. (1997) при запашке 7,39 т/га биомассы донника обеспечивался бездифицитный баланс гумуса в почве, отмечалась некоторая прибавка гумуса, составившая в слое 0-20 см. 0,04% в слое 20-40 см. -0,01% и для слоя 0-40 см. в среднем 0,25%.
Сочетание органических и минеральных удобрений способствуют созданию положительного баланса гумуса в серой лесной оподзоленной почве. Активные поступления органического вещества с удобрением и биомассой растений создают благоприятный энергитический резерв как для процессов мобилизации, так и гумификации (Курчеев П.А., Багаутдинов Ф.Я., 1986; Лухьянчикова З.И.,1980). По данным Ничепоренко О.С.(1985) внесение только органических удобрений и органических совместно с минеральными приводит к обогащению гумусом также подпахотного горизонта серых лес 17 ных почв. Аналогичные данные получены в других регионах страны (Пономарева Л.М., Щедарь И.А., 1985; Щетинина Л.А., 1985).
На зеленое удобрение обычно, возделывают бобовые культуры, которые в результате азотфиксации накапливают большое количество азота. Как установили Юфимчук Ф.Ф., 1956; Алексеев Е.К., 1957; Е.М. Бодрова, З.Д. Озомена, 1961; Кремер Г.А., Максютов Н.А., , 1977, при запашке высоких урожаев зеленой массы бобовых сидератов в почву поступает 150—200 кг/га азота, что равноценно 30—40 т/га навоза. Коэффициент использования азота зеленого удобрения (в первый год действия) вдвое выше, чем азота навоза. Кроме того, корневая система многих сидератов способна извлекать из глубоких слоев почвы элементы питания, особенно фосфор, калий, кальций и серу. После запашки этих сидератов и их минерализации пахотный слой обогащается доступными для культурных растений элементами питания
Исследованиями Базилинской М.В. (1985) установлено, чем больше запахано зеленой массы сидерата, тем больше почва обогащается питательными веществами. В среднем с зеленой массой в верхний слой почвы вносится азота от 60 до 160 кг/га, калия (К20) — от 50 до 120, фосфора (Р2О3) — от 15 до 60, кальция (СаО) — от 30 до 100 кг/га
Агротехника возделывания сидератов
Предшественником сидеральных культур была люцерна синегибрид-ная. После уборки предшественника осенью 2002 г. проводилась вспашка плугом ПЛН-4-35 на глубину 25-27 см. 27 апреля 2003 года была проведена предпосевная обработка почвы, включавшая ранневесеннее боронование боронами БЗСТ-1.0 в два следа и 28-29 апреля предпосевную культивацию на глубину заделки семян (5-6 см) с помощью культиватора КПС-4. Посев сидеральных культур проводился 29 апреля. Для посева использовалась зернотравяная сеялка СЗТ-3,6; нормы высева приведены в таблице 2.6. Таблица 2.6 Норма высева сидеральных культур Сидеральные культуры Норма высева кг/га Горох (сорт Труженик) 280-300 Вика+овес 140 Овес (сорт Улов) 120 Нут+ячмень 200 Поливы проводились дождевальной машиной Фрегат ДМУ-А-337-65. За вегетационный период был проведен один полив (6 июня) поливной нор-мой 450 м /га. Заделку зеленой массы сидератов проводили 20.06,2003 года, когда бобовые культуры вступили в фазу цветения (на посевах нута - начало цветения, гороха и вики - полное). Технология заделки включала измельчение и запашку. Измельчение осуществляли тремя проходами тяжелой дисковой бороны БДТ-36 на тяге ДТ-75. Запашка осуществлялась плугами с предплужниками. Перед запашкой, на соответствующих вариантах были внесены калийные и фосфорные удобрения. На 2 варианте был внесен навоз дозой 60 т/га, с помощью РОУ-6 на базе МТЗ-82
В течении вегетации сидеральних культур влажность почвы не опускалась ниже 65-70 НВ%, что было благоприятно для процессов гумификации и роста культур. Определение влияния действия сидеральных удобрений и их сочетание с минеральными осуществляли на посевах озимой пшеницы. Основная обработка почвы под озимую пшеницу включала глубокую вспашку на глубину 28-30см с помощью ПЛН-4-35 на тяге ДТ-75. Предпосевная обработка состояла из боронования в двух направлениях и в два следа БЗС-1 на тяге ДТ-75 и культивацию на 8 см с помощью КСГ-5 на тяге ДТ-75. Перед посевом был проведен влагозарядковый полив нормой 1000 м3/га. Высевали сорт Зимдар (Краснодарский). Посевной материал относился к 1 классу: всхожесть семян составляла 96% и масса 1000 зерен - 42 г. Семена озимой пшеницы предварительно протравливали препаратом Комфорт-250 нормой 1,5 л/т. Сев озимой пшеницы был проведен 23 августа рядовой зерно-травяной сеялкой СЗТ-3,6 на тяге - Т-70. Норма высева - 250 кг/га. Одновременно посев прикатывали гладкими катками. Глубина заделки семян 5-6 см. Весной 2004 года на опытных участках было проведено боронование в два следа с помощью БТ 75-С11 и внесение азотных удобрений на соответствующих вариантах. За летний период вегетации был проведен один полив, нормой 450 мЗ/га. Уборка урожая проводилась методом прямого комбайнирования с помощью комбайна «Нива». В течении вегетации озимой пшеницы влажность почвы не опускалась ниже 65-70 НВ%, что было благоприятно для роста и развития данной культуры.
Влияние последействия сидеральных удобрений изучалось на силосной травосмеси включающей 65% овса, 30% вики и 5% гороха. Основная осенняя обработка почвы включала дискование стерни БДТ-36 на тяге ДТ-75 и глубокую вспашку на глубину 28-ЗОсм с помощью ПЛН-4-35 на тяге ДТ-75, предпосевная — боронование в двух направлениях и в два следа С-11 на базе ДТ-75 и культивацию на 8 см с помощью КСГ-5 на базе ДТ-75.
Дозы внесенных минеральных удобрений на 4, 6, 8 вариантах опыта рассчитывались методом по возмещению выноса на планируемый урожай. Под озимую пшеницу расчетные дозы составили N40P20K5O) N7oP3oK5o, N90P30K30 на соответствующих вариантах. Под бобовозлаковую травосмесь — N6oP2oK7o. В целом за звено кормо-зернового севооборота - N100P40K120, N130P50K12O) N150P50K100 Агротехника на всех вариантах применялась традиционная, принятая для данной природно-климатической зоны.
Растительные образцы (основная и побочная продукция, пожнивные и корневые остатки) анализировались на содержание в них азота, фосфора, калия. Содержание азота определялось фотометрическим индофенольным методом согласно ГОСТ Р 50466-93; фосфора - методом определения с молибденовым аммонием (ГОСТ 26657-85); калия — методом пламенной фотометрии. Химический анализ выполнялся в агрохимической лаборатории ФГУ «ВолжНИИГиМ». При проведении анализа качества зерна озимой пшеницы определялись следующие показатели: тип, подтип, класс, общая стекловид-ность, клейковина сырья, ИДК, группа. Анализ зерна озимой пшеницы проводился в лаборатории ОАО «Новобурасхлеб».
Для контроля изменения содержания органического вещества в почве за звено кормозернового севооборота составлялся баланс гумуса по методике «Рекомендациям по расчету баланса гумуса и потребности в органических удобрениях» (Ставрополь, 1988). Также составлялись балансы основных элементов питания растений (азота, фосфора, калия). При проведении балансовых расчетов учитывались: вынос элементов питания с основной и побочной продукцией; использование элементов питания из минеральных и органических удобрений, пожнивно-корневых остатков в действии и последействии.
Экономическая оценка применения сидеральных удобрений осуществлялась прямым расчетом по технологическим картам возделывания культур звена севооборота с использованием действующих нормативов, расценок и цен.
Химический состав сидеральных культур
Химический состав различных полевых культур, используемых в качестве сидератов на орошаемых темно-каштановых почвах в условиях Саратовского Заволжья требует более подробного изучения.
М.М. Кононова (1951) считает химический состав растительных остатков важным фактором, определяющим темпы их разложения. Скорость гумификации растительных остатков зависит от соотношения между легко разлагаемыми группами (углеводы, протеины) и трудно разлагаемыми (лигнин).
Поэтому, наряду с общей органической биомассой сидеральных культур, важен их химический состав, от него зависит эффективность зеленого удобрения в повышении плодородия почвы. Проведенный нами химический анализ наземной биомассы изучаемых сидератов показал, что наибольшее количество азота содержится в бобовых культурах и злаково-бобовых травосмесях. На первом месте по содержанию азота стоит горох - 4,08%. Такое высокое содержание объясняется как биологией самой культуры, так и тем, что запашка ее проходила в фазу бутонизации — начала цветения. Более чем на 1 % меньше содержится азота в смеси вики и овса - 3,01%. В надземной фитомассе нуто-ячменной травосмеси и овса отмечено наименьшее содержание азота - 2,28 и 2,22% соответственно.
Различия в содержании фосфора в фитомассе разных сидератов менее значительной. Так, разница в содержании этого элемента в фитомассах гороха, викоовсяной и нутоячменной смесей не превышает НСРо5- Существенно меньшим содержанием фосфора характеризовалась надземная фитомасса овса-0,76%.
По содержанию калия в надземной фитомассе сидераты можно разбить на две группы, внутри которых существенная разница отсутствует (меньше НСР05). Группу с большим содержанием данного элемента питания растений составили овес и нуто-ячменная травосмесь. Содержание в них КгО составило 2,49 и 2,44% соответственно. Группу с меньшим содержанием - горох и викоовсяная травосмесь - 1,81 и 1,87% соответственно.
Химический анализ корневой массы показал, что по содержанию азота изучаемые культуры располагаются в том же порядке, что и по содержанию его в наземной биомассе. Различия по содержанию азота в корнях викоовсяной и нутоячменной травосмеси находятся в пределах НСРоз .
По содержанию фосфора и калия в корневой массе существенных различий между представленными сидератами нет. Следует отметить, что наибольшее количество фосфора и калия содержится в нутоячменной смеси — 0,50 и 1,06 % соответственно. Наименьшее количество фосфора отмечено в овсе - 0,40%, калия в горохе - 0,93%. Таблица 3.6 Содержание питательных элементов в корнях сидеральных культур Нут+ячмень 120,5 37,6 112,4 Анализ полученных данных позволил установить, что, несмотря на небольшую запахиваемую биомассу, горох обеспечивал наибольшее поступление азота в почву - 152,0 кг д.в./га. Запашка бобовозлаковых травосмесей обеспечивает поступление в почву практически одинакового количества азота. Так при запашке викоовсяной поступает - 124,0, а при запашке нутояч-менной смеси - 120,5 кг/га д.в. азота.
При использовании овса в качестве сидерального удобрения в почву поступает вдвое меньше азота, чем при использовании гороха, - 83,2 кг/га д.в.
С изучаемыми сидератами в почву поступало от 32,3 до 39,0 кг/га д.в. фосфора. Наибольшее количество Р2О5 поступило с горохом - 39,0 кг/га д.в., несколько меньшее поступление обеспечила запашка нуто-ячменной смеси -37,6; с викоовсяной смесью и овсом поступило 35,9 и 32,3 кг/га д.в. соответственно . Поступление элементов питания при запашке сидеральных культур По обогащению почвы калием лидирует нутоячменная смесь, с ней поступило - 112,4 кг/га д.в. Затем в порядке убывания: овес - 100,3; вика+овес -79,7 и горох — 68,7 кг/га д.в.
Пористость почвы
«Значимость пористости в почвенных процессах исключительно велика В порах размещается и передвигается вода и воздух. В порах на поверхности твердых частиц идет мобилизация питательных веществ. В порах размещаются корни, микроорганизмы и все другое население почвы. Поэтому можно утверждать, что от количества и качества пор в значительной мере зависит почвенное плодородие» - писал Н.А. Качинский. Мощная корневая система сидеральных культур пронизывает пахотный и подпахотный слои почвы, способствуя приданию ей комковатой структуры. После отмирания корневой системы увеличивается относительный объем свободных промежутков между структурными отдельностями, называемый пористостью. Пористость обуславливает важнейшие свойства почвы: влаго-емкость, водопроницаемость, водоподъемную способность, направление и интенсивность биохимических процессов (Н.А. Качинский, 1965).
Пористость почвы изменяется в довольно широких пределах. Особенно это относится к верхним горизонтам почв, где данный показатель зависит от степени структурности, обработки, культуры и количества органического вещества, поступившего в почву с удобрениями.
Проведенные нами исследования показывают, что все изучаемые сиде-ральные удобрения оказали положительное влияние на значение общей пористости пахотного слоя орошаемой темно-каштановой почвы. В подпахотном горизонте изменения находятся в пределах НСР05.
В изучаемых нами почвах величина общей пористости верхнего тридцатисантиметрового слоя почвы на начало звена кормо-зернового севооборота колебалась в пределах 43,68 - 43,89 %, что согласно классификации Н.А, Качинского неудовлетворительно для пахотного горизонта. Сидерация, хотя и не изменила общей оценки пористости почв, положительно повлияла на этот показатель (табл.4.4).
Наиболее положительное влияние на улучшение водно-воздушного режима орошаемой темно-каштановой почвы оказала заделка викоовсяной травосмеси. Общая пористость на данном варианте увеличилась с 43,89 до 47,49 % в. Применение в качестве сидеральных культур овса и нутоячмен-ной травосмеси увеличили величину общей пористости на 3,04 и 3,43 % в абсолютных показателях увеличив ее значение до 46,91 и 47,31 % соответственно. В результате запашки овса и нуто-ячменной травосмеси пористость аэрации увеличилась с 16,82 до 19,86 и 20,25 % соответственно. Наиболее положительное влияние на вводно-воздушный режим почвы оказала заделка в почву биомассы викоовсяной травосмеси. На данном варианте на конец звена кормозернового севооборота величина пористости аэрации увеличилась на 3,6 %, в абсолютных показателях, по сравнению с исходной. Использование в качестве сидеральной культуры гороха привело к повышению пористости аэрации с 16,63 до 19,09 %.
Таким образом, сидераты повлияли на водно-воздушный режим исследуемых почв, улучшив их водо-газообмен, что имеет большое значение для уплотненных почв к которым и относятся почвы опытного участка.
Вопросами изучения роли структуры в почвах и факторов структуро-образования занимались очень многие исследователи. Важные исследования в этом направлении проведены русскими учеными — А.В. Советовым (1859, 1867), А.А. Измаильским (1893, 1894), В.В. Докучаевым (1892, 1899), П.А. Костычевым (1940,1951),
В.В. Докучаев писал: «в черноземной полосе России прежде всего нужно заботится о восстановлении первоначальной физики почв вообще и зернистой структуры их в особенности (В.В. Докучаев, 1899).
Большое значение в раскрытии понятия агрономически ценной структуры имеют работы Э.Д. Рассела (1955), П.В. Вершинина (1958), Н.А. Качин-ского (1947,1963,1965), И.Б. Ревута (1972).
Академик В.Р.Вильямс (1953) писал, что только в структурных почвах можно обеспечить растение одновременно влагой и воздухом, только в таком случае они не являются антагонистами; только в структурных почвах можно обеспечить нормальный питательный режим в почве; только на структурных почвах можно бороться с влиянием крайностей погоды; структура как буфер смягчает влияние крайностей климата. По мнению П.М. Сапожникова (1994), общий процесс агрофизической деградации при орошении состоит из двух процессов - деструктуризации (обесструктуривания или слитизации по Б.Г. Розанову) и уплотнения тяжелой сельскохозяйственной техникой. Исследования механизмов указанньк процессов показали, что главными предпосылками развития агрофизической деградации являются: - исходная высокая глыбистость почвы при существующем монтмо-риллонитовом составе глинистого материала; - отсутствие свободных соединений карбоната кальция в гумусовом горизонте; - низкая гумусированность почвы. Определяющими же факторами являются: - периодическое чередование интенсивного увлажнения почвы при поливах и резкого высыхания ее в межполивные периоды в условиях высоких летних температур. Причем, чем длительнее сухой и жаркий межполивной период, тем в большей степени почва подвергается агрофизической деградации; - высокие нагрузки сельскохозяйственной техники на почву при ее многократной механической обработке в состоянии ниже или выше физической спелости, как правило, в переувлажненном состоянии, либо при использовании тяжелой техники.
Важной характеристикой агрофизического состояния почв является ее сложение. Сложение почвы определяется характером взаимного расположения частиц и структурных отдельностей и соответствующей этому расположению величиной и конструкцией порового пространства. Основным фактором, определяющим сложение почв и ее устойчивость во времени и в процессе сельскохозяйственного использования, является механически прочная и водопрочная структура.
Визуальные наблюдения в процессе отбора проб показали, что структура пахотного слоя исследуемых почв комковатая и комковато-пороховатая. Характерной особенностью орошаемых почв является повышенная плотность, высокая глыбистость и слитость верхних слоев — пахотного и подпахотного.
Результаты сухого рассева по методу Н.И, Саввинова свидетельствуют о повышенной глыбистости орошаемых почв. Это объясняется ВЫСОКОЙ влажностью и повышенной дисперсностью верхних горизонтов орошаемых почв, при которых происходит большее их слитие и уплотнение сельскохозяйственной техникой, приводящее к необратимому разрушению макроструктуры и формированию слитости.
