Содержание к диссертации
Введение
1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ 9
1.1. Растительные остатки и ветроустойчивость почвы 10
1.2 Растительные остатки и защита почв от водной эрозии 16
1.3. Действие растительных остатков на сохранение питательных веществ почвы 19
1.4. Влияние соломы на свойства почвы 23
1.5. Эффективность использования соломы как удобрения 29
1.6. Жидкий навоз как удобрение в сочетании с соломой 33
1.7. Экономическая эффективность мульчирования соломой и удобрения жидким^навозом 35
2. КЛИМАТИЧЕСКИЕ РЕСУРСЫ И ПОЧВЕННО-ЭРОЗИОННОЕ РАЙОНИРОВАНИЕ КЕМЕРОВСКОЙ ОБЛАСТИ 38
3. УСЛОВИЯ И МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЙ 45
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
4. ПОЧВОЗАЩИТНАЯ РОЛЬ РАСТИТЕЛЬНЫХ ОСТАТКОВ 52
4.1. Повышение ветроустойчивости почвы сохранением растительных остатков на поверхности почвы ... 52
4.2. Мулъчирозание соломой и сидерация как приемы борьбы с водной эрозией 59
4.3 Иммобилизация азота при разложении соломы как метод борьбы с потерями питательных веществ 61
5. ВЛИЯНИЕ МУЛЬЧИРОВАНИЯ СОЛОМОЙ НА ЭЛЕМЕНТЫ ПЛОДОРОДИЯ
ПОЧВЫ, ЗАСОРЕННОСТЬ ПОСЕВОВ И БОЛЕЗНИ РАСТЕНИЙ 66
5.1. Влагонакопительная роль растительных остатков 66
5.2. Засоренность посевов и болезни растений при мульчировании соломой 75
5.3. Пищевой режим при мульчировании соломой 86
5.4. Мульчировании соломой и урожайность полевых культур...92
6. ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА МУЛЬЧИРОВАНИЯ СОЛОМОЙ 103
7. ВНЕДРЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЙ 107
РЕКОМЕНДАЦИИ ПРОИЗВОДСТВУ 113
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 114
ПРИЛОЖЕНИЯ 131
- Растительные остатки и ветроустойчивость почвы
- КЛИМАТИЧЕСКИЕ РЕСУРСЫ И ПОЧВЕННО-ЭРОЗИОННОЕ РАЙОНИРОВАНИЕ КЕМЕРОВСКОЙ ОБЛАСТИ
- УСЛОВИЯ И МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЙ
- Повышение ветроустойчивости почвы сохранением растительных остатков на поверхности почвы
- Влагонакопительная роль растительных остатков
Растительные остатки и ветроустойчивость почвы
По подсчетам В.А.Ковда (107) ежегодно в мире теряется примерно 6-7 млн.га почвы, за последние столетие эрозия и дефляция уничтожили 2 млрд.га или 1/7 суш (82).
В.Масальский (142), М.Н.Заславский (81), Н.К.Шикула (201) считают, что основной причиной развития эрозионных процессов является нерациональное использование человеком защитного растительного покрова земли. В.В.Докучаев (63) утверждал, что распашка чернозема сделала его легким достоянием ветра и смывающей деятельности вод. С распашкой и интенсивной пастьбой скота связывает возникновение эрозии почв Ф.Н.Мильков (147). А.С.Козмен-ко (108), А.М.Панков (165), Д.Г.Виленский (44), С.С.Соболев (175), Г.Г.Данилов и М.С.Альмежева (62), Н.Н.Сус (181) подчеркивают, что современная ускоренная эрозия вызвана неправильным использованием земель. Я.В.Корнев (114) считает, что единственно возможной борьба с эрозией будет в том случае, если земледельческая деятельность человека будет регламентирована.
С выявлением решающей роли падающих дождевых капель в процессе водной эрозии было установлено, что степень ее проявления находится в прямой зависимости от наличия на поверхности почвы растительности или е;е остатков (60). А.И.Бараев (28) указывает, что при любой силе ветра не возникает ветровой эрозии, если на поверхности поля имеется соответствующий покров из растительных остатков.
Х.КикйОб), Э.И.Шконде и З.К.Благовещенская (207) считают прием внесения соломы эффективным средством в борьбе с потерями питательных веществ почвы, другие - и органическим удобрением (101, 187).
Реальность метода защиты эродируемых почв за счет мульчирования соломой основывается на том, что в лесостепи Кузнецкой котловины, как и во всей Западной Сибири (87), не используется на нужды животноводства до 40 % соломы.
Излишки соломы являются серьезной помехой в земледельческом производстве, ибо, как утверждает Д.Е.Цыварев (197), на ее уборку затрачивается в 2-3 раза больше труда, чем на получение основного продукта - зерна.
В технологических картах (182) для зон с эродированными и эрозионноопаоными почвами Западной Сибири указывается на необходимость мульчирования соломой. Однако этот вопрос оказался сложным. Внесение соломы в универсальных севооборотах обеспечивало защиту почвы от процессов эрозии, но приводило к снижению урожайности возделываемых культур из-за недостатка питательных веществ на мульчированных полях (93). Вынужденное сжигание излишков соломы нельзя считать разумным, так как органическое вещество является по мнению А.М.Лыкова (137) и А.Л.Шеневского (200) "стражем" плодородия почвы, "амбаром" основного запаса питательных веществ, а Е.Н.Мишустин и Н.И.Черепков (156) потерю 100 т соломы приравнивают к потере І т азота.
Климатические ресурсы и почвенно-эрозионное районирование кемеровской области
Кемеровская область расположена в юго-восточной части Западно-Сибирской низменности, в основном в пределах бассейна р.Томи, между 52 и 57 с.ш. и 8430 и 8930 в.д. Ее территория составляет 95,5 тыс.км \
Протянувшись по меридиану на 500 км, она отличается большим разнообразием ландшафта. На западе области протянулся Салаирский кряж, на востоке - Кузнецкий Алатау. Оба кряжа сближаются на юге области, образуя горный район, получивший название Горная Шория. Центральная часть области занимает Кузнецкая котловина, сливающаяся на севере с Западно-Сибирской низменностью (14).
Климат области континентальный. Он обусловлен положением территории в глубине материка и ее рельефом. Над Кузнецкой котловиной в зимний период устанавливается область максимального атмосферного давления, а летом - минимального. Зима холодная, продолжительная, а лето короткое и часто жаркое. Средняя температура января 18-19 мороза, июля 18-19 тепла, Минимальная температура зимой опускается до -55, а максимальная летом поднимается до +37. Продолжительность безморозного периода 95-115 дней. Количество осадков достаточно для выращивания хороших урожаев возделываемых сельскохозяйственных культур, но распределение их по территории неравномерно. Кузнецкий Алатау и Горная Шория создают барьер для западных воздушных течений со стороны Атлантического океана и являются своеобразными конденсаторами влаги. Поэтому в горной части области осадков выпадает за год около 800 мм, в котловине - 450, а в равнинной засушливой северо-западной части - 300. Наибольшая часть осадков приходится на вторую половину лета.
Снежный покров держится с октября по апрель. Высота снежного покрова колеблется от 15 до 80 см, а в Горной Шории в отдельные годы достигает 2 м.
Среднегодовое количество дней со скоростью ветра более 15 м/сек в северных районах составляет 35-54 дня, в Кузнецкой котловине - 16-45 дней. Большая их доля падает на апрель-май, а со второй половины мая до второй декады июня часты штормовые ветры (14). Преобладающее направление ветров - южное и юго-западное.
Радиационный баланс составляет 30-32 ккал/см2 в горной части области и 33-35 ккал/см - в Кузнецкой котловине. Сумма энергии фотосинтетической активной радиации за период с температурой больше 10 тепла в пределах 22-26 ккал/см2.
По теплообеспеченности территория Кемеровской области подразделяется на три района, а по комплексному показателю (тепло, влагообеспеченность и условия перезимовки сельскохозяйственных культур) на семь агроклиматических районов (рис.1).
По материалам Кемеровского филиала "Запсибгипрозем" площадь эродированных и потенциально опасных почв на пашне составляет 663,4 тыс.га (42 %), из них подвержено дефляции 368,4 тыс. га (24 %), смыву - 243,3 тыс.га (15 %), дефляции и смыву одновременно - 51,7 тыс.га (3 %).
Условия и методика исследований
Исследования проводились в севооборотах лаборатории плодородия почв и агрохимии Кемеровской государственной областной сельскохозяйственной опытной станции в течение 1976-1980 гг. на старопахотном выщелоченном черноземе тяжело-суглинистого механического состава. Количество физической глины в обрабатываемом слое 54-58 %, гумуса 8-9 %, содержание которого резко убывает с глубиной. Мощность гумусного горизонта около 40 см. Сумма поглощенных оснований 34-32 м.экв. на 100 г почвы. Гидролитическая кислотность 3,9-4,2 м.экв. на 100 г почвы. Обеспеченность пахотного слоя подвижной Р205 - средняя (8-Ю мг/100 г по Чирикову), К20 - очень высокая (27-31 мг/100 г по Масловой).
Для опытов подобного рода не подходили существующие в те годы севообороты, так как в них не было пара; из-за удаленности полей от ферм невыполнимой оказывалась вывозка жидкого навоза под кукурузу, размещаемую в полевом севообороте. В эксперимен- . тальном 4-польном зернопаровом севообороте имеется 25 % паров, 25 % пшеницы и по 25 % гороха и ячменя, а в 4-польном зернопро-пашном - по 25 % картофеля, ячменя, кукурузы и овса.
В зернопаровом севообороте (пар чистый и сидеральний -пшеница-горох-ячмень) солома всех культур вносилась без удобрений, только в паровом поле к ней добавлялась зеленая масса си-деральной культуры.
class3 ВЛИЯНИЕ МУЛЬЧИРОВАНИЯ СОЛОМОЙ НА ЭЛЕМЕНТЫ ПЛОДОРОДИЯ
ПОЧВЫ, ЗАСОРЕННОСТЬ ПОСЕВОВ И БОЛЕЗНИ РАСТЕНИЙ class3
Повышение ветроустойчивости почвы сохранением растительных остатков на поверхности почвы
Увлажнение поверхности парового поля и проведение предпосевных обработок и посева зернопрессовой сеялкой СЗП-3,6 в следующем году приводит к повышению комковатости от уровня 42-45 % до 62,5-63,8 %.
В местных условиях при обработках почвы во влажные периоды в верхнем слое почвы формируется значительное количество агрегатов крупнее I мм, что согласуется с работами Д.Г.Виленского (45), установившего механизм образования комочков, обладающих высокой связностью при влажности, близкой к полевой влагоемкости.
В связи с тем, что оптимальная "влажность агрегации" находится в очень узких пределах за которыми и водопрочнооть, и механическая прочность комочков резко снижаются, возникает необходимость защиты почвы некоторых полей от ветровой эрозии регулированием количества растительных остатков.
При этом выясняется, что в лесостепи Кузнецкой котловины беззащитными в отношении ветровой эрозии оказываются два поля -чистого пара в зернопаровом и кукурузного в зернопропашном севооборотах.
К периоду сильных ветров всходы гороха, ячменя, овса и пшеницы полностью закрывали поверхность почвы. Если еще учесть, что комковатость слоя 0-5 см на этих полях в это время находится на уровне 61-63 %, то опасности проявления процессов ветровой эрозии не возникает.
В течение всех лет наблюдений не было периода с комковатостью слоя 0-5 см ниже 56 % на картофельном поле как при отвальной, так при плоскорезной технологии обработки почвы(табл.б). .Анализ всех этапов технологии возделывания картофеля показал, что это закономерно. Перед посадкой этой культуры производилось безотвальное рыхление плугом, в результате чего мелкие частицы просыпались вниз, а на поверхности оказывался влажный слой почвы. При посадке сажалкой распыленная почва сдвигалась в гребень, а при бороновании посевов обнажалась увлажненная почва. Во время междурядных обработок и окучивания на поверхность почвы снова выворачивалась влажная почва с комкованостью 56-63 %, При уборке картофелекопалками и картофельными комбайнами отсортировывался 18 см слой почвы, в результате чего мелкая фракция просыпалась вниз, а на поверхности почвы укладывались остатки ботвы и комья почвы, которые не проваливались через прутчатые транспортеры уборочных агрегатов.
Влагонакопительная роль растительных остатков
В Кемеровской области не практикуются сидеральные пары, хотя их ценность и в плане защиты почвы от процессов эрозии, и в плане повышения плодородия эродированных земель не вызывает сомнения (93). Они отвергаются по той причине, что сидеральная культура, расходуя влагу на транспирацшо, обезвоживает весь корнеобитаетлый слой почвы, в результате чего фактор "влаги" оказывается лимитирующим для высеваемой следом культуры. Это утверждение верно лишь в том случае, если сидеральная культура возделывается непозволительно долго. Указанные недостатки сидерального пара устраняются при соблюдении трех условий: в качестве сидеральной культуры следует использовать двухлетний донник, высеваемый под покров предшествующей пару культуры, уборку покровной культуры производить на высоком срезе с одновременным разбрасыванием соломы и не допускать вегетации сидерата дольше 10 июля. К данному сроку разница в запасах влаги на делянках мульчированного сидерального пара в сравнении с ее содержанием на делянках чистого пара (табл.12) составляет от 49,8 мм (153,3 мм - 103,5 мм) до 67,7 мм (159,2 мм - 91,5 мм). К весне эта разница сглаживается. Объясняется это тем, что на чистых парах не наблюдается достоверного увеличения весенних запасов почвенной влаги к их летнему уровню. Иссушенная же почва мульчированного соломой сидерального пара впитывает осенне-зимних осадков в 2-4 раза больше (51,5-62,3 мм табл.12).
Лучшее влагонакопление на мульчированных делянках наблюдается и в целом как по зернопаровому (табл.13 и приложение II), так и по зернопропашному (табл.14 и приложение 12) севооборотам.
Внесение соломы при отвальной технологии обработки почвы на 25 см в паровом и на 20 см в остальных полях обусловливало увеличение запасов влаги на 14,4 % (42,1 и 36,8 мм, таблица ІЗ) в зернопаровом севообороте и на 8,0 % (43,1 и 39,9 мм, таблица 14) в зернопропашном, при плоскорезной обработке соответственно на 45,8 (56,3 к 38,6 мм) и 17,6 % (60,7 к 51,6 мм).
Накопление влаги растительными остатками зависит от применяемых способов обработки почвы.
Похожие диссертации на Почвозащитная роль растительных остатков и их влияние на урожайность полевых культур в лесостепи Кузнецкой котловины
