CC BY
31УДК 631.42
У.Р. Идирисова2, А.К. Саданов1, Т.Б. Мусалдинов2, Д.Ж. Идрисова2, С.А. Айткелдиева1, Б.Е .Шимшиков2, Н.С. Ашыкбаев2, Ж.М. Кабденов2
АГРОФИЗИЧЕСКИЕ И АГРОХИМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ ПЛОДОРОДИЯ ЛУГОВО - БОЛОТНЫХ ПОЧВ КАРАУЛТЮБИНСКОГО ОПЫТНОГО ПОЛЯ КАЗНИИ РИСОВОДСТВА КЫЗЫЛОРДИНСКОЙ ОБЛАСТИ
'РГП «Институт микробиологии и вирусологии КН МОН РК г. Алматы. 2ТОО «Таза Су» г. Алматы, taza-su@ mail.ru.
Аннотация. Рассмотрены изменения агрофизических и агрохимических показателей плодородия лугово - болотных почв при длительном возделывании риса.
Ключевые слова: лугово-болотные почвы, гумус, агрофизические и агрохимические показатели.
ВВЕДЕНИЕ
Караултюбинское опытное хозяйство КазНИИ рисоводства расположено в восточной части Правобережного Кызылор-динского массива орошения. В 1967 году по проекту Кызылординского отделения института «Союзгипрорис» здесь была построена рисовая оросительная система, представляющая собой семипольный севооборотный участок площадью 684 га. На рисовых чеках Караултобинского опытного хозяйства проводятся различные полевые опыты по оптимизации системы удобрений культуры риса, изучению водно-солевого режима, по повышению плодородия почв и др.
Длительное использование периодически затопляемых почв в рисоводстве без надлежащих мелиоративных мероприятий по воспроизводству плодородия привело к резкому снижению агрофизических и агрохимических показателей почвенного плодородия. В последние годы, на мелиорированных дорогостоящих инженерно-подготовленных землях появились так называемые «бросовые», «залежные» вторич-нозасоленные, заболоченные земли, которые практически вышли из сельскохозяйственного оборота и постепенно засоляются, зарастают тростником, кустарниками и галофитами. Только в Кызылординской области не используется 58,8 тыс. га или свыше 20 % площади инженерно-подготовленных земель [1]. Изучение проблем повышения почвенного плодородия рисовых полей является одной из актуальнейших в Кызылординской области.
Целью данной работы является изучить влияние длительного использования в условиях периодического затопления на агрофизические и агрохимические показатели плодородия лугово-болотных почв.
ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ
Объектом является лугово-болотная почва, отведенного для полевых опытов 5-го и 7-го полей первого севооборота Караултю-бинского ОПХ.
Почва опытного участка - рисово-болотная характеризуется тяжелым гранулометрическим составом с явным признаком оглеённости. Поверхность почвы ровная. Растёт единичный тростник высотой 20 см. Перед закладкой опыта нами изучен почвенный покров опытного участка для чего закладывались разрезы. Ниже приводим морфо-генетические признаки их профилей:
Солевая плотная корка, местами встречается и пухлая. Апах Светло-серо-бурый, свежий, тяжелосуглинистый, тонкопористый, имеются единичные корни тростника, с 20 до 33 см видны выгоревшие растения (рисунок 1), слабокомковатый, уплотнен, переход ясный по цвету; В - Светло-серый, видны желтоватые сизые налеты, сырой, тяжелосуглинистый, тонкопористый, единичные корешки тростника, комковатый, достаточно уплотнен, переход постепенный, с 80 до 82 см песчаная и супесчаная прослойка; ВС - Светло-серовато-бурый, влажный, тяжелосуглинистый, комковатый, тонкопористый, уплотнен, единичные корни тростника, также имеются разложившиеся кор-
ни тростника, редкие пятна гипса или кар- суглинистый, тонкопористый, уплотнен, бонатов, переход постепенный по цвету; пронизан корнями тростника, комковатая, Светло-серовато-бурый, влажный, тяжело- переход постепенный по цвету.
Рисунок 1 - Общий вид поверхности и разреза рисово-болотной почвы опытного участка
К агрофизическим показателям почвенного плодородия относятся — гранулометрический состав, структурное состо-
яние, плотность сложения и общая пористость почвы, её водные, воздушные, тепловые свойства и режимы.
К агрохимическим показателям почвенного плодородия относятся — содержание и качественный состав гумуса, щё-лочно-кислотные и поглотительные свойства почвы, валовое и формы соединений макро- и микроэлементов [2].
При исследовании особенностей почвообразования в условиях периодического затопления был использован ставший классическим сравнительно-географический метод и метод почвенных ключей (ключевых площадок). Эти методы позволяют на основе детального анализа небольших репрезентативных участков-ключей
дать характеристику крупных территорий с однотипной структурой почвенного покрова. А при исследованиях конкретных почв были использованы морфологический и профильный методы, которые являются базисными при проведении полевых почвенных исследований и составляют основу полевой диагностики почв.
Оценка засоленных почв нами базировалась на 3-х основных критериях: химизм (тип) засоления, степень засоления и глубина залегания верхнего солевого горизонта. Химизм засоленных почв определялся составом анионов и катионов. В первую очередь принимались во внимание анионы, величины их отношений в водных вытяжках почв [3].
Для анализа вещественного состава почв были использованы следующие аналитические методы: гумус по методу И.В. Тю-
рина - ГОСТ 26213-91, химический состав водных вытяжек и грунтовых вод с одновременным определением растворенной органики, подготовка водных вытяжек из почв по К.К. Гедройцу, рН, СО3, НСО3 - потенци-ометрический, С1 и $04 - титрованием, Са и Mg - на атомно-абсорбционном спектрометре, К и № - на пламенном фотометре, емкость поглощения - по Бобко-Аскинази в модификации П.Г. Грабарова и З.А. Уваровой, механический состав методом пипетки (подготовка с пирофосфатом натрия), СО карбонатов - по газометрическому методу Голубевой, рН - водной вытяжки - ГОСТ 17.5.4.01-84, валовой азот - по Кьельдалью, легкогидролизуемый азот - по Корнфильду, Р2О5 и КО - по Мачигину в модификации ЦИНАО ГОСТ 46-42-76. Практически все вышеперечисленные методики анализов подробно изложены в руководстве по общему анализу почв [4].
РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
Из описаний почвенного профиля следует, что в ней ясно проявляются признаки аллювиальности отложений, слоистости литологического состава. Последняя обуславливает полицикличности генезиса изучаемой почвы, т.е. постоянное погребение формирующего гумусового горизонта свежим аллювием.
Почва сложена в основном тяжелым суглинком, что при грунтовом режиме увлажнения обуславливает преобладание в профиле восстановительных процессов. Таблица 1 - Гранулометрический состав исследуемой почвы
Они проявляются в виде сизоватых налетов на поверхности почвенных агрегатов. Использование целинных аллювиально-луговых или лугово-болотных почв под рис резко усиливает восстановительные процессы, где в течение четырех летних месяцев луговой процесс переходит в болотный и исходная луговая или любая другая почва переходит в рисово-болотную почву. Отсутствие карбонатных и гипсовых новообразований в верхней части профиля и наличие их на глубине 82-115 см говорят о продолжительном процессе выщелачивания их в предыдущие гумидиые этапы почвообразования (до начала регулирования стока р. Сырдарьи).
По результатам анализов гранулометрического состава верхние горизонты А и В тяжелосуглинистые с содержанием физической глины 49 %, ниже горизонты ВС и С среднесуглинистые с содержанием физической глины 31,6 - 32,2 %. По всему профилю преобладает фракция крупной пыли (0,05-,0,01 мм), что указывает на слабую устойчивость к водной эрозии. Слоистость литологического состава отложений говорит о признаках аллювиальности генезиса почв.
Верхний метровый слой легкосуглинистый, первая половина второго метра среднесуглинистая, подстилаемая легкой глиной. Пахотные и подпахотные горизонты до глубины 73 см представлены крупно-пылеватым тяжелым суглинком, ниже пере-
Глубина образца, см Гигроско- пичсская вода Фракции в мм и их содержание в % Физическая глина
песок пыль ил
1-0,5 0,50,25 0,250,05 0,050,01 0,010,005 0,005 0,001 <0,001 <0,01
0-40 1,6 нет 1,47 9,23 40,28 14,23 17,80 16,99 49,02
40-73 1,4 нет 0,37 0,97 49,37 15,62 18,42 15,25 49,29
82-115 1,2 нет 0,30 7,63 59,88 10,49 13,24 8,46 32,19
115-150 1,2 нет 0,19 5,11 63,08 8,95 13,68 8,99 31,62
ходящим в средний суглинок (таблица 1). опытного участка вполне благоприятна для В целом , данный литологический и гра- выращивания культур, как прерывистого нулометрический состав почво-грунта орошения, так и постоянного затопления.
Таблица 2 - Агрофизические свойства лугово - болотных почв Караултюбинского ОПХ
Глубина образца, см Удельная масса, г/см3 Объемная масса, г/см3 Общая порозность, % Порозность аэрации, % Водопроницаемо- сть, мм/мин Коэффициент фильтрации, м/сут. Наименьшая влагоем-кость, %
0-22 2,6 1,23 53 12 0,3 0,07 24,8
22-40 2,62 1,37 48 10 - 0,05 22,4
40-73 2,63 1,45 45 7 - 0,03 20
Объемная масса пахотного горизонта почвы, определенная методом Н.А. Качин-ского, составила 1,23 г/см3, наименьшая вла-гоемкость - 24,8 %. Общая порозость почвы после вспашки в пахотном горизонте 53 %, в подпахотном — 48 °% (таблица 2).
В орошаемых лугово-болотных (рисовых) почвах в сильной степени изменяются водно-физические свойства. Разрушаются структурные агрегаты - величина фактора дисперсности по Н. А. Качинскому в 5-10 раз больше, чем в аналогичных грунтах целинных почв. В результате уплотнения в поверхностных слоях увеличивается объемная масса (с 0,89-1,04 г/см3 до 1,25-1,35 г/см3), уменьшаются общая порозность (с 60-63 % до 49-52 %) и порозность аэрации (с 10-12 % до 5-7), отсутствует водопрочная структура. Резко снижается водопроницаемость (коэффициент фильтрации уменьшается с 0,07-0,20 до 0,02-0,04 м/сут).
После распашки пахотный слой рисового поля состоит из структурных отдель-ностей разного размера. После затопления поля структурные агрегаты разрушаются и почва превращается в бесструктурную набухшую влагой массу (грязь), при этом не затронутый вспашкой подпахотный слой уплотняется ещё сильнее. При высыхании (после уборки риса) подпахотный и пахотный слои образуют плотную бесструктурную толщу, и объемная масса их почти выравнивается, приближаясь в среднем к 1,5 г/см3. Такие почвы после уборки риса быс-
тро просыхают. Поэтому поздняя зяблевая или поздняя весенняя вспашки являются высоко энергозатратными, а на поверхности почвы образуются большие глыбы, которые трудно разбиваются при бороновании. Это затрудняет равномерный посев риса и его механизацию без увлажнительных поливов. Уплотнение пахотного слоя, выравнивание объемной массы пахотного и подпахотного слоев создают условия для усиленного испарения влаги.
Агрохимический состав почв характеризуется очень низким содержанием гумуса (0,61 - 0,41 %) и его растянутостью по профилю. Низкое содержание в почве органического вещества обуславливает и низкое содержание как валовых, так и подвижных форм элементов питания растений. Так содержание общего азота составляет -0,042 %, валового фосфора - 0,14 %. При среднем содержании валового калия (1,22 %) по содержанию его подвижных форм почва относится к средне обеспеченным). Показанные анализами повышенные содержания в пахотном слое легко гидроли-зуемого азота (36 мг/кг) и подвижного фосфора (47,4 мг/кг) по-видимому являются остаточными количествами примененных в прошлые годы минеральных удобрений.
В целом агрохимический состав почв опытного хозяйства характеризуется низким и неравномерным содержанием гумуса, что может быть объяснено полицикличностью почвообразования (таблица 3).
л и № о
с «
о и н
о
Ц
о ю
<0 и о о
N &
св и н
о «
о и о и N И о и № N 2
N *
о И N м N
•е
N И св н о о
о «
N И о
и ^
N 2 N
X
т се
а
N
ч ю се Н
Поглащенный натрий % от емк. погл 41,9 31,8 22,7 1 19,2 | 14,7 1 1
мг-экв на 100 г почвы 10,39 7,12 ■сГ о ■сГ 1 1
Емкость поглощения, мг-экв на 100г почвы 24,80 22,40 23,8 25,5 | 21,7 1 1
Подвижные формы, мг/кг О (Ч 264,0 168,0 302,4 277,3 | 230,4 155,6 112,3
О (Ч рц 47,4 со ■сГ 16,2 14,5 | 18,2 т ■сГ
азот гидрол. 36,0 19,0 36,8 34,5 | 38,4 16,4 10,6
Калий валовый, % 1,22 1,03 1,38 5 1,26 1,02 0,88
Фосфор валовый, % 0,14 0,12 0,25 0,24 | ,2 0,13
Азот общий, % 0,042 0,028 0,13 о' 0,08 0,05 0,03
с, £ 0,61 0,41 1,09 0,87 | 1,86 0,93 0,82
Глубина отбора почвы, см 0-40 40-73 0-22 22-41 | 41-103 103-158 158-200
Объекты Разрез №1 Разрез №2
Более высокая гумусированность погребенного слоя 41-103 см, по сравнению с современной почвой говорят о благоприятности условий для гумусообразоваиия и его накопления в существовавшей почвы в предыдущем этапе. Однако такой закономерности по содержанию валовых форм азота и фосфора не наблюдаются, их количество по профилю с глубиной постепенно снижается, и соответственно составляют умеренно низкое и среднее содержание. Из этих данных следует, что исследуемая почва весьма отзывчива к азотным и фосфорным удобрениям.
При умеренном содержании валового калия почва по содержанию обменного калия относится к среднеобеспеченным. Из отмеченных следует, что почва опытного участка обладает высокой отзывчивостью на азотные, средней - калийные и низкая на фосфорные удобрения.
При сумме поглощенных оснований 24,8 мг-экв на 100 г почвы доля поглощенного натрия составляет 41,9 %, т.е. почва высоко солонцеватая.
На выше отмеченные состав и свойства почвы Караултобинской опытной станции накладывается высокая засоленность всего почвенного профиля (таблица 4). В рисовом чеке засоление почв неравномерное и зависит от работы дренажно-коллекторной сети и водно-солевого режима почв. Анализ водной вытяжки показал очень высокое засоление верхних горизонтов, где плотный остаток составляет 1,104 - 0,98 %, и высокое засоление нижних, где плотный остаток составляет 0,786 - 0,890 0%. Тип засоления хло-ридно-сульфатный. Реакция среды щелочная и средне щелочная (рН 8,3 - 8,9). По содержанию поглощенного натрия и водно-растворимых солей почва классифицируется как солонец-солончак [5]. Но показанная анализами солонцеватость не подтверждается морфологическим строением профиля.
Из данных таблицы 4 видно, что при концентрации НС0" в 2 раза меньше токсич-
Таблица 4 - Содержание солевого состава лугово-болотной почвы, мг-экв /% на 100 г
Объекты Глубина образца, см Сумма солей, % Анионы Катионы
НС0э" С0э С1" S04"" Са++ Mg++ Ш+К по разности рн
Разрез № 1 0-40 1,104 0.38 0,023 - 4,00 0,142 12,75 0,6 12 8,500 0,1 70 3,80 0,046 4,83 0,111 8,5
40-73 0,98 0,40 0,024 - 5,00 0,177 10,00 0,48 7,25 0,145 3,50 0,042 4,65 0,107 8,5
82-115 0,86 0,46 0,028 - 4,70 0,167 8,50 0,408 6,50 0,13 3,30 0,040 3,86 0,089 8,7
115150 0,79 0,46 0,028 - 4,30 0,153 8,00 0,384 6,00 0,100 3,20 0,0 38 3,56 0,082 8,7
Разрез № 2 0-22 0,51 0,56 0,034 - 1,20 0,043 6,00 0,288 4,00 0,080 1,75 0,021 2,01 0,046 8,3
22-41 0,35 0,75 0,046 0,04 0,001 0,50 0,018 3,50 0,168 2,50 0,050 0,75 0,009 2,54 0,058 8,9
41-103 0,24 0,80 0,049 0,04 0,001 0,1 5 0,005 2,40 0,115 0,50 0,010 0,50 0,006 2,39 0,055 8,9
103 -158 0,21 0,84 0,051 0,04 0,001 0,1 5 0,005 1,4 0 0,067 0,50 0,010 0,35 0,04 1,58 0,036 9,2
158 -200 0,2 0,80 0,049 0,04 0,001 0,10 0,03 1,50 0,072 0,30 0,006 0,60 0,007 1,54 0,035 8,4
ных и отсутствии нормальных карбонатов обуславливает благоприятную для роста и развития корневой системы риса слабощелочную почвенную среду. Однако наличие значительного количества анионов хлора и сульфатов, в 10 раз превышающих порога токсичности, при сумме растворенных солей в верхнем корнеобитаемом горизонте более одного процента (1,104 %), а также высокое содержание поглощённого натрия будут оказывать отрицательное влияние на рост и развитие корневой системы риса, особенно в начальные фазы её развития до промывки верхнего слоя почвы.
Грунтовые воды опытного участка залегают на глубине 178 см, минерализация их в пределах 2,15-3,5 г/л хлоридно-сульфат-ного типа химизма. Близкое залегание минерализованных грунтовых вод обусловливает динамизм процессов засоления-рассоления в условиях затопления [5].
ВЫВОДЫ
1. При длительном использовании лу-гово - болотных почв в рисовом севооборо-
те их агрофизические показатели плодородия претерпевают значительные изменения: происходит разрушение структуры, высокое уплотнение почвы в условиях затоле-ния, снижается общая порозность и водопроницаемость, усиливается иссушение и подтягивание минерализованных грунтовых вод в межполивной период.
2. Лугово-болотные почвы рисовых чеков слабо гумусированиы, низко обеспечены азотом и фосфором, средне обеспечены калием, поэтому применение азотных и фосфорных удобрений является необходимым условием возделывания риса.
3. Высокое содержание воднораство-римых солей, карбонатов и поглощенного натрия в почвенном профиле, близкое залегание минерализованных грунтовых вод требуют при возделывании сельскохозяйственных культур на этих почвах постоянной работы коллекторно-дренажной сети.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1 Зубаиров О.З. Мелиоративное состояние орошаемых земель Кызылординской области // Система сельскохозяйственного производства Кызылординской области. -Алматы: Бастау, 2002. - С. 385-412.
2 Тазабеков Т.Т., Рубинштейн М.И. Плодородие почвы в интенсивном земледелии // Вестник сельскохозяйственной науки Казахстана. - Алма-Ата, 1985. - J№ 8. - С. 3-5.
3 Базилевич Н.И., Панкова Е.И. Опыт классификации по засолению // Почвоведение. 1968. - №№11. - С. 38-51.
4 Аринушкина Е.В. Руководство по химическому анализу почв. - Москва: МГУ, 1977. - 489 с.
5 Отаров А., Ибраева М.А. Эколого-мелиоративные проблемы рисовых массивов Казахстана // Проблемы генезиса, плодородия, мелиорации, экологии почв, оценка земельных ресурсов. - Алматы: Общество "Тетис", - 2002. - С. 166-182.
TYfflH
У.Р. Идирисова2, А.К. Саданов1, Т.Б. Мусалдинов2, Д.Ж. Идрисова2, С.А. Айткелдиева1, Б.Е .Шимшиков2, Н.С. Ашыкбаев2, Ж.М. Кабденов2
КЫЗЫЛОРДА ОБЛЫСЫНЬЩ СТР1Ш ШАРУАШЫЛЫГЫ КАЗГЗИ КАРАУЫЛТЭБЕ ТЭЖ1РИБЕЛ1К ЕГ1СТ1ГШЩ ЖУСАНДЫ-БАЛШЫЩТЫ ТОПЫРАГЫНЫЦ АГРОФИЗИКАЛЫК ЖЭНЕ АГРОХИМИЯЛЫК К0РСЕТК1ШТЕР1
'РМК «Микробиология жэне вирусология институты» FK БГМКР Алматы; 2ЖШС «Таза Су» г. Алматы. taza-su@ mail.ru.
Шалгынды - батпакты жерлерде курш епсш узак уакыт ЖYргiзген кездегi агрофизикалык, агрохимияльщ взгерiстерi каралды.
SUMMARY
U.R. Idrisova2, A.K.Sadanov1, T. B. Musaldinov2, D.Zh. Idrisova2, S. A. Aytkeldieva1, B.E.Shimshikov2, N. S. Ashykbaev2, Zh.M.Kabdenov2
AGROPHYSICAL AND AGROCHEMICAL PARAMETERS OF MEADOW - MARSH SOILS FERTILITY OF KARAULTYUBE EXPERIMENTAL FIELD RICE CULTIVATION KAZAKH SCIENTIFIC AND RESEARCH INSTITUTE OF
KYZYLORDA REGION
'RSOE «Institute of Microbiology and Virology», Committee of Science, Ministry of Education
and Science, Republic of Kazakhstan, Аlmаty. 2«Таzа Su»LLP, Almaty, taza-su@ mail.ru.
The changes in the agro and agro-chemical parameters of fertility meadow - marsh soils with long-term rice cultivation.
