Плодородие каштановых почв сухой степи Алтайского края и пути его управления Текст научной статьи по специальности «Сельское хозяйство, лесное хозяйство, рыбное хозяйство»

ПЛОДОРОДИЕ КАШТАНОВЫХ ПОЧВ СУХОЙ СТЕПИ АЛТАЙСКОГО КРАЯ И ПуТИ ЕГО УПРАВЛЕНИЯ

О.Г. Пахомя,, Л.М. Татаринцев, В Л. Татаринцев

Каштановые почвы сухих степей Ку-лунды занимают более 800 тыс. га и широко используются в сельскохозяйственном производстве. Рациональное и эффективное использование каштановых почв, обладающих сравнительно невысоким плодородием. а также разработка путей его повышения невозможно без изучения почвенно-климатических условий формирования урожайности сельскохозяйственных культур.

До сих пор в условиях Алтайского края в агроценозах господствует основная зерновая культура - яровая пшеница. Хозяйственная продуктивность агроценоза, выраженная в урожае, зависит от основных факторов - метеорологических, почвенных условий, сорта культуры, технологии возделывания и т.п. С целью направленного управления этими факторами важно определить реальную роль каждого и совокупного их действия на уровень хозяйственной продуктивности, который можно достичь в конкретных условиях возделывания культуры.

В Алтайском крае достаточно давно (Л.М. Бурлакова, В.А. Рассыпное, О.И. Антонова, Л.М. Татаринцев, Г.Г. Морковкин и др.) изучают роль почвенных и климатических факторов в создании хозяйственной продуктивности. Однако все эти исследования касаются чернозёмов Алтайского Приобья. Для зоны каштановых почв таких исследований почти нет (П.Б. Максимова, Н.В, Жандаров). Для целей прогнозирования урожайности яровой пшеницы важно изучить временную динамику гидротехнических условий, их варьирование. взаимосвязи урожайности в зависимости от обеспеченности растений влагой, теплом и некоторых физических свойств каштановых почв.

Целью работы являлось выяснение возможности использования метеорологических, почвенно-физических условий каштановых почв сухой степи (на примере

К(Ф)Х «О.Г. Пахомя») для оценки почвенного плодородия и его управления.

Для достижения поставленной цели было необходимо решить следующие задачи:

• оценить эффективное плодородие каштановых почв и влияние на него различных факторов;

• дать качественную оценку свойств почв и метеоусловий;

• применить информационно-логическую модель для целей управления эффективным плодородием.

Согласно почвенно-географическому районированию СССР (1962) район исследования расположен в западной части Алтайского края и входит в зону каштановых почв сухих степей. Крестьянское (фермерское) хозяйство «О.Г. Пахомя» находится в юго-западной части Родинского района, выделившись в 1991 г. из совхоза «Память Ленина» (ныне ООО «Ярлоговское»). Общая плошадь фермерского хозяйства на 1 мая 2003 г. составляла 530 га.

Территория К(Ф)Х входит в состав дельг ложбин древнего стока. И только юго-восточная часть крестьянского хозяйства находится на отрогах Приобского плато. Эта часть территории, на которой расположен один из участков крестьянского (фермерского) хозяйства «О.Г. Пахомя», несколько приподнята относительно других участков ООО « Ярлоговское». Совсем узкая полоса на западе Родинского района входит в состав Кулундинской депрессии.

Согласно агроклиматическому районированию, приведенному в справочнике «Агроклиматические ресурсы Алтайского края» (1971), территория, являющаяся предметом нашего исследования, входит в теплый район по тс и лообеспече нности V, теплый засушливый подрайон III е. В качестве показателя теплообеспеченности использовалась сумма температур воздуха за период с устойчивой температурой выше 10°С, обеспечивающий активную вегетацию большинства культурных растений. Оценка влагообеспеченности вегетацион-

ного периода дана по гидротермическому но легкосуглинистого гранулометрическо-

коэффипиенту (ГТК) Г.Т. Селянинова, го состава.

представляющему отношение суммы осад- Морфологическое строение каштановых

ков за период с температурой выше 10°С к почв представлено на примере каштановой

испаряемости, выраженной суммой темпе- глубоковскипающей среднемощной легко-

ратур за этот же период, уменьшенной в 10 суглинистой слабодефлированной почвы

раз. (разрез 4). Разрез расположен на пашне

На территории хозяйства раслростране- под посевом яровой пшеницы сорта Ком-

ны каштановые глубоковекипающие сред- сомольская 56.

не- и маломощные почвы преимуществен-

свежий, серый с коричневато-бурым оттенком, комковато-глыбисто-

[!ЗХ и _ о о о

0 70 см пылеватый, легкосуглиннстыи, рыхлый, корни густо, переход ясный по плот-

ности

В; свежий, серовато-бурый, комковато-глыбистый, легкосуглинистый, уплотнён-

20-33 см ный, корни реже, переход постепенный

Вг свежий, тёмно-бурый, непрочно комковатый, легкоеуглинистый, плотный, пе-

33-58 см реход постепенный по плотности и ясный по цвету

В2к свежий, жёлто-бурый с белёсым от выцветов карбонатов, непрочнокомкова-

58-8? см тый, легкосуглинистын, плотный, переход постепенный

ВСК свежий, буровато-жёлтый с белёсыми выцветами в виде пятен и прожилок,

87-118 см непрочнокомковатый, плотный, переход постепенный

Ск увлажнённый, белесовато-жёлтый, плитовидный, легкосуглинистый, уплот-

118-200 см нённый, пропитка карбонатов

Химические и физико-химические свойства каштановых почв представлены в таблице 1. Материалы таблицы наглядно демонстрируют, что параметры плодородия каштановых почв со временем изменяются.

Таблица 1

Химические и физико-химические свойства каштановых глубоковскипающих почв

(средние данные), п - ! 2

Гори- зонт Глубина образца, см pH водной Гумус по Тюрину, % Обменные катионы, мг-экв/100г % от ЕКО

Са" М8" Кта‘ ЕКО Са" Мё"

Зона сухой степи (1984 г.)

Ая 0-23 6.8 2,16 11,7 ! 3,5 I 0,3 15,7 74,5 22,3

В, 23-39 7,2 1,73 12,6 і 3,3 | 0,3 ¡6,2 77,8 20,4

ООО «Ярлоговское» (1990 г.)

А„ 0-20 7,2 2,78 14,8 2,9 1,4 19,1 77,5 15,2

в, 20-35 7,2 1,68 15.0 3,2 1,4 19,6 76,5 і 6,3

К(Ф)Х «О.Г. Пахомя» (201 >2 г.)

А„ 0-19 7,9 2,48 8,3 3,2 0,6 12,1 68.6 26,4

в, 19-34 7,9 1,58 7,0 6,1 нет 13,1 53,4 46,6

Проанализировав факторы, которые влияют на урожайность культур в агроценозе, с помощью информационно-логического метода нами определены наиболее специфичные состояния урожайности для

каждого состояния факторов-аргументов (табл. 2) и разработана модель эффективного плодородия каштановых почв для яровой пшеницы.

Таблица 2

Специфичные (наиболее вероятные) состояния урожайности для каждого состояния факторов-аргументов

Фактор Состояние фактора Урожай- ность, и/га Ранг урожайности Фактор Состояние фактора Урожай- ность, ц/га Ранг урожайности

ГТКй.7 июнь-июль Т- 1,138! бит К = 0,7407 <0,6 0,6-0,8 0,8-1,0 1,0-1,2 > 1,2 3-6-9 9-12 9-12-15 15-18 15-18 > 1-2 'У Л 3-4 5 5-6 Р205, мг/кг Т = 0,2631 бит К = 0,1201 <5 0 50-100 100-150 150-200 >200 3-6 6-9 6-9-12 9-12 9-12-15 і 2 2-3 3 3-4

| ГТК7-июль Т= 1,0463 К =0,6312 <0,6 0.6-0.8 0,8-1,0 1.0-1,2 > 1,2 < 6 6-9 6-9-12 9-12 6-9-12 1 2 2-3 3 2-3 Гумус 4 в слое 0-20 см, % Т = 0,3047 бит К = 0,1721 <2 2-3,5 >3,5 <6 6-9 6-9 1 2 2

Т5.8 май-август, °С Т= 1,2715 бит К = 0.6725 і < 1900 і 900-2000 2000-2100 2100-2200 >2200 12-15-18 9-12-15 6-9-12-15 6-9-12 3-6-9 4-5 3-4 2-3-4 2-3 1-2 Zw в слое 0-100см, мм Т = 1,0483 бит К = 0,8075 <80 80-110 110-140 6-9 6-9-12 > 15 2 2-3 5

О-июль, мм Т = 1,0444 бит К = 0,6095 <30 30-50 50-70 70-90 >90 3-6-9 9-12-15 9-12 6-9 3-6 1-2 3-4 > 2 1 ТП6л- июнь, июль, °С Т = 1,01222 бит К = 0,65 79 < 1300 1300-1400 > 1400 > 15 3-6-9 3-6 5 1-2 1

Т7-июль,°С Т = 0,9659 бит < 600 600-650 650-700 > 15 6-9-12 <6 5-6 2-3 1 Wr за май-август, ммТ = 0,8116 бит К = 0,5799 <230 230-290 >290 <6 6-9 > 15 1 2 5

г N/NOj в слое 0-40 см. мг/кг 1=0,2877 К=-0,1310 <5 5-10 10-15 <9 9-12 > 12 1-2 3 4-5 06-июнь, мм Т = 0,9305 К = 0,4066 <20 20-40 40-60 60-80 >80 3-6-9 9-12-15 > 15 > 15 > 15 1-2 3-4 5 5 5

МА*В1, см Т - 0,2645 бит К = 0,1195 <30 30-40 3-6 6-9 1 1

Эта модель имеет следующий вид:

у=г№ ез 1 тКб-? и (Т5.8 и тп6.7 из О7 ® (ЛУр шз \уг1).

где 02 - знак функции нелинейного произведения.

- расход продуктивной влаги почвы (слой 0-100 см) за май-август; ГТКб.7 - гидротермический коэффициент по Селянинову за июнь-июль; Т5.8 - сумма температур воздуха выше 10°С за май-август;

ТП6.7 - VI > 10°С в пахотном слое почвы за июнь-июль;

О? - сумма осадков за июль;

- запас продуктивной влаги в почве (слой 0-100 см) перед посевом; ^'р - водопотребление (7^. + О5.6) май-август.

Предложенная модель эффективного плодородия тёмно-каштановых почв (выраженная через урожайность яровой пшеницы) вполне оправдывается с учётом случаев отклонения в один ранг 77-83%. Эта модель составлена без учёта сорта, пред-

шественника. а также влияния организационно-хозяйственных и экономических факторов эффективного плодородия. Составленная модель является прогностической и отражает эффективное плодородие.

Чтобы продемонстрировать методологию управления эффективным плодородием каштановых почв и определить дейст-

вительно возможную урожайность яровой пшеницы (У) предположим, что:

г*

25

О

ГТК6.7

0,72

3

Т5.»

2400

ПІ6-? 1450 1

1+1+3+

2 + 1

2 + 3 + -

У = •

Значение ранга в 2,21 округляем до 2 и из таблицы 2 находим, что рангу 2 соответствует ранг урожайности 6-9 ц/га или в среднем 7,5 ц/га. Нам хотелось бы получить 10 ц/га. С математической точки это достаточно просто. Необходимо ранг 2 поднять до ранга 3, которому соответствует ранг урожайности 9-12 ц/га или в среднем 10,5 ц/га. С агрономической (технологической) точки зрения задача более сложная. В этом случае необходимо определить факторы, которые в наибольшей степени влияют на формирование урожая яровой пшеницы и которые легче всего поддаются воздействию агронома (или агротехнического комплекса). В сухой степи решающими факторами являются недостаток влаги, высокие температуры в репродуктивный период, т.е. гидротермические условия. Климатические и погодные условия пока неуправляемы. Теоретически и в экспериментах такое управление возможно с помощью технологий, разработанных учеными Министерства обороны России.

В агрономической практике такими факторами, которые можно изменить, являются расход продуктивной влаги из почвы (2^.) за вегетационный период из слоя 0-100 см, исходный запас продуктивной влаги перед посевом (ЧУ)) в метровом слое почвы, а также суммарный расход влаги за вегетационный период (водопотребление), в котором присутствует составляющая почвы.

07

39

3

: 2,21 .

ШР

150

\¥,

150

1

В результате проведённых исследований мы пришли к следующим выводам:

1. Наибольшее влияние на формирова-

ние урожайности яровой пшеницы условиях сухой степи оказывают следующие почвенно-климатические факторы: расход

продуктивной влаги из метрового слоя почвы за май-август, гидротермический коэффициент за июнь-июль, сумма температур воздуха выше 10°С за май-август, сумма температур почвы более 10°С в пахотном слое за июнь-июль, сумма осадков за июль, суммарный расход влаги (водопотребление) за май-август, запас продуктивной влаги в метровом слое почвы перед посевом.

2. На основе информационно-логической модели обоснован комплекс мероприятий по управлению эффективным плодородием каштановых почв с учётом а1роклиматических условий. В агротехно-логический комплекс включены пары (чёрные, занятые, сидеральные) с почвозащитными элементами (кулисы, полосное размещение культур, накопление и аккумуляция зимних осадков, создание мульчирующего слоя почвы).

Библиографический список

1. Агроклиматические ресурсы Алтайского края. Л.: Гидрометеоиздат. 1971. 156 с.

2. Почвенно-географическое районирование СССР (в связи с сельскохозяйственным использованием земель). М., 1962, 422 с.