Публикация научных статей.
Вход на сайт
E-mail:
Пароль:
Запомнить
Регистрация/
Забыли пароль?
Международный научно-исследовательский журнал публикации ВАК
Научные направления
Поделиться:
Статья опубликована в №14 (октябрь) 2014
Разделы: Сельское хозяйство
Размещена 29.10.2014. Последняя правка: 18.11.2014.

ВЕРТИКАЛЬНАЯ ИНФИЛЬТРАЦИЯ ВЛАГИ И АЗОТА НА ДЕРНОВО-ПОДЗОЛИСТЫХ ПЕРИОДИЧЕСКИ ПЕРЕУВЛАЖНЕННЫХ ПОЧВАХ

Сайдак Роман Васильевич

Институт водных проблем и мелиорации НААН Украины

зав. лабораторией агроклиматических ресурсов

Тарарико Юрий Александрович, доктор сельскохозяйственных наук, профессор, член. – кор. НААН Украины, Институт водных проблем и мелиорации


Аннотация:
Путем анализа многолетних данных результатов опытов в лизиметрической установке установлена интенсивность вертикальной инфильтрации осадков на легких дерново-подзолистых почвах Украинского Полесья. Определено, что наиболее интенсивная вертикальная инфильтрация осадков отмечается под чистым паром которая в среднем за год достигает 121 л/м2, из этого количества 85% приходится на осенне-весенний период. Интенсивность инфильтрации осадков в осенне-весенний период зависит от их количества на протяжении сентября-декабря, а летний – июня - июля. С инфильтрационными водами потери нитратов азота под черным паром могут достигать 250,7 кг/га. Значительные потери нитратных форм азота, отмечаются и под пропашными культурами (картофель), тогда как под пшеницей озимой снижаются на 9 - 36%.


Abstract:
By analyzing long-term data of the results of the investigations carried out in a lysimeter installation the intensity of vertical infiltration of precipitation in the light grading sod-podzolic soils of Ukrainian forest zone has been determined. It was specified that the most intense vertical infiltration of rainfall occurs in the complete fallow soils, which yearly average is 121 l/m2, where 85% of this amount accounts for autumn and spring periods. The intensity of rainfall infiltration in autumn and spring periods depends on the precipitation amount during September-December and June- July respectively. The losses of nitrogen nitrates along with the infiltration water in the complete fallow soils can reach up to 250.7 kg/ha. Significant loss of nitrogen nitrates can be observed in the soils under row crops (potatoes), while under winter wheat it is reduced by 9 - 36%.


Ключевые слова:
инфильтрация; азот; осадки; севооборот; почва; лизиметр

Keywords:
infiltration; nitrogen; precipitation; crop rotation; soil; lysimeters


УДК 631.62:631.432

Введение. Агроклиматические условия Украинского Полесья характеризируются достаточным естественным увлажнением, однако уровень его использования растениями ограничивается высокой степенью вертикальной инфильтрации осадков [6]. Ее величина, в зависимости от инфильтрационной способности почв, изменяется от 1-3% до 25-30% годового количества осадков [2]. Наряду с этим, на почвах легкого гранулометрического состава достаточно распространена деградация сельскохозяйственных земель в результате вымывания биогенных элементов из корнеобитаемого слоя почвы [5, 1]. В Полесье в среднем вымывается 10 - 15 кг / га нитратного азота, на супесчаных почвах - 20 - 25, а на суглинистых - до 10 кг / га. В годы с умеренным увлажнением эти показатели снижаются почти вдвое [3]. На дерново-подзолистых легких почвах Украины потери азота на связно-песчаной почве могут составлять около 47% от его общего количества, вносимого с удобрениями [4]. Поэтому, количественная оценка объемов инфильтрации осадков и вымывания с ними биогенных элементов является основой оптимизации систем питания растений и оптимизации водного режима почв. 

Методика и условия проведения исследований. Целью исследований является установление интенсивности вертикальной инфильтрации атмосферных осадков и нитратных форм азота из корнеобитаемого слоя почвы. Исследования проводились на основании системного анализа и математического моделирования многолетних результатов, полученных в лизиметрической установке. Опыт заложен в Институте сельскохозяйственной микробиологии и агропромышленного производства (Украина, Черниговская область). Почва – дерново - среднеподзолистая супесчаная. Заполнение ячеек лизиметров почвой проведено начиная с материнской породы, с учетом мощности каждого генетического горизонта. Общая глубина лизиметров в соответствии с мощностью почвы составляет 155 см, масса почвы в одной ячейке - 10,5 т, посевная площадь 3,8 м2, повторность трехкратная. 

Результаты и обсуждения. Питательный режим почвы промывного типа увлажнения зависит не только от систем удобрения, а и от потерь биогенных элементов вследствие вертикальной инфильтрации.

В среднем за год на легких по гранулометрическому составу дерново-подзолистых почвах инфильтрируется 75 л/м2 влаги, поступающей с осадками. Однако, это количество значительно меняется в зависимости от растительного покрова поля. Установлено, что наиболее интенсивная вертикальная инфильтрация осадков отмечается под чистым паром которая в среднем за год достигает 121 л/м2, из этого количества 85% приходится на осенне-весенний период. Под пшеницей озимой это количество уменьшается на 51%, а картофелем - 26%.

В целом по севообороту, наименьшие потери влаги (49 л/м2), обеспечивает севооборот с многолетними травами (клевером). При их отсутствии, при значительном насыщении севооборота зерновыми культурами и одним полем картофеля этот показатель повышается до 82 л/м2, или на 67%, тогда как с применением сидерации лишь на 26% (табл. 1).

 таблица1

Нами установлена зависимость интенсивности инфильтрации осадков в осенне-весенний период с учетом объемов их выпадение на протяжении сентября-декабря. На фоне чистого пара, бессменных посевов озимой пшеницы и картофеля коэффициент корреляции (r) составляет между указанными факторами 0,95-0,97. Эти зависимости описываются полиномами первого порядка (рис. 1a).

 рисунок1

В отдельные годы, в регионе, отмечается летняя инфильтрация, которая зависит от количества осадков за июнь-июль (r = 0,83-0,91). Эти зависимости описываются полиномами второго порядка (рис. 1б).

С высокой вероятностью (68%) за сентябрь - декабрь в регионе отмечается количество осадков от 100 до 200 мм, с аналогичной вероятностью объемы инфильтрации достигают 37-72 л/м2 под пшеницей озимой и от 55 до 101 л/м2 под картофелем, а в 8% случаев это количество может превышать 160 л/м2.

В летний период при сумме осадков менее 135 мм, которая наблюдается в 50% лет инфильтрация на всех фонах отсутствует, а при более 205 мм может составлять от 26 под пшеницей озимой до 90 л/м2 под черным паром.

С инфильтрационными водами потери нитратов азота и водорастворимого гумуса под черным паром составляют в среднем 250,7 и 36,2 кг/га соответственно (рис. 2). По сравнению с целиной (контроль) потери NO3 по черным паром увеличиваются в более чем 45 раз.Значительные потери указанных элементов, отмечаются под пропашными культурами (картофель). Под культурами сплошного посева (пшеница озимая) эти потери вследствие инфильтрации на 9 - 36% ниже по сравнению с пропашными культурами.

рисунок2

В севообороте с многолетними травами (клевер-пшеница озимая - картофель - ячмень) на фоне органоминеральной системы удобрения потери биогенных элементов вследствие вымывания являются наименьшими.

В этом севообороте уровень инфильтрации водорастворимого гумуса соответствует уровню целины, однако вследствие значительной подвижности нитратных форм азота, его потери на 34,6 кг/га превышают контроль.

  С исключением из севооборота многолетних трав, а насыщением ее сидератом (люпин) потери нитратов азота повышаются на 58%.

В интенсивном севообороте при насыщении его зерновыми культурами (овес - пшеница озимая – картофель - ячмень) потери нитратного азота достигают 69,7 кг/га, что приближается к монокультуре картофеля, а по потерям водорастворимого гумуса даже превышают указанный вариант.

Заключение. Насыщение севооборотов многолетними травами, позволяет уменьшить уровень инфильтрации влаги на 55% в осенне-весенний период и на 79% - летний. Значительным эффектом в снижении потерь влаги путем вертикальной инфильтрации является включение в севооборот промежуточных посевов люпина на зеленое удобрение.

Вследствие инфильтрации осадков, потери нитратного азота под пропашными культурами могут достигать 73 кг/га, а водорастворимого гумуса 25 кг/га, тогда как при оптимальных севооборотах с многолетними травами они существенно снижаются. Поэтому, севооборотный фактор в регионе Украинского Полесья является одним из основных средств регулирования питательного и водного режима почвы.

Библиографический список:

1. Бердников. О.М., Скачок Л.М., Потапенко Л.В., Милютенко Т.Б. Лизиметрические исследования в агрохимии та агроэкологии. // Сборник научных трудов «ННЦ Зземледелия» - 2013.- Вып. – 1 – 2 С.38 – 45.
2. малая горная энциклопедия. В 3-х т. / Под ред. В. С. Белецкого.–Донецк: «Донбас», 2004.–ISBN 966-7804-14-3.
3. Мазур В.Г., Горщар В.І., Конопльов О.В. и др. Экологические проблемы земледелия / Под ред. И.Д. Примака–К.: Центр учебной литературы, 2010–456 с.
4. Минеев В.Г. Агрохимия: Учебник. – 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Изд-во МГУ, Изд-во «Колос», - 2004. – 720 с.
5. Никитюк Ю.А. Агроэкологическая оценка различных систем удобрения картофеля: автореф. дис. канд. с.-х. наук:03.00.16 экология / Ю.А. Никитюк.–Киев, 2007.–25 с.
6. Патыка Н.В., Бердников А.М., Патыка В.Ф. Миграция питательных элементов и гумуса подзолистой почвы в условиях длятельных лизиметрических опытов//Агрохимия и почвоведение.–Харьков: ННЦ «Институт почвоведения и агрохимии им. О.Н. Соколовського», 2009.–выпуск 72. С. 81–84.




Рецензии:

30.10.2014, 11:53 Бублик Николай Александрович
Рецензия: Статья Сайдака Р. В. и Тарарико Ю.А. "ВЕРТИКАЛЬНАЯ ИНФИЛЬТРАЦИИ ВЛАГИ И АЗОТА НА ДЕРНОВО-ПОДЗОЛИСТЫХ ПЕРИОДИЧЕСКИ ПЕРЕУВЛАЖНЕННЫХ ПОЧВАХ" является очень актуальной. Авторами решена важная для почв легкого гранулометрического состава проблема вымывания биогенных элементов из корнеобитаемого слоя почвы. Ысследованиями показано, что севооборотный фактор в регионе Украинского Полесья является одним из основных средств регулирования питательного и водного режима почвы. Насыщение севооборотов многолетними травами, позволяет более, чем на 50% уменьшить уровень инфильтрации влаги и существенно снизить потери нитратного азота.Рекомендую статью к печати в очередном номере журнала. Институт водных проблем и мелиорации НААН Украины зав. лабораторией агроклиматических ресурсов Тарарико Юрий Александрович, доктор сельскохозяйственных наук, профессор, член. – кор. НААН Украины, Институт водных проблем и мелиорации

30.10.2014, 16:51 Вишневский Петро Станиславович
Рецензия: Статья Сайдака Романа Васильевича и Тарарико Юрия Александровича является актуальной, имеет элементы новизны и даёт возможность, на основании проведённых исследований, регулировать за счёт севооборота, питательный и водный режим почвы. Авторами исследована и установлена интенсивность вертикальной инфильтрации атмосферных осадков и нитратных форм азота корнеобитаемого слоя почвы. Наивысшая интенсивность инфильтрации осадком остаётся за чистыми парами (121 л/м2) и картофелем (89 л/м2), наименьшие потери влаги (49 л/м2) – в севообороте клевер – пшеница озимая – картофель – овёс. На рисунке 2 присутствует вариант «целина», как я понимаю – абсолютный контроль. Однако в статье о нем ничего не сказано, и он не отмечен в таблице 1. С исправления данных замечаний статья рекомендуется к печати.

18.11.2014 12:12 Ответ на рецензию автора Сайдак Роман Васильевич:
Спасибо за рецензию и замечания которые нами учтены.

13.11.2014, 16:03 Киселева Наталья Станиславовна
Рецензия: Данная статья актуальна, так как ее авторами решена важная для почв легкого гранулометрического состава проблема вымывания биогенных элементов из корнеобитаемого слоя почвы. Исследованиями показано, что севооборотный фактор в регионе Украинского Полесья является одним из основных средств регулирования питательного и водного режима почвы, а насыщение севооборотов многолетними травами, позволяет более, чем на 50% уменьшить уровень инфильтрации влаги и существенно снизить потери нитратного азота. Однако, на рисунке 2 показана "целина "(очевидно, поле-как контроль), но в тексте нет никакой дальнейшем сравнительной оценки. В методике указано, что исследования проводились на основании системного анализа и математического моделирования многолетних результатов, но в тексте статьи это никак не отражено. Считаю,что статья, за исключением небольших недочетов, вполне соответствует требованиям и после небольшой доработки может быть рекомендована к печати.
18.11.2014 12:12 Ответ на рецензию автора Сайдак Роман Васильевич:
Спасибо за рецензию и замечания, которые нами учтены.



Комментарии пользователей:

Оставить комментарий


 
 

Вверх