Статья опубликована в №14 (октябрь) 2014
Разделы: Сельское хозяйство
Размещена 29.10.2014. Последняя правка: 18.11.2014.
Просмотров - 2451

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

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).

 

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).

 

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.

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.

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.

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.



Комментарии пользователей:

Оставить комментарий