Изменение продуктивности торфяных почв России при внесении минеральных добавок

УДК 631.61:631.44

• Мажайский Ю.А. д. с/х наук, профессор, Всероссийский научно-исследовательский институт гидротехники и мелиорации имени А. Н. Костякова (Мещерский филиал)
• Шуравилин А.В. . д. с/х наук, профессор, Российский университет дружбы народов
• Курчевский С.М. к. с/х наук, Белорусская государственная  сельскохозяйственная академия

Key words

Melkogalechnyj peat, mineral supplements, clay, sand, dose, properties, yield, oats.

Summary

The results of studies on improving properties and fertility melkogalechnyj peatlands by adding mineral admixtures of clay and sand. Shows the improvement of water-physical, agro-chemical and biological properties and thermal regime of soils and increased yields. It is established that panowanie peat soils, compared to sanding up, increased the grain yield of oats on average by 8%.

В Нечерноземной зоне Российской Федерации значительные площади занимают мелкозалежные и выработанные торфяники, которые до недавнего времени считались “бросовыми землями”. Слабое вовлечение их в сельскохозяйственное производство связано с мелиоративной неблагоустроенностью и отсутствием достаточного опыта их сельскохозяйственного освоения.

Результатами наших исследований и других авторов [1…4] было установлено, что структурные мелиорации (пескование и глинование) мелкозалежных торфяников в сочетании с внесением минеральных удобрений, является эффективным мероприятием по окультуриванию этих почв.

Применительно к условиям Мещерской низменности Рязанской области остаются малоизученными вопросы высокопродуктивного использования мелкозалежных торфяников. Поэтому изучение этой проблемы являются весьма актуальным для региона.

Целью работы являлась разработка агротехнических и агромелиоративных приемов по повышению плодородия мелкозалежных низинных торфяников в условиях Мещерской низменности Рязанской области.

Комплексные исследования проводились в 2011-2013 гг. на экополигоне «Мещера». Опытный участок расположен на маломощном низинном торфянике «Тинки-II» в опытно-производственном хозяйстве «Полково» в пределах Рязанской Мещеры. Он осушен открытыми каналами в 1963г, уровень грунтовых вод в среднем за вегетацию поддерживается на глубине 90-120 см. Осушительная система длительное время не обслуживалась.

Почва участка мелкозалежный торфяник с высокой степенью разложения 35 % (0-20 см) и высокой зольностью – 28,1 %. Плотность сложения в слое 0-20 см составляла 0,35 г/см³, плотность твердой фазы – 1,71 г/см³, пористость – 80,0 %, а пористость аэрации – 46,1 %. В пахотном слое полная влагоемкость – 219 %, наименьшая влагоемкость – 109 % и максимальная гигроскопичность – 29,2 % от массы. рН_сол в почвенном слое 0-20 см – 5,0 (среднекислые), общий азот – 3,08 %, подвижный фосфор и обменный калий – 122 и 163 мг/кг соответственно.

Опыт заложен на мелкозалежном торфянике по следующей схеме:

1. Без удобрений и мелиорантов – контроль
2. N₄₅P₆₀K₉₀ – фон
3. Фон + глина 400 т/га
4. Фон + глина 600 т/га
5. Фон + глина 800 т/га
6. Фон + песок 400 т/га
7. Фон + песок 600 т/га
8. Фон + песок 800 т/га

При закладке опыта проводили дискование дернины в два следа, вспашку, выравнивание, внесение песка и глины, дискование. Затем боронование, минеральные удобрения вносили под предпосевную культивацию почвы в дозе N₄₅P₆₀K₉₀. Посев овса сорта «Горизонт» с нормой высева  5,5 млн./га. Посев осуществляли СЗ-3,6А с глубиной заделки семян 4-6 см. После посева проводили прикатывание 3ККШ-6. Уборка механизированная и вручную.

Опыт заложен по методике опытного дела Б.А. Доспехова [5]. Исследования проводились с использованием общеизвестных методов и методик.

Внесение больших доз минерального грунта из глины и песка коренным образом изменяло основные водно-физические и химические свойства мелиорируемой торфяной почвы (табл. 1).

Применение минерального грунта (400 т/га) вызывает повышение плотности сложения на 66,7-81,8 %, а при увеличении доз глины и песка в 2 раза (с 400 до 800 т/га) плотность сложения повысилась в 1,5 раза. Плотность твердой фазы по сравнению с контролем (чистая торфяная почва) возрастала в 1,33-1,36 раза при дозах минерального грунта по 400 т/га, в 1,40-1,42 при дозах по 600т/га и в 1,44-1,46 раза при внесении грунтов по 800 т/га. Что касается зольности, то с увеличением доз глины и песка от 400 т/га до 800 т/га зольность смешанной торфяной почвы повышалась на 38-40 %.

При внесении максимальной дозы минерального грунта (глина и песок) 800 т/га общая пористость уменьшилась в 1,21 – 1,23 раза, а пористость аэрации – в 2,15 – 3,38 раза.

Торфяно-болотная почва характеризуется высокой влагоемкостью. При внесении глины 400-800 т/га показатели полной влагоемкости (ПВ)  по сравнению с контролем снизились в 1,6-2,4 раза, а при использовании песка в таком же количестве – в 1,7 – 2,6 раза. Наименьшая влагоемкость (НВ) снижалась в 1,5-1,8 раза при глиновании и в 1,6-1,9 раза при песковании.

1 – Изменение водно-физических и химических свойств торфяной почвы при внесении глины и песка в слое 0-20 см (ср. 2011-2013гг.)

Повышение дозы глины до 800 т/га обеспечивало увеличение продуктивных запасов влаги до 60 мм или в 1,5 раза, чем на контроле. Аналогичные изменения были выявлены и при внесении песка. Следует отметить, что продуктивная влажность почвы при внесении минеральных добавок заметно уменьшалась. Однако, объемные величины свидетельствуют о существенном увеличении этих значений.

Глинование торфяной почвы улучшило ее кислотный режим. Так, обменная кислотность, выраженная в единицах рН, стала слабокислой (рН 5,4-5,9) и близкой к нейтральной (рН 6,2). При этом резко снижалась потенциальная (гидролитическая) кислотность с 40,5 мг-экв/100г до 20,7 – 16,5 мг-экв/100г. Отмечается закономерность в повышении содержания подвижного фосфора и тенденция увеличения обменного калия. Начальная доза глины 400 т/га не изменила содержание подвижных форм азота, а 600 и 800 т/га значительно понизило аммонификацию и нитрификацию торфяной почвы.

Пескование торфяной почвы, как и глинование, заметно снизило накопление аммиачного и нитратного азота. Содержание подвижного фосфора и обменного калия осталось на уровне фона.

Внесение минеральных добавок в торфяную залежь улучшало температурный режим почвы. Различия в температуре почвы между вариантами с добавками минерального грунта сохраняются в течение всего вегетационного периода.  Однако выражены они лучше в первой половине вегетации. В среднем за три года вегетации овса (май-август) средняя температура пахотного горизонта почвы в контроле составляла 14,8⁰C, а в вариантах с внесением в пахотный горизонт минерального грунта была выше на 0,5-1,5⁰C и варьировала в пределах 15,3-16,3⁰C в зависимости от дозы добавки и ее гранулометрического состава. Переход температур через 5⁰C, 10⁰C и 15⁰C был на 7-18 дней раньше контроля при внесении минеральной добавки, что обеспечивает более ранее начало вегетации.

Глинование и пескование торфяно-болотных почв достоверно повышало ее целлюлозолитическую активность практически при всех рассматриваемых дозах. Внесение минеральных добавок по сравнению с контролем повышает степень интенсивности процесса со слабой до средней. Отмечена тенденция усиления интенсивности процесса разложения ль няной ткани при внесении глины в качестве минеральной добавки, по сравнению с песком.

Урожайность зерна овса под внесение минеральных удобрений увеличило на 0,46 т/га или на 23 % (табл. 2). Внесение в торфяную почву добавки из глины в среднем за три года повышало сбор зерна на 0,54 – 0,68 т/га (22 – 28 %). Пескование обеспечивало повышение урожайности зерна овса на 0,31-0,44 т/га по сравнению с фоном минеральных удобрений. Следовательно,  глинование торфяно-болотных почв повышало урожайность зерна овса в среднем на 8%, по сравнению с пескованием.

2 – Урожайность овса на торфяной почве, т/га

Наиболее эффективными является варианты 3 и 6 , где минимальный срок окупаемости затрат на проведении структурной мелиорации мелкозалежных торфяников составил 3,0 года при внесении глины или песка в дозах 400т/га на фоне минеральных удобрений. Дисконтированный прирост чистого дохода на третий год мероприятий в варианте 3 составил 158,2 руб. и  в варианте 6 – 256,7 руб., тогда как на остальных вариантах с внесением минерального грунта его не было.

Показателем целесообразности природозащитных мероприятий явлется экологический эффект является. Составляющими его являются: снижение вымывания питательных элементов дренажными водами; уменьшение вероятности пожаров; стабилизация баланса органического вещества торфа и продление жизни торфяной залежи; уменьшение вероятности возникновения заморозков и гибели от них урожая; улучшение качества производимой продукции.

Таким образом, на мелкозалежных торфяных почвах рекомендуется использовать минеральный грунт в виде глины дозой 400т/га или песка дозой 600 т/га совместно с минеральными удобрениями (N₄₅P₆₀K₉₀) для повышения эффективного плодородия, улучшения структуры, водно-физических, агрохимических и биологических свойств, снижения угрозы  возгорания, сработки торфа и  исключения ветровой эрозии.

Литература:

1. Белковский В.И.,Зоткин В.П. Обогащение торфяных почв минеральным грунтом-М.: Россельхозиздат, 1986.- 44с.
2. Доспехов В.А. Методика полевого опыта – М.: Агропромиздат, 1985.- 351 с.
3. Курчевский,С.М. Сравнительная оценка пескования и глинования для повышения продуктивности торфяных почв / С.М. Курчевский, Э.И. Поднебесная, Д.В. Виноградов // Агрохимический вестник. – 2013. – №2 – С. 27-28.
4. Стариков Х.Н., Суслов С.А., Важдаева Н.Г.Повышение экономической эффективности окультуривания и использования почв в Российской Федерации. Нижегор. обл.,Изд-во НГИЭИ, 2008-174 с.
5. Чернов, А.Е. Агромелиоративные направления охраны торфяных почв сельскохозяйственного использования / А.Е. Чернов, Ю.А. Томин, Ю.А. Мажайский, С.М. Курчевский // Мелиорация и водное хозяйство. – 2012. – №6 – С. 8-10