 |
И набухаемость коркового солонца
|
|
|
|
(опыт № 11, в среднем за 10 лет)
| Вариант | Глубина взятия образца, см | Плотность, г/см3 | Пористость, % от объема почвы | Максимальная набухаемость, % |
| Контроль | 0–10 | 1,29 | 49,3 | 44,4 |
| 10–20 | 1,29 | 51,1 | 40,3 | |
| 20–30 | 1,33 | 50,1 | 40,1 | |
| 30–40 | 1,30 | 52,2 | 56,4 | |
| Гипс, 32 т/га | 0–10 | 1,14 | 57,1 | 17,6 |
| 10–20 | 1,26 | 53,0 | 22,8 | |
| 20–30 | 1,28 | 52,8 | 44,5 | |
| 30–40 | 1,28 | 53,2 | 51,3 | |
| Кислота серная, 16 т/га | 0–10 | 1,10 | 58,0 | 18,1 |
| 10–20 | 1,27 | 52,8 | 33,9 | |
| 20–30 | 1,33 | 51,6 | 43,4 | |
| 30–40 | 1,32 | 52,0 | 53,7 |
Анализ данных дифференциальной пористости показал, что в результате химической мелиорации резко возросла межагрегатная пористость, величина которой в обоих вариантах в верхней части пахотного горизонта по сравнению с контролем увеличилась более чем в 2, в нижней – примерно в 1,5 раза (табл. 28).
Также значительно изменилось соотношение между количеством пор, занятых воздухом и водой, при наименьшей влагоемкости. В слое 0–10 см объем пор аэрации увеличился почти в 2 раза, а в слое 10–20 см с 16,1% на контроле до 19,2 в кислованной почве и 25,0 в гипсованной. Резко изменилось соотношение объемов пор, занятых различными формами воды. Если на контроле почти все поры оказываются занятыми связанной водой, то в вариантах с мелиорацией количество таких пустот значительно уменьшается, увеличивается объем пор, занятых капиллярной влагой.
Уменьшение гидрофильности коллоидов и объема пор, занятых связанной водой, приводит к снижению в почве содержания недоступной растениям влаги. Величина ВЗ на мелиорированных вариантах уменьшается в два раза, а количество доступной растениям влаги при НВ возрастает с 2,5% от массы почвы на контроле до 13% в варианте с гипсованием и до 15% – с кислованием (табл. 29).
Химическая мелиорация приводит к резкому увеличению водопроницаемости солонцов, так как образуется водопрочная структура, снижается величина предельной набухаемости и увеличивается количество пор, занятых при НВ воздухом.
|
|
|
В первый час наблюдений (определение с помощью прибора ПВН) водопроницаемость на мелиорированных вариантах в четыре раза выше, чем на контроле, и по шкале Качинского [26] соответствует оценке «наилучшая». С течением времени водопроницаемость на контроле практически прекращается, в варианте с гипсом – снижается очень мало, в варианте с кислотой это снижение выражено значительно сильнее (табл. 30). Различия по вариантам объясняются тем, что большинство свойств, определяющих величину фильтрации в гипсованной почве, улучшены во всем пахотном слое, а в кислованной – только в верхнем слое 0–10 см.
Химическая мелиорация, приводящая к коренному изменению физико-химических, физических, водно-физических и других свойств солонцов, меняет условия гумусообразования и гумусонакопления, поэтому меняется гумусовое состояние почв.
Состав гумуса в солонцах изучался по методу В.И. Тюрина в модификации В.В. Пономаревой. В условиях Голубковского стационара образцы для анализа отбирались из пахотного горизонта через 14 лет после внесения мелиорантов в опыте № 11, через 6 лет в опыте № 36; в условиях Измайловского стационара в опыте № 1 через 5 лет.
Таблица 28
Влияние химической мелиорации на изменение дифференциальной пористости коркового солонца
| Глубина взятия образца, см | Плотность, г/см3 | Пористость, % от объема почвы | Количество пор, занятых при НВ, % от объема почвы | |||||||
| твердой фазы почвы | почвы | Общая | Агрегатная | Межагрегатная | водой | воздухом | ||||
| связанной | капиллярной | Всего | ||||||||
| Контроль | ||||||||||
| 0–10 | 2,66 | 1,37 | 48,5 | 35,4 | 13,1 | 31,3 | 3,4 | 34,7 | 13,8 | |
| 10–20 | 2,70 | 1,38 | 48,9 | 30,9 | 18,0 | 32,8 | 32,8 | 16,1 | ||
| 20–30 | 2,75 | 1,34 | 51,3 | 18,0 | 33,3 | 35,2 | 35,2 | 16,1 | ||
| Гипс, 32 т/га | ||||||||||
| 0–10 | 2,66 | 1,12 | 57,9 | 28,3 | 29,6 | 11,9 | 14,6 | 26,5 | 31,4 | |
| 10–20 | 2,70 | 1,29 | 52,2 | 24,3 | 27,9 | 14,8 | 12,4 | 27,2 | 25,0 | |
| 20–30 | 2,75 | 1,31 | 52,4 | 18,0 | 34,4 | 39,7 | 29,7 | 22,7 | ||
| Кислота серная, 16 т/га | ||||||||||
| 0–10 | 2,66 | 1,12 | 58,3 | 28,8 | 29,5 | 11,8 | 14,1 | 25,9 | 32,4 | |
| 10–20 | 2,70 | 1,30 | 51,9 | 25,8 | 26,1 | 13,6 | 19,1 | 32,7 | 19,2 | |
| 20–30 | 2,75 | 1,34 | 51,3 | 17,2 | 34,1 | 36,9 | 36,9 | 14,4 | ||
|
|
|
Таблица 29
Влияние химической мелиорации на максимальную
Гигроскопичность (МГ), влажность завядания (ВЗ)
И наименьшую влагоемкость (НВ)
| Вариант | Глубина, см | МГ | ВЗ | НВ |
| % | ||||
| Контроль | 0–10 | 12,4 | 30,7 | 33,2 |
| 10–20 | 13,7 | Не опр.* | 32,0 | |
| 20–30 | 15,0 | Не опр.* | 35,3 | |
| Гипс, 32 т/га | 0–10 | 11,7 | 15,3 | 28,3 |
| 10–20 | 14,1 | 17,6 | 30,0 | |
| 20–30 | 16,1 | Не опр.* | 32,1 | |
| Кислота серная, 16 т/га | 0–10 | 11,0 | 15,2 | 30,8 |
| 10–20 | 14,0 | 16,3 | 32,0 | |
| 20–30 | 16,1 | Не опр.* | 33,7 |
* ВЗ определить биологическим методом невозможно, так как растения погибают, не достигнув нужной фазы развития.
Таблица 30
Влияние химической мелиорации на водопроницаемость (мм/час)
Коркового солонца
| Вариант | Час определения | |||
| 1-й | 2-й | 3-й | 4-й | |
| Контроль | 37,50 | 3,75 | 1,75 | 1,50 |
| Гипс, 32 т/га | 144,50 | 132,00 | 125,00 | 120,00 |
| Кислота серная, 16 т/га | 153,75 | 78,75 | 46,25 | 41,36 |
Для сравнения в табл. 31 приведен состав гумуса зональных почв. В пахотных горизонтах зональных почв гумуса почти в 1,5 раза больше, чем в солонцах. Это объясняется низким плодородием солонцов и меньшим количеством органического вещества, поступающего в них с ежегодным опадом. Солонцы отличаются очень низкой водопроницаемостью и залегают чаще в западинах, поэтому в верхних горизонтах периодически создаются восстановительные условия, тормозящие процесс гумусообразования, способствующие образованию низкомолекулярных подвижных органических соединений, которые быстро минерализуются.
После химической мелиорации солонцов наблюдается постепенное увеличение содержания гумуса в пахотном слое. Так, в варианте с гипсом (опыт № 11) по сравнению с целиной за 14 лет содержание гумуса увеличилось на 0,1%, а на контроле оно уменьшилось на 0,7%. Снижение содержания гумуса идет за счет усиления его минерализации, так как при ежегодном рыхлении создаются более благоприятные для микроорганизмов водно-воздушные условия. Образование новых гумусовых кислот не восполнило потери от минерализации, так как урожай на контроле был очень низкий и почва в течение 14 лет находилась практически в состоянии черного пара. В варианте с гипсованием средний урожай за эти годы составил более 13 ц к.ед./га. Средний урожай в вариантах с серной кислотой ниже (11 ц к.ед./га), но это не объясняет причин низкого содержания гумуса в пахотном слое этих вариантов. Видимо, при резком подкислении почвы образуется больше низкомолекулярных подвижных соединений, а дефицит ионов кальция приводит к условиям, когда новообразованные гуминовые кислоты (ГК) слабо связываются с минеральной частью и в дальнейшем минерализуются легче, чем на гипсованных солонцах. Изложенное положение подтверждается очень низким соотношением гуминовых и фульвокислот (ФК) на вариантах с кислотой (табл. 31).
|
|
|
Увеличение содержания общего гумуса по сравнению с контролем обнаружено и на гипсованных солонцах в опытах № 1 и 36. Полученные результаты подтверждают сведения по другим регионам, имеющиеся в научной литературе. По данным А.И. Оборина [43], многолетние травы за три-четыре года увеличивают содержание гумуса в мелиорированных солонцах на 0,2–0,4%. В работе И.Н. Лебедевой [9] указывается, что за 9 лет на гипсованных солонцах в степной зоне содержание гумуса увеличивается на 10–11% от исходного количества.
Установлены изменения в составе гумуса, протекающие при мелиорации солонцов. В пахотном горизонте солонцов на контрольных вариантах наблюдается более широкое отношение углерода гуминовых и фульвокислот (СГК/СФК, табл. 31), что связано, как уже отмечалось, с интенсивной минерализацией фульвокислот. Так как новообразованных фульвокислот в почву поступает мало, то относительно увеличивается содержание гуминовых кислот.
На мелиорированных вариантах за счет гумификации растительных остатков место минерализованных фульвокислот занимают новообразованные, поэтому здесь обнаружено более узкое отношение между ГК и ФК. С другой стороны, при мелиорации солонцов гипсом и фосфогипсом гуминовые кислоты прочно связываются минеральной частью почвы, на что указывает высокое содержание нерастворимого остатка – гумина и фракции 3 гуминовых кислот.
|
|
|
Таблица 31
|
|
|
