Повышение плодородия длительно используемых торфяных почв

ПОВЫШЕНИЕ ПЛОДОРОДИЯ ДЛИТЕЛЬНО ИСПОЛЬЗУЕМЫХ

ТОРФЯНЫХ ПОЧВ

С.В. Перегудов

Мещерский филиал ВНИИГиМ

Неудовлетворительное мелиоративное состояние осушенных угодий и резкое снижение использования минеральных и органических удобрений стало причиной деградации почвенного покрова длительно используемых выработанных торфяников и снижения их природно-ресурсного потенциала, поэтому повышение плодородия почв этих территорий - актуальная научная и практическая задача.

Объектом исследований был выбран стационар Тинки-II, расположенный на территории экополигона «Мещера» на юге Нечерноземья, в пределах Рязанской Мещеры. Осушительная сеть на экополигоне была построена в начале 60-х годов ХХ века на территории выработанных торфяных месторождений и не реконструировалась. В настоящее время дрены заилены, каналы заросли деревьями и кустарником, что резко понизило их осушительную способность. В процессе сорокалетнего сельскохозяйственного использования агрохимические и водно-физические свойства почвы в значительной степени изменились. Результаты исследований Мещерского филиала ВНИИГиМ, выявили, что степень разложения торфа увеличилась в 2,5 раза, мощность торфяного слоя уменьшилась на треть, а зольность увеличилась почти в 2 раза (табл. 1).

Почва на участке «Тинки-11» трансформировалась из торфяной среднемощной в агрозем светлый супесчаный слабоглееватый (описание почвенных разрезов составил Ф.Р. Зайдельман, табл. 2), характеризующийся высоким уровнем содержания азота, средней обеспеченностью доступными формами фосфора и калия. Содержание гумуса в пахотном слое составляет 7,1 %, мощность гумусового горизонта - 15-25 см.

Изменение свойств почв и мелиоративного состояния земель негативно влияло на урожайность. За последние

1. Изменение свойств торфяной почвы на экополигоне «Мещера» (2002 г.)__________

Почвенные характеристики Количество лет после осушения

сразу после осушения 5 10 40

Объемная масса, г/см3 0,11 0,13 0,15 0,23

Степень разложения, % 20 35 40 48

Зольность, % 8,5 11,2 14,8 16,5

Мощность торфяного слоя, см 156 138 130 102

2. Агрохимические свойства почвы на уча стке Тинки-II

Тип почвы Сорг., % (по Тюрину) Нг, мг-экв/100 г І ^ о% г Р2О5 К2О

мг/100 г

Агрозем светлый супесчаный слабо-глееватый 6,3-7,1 0,61 0,365 16,8 18,6

*Научныйруководитель д.т.н., профессор Л.В. Кирейчева

5 лет в ОПХ «Полково», расположенном на экополигоне, продуктивность многолетних трав варьировала от 1,17 до 2,5 т/га сухого вещества, что составляет 15-17% потенциальной продуктивности сельскохозяйственных угодий с учетом формирования 2 укосов за вегетационный период. В первые годы использования при благоприятных погодных условиях урожайность достигала 7-8 т/га сена.

Низкая фактическая урожайность объясняется двумя факторами: неблагоприятными климатическими условиями в отдельные годы (2002 г. был засушливым) и отсутствием необходимого комплекса агротехнических мероприятий, которые не позволяют достичь экологически обоснованной величины продуктивности трав - 3,9 т корм.ед./га (7,8 т/га сухого в-ва). По климатическим показателям Рязанская область относится к зоне неустойчивого увлажнения. Среднегодовое количество осадков составляет около 500-575 мм с колебаниями по отдельным годам от 170 мм до 850 мм. Анализ кривой обеспеченности по осадкам, составленной по данным за 1981-2005 гг., позволяет охарактеризовать 2005 г. как сухой, а 2006 г. -как очень влажный. Недостаток увлажнения в отдельные годы и переизбыток его в другие предопределяет необходимость устройства оросительно-осушительных систем для обеспечения благоприятного водного режима.

В 2005 г. на участке «Тинки-11» был заложен деляноч-ный опыт по повышению плодородия и экологической устойчивости почв путем внесения органических и органоминеральных удобрений длительного действия и регулирования режима влажности почвы орошением. Для создания благоприятного водного режима в 2006 г. участок был оборудован ирригационным комплектом с переносными дождевальными крыльями (КИ-5) конструкции ВНПО «Радуга», предназначенным для полива кормовых, овощных культур, сенокосов и пастбищ на торфяных, песчаных, супесчаных и среднесуглинистых почвах на площади до 5 га.

На этом участке также был заложен двухфакторный полевой деляночный опыт со следующими вариантами опыта: контроль; фон - нитрофоска дозой внесения 90 кг д.в./га и орошение; внесение вермикомпоста фирмы ГРИНпикъ с фирменным названием «Биогумус»; внесение удобри-тельно-мелиорирующей смеси (патент ВНИИГиМ). Повторность трехкратная. Площадь делянки равна 128 м2.

В 2005 г. была посеяна смесь однолетних и многолетних культур: овес, смесь овсяница луговая и костер безостый, в 2006 г. проведен подсев тимофеечно-кострецовой смеси, рассчитанной на длительный срок (8-10 лет) использования.

Рабочая гипотеза предполагала, что увеличение запасов гумуса в почвах сельскохозяйственного назначения идет за счет гумификации корневых остатков растений и внесения органических удобрений. Поэтому в заложенном опыте для увеличения потенциального плодородия вносили органические и минеральные удобрения. В составе вермикомпо-ста (Биогумус) доля гуминовых веществ составляет около

10,00

9.00

8.00

1 7,00

£2 6,0

о

& 5,0

2 4,(

^ 3,(

2,

1,

0,

Контроль

Биогумус

УМС

Рис. Динамика урожайности за два года исследований на участке «Тинки-ІІ»

30 %, норма внесения - 10 т/га сухого вещества. После внесения Биогумуса проводили полив гуматами из расчета 1 л/м2. Удобрительно-мелиорирующая смесь (УМС) является органоминеральным удобрением длительного действия, в состав которого входят: карбонатный сапропель; торф; нитрофоска (К70Р30К35); микробные препараты. Норма внесения УМС составила 10 т/га сухого вещества. Одновременно с внесением УМС производили полив почвы микробным препаратом из расчета 1 л/м2 для активизации процессов гумусонакопления.

За вегетационный период 2006 г. было проведено 3 полива. Первый - пробный после монтажа дождевальной установки проводили 22 июня нормой 10 мм, второй - 23 июня (15 мм), третий - 13 июля (15 мм). Оросительная норма 2006 г. составила 40 мм. В целом влажность корнеобитаемого слоя почвы за вегетационный период была благоприятной для роста и развития многолетних трав (72-80 % ПВ).

Динамика урожайности за два года исследований приведена на рисунке. В 2005 г. был проведен один укос 25 августа. Наибольшая урожайность фитомассы наблюдалась в варианте с УМС - 7,38 т/га сухого вещества. По сравнению с контролем произошло увеличение урожайности более чем в 2 раза. Урожайность в варианте с вермикомпостом составила 5,18 т/га сухого вещества, что на 50 % больше, чем в контроле.

В течение второго года наблюдений было проведено два укоса: первый - 3 июля, второй - 24 августа. Следует отметить наличие засоренности посевов в первый доукосный период. Урожайность на вариантах с внесением вермиком-поста и УМС различалась менее чем на 4 % (10,93 и 11,34 т/га). Произошло увеличение продуктивности по сравнению с контролем на 62,6% (УМС) и 68,8 % (Биогумус).

Интегральным показателем почвенного плодородия служит содержание гумуса в почве. Деградация почв, используемых в сельском хозяйстве, в особенности на легких грунтах, связана с усиленной минерализацией органического вещества и потерей гумуса. Утраченный гумус восполняли внесением органического вещества в составе вер-микомпоста и УМС. Поступление органики в варианте с вермикомпостом составило 7 т/га, в варианте с УМС - 5 т/га. Фактическое значение содержания гумуса, определенного методом Тюрина, представлено в табл. 3.

3. Фактическое содержание гумуса в почве (0-20 см), % __________

Вариант 2005 г., осень 2006 г., весна 2006 г., осень

Контроль 1 - - -

Контроль 2 7,1 7,0 7,4

УМС 7,4 7,7 7,8

Вермикомпост 7,5 7,7 7,9

Наибольшее увеличение гумуса (до 7,9 %) наблюдалось в варианте с вермикомпостом, в варианте с УМС содержание гумуса возросло до 7,8 %. Для всех вариантов опыта составлен баланс гумуса, рассчитанный по методике В.А. Васильева и Н.В. Филипповой (1988), учитывающий потери гумуса на минерализацию, поступление органики из растительных остатков и внесенных органических удобрений (табл. 4).

В 2005 г. увеличились запасы гумуса на варианте с вермикомпостом и УМС (+6,28 и +4,54 т/га соответственно), в контроле они уменьшились на 0,85 т/га. В 2006 г. на всех вариантах наблюдался положительный баланс гумуса, наибольшее увеличение произошло при внесении вер-микомпоста, что объясняется более высокой урожайностью на этом варианте по сравнению с другими.

4. Баланс гумуса на участке «Тинки-ІІ»

Вариант Годы Урожайность, т/га Запасы гумуса, т/га Потери гумуса на минерализацию, т/га Гумус из рас-тигельных остатков, т/га Поступление органики из мелиоранта, т/га Внесено гумуса, т/га Запасы гумуса после мероприятий, т/га Баланс, т/га

Контроль 2005 3,22 177,5 1,24 0,39 0,00 0,39 176,65 -0,85

2006 5,65 175 1,23 1,36 0,00 1,36 175,13 0,13

УМС 2005 6,89 183,75 1,29 0,83 5,00 5,83 188,29 4,54

2006 9,18 193,75 1,36 2,20 0,00 2,20 194,6 0,85

Верми- компост 2005 4,84 186,25 1,30 0,58 7,00 7,58 192,53 6,28

2006 9,52 193,75 1,36 2,28 0 2,28 194,68 0,93

Полученные данные позволяют утверждать, что применение УМС и вермикомпоста на фоне орошения позволяет:

1. повысить урожайность многолетних трав соответственно на 62,6 и 68,8 %;

2. увеличить запасы гумуса в почве соответственно на 10,6 и 12 %.

Таким образом, для восстановления плодородия длительно используемых деградированных почв необходимо создание благоприятного водного и пищевого режима, который обеспечивается гидромелиорацией и внесением органических удобрений длительного действия. Природоохранная роль органоминеральных и органических удобрений заключается в стабилизации положительного баланса гумуса (+0,85 - +0,93 т/га) в почве при получении экологически обоснованного объема продукции.