Орошаемые почвы засушливых регионов и процессы их трансформации (22.06.2009)

Автор: Мамонтов Владимир Григорьевич

МАМОНТОВ ВЛАДИМИР ГРИГОРЬЕВИЧ

ОРОШАЕМЫЕ ПОЧВЫ ЗАСУШЛИВЫХ РЕГИОНОВ

И ПРОЦЕССЫ ИХ ТРАНСФОРМАЦИИ

Специальность 03.00.27 – почвоведение

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени

доктора биологических наук

Москва – 2009

Работа выполнена на кафедре почвоведения Российского государственного аграрного университета – МСХА имени К.А. Тимирязева

Научный консультант: доктор сельскохозяйственных наук, профессор,академик РАСХН Панов Николай Петрович

Официальные оппоненты: доктор биологических наук, профессор

Карпачевский Лев Оскарович;

доктор биологических наук, профессор

Ларешин Вячеслав Григорьевич;

доктор биологических наук, профессор

Яшин Иван Михайлович

Ведущая организация: Почвенный институт имени В.В. Докучаева,

Защита состоится на заседании диссертационного совета

Д. 220.043.02 при Российском государственном аграрном университете – МСХА имени К.А. Тимирязева.

Адрес: 127550, Москва, ул. Тимирязевская, 49. Ученый совет РГАУ- МСХА имени К.А. Тимирязева.

С диссертацией можно ознакомиться в Центральной научной библиотеке РГАУ-МСХА имени К.А. Тимирязева.

Автореферат разослан…………………………….2009 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета Т.В.Шнее

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность. Мелиорация почв является важнейшим фактором оптимизации агроландшафтов и интенсификации сельскохозяйственного производства. Очень часто достижения в области генетики и селекции сельскохозяйственных культур, агрохимии, растениеводства и других наук не могут быть осуществлены на практике, пока не устранены причины, лимитирующие почвенное плодородие. Мелиорация почв позволяет оптимизировать условия для роста и развития сельскохозяйственных культур, в результате чего полностью реализуется их биологический потенциал. Не случайно всего 17 % мелиорированных земель суши земного шара дают около 50 % всей продукции растениеводства (Б.А. Зимовец и др., 1993).

Одним из наиболее важных и эффективных мелиоративных приемов является орошение, позволяющее оперативно устранять дефицит влаги и обеспечивать благоприятные условия для произрастания сельскохозяйственных культур. В целом ряде регионов вследствие дефицита атмосферных осадков невозможно создание высокопродуктивных устойчивых агроландшафтов без развития орошаемого земледелия. Эффективность ирригации доказана и в районах с относительно высокой обеспеченностью осадками.

Традиционно исследование причинно-следственных связей процессов изменения почв при орошении осуществлялось путем анализа очень сложной функциональной зависимости между производственными параметрами орошаемого земледелия (оросительные нормы, качество поливной воды и т.д.) и показателями, характеризующими изменение свойств почв за определенный период орошаемого землепользования. Такой подход позволил выявить многие ошибки, допущенные при орошении, обусловливающие развитие деградационных процессов. Однако выявление их физико-химической и биологической сущности, как и процессов, способствующих увеличению производительного потенциала орошаемых почв, обоснование направленного регулирования процессами агрогенного изменения почв при орошении требует изучения зависимости между факторами воздействия на почву в условиях орошаемого земледелия и изменением важнейших элементарных почвенных процессов (ЭПП).

Цель работы. Изучение влияния основных агрогенных факторов орошаемого земледелия на интенсивность элементарных почвенных процессов, обусловливающих изменение свойств и режимов почв засушливых регионов при орошении пресными и минерализованными водами.

Задачи работы:

1. Выявить влияние условий орошения на ЭПП, ведущие к изменению химических и физико-химических свойств черноземов и каштановых почв.

2. Выявить влияние условий орошения на процессы, определяющие изменение твердой фазы черноземов и каштановых почв.

3. Установить влияние орошения на режим ЭПП, определяющих состояние органической части орошаемых почв.

4. Разработать группировку и оценить интенсивность элементарных почвенных процессов проявляющихся в орошаемых почвах засушливых регионов.

Защищаемые положения.

Орошение оказывает разностороннее и неоднозначное влияние на почву. На эффективно функционирующих оросительных системах, при соблюдении севооборотов, всего комплекса агротехнических и мелиоративных мероприятий почвообразовательный процесс не меняет своей направленности даже при использовании для орошения слабоминерализованных вод нейтрального типа. Основные элементарные почвообразовательные процессы, сформировавшие современный почвенный покров степной и сухостепной зон, не только сохраняются в условиях орошения, но и протекают с большей интенсивностью.

В результате изменения водного и гидротермического режимов увеличиваются масштабы поступления растительных остатков, изменяется характер их локализации, интенсифицируются процессы минерализации и гумификации. Благодаря более частому промачиванию почвы усиливаются процессы выщелачивания и рассоления. Создаются предпосылки для проявления лессиважа, чему способствует переорганизация твердой фазы орошаемых почв обусловленная процессами оглинивания и дезинтеграции.

В условиях высокой культуры земледелия общий положительный эффект от орошения черноземов достигается при использовании пресной воды гидрокарбонатно-кальциевого типа и обязательном наличии в севооборотах не менее 40% многолетних трав. При орошении темно-каштановых почв слабоминерализованной водой нейтрального типа доля многолетних трав в севооборотах должна составлять не менее 25% при обязательном, раз в 3-5 лет, гипсовании и промывках.

При низкой культуре земледелия наряду с развитием негативных процессов (дегумификация, ухудшение качественного состава гумуса, обесструктуривание и др.) возможна трансформация черноземов и каштановых почв в луговые, различной степени засоленные и солонцеватые почвы, вплоть до образования полугидроморфных и гидроморфных солончаков и солонцов. Наиболее активно деградационные процессы протекают при использовании для орошения минерализованных вод щелочного типа. Негативные изменения в свойствах орошаемых почв происходят и в условиях высокой культуры земледелия. Это проявляется в увеличении подвижности гуминовых кислот и неблагоприятной трансформации почвенной структуры.

Научная новизна. Комплексные исследования на различных уровнях структурной организации позволили выявить особенности трансформации органической и минеральной части почв при орошении пресной и минерализованными водами. Показано, что интенсификация в орошаемых почвах процессов дезинтеграции, оглинивания и разрушения почвенной структуры сопровождается частичной переорганизацией твердой фазы с увеличением количества тонкодисперсных частиц и аморфных соединений. В условиях высокой культуры земледелия возрастает содержание гумуса, в том числе и гуматов кальция, при низкой культуре земледелия наряду со снижением содержания гумуса и увеличением доли ФК в его составе увеличивается растворимость органических соединений и происходит разрушение глиногумусовых комплексов. Установлено, что система показателей гумусового состояния оказалась малоинформативной при оценке изменений органической части почв под влиянием орошения и не выявляет различий между орошаемыми почвами даже при отчетливом развитии негативных явлений.


загрузка...