Статья: Гумусное состояние различных типов почв при длительном орошении

На участках без орошения общее содержание гумуса в верхнем 40-сантиметровом слое типичных черноземов составляет 7,19 %, а в обыкновенных - 6,10 %, т. е. по степени гумусированности они разные: типичные - среднегумусированные, а обыкновенные - слабогумусированные [18]. Длительное орошение этих черноземов способствовало накоплению гумуса, но изменение его состава было разным.

В типичных черноземах длительно орошаемых наблюдается увеличение гумуса на 0,08 % по сравнению с участком без орошения.

Однако отношение гуминовых кислот к фульвокислотам (С_ГК / С_ФК) сужается, углерод остатка почвы несколько увеличивается, но тип гумуса остается гуматным. Общее содержание гумуса в обыкновенных черноземах ниже почти на 1 %, что связано с генетическими особенностями. Но в то же время этот чернозем отличается более высоким содержанием гуминовых кислот (на 1 %) и меньшим количеством фульвокислот (на 5 %). При длительном орошении общее содержание гумуса увеличилось по сравнению с участками без орошения на 0,13 % в абсолютных величинах. Групповой состав при орошении трансформировался в сторону уменьшения гуминовых кислот при сохранении того же количества фульвокислот. В результате этого возросло содержание углерода остатка почвы и сузилось отношение гуминовых кислот к фульвокислотам до 2,8, но тип гумуса остался гуматным. Эта тенденция сохраняется и при длительном орошении.

При орошении пресной водой в черноземах обыкновенных (ОПХ «РООМС» Ростовской области) общее содержание гумуса очень низкое (<2 %), хотя, по данным Г.А. Андреева, его количество до орошения превышало 4 %. На богаре его содержание в пахотном слое характеризуется величинами того же порядка, что и до орошения [6].

В составе гумуса количество гуминовых кислот пока превышает содержание фульвокислот, тип гумуса стал фульватно-гуматным, хотя для этих черноземов характерен гуматный тип гумуса (таблица 4). Учитывая эти особенности гумусного состояния черноземов обыкновенных, длительно орошаемых пресной водой, следует отметить, что в данных почвах происходит негативный почвенный процесс - дегумификация.

Таблица 4 - Общее содержание и групповой состав гумуса в черноземе обыкновенном, длительно орошаемом пресной водой, ОПХ «РООМС», Ростовская область (n = 5)

Особенно уменьшается общее содержание гумуса при орошении слабоминерализованными водами и в почвах комплексного покрова, обладающих природной солонцеватостью. В таких условиях почвы подвергаются ощелачиванию, осолонцеванию, декальцированию, что сказывается прежде всего на гумусном состоянии. Так, в черноземах обыкновенных, орошаемых слабоминерализованной водой сульфатно-натриевого состава, гумуса содержится всего 3,22 %, что ниже оптимальной величины на 0,98 %, или 24 % в относительных единицах, а в сравнении с неорошаемым участком соответственно на 0,47 %, или 13 % (таблица 5).

Таблица 5 - Гумусное состояние чернозема обыкновенного после длительного регулярного орошения слабоминерализованной водой, ООО «Приазовье», Ростовская область (n = 5)

Отношение С_ГК / С_ФК указывает на гуматно-фульватный состав гумуса, а сравнение с результатами оценки гумусного состояния неорошаемых черноземов достоверно доказывает наличие процесса дегумификации при орошении.

Черноземы южные обычно располагаются в комплексе с солонцами (ООО «Им. М.В. Фрунзе» Ростовской области). При оценке содержания гумуса в исследуемом почвенном комплексе выявлено, что этот показатель четко указывает на разницу между зональной почвой и присутствующими на нем пятнами солонцов (рисунок 2, таблица 6).

В черноземах содержание гумуса в слоях 0-20, 20-40 см относится к категории низкого (в среднем 3,37-3,27 %) и соответствует ПДП. На глубине 40-60 см содержание гумуса составляет 2,89 %, на глубине 60-80 см - 2,25 %, что остается в пределах той же градации. На пятнах солонцов содержание гумуса ниже по всему профилю. К категории с низким содержанием можно отнести только слои 0-20 и 20-40 см (2,58 и 2,32 % соответственно). Глубже 40 см содержание гумуса по классификации очень низкое. Качественное состояние гумуса в черноземах соответствует гуматно-фульватному типу и также находится в пределах ПДП.

Рисунок 2 - Содержание гумуса в зональной почве и солонце по слоям до глубины 1 м

Таблица 6 - Общее содержание и групповой состав гумуса в почвах комплексного покрова (0-40 см), длительно орошаемых слабоминерализованной водой, ООО «Им. М.В. Фрунзе», Ростовская область (n = 5)

В солонцах гумус гуматно-фульватный и содержание гуминовых кислот на 18-20 % меньше, чем в черноземах, т. е. процесс дегумификации с накоплением фульвокислот в солонцах, длительно орошаемых слабоминерализованной водой, выражен сильнее, чем в черноземах южных. На это указывают и расчеты НСР₀₅.

Анализ направленности процесса гумификации в черноземах показал развитие дегумификации почв при длительном орошении. При таких условиях необходимо проведение соответствующих мелиоративных мероприятий по устранению данного негативного процесса. Эти проблемы в определенной степени рассмотрены и изучены в трудах В.Н. Щедрина, С.М. Васильева, Л.М. Докучаевой [7, 19]. Кроме сидерации, насыщения севооборотов многолетними травами, внесения органики, удобрительно-мелиорирующих смесей и компостов, по их мнению, необходимо обратить внимание на альтернативный вид орошения - циклический, который включает в себя орошаемые и неорошаемые режимы. Для активизации таких природных процессов, как гумификация и нитрификация, рекомендуется периодически переводить орошаемые почвы в режим неорошаемого земледелия (который позволит создать соответствующие условия для получения положительного баланса гумуса), а именно поддерживать периодически увлажнение на уровне 60-70 % НВ, т. е. приближаться к естественным условиям почвообразования.

Ключевой участок по изучению гумусного состояния темно-каштановых почв при длительном орошении расположен в ОПХ «ВолжНИИГиМ». В хозяйстве возделываются зерновые, зернобобовые и кормовые культуры, а именно: озимая и яровая пшеница, ячмень, горох, соя, сахарная свекла, многолетние и однолетние травы, картофель, овощи. Внесение минеральных удобрений (N, P, K) до 2005 г. составляло до 500 кг д. в./га, с 2006 г. снижено до 140-150 кг д. в./ га, что связано с их дороговизной. По исследованиям предыдущих лет, до 2000 г. при орошении этих почв даже при проведении агромелиоративных приемов проявлялась тенденция к развитию процесса дегумификации, т. е. снижалось общее содержание гумуса и ухудшался качественный его состав [20]. Исследователи это увязывали с недостаточным внесением органических удобрений и рекомендовали для поддержания положительного баланса гумуса ежегодное внесение навоза в количестве не менее 10 т/га [21]. В связи с введением в строй животноводческого комплекса эта задача была решена. Кроме этого на этих участках в последние годы снижена водная нагрузка, так как поля из-за дефицита и стоимости поливной воды орошаются не ежегодно, т. е. практически использован циклический вид орошения.

Результаты оценки гумусного состояния темно-каштановых почв по состоянию на 2016 г. представлены в таблице 7.

Таблица 7 - Общее содержание и групповой состав гумуса в темно-каштановых длительно орошаемых почвах, ОПХ «ВолжНИИГиМ», Саратовская область (n = 5)

Эти данные свидетельствуют о том, что внесение навоза на протяжении трех ротаций шестипольного зерно-кормового севооборота среднегодовой дозой 10 т/га и циклическое орошение, создающее естественные условия почвообразования, обеспечивали устойчивое повышение содержания гумуса по сравнению с неорошаемыми участками на 18 %.

На участках без орошения также вносился навоз такой же дозой, но отношение С_ГК / С_ФК значительно уже (2,06), чем при орошении (3,0). Поливы способствовали в большей степени развитию растений и формированию пожнивно-корневых остатков, что усиливало процессы гумификации, тип гумуса остался гуматным.

Серые лесные почвы формируются в широколиственных лесах с богатым травяным покровом, поэтому содержание гумуса в неорошаемых условиях составляет 5 % и более. При длительном орошении пресной водой оросительными нормами, не превышающими 2000 м³/га, общее содержание гумуса практически не изменяется, а полное отсутствие анаэробных условий в растительном опаде этих почв даже при орошении приводит к образованию качественного гумуса с преобладанием гуминовых кислот. Отношение С_ГК / С_ФК составляет при орошении 1,27, без орошения - 1,38, т. е. гумус по своему составу остается фульватно-гуматным.