Факультет

Студентам

Посетителям

Изменение свойств и плодородия торфяных почв в процессе их окультуривания

Под влиянием осушения, приемов первоначального окультуривания и характера сельскохозяйственного использования поверхностные слои освоенных болот и оторфованных минеральных заболоченных земель превращаются (в зависимости от природных свойств этих земель и интенсивности производственного воздействия) в культурные почвы того или иного типа.

С окультуриванием возрастает напряженность биохимических процессов, в результате чего коренным образом меняются физические, химические и биологические свойства почв, возрастает уровень эффективного их плодородия.

Остановимся на изложении результатов исследований изменения свойств и плодородия торфяных почв применительно к условиям трех различных природно-хозяйственных зон европейской части нечерноземной полосы: Крайнего Севера, северо-западной и юго-западной зон.

Крайний Север европейской части СССР. В целях установления изменений, которые происходят в торфяных почвах под влиянием различной давности освоения, были проведены специальные опыты и исследования на двух основных типах болот Кольского полуострова — низинном и переходном.

В торфяной почве низинного осоково-гипнового болота после десятилетней культуры (первой ротации кормоовощного севооборота) и в почве переходного кустарничково-гипново-сфагнового болота после пятилетнего возделывания однолетних кормовых культур произошли существенные изменения в физических, химических и биологических свойствах.

В почве низинного болота (слой 20 см) после десятилетней культуры значительно увеличилось содержание некоторых зольных элементов — фосфора, кальция и магния; уменьшилось количество полуторных окислов железа и алюминия, главным образом в связи с прекращением притока их с грунтовыми водами; содержание калия в окультуренной почве было весьма невелико (0,08%). Несколько увеличилось содержание общего азота и улучшилось соотношение углерода и азота. Отмечены усиление гумификации торфа, уменьшение гидролитической и обменной кислотности, общей скважности и влагоемкости торфяной почвы в пределах пахотного слоя.

На переходном болоте пятилетняя культура сравнительно слабо сказалась на изменении физических и химических свойств торфяной почвы. Общее количество минеральных веществ в ней осталось прежним, но изменился их качественный состав по сравнению с первым годом культуры болота. Увеличилось содержание калия в почве, что можно объяснить внесением вместо извести нефелиновых отходов (6 т/га). Так же как на низинном болоте, увеличилось содержание фосфора в пахотном слое почвы. Процент общего азота остался без изменения. Отношение углерода к азоту в органическом веществе торфа было довольно большим (24,1 : 1), гидролитическая и обменная кислотность имели показатели: первая 95,7 и вторая 16,8 м-экв на 100 г сухой почвы; сумма поглощенных оснований изменилась сравнительно слабо: от 15 в первый год до 22,9 м-экв в пятый год. Торф слаборазложился и поэтому имел высокие показатели влагоемкости, общей скважности и аэрации.

В природных условиях европейского севера биологические процессы весной начинаются поздно и протекают неравномерно и слабо. Следствием этого являются медленное разложение торфа на освоенных болотах и очень неравномерная минерализация на протяжении вегетационного периода органического вещества торфяных почв. Энергия нитрификации в освоенных торфяных почвах Крайнего Севера весьма невелика, она в несколько раз уступает таковой в условиях северо-западной и центральной зон (Ленинградская, Ярославская, Калининская и другие области). Однако в благоприятные по метеорологическим условиям годы наблюдалось значительное накопление нитратов в торфяных почвах на протяжении вегетационного периода.

В начале периода вегетации (вторая половина мая и первая половина июня), когда температуры еще очень низкие, нитрификация в почвах либо отсутствует, либо протекает крайне медленно; только в середине лета этот процесс усиливается, а в конце августа опять затухает.

На старопахотных почвах верховых и близких к ним переходных болот, а также на вновь осваиваемых низинных болотах со слабо разложившимися торфами нитрификация начинается еще позднее и протекает весьма слабо. Без внесения повышенных доз азотных удобрений в дополнение к калийно-фосфорным на этих почвах нельзя получить удовлетворительного урожая.

Опытными данными установлено, что на торфяных почвах низинных болот значительно повышается общий уровень плодородия в связи с окультуриванием почвы (возрастают абсолютные величины урожаев по всем вариантам удобрений); высокая эффективность полного минерального удобрения проявляется как на вновь осваиваемых, так и на старопахотных почвах; увеличивается обеспеченность старопахотных почв усвояемым фосфором, что позволяет уменьшить дозы фосфорных удобрений на 20—30%, а иногда и больше.

На переходных сосново-кустарничково-сфагновых болотах при мощности слоя переходного торфа до 30—50 см в первые годы их освоения наблюдается недостаточность всех питательных веществ (особенно азота и фосфора). Удовлетворительные урожаи можно получить только при обязательном известковании или нефелиновании почвы и при внесении полного минерального удобрения.

Северо-западная зона. На переходном травяно-древеоно-сфатновом болоте Новгородского болотного опорного пункта СевНИИГиМ на участках различной давности культуры (1—2 года, 16 лет и 32 года) изучались те изменения, которые происходят в торфяной почве под влиянием осушения, продолжительности и характера сельскохозяйственного использования. Эти исследования проводили в условиях мелкого переходного болота с мощностью уплотнившегося в процессе окультуривания торфяного слоя 50—80 см и подстилающей породой — карбонатным суглинком. На участках возделывались в первые 2 года вико-овсяная смесь и овес на зерно; в дальнейшем в восьмипольном севообороте четыре поля были заняты однолетними культурами (зерновые, корнеплоды и капуста), а остальные четыре поля — клеверо-тимофеечной смесью.

Продолжительность и характер сельскохозяйственного использования оказали существенное влияние на изменение свойств почвы и ее плодородие; значительно увеличились объемный вес, степень разложения и зольность торфа; снизились влагоемкость и общая скважность почвы; возросла сумма поглощенных оснований; резко увеличилось содержание кремнезема и полуторных окислов; гидролитическая и обменная кислотности почвы значительно уменьшились но сравнению с первоначальной; несколько увеличилось количество окиси кальция, калия и фосфорной кислоты. С учетом изменений объемного веса торфа содержание общего азота возрастало в зависимости от давности культуры следующим образам (в пересчете на абсолютно сухое органическое вещество): естественное болото (контроль) — 1,78%, через 2 года культуры — 4,33%, через 16 лет — 5,80% и через 32 года — 6,34%.

Данные фракционного анализа органического вещества торфяных почв (по методике Тюрина — Кононовой) выявили существенные изменения в составе органического вещества названных почв в связи с продолжительностью их культуры. Довольно быстро увеличивалось содержание гуминовых кислот (с 32,8 до 45,2% в пахотном слое), а также битумов (с 3,9 до 10,8%); количество же углеводов — гемицеллюлозы и целлюлозы — уменьшалось весьма резко в пахотном слое (первой — с 13,6 до 4,7%, второй — о 10,4 до 0,2%); снизилось также содержание лигнина (с 4,2 до 2,6%).

В подпахотном слое, где биологические процессы протекают менее интенсивно, отмечены и значительно меньшие изменения в составе органического вещества почвы. Из-за большей степени разложения торфа в этом слое (до освоения) содержание гуминовых кислот было выше, чем в пахотном слое, а в процессе культуры оно изменилось незначительно; общее количество углеводов понизилось с 15,6 до 10,1%.

При окультуривании торфяных почв в связи с уменьшением в них безазотистых фракций (углеводы, лигнин и основная часть битумов), возрастанием процента гуминовых кислот и изменением их состава наблюдалось увеличение содержания азота как общего, так и в составе отдельных фракций органического вещества (увеличение общего азота с 1,50 до 2,51%, в составе гуминовых кислот— с 0,75 до 1,52% в пересчете на органическое вещество торфа).

Все сказанное свидетельствует о том, что в процессе культуры переходного болота происходят глубокие изменения в составе и свойствах почвы, оказывающие определенное влияние на повышение ее эффективного плодородия.

При освоении переходных болот, кроме калийно-фосфорных удобрений, в первые годы необходимо вносить невысокие дозы азотных удобрений (в зависимости от состава возделываемых культур); в дальнейшем применять главным образом калийно-фосфорные удобрения. Весьма эффективно внесение на этих болотах малых доз высококачественных органических удобрений, навоза или компостов (8—12 т/га) для бактериального заражения почвы. Известкование на переходных болотах проводят в первую, а иногда и во вторую ротацию севооборота, в зависимости от степени кислотности почвы.

Юго-западная зона. Многолетние исследования, проведенные в Белоруссии, показали, что под воздействием осушения и агротехнических приемов в торфяных почвах низинных болот происходят изменения в их физических, химических и биологических свойствах и, как следствие этого, в уровне плодородия названных почв.

Болотный массив Минской опытной станции относится к низинному типу, имеет напорно-грунтовое водное питание, мощность торфяной залежи около 1 м (торф осоковый, осоково-тростниковый со степенью разложения в верхних слоях до 40% на неосвоенной целине и до 60% на старопахотных участках). Для проведения опытов были выделены участки различной давности сельскохозяйственного использования: 14, 18, 25, 33 года. Кроме того, в опыт включен участок, осушенный 25 лет тому назад, но не освоенный.

Существенных изменений в содержании общего количества азота, фосфора и калия не произошло (за исключением содержания Р2О5 на 32-й год культуры), количество же окиси кальция значительно возросло. Отношение подвижной фосфорной кислоты к общему содержанию ее в почве уменьшилось с 1:9 до 1:5 (целина в сравнении с окультуренной почвой).

Выявлено, что в торфяных почвах, богатых железом, алюминием и кальцием, фосфорная кислота поглощается и переводится в трудноусвояемые формы в больших количествах (до 85—90% общего содержания во вносимых удобрениях); торфяные почвы с малым содержанием указанных элементов в виде различных соединений способны закреплять значительно меньшие количества фосфорной кислоты (около 22—35%). Это свойство торфяных почв необходимо учитывать при применения фосфорных удобрений.

Торфяные почвы, как известно, отличаются высоким содержанием азота, который в основном представлен сложными органическими соединениями, в том числе белками и аминокислотами. В неосушенных торфяных почвах динамика азотного режима вследствие преобладания анаэробных почвенных условий выражена аммонификацией (образованием аммиачного азота). По мере окультуривания почв в них резко возрастает процесс нитрификации, то есть процесс превращения аммиачной формы азота в нитратную. На участках различной продолжительности культуры Минской болотной опытной станции (13, 24 и 32 года), хотя и не обнаружено больших расхождений в накоплении нитратов, количество их в отдельные периоды вегетации было очень высокое (в июне 308,4—708,5 мг, в июле 750,8—1009,3 мг на 1 кг абсолютно сухой почвы).

Для характеристики изменяющихся свойств торфяных почв большое значение имеют не только растворимые и подвижные формы минеральных соединений, но и новообразующиеся под воздействием биохимических процессов органические соединения, в частности их подвижность. Определения подвижных форм органического вещества по методу Я. В. Пейве позволили установить некоторую связь образования и накопления названных соединений с кислотными свойствами торфяных почв. Так называемые альфа-гуматы преобладают в почвах с кислой реакцией, ибо только в таких условиях они не подвержены дальнейшим превращениям. При длительном сельскохозяйственном использовании торфяных почв наряду с уменьшением гидролитической кислотности заметно снижается и количество альфа-гуматов. Одновременно с этим постепенно возрастает количество устойчивых бета-гуматов, или гумагов кальция, которые, накапливаясь в торфянике, положительно влияют на его свойства.

Таким образам, под влиянием осушения и агромелиоративных воздействий на вновь осваиваемых болотах создается мощный и хорошо окультуренный пахотный слой, отличающийся высоким плодородием и способствующий прогрессивному росту урожайности сельскохозяйственных культур. Это подтверждается ростом урожая различных культур на торфяных почвах в колхозах и совхозах БССР.

На всех освоенных низинных болотах юго-западной зоны необходимо ежегодно вносить калийные и фосфорные удобрения, а также в большинстве случаев и медьсодержащие микроудобрения. При систематическом внесении удобрений на старопахотных торфяных почвах дозы фосфора в зависимости от состава культур можно снизить на 25—40%. Дозы калийных удобрений вследствие большой подвижности соединений калия в торфяных почвах не должны уменьшаться с продолжительностью культуры.

Дополнительное внесение азотного удобрения на торфяных почвах указанной зоны эффективно на недостаточно осушенных площадях (при высоком уровне грунтовых вод), на культурных пастбищах как подкормки, особенно в неблагоприятных условиях (низкие температуры, засушливость) и в первые годы (2—3) использования болот переходного типа.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.



Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: