Повышение природно-ресурсного потенциала деградированных сельскохозяйственных угодий калм ы кии средствами комплексной мелиораци и
На правах рукописи
ДЕДОВА ЭЛЬВИРА БАТЫРЕВНА
Повышение природно-ресурсного потенциала
деградированных сельскохозяйственных угодий
Калмыкии средствами комплексной мелиорации
Специальность: 06.01.02 - мелиорация, рекультивация и охрана земель
АВТОРЕФЕРАТ
диссертации на соискание ученой степени
доктора сельскохозяйственных наук
Москва – 2012
Работа выполнена во Всероссийском научно-исследовательском институте гидротехники и мелиорации им. А. Н. Костякова
(ГНУ ВНИИГиМ) Россельхозакадемии
Научный консультант: доктор сельскохозяйственных наук,
профессор, чл. корр. РАСХН,
Заслуженный деятель науки РФ
Бородычев Виктор Владимирович
Официальные оппоненты: доктор технических наук,
главный научный сотрудник
Добрачев Юрий Павлович
доктор сельскохозяйственных наук, профессор
Шадских Владимир Александрович
доктор сельскохозяйственных наук, профессор
Плескачев Юрий Анатольевич
Ведущая организация: Российский научно-исследовательский
институт проблем мелиорации
(ФГБНУ “РосНИИПМ”)
Защита состоится «29» марта 2012 года в 10 часов на заседании диссертационного совета Д 006.038.01 во Всероссийском научно-исследовательском институте гидротехники и мелиорации им. А. Н. Костякова по адресу: 127550, Москва, ул. Большая Академическая, д. 44.
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГНУ ВНИИГиМ.
Автореферат разослан « » 2012 года.
Ученый секретарь
диссертационного совета,
доктор технических наук С. Д. Исаева
Общая характеристика работы
Актуальность проблемы. В настоящее время опустынивание является основной причинной и механизмом потери плодородия земель, приводит к нарушению динамического равновесия экосистем, оказывает давление на экономику и благосостояние общества. Деградация земель обусловлена как природными, так и антропогенными факторами, которые способствуют снижению или потере биологической и экологической продуктивности богарных и орошаемых пахотных земель или пастбищ аридных и семиаридных территорий. Площадь территорий, подверженных деградации и опустыниванию в Российской Федерации, составляет свыше 100 млн. га; за счет негативного воздействия комплекса различных природно-антропогенных факторов сельскохозяйственное производство страны ежегодно недобирает около 47 млн. тонн продукции в зерновом эквиваленте.
Республика Калмыкия расположена в европейской части аридного пояса РФ, где одной из серьезных экологических и социально-экономических проблем является опустынивание значительной части (до 80%) ее территории. Основными составляющими процесса опустынивания сельскохозяйственных земель являются: пастбищная дигрессия, ветровая и водная эрозия почв, их дегумификация и вторичное засоление.
Концептуальной основой борьбы с деградацией земель является сбалансированное воздействие природных и антропогенных факторов на систему «климат – почва – вода - животный мир - растение». Результаты теоретических исследований и накопленный практический опыт свидетельствуют, что повышение природно-ресурсного потенциала деградированных сельскохозяйственных угодий в орошаемых и богарных условиях возможно на основе комплексных мелиораций, направленных на снижение природной засоленности, солонцеватости, нивелирование комплексности почвенного покрова и предупреждение вторичного засоления. Кроме двух основных направлений мелиорации (гидротехнические и химические), в комплексе с ними должно быть задействовано и третье – фитомелиорация, которая основывается на использовании биологического восстановительного потенциала растений, исторически являющегося главным экологическим фактором почвообразования.
Трудами отечественных и зарубежных ученых доказано, что для освоения деградированных сельскохозяйственных угодий, как в орошаемых, так и в богарных условиях возможно применение культур-фитомелиорантов, способных формировать высокие урожаи в условиях атмосферной засухи и гидроморфного водного режима, оказывая при этом мелиорирующее воздействие на почву. Однако на сегодняшний день, в силу развивающихся экологических и экономических ситуаций, недостаточно изучены вопросы восстановления и повышения продуктивности деградированных ландшафтов, основывающиеся на использовании закономерностей адаптивной стратегии продукционного потенциала, естественной средообразующей и средооптимизирующей функции растений разной экологической специализации. В связи с этим разработка технологий повышения природно-ресурсного потенциала деградированных сельскохозяйственных угодий средствами комплексной мелиорации является актуальной проблемой, а ее решение имеет практическое значение.
Рабочая гипотеза состояла в том, что повышение природно-ресурсного потенциала деградированных сельскохозяйственных земель Калмыкии может быть достигнуто путем научно-обоснованного применения комплексных мелиораций с использованием фитомелиоративных технологий.
Цель и задачи исследований. Цель исследований заключалась в теоретическом обосновании и разработке системы комплексных мелиораций деградированных сельскохозяйственных земель Калмыкии, базирующейся на фитомелиоративном подходе и направленных на восстановление продуктивности мелиоративных агроландшафтов, повышение плодородия почв и улучшение экологического состояния природной среды и мелиорируемых земель.
Для реализации поставленной цели в исследованиях решались следующие задачи:
*выполнить анализ существующих методов и технологий повышения плодородия малопродуктивных и деградированных (опустыненных) земель аридных территорий с использованием комплексной мелиорации;
*провести почвенно-мелиоративный мониторинг состояния орошаемых почв аридных территорий Калмыкии, изучить изменения свойств почв при проведении мероприятий комплексных мелиораций по их восстановлению;
*научно обосновать подбор культур-фитомелиорантов, устойчивых к стрессовым факторам среды (засухе и избыточной засоленности почв), для использования их на вторично засоленных почвах;
*провести диверсификацию культур в рисовые мелиоративные агроландшафты и изучить степень их агромелиоративного влияния на плодородие почв и продуктивность риса;
*выявить важнейшие экологические факторы, влияющие на рост и развитие житняка пустынного (Agropyron desertorum) и житняка сибирского (Agropyron fragile), используемых в качестве фитомелиорантов;
*разработать технологию восстановления природно-ресурсного потенциала вторично засоленных орошаемых земель с использованием культур-фитомелиорантов в составе мероприятий комплексных мелиораций;
*дать эколого-экономическую и агроэнергетическую оценку технологии повышения природно-ресурсного потенциала деградированных сельскохозяйственных земель средствами комплексной мелиорации.
Методология и методика исследований. В основу научных исследований положены классические учения о почве, почвообразовательных процессах, почвенном плодородии, процессах засоления В.В. Докучаева, В.И. Вернадского, В.Р. Вильямса, А.Н. Костякова, В.А. Ковды, Б.Г. Розанова; работы по предупреждению процессов опустынивания и освоению деградированных почв на принципах экологической сбалансированности гидромелиоративных, лесомелиоративных, агромелиоративных и других воздействий (Б.А. Келлер, Е.С. Павловский, М.П. Петров, Н.Г. Харин, И.С. Зонн, Г.С. Куст, Б.М. Кизяев, И.П. Кружилин, В.И. Петров, К.Н. Кулик, Л.В. Кирейчева, В.В. Бородычев, Э.Б. Габунщина и др.); по рассоляющей и рассолонцовывающей способности растений (Б.П. Строгонов, П.А. Генкель, Г.В Удовенко, П.П. Бегучев, Б.А.Зимовец, З.Ш. Шамсутдинов, О.А. Лачко, Л.В. Руднева); по эколого-энергетической оценке эффективности земледелия и энергетике почвообразовательных процессов - А.Н. Энгельгард, К.А. Тимирязев, В.Р. Волобуев, К.К. Гедройц, В.М. Володин, В.В. Коренец и др.
Экспериментальные исследования по комплексному восстановлению деградированных земель с использованием растений-фитомелиорантов проводились на бурых полупустынных, светло-каштановых, лугово-каштановых тяжелосуглинистых почвах с применением методов системного анализа и методики проведения полевых опытов по Б.А. Доспехову.
Подбор культур-освоителей, ремедиация почвенного покрова деградированных земель и разработка фитомелиоративных технологий осуществлялись на базе ФГУП «Харада» Россельхозакадемии, ГУП «Спутник», ОАО «50-лет Октября» Октябрьского района, ПЗ СПК «Первомайский» Черноземельского района, СПК «Прогресс» Яшкульского района Республики Калмыкия, на учебно-опытном поле Калмыцкого государственного университета. Обработка результатов экспериментов проводилась методами корреляционного, регрессионного, дисперсионного анализов по методике Б.А. Доспехова (1985), с помощью программы STATISTICA 6.0 и процессора электронных таблиц Microsoft Excel XP.
Научная новизна. На основе теоретических обобщений и анализа результатов исследований выполнен подбор культур-фитомелиорантов для воссоздания и повышения биологического потенциала деградированных земель. Фитомелиоративный подход основывается на использовании закономерностей адаптивной стратегии продукционного потенциала, естественной средообразующей и средооптимизирующей функции растений разной экологической специализации.
Выявлены адаптационные механизмы создания высокопродуктивных агроценозов из нетрадиционных культур-фитомелиорантов, заключающиеся в воспроизводстве плодородия и повышении рассоляющего эффекта деградированных почв аридных экосистем при проведении комплексных мелиораций сельскохозяйственных угодий.
Проведена диверсификация “суходольных” фитомелиоративных культур в рисовые мелиоративные агроландшафты, позволяющая за счет дополнительного поступления в почву растительных остатков повышать ее биологическую активность, улучшать свойства почвы, фитосанитарное состояние полей, оказывать положительное влияние на продуктивность основной культуры севооборота – риса.
Выполнена эколого-мелиоративная оценка пастбищных фитоценозов, которая показала, что количество стадий дигрессионного ряда зависит от сформированности растительного покрова (ярусная полнота и функциональная замещаемость видов). Установлены количественные взаимосвязи между параметрами, характеризующими устойчивость фитоценозов к пастбищному использованию и биологическую продуктивность.
Защищаемые положения:
*результаты теоретических исследований и практическая реализация комплексной мелиорации на основе фитомелиоративного подхода для предотвращения деградации и воспроизводства плодородия светло-каштановых и бурых полупустынных почв Калмыкии;
*закономерности влияния фитомелиоративной структурообразующей способности растений на восстановление деградированных вследствие вторичного засоления земель;
*технология восстановления природно-ресурсного потенциала вторично засоленных орошаемых земель с использованием нетрадиционных культур-мелиорантов;
*технология восстановления продуктивных качеств фитоценозов деградированных пастбищ с применением на среднесуглинистых солонцеватых почвах - житняка пустынного, а на бурых супесчаных почвах – житняка сибирского;
*ресурсно-экологическая оценка технологии повышения природно-ресурсного потенциала деградированных орошаемых земель средствами комплексной мелиорации.
Личный вклад автора заключается в проведении многолетних полевых исследований по подбору культур-мелиорантов деградированных сельскохозяйственных угодий, изучению их продукционного процесса; выполнении статистического анализа полученных результатов. По результатам теоретических исследований автором разработана концепция повышения природно-ресурсного потенциала деградированных сельскохозяйственных угодий на основе применения комплексных мелиораций с использованием фитомелиоративных технологий; установлены закономерности влияния фитомелиоративной структурообразующей способности растений на восстановление деградированных (вследствие вторичного засоления) земель; разработаны технологии восстановления природно-ресурсного потенциала деградированных сельскохозяйственных земель средствами комплексной мелиорации.
Практическая значимость работы заключается в разработке комплекса мероприятий и методических рекомендаций по восстановлению деградированных земель с использованием средообразующей и средооптимизирующей способностей экологически специализированных видов растений. Разработанные приемы прошли производственную проверку и внедрены в СПК ПЗ “Первомайский” Черноземельского района, ФГУП “Харада”, ОАО “50 лет Октября” Октябрьского района Республики Калмыкия на общей площади 1633 га, что отражено в актах о внедрении. Результаты диссертационных исследований использованы при разработке Республиканской целевой программы «Развитие мелиорации сельскохозяйственных земель Республики Калмыкия на период до 2020 года».
Материалы диссертационных исследований нашли отражение в рекомендациях “Режимы комплексных мелиораций земель” (2000); “Система введения АПК Республики Калмыкия” (2004); “Наукоемкие технологии управления системами комплексной мелиорацией земель” (2005);“Рекомендации по возделыванию кормовых культур при поливе дренажно-сбросными водами” (2007); “Рекомендации по возделыванию сопутствующих культур рисовых севооборотов Сарпинской низменности” (2007); “Технологии управления продуктивностью мелиорируемых агроландшафтов различных регионов Российской Федерации” (2008); “Ускоренное освоение залежных земель под пастбища и сенокосы на основе многовариантных технологий по зонам России” (практическое руководство, 2010). Материалы исследований используются в учебном процессе по курсу “Мелиорация и орошаемое земледелие” на кафедре аграрных технологий и переработки сельскохозяйственной продукции Калмыцкого государственного университета.
Апробация работы. Основные результаты исследований были доложены на научно практической конференции, посвященной 30-летию со дня образования Аграрного факультета Калмыцкого Госуниверситета, Элиста,2000; Межреспубликанских XII, XIII научно-практических конференциях “Актуальные вопросы экологии и охраны природы экосистем южных регионов России и сопредельных территорий”, Краснодар, 1999, 2000;. на III, IV, V съездах Докучаевского общества почвоведов, Суздаль, 2000, Новосибирск, 2004, Ростов-на-Дону, 2008; на Международной конференции “Проблемы рационального природопользования аридных зон Евразии”, Соленое займище, 2000, 2001; Международной научно-практической конференции «Растительные ресурсы для здоровья человека (возделывание, переработка, маркетинг)», Москва, 2002; XII Международном симпозиуме «Нетрадиционное растениеводство. Эниология. Экология и здоровье», Симферополь, 2003; Региональной конференции молодых ученых «Новые и редкие растения Северного Кавказа», Владикавказ-2003; Международной научно-практической конференции «Охрана почв Калмыкии и прилегающих территорий», Элиста,2003; Всероссийской научно-практической конференции «Разработка адаптивных систем и природоохранных технологий производства сельскохозяйственной продукции в аридных регионах России» Ростовская область, п.Рассвет, 2003; Международной научно-практической конференции «Современные технологии и системы производства, хранения и переработки сельскохозяйственной продукции», Рязань, 2003; на IV Международной научно-практической конференции «Актуальные проблемы экологии в условиях современного мира», Майкоп, 2004; Международной конференции «Наукоёмкие технологии в мелиорации», Москва, 2005; Международной научно-практической конференции по борьбе с опустыниванием, Абакан, 2006; Международной научно-практической конференции «Устойчивое производство риса: состояние и перспективы» Краснодар, 2006; Международной научно-практической конференции «Водные ресурсы и водопользование в бассейнах рек Западного Каспия: перспективы использования, решение проблемы дефицита, мониторинг, предотвращение негативного воздействия», Махачкала, 2008; на III Всероссийской научной конференции молодых ученых «Актуальные проблемы современных аграрных технологий», Астрахань, 2008; Международной научно-практической конференции «Защитное лесоразведение и мелиорация земель в Российской Федерации; проблемы земледелия», Волгоград, 2008; Международной научно-практической конференции «Современные проблемы мелиорации и водного хозяйства», Москва, 2009.
Публикации. По теме диссертации опубликовано 67 печатных работ, в том числе 18 – в изданиях, рекомендованных перечнем ВАК России, 4 монографии, получено 6 Патентов РФ на изобретения.
Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, 7 глав и выводов, изложена на 361 страницах машинописного текста, иллюстрирована 43 рисунками, содержит 120 таблиц и 24 приложений. Список литературы включает 410 наименований, в том числе 16 на иностранных языках.
Содержание работы
Во введении показана актуальность проблемы, цель и задачи исследований, изложена методология и методика проведения исследований, обозначена научная новизна полученных результатов, их достоверность и практическая значимость, сформулированы основные положения, выносимые на защиту.
Первая глава “Антропогенное воздействие на природно-территориальные комплексы и пути их восстановления” посвящена проблеме деградации и опустынивания земель сельскохозяйственного назначения, в результате которого ежегодно из оборота выводится 500…700 млн.га (Г.В. Добровольский, М.Б.К. Даркох, И.С. Зонн, Г.С. Куст, И.П. Свинцов). Показано развитие концепции опустынивания экосистем в историческом аспекте. Из литературного анализа выявлено, что 87% причин опустынивания происходит из-за нерационального использования человеком земли, воды, растительности, полезных ископаемых и только 13% относится к природным процессам. Наиболее важными природными факторами опустынивания аридной части РФ являются засушливость климата, периодически усиливающаяся под влиянием цикличности солнечной активности, податливость почв дифляции и эрозии, засоленность почвогрунтов. Главной причиной развития деградации земель является неадаптированная антропогенная деятельность, проявляющаяся в интенсивной распашке земель, уничтожении древесной и кустарниковой растительности, перевыпасе, чрезмерном поливе, неумеренном техногенном воздействии (Н.С. Орловский, Н.Г. Харин, Б.Г. Розанов, В.А. Ковда, В.И. Петров, И.С. Зонн, Г.С. Куст, Е.С. Павловский, К.Н. Кулик, Б.В. Виноградов, И.П. Свинцов, Б.М. Кизяев, Э.Б. Габунщина, И.П. Кружилин, Л.В. Кирейчева, О.А. Лачко, Е.И. Панкова, и др.).
Степень опустынивания территории – поражения ее той или иной формой деградации – оценивается индексами деградации (ИД), отражающими по 100-балльной шкале ее дифлированность, эродированность, засоленность или подверженность нескольким формам опустынивания. По методике ВНИИАЛМИ рассчитаны индексы деградации (ИД) земель сельскохозяйственных угодий Калмыкии (рис.1): 
. Наибольшие индексы дефляционной деградации отмечаются в юго-восточных районах Калмыкии (ИДд31,7…71,1 балл), что обусловлено природными (усилением аридности климата) и антропогенными (чрезмерная пастбищная нагрузка) факторами.
Рис. 1. Суммарные индексы деградации земель сельскохозяйственных угодий по Республике Калмыкия (ИДс)
Индекс суммарной деградации является средневзвешенной суммой ИД пашни, пастбищ, сенокосов и других сельскохозяйственных угодий. ИДс каждого вида угодий складывается из индексов их деградации от дефляции, эрозии и засоления. При совместном проявлении нескольких форм деградаций угодий значение ИДс может превышать 100 баллов. Степень деградации на территории Калмыкии варьирует в зависимости от природно-климатического комплекса: очень слабая в степном (ИДс 18,3…21,4 балла), в сухостепном – умеренная (ИДс 60,6…76,2), в полупустынном – сильная (ИДс 62,1…83,0) и в пустынном очень сильная - более 100 баллов.
Во второй главе “Теоретическое обоснование повышения природно-ресурсного потенциала комплексной мелиорацией деградированных земель Калмыкии” дано современное состояние и степень использования почвенно-климатического потенциала, водных и растительных ресурсов; обоснованы рациональные комплексы мелиорации по природно-сельскохозяйственным зонам Калмыкии; описаны объекты и методология исследований.
На территории Республики Калмыкия выделяются 4 природно-климатических комплекса (ПТК): степной, сухостепной, полупустынный и пустынный. Для оценки территории республики по обеспеченности ее теплом и влагой использованы данные многолетних наблюдений (1970…2010 гг.), которые показывают, что за последние три десятилетия колебания годового количества осадков составили: в степной зоне (Городовиковск) – 309…751 мм, сухостепной (Элиста) – 248…492 мм, в полупустынной (Малые Дербеты) - 132…467 мм, в пустынной (Яшкуль) - 151…436 мм. Сухость климата усиливается с северо-запада (300…400 мм осадков в год) на юго-восток (170…200 мм).
По данным земельного кадастра РК, большая часть (80%) всех пахотных земель и свыше 60% орошаемых представлены комплексами светло-каштановых и бурых полупустынных почв с солонцами (табл. 1).
Таблица 1. Структура почвенного покрова Республики Калмыкия
| Название почв | Общая пло-щадь, тыс. га | Доля в % от общей площади | В т.ч. пашня | |
| тыс. га | в % от общей площади пашни | |||
| Черноземы всего в т.ч. обыкновенные автоморфные | 110,4 108,9 | 1,48 1,46 | 93,9 91,7 | 9,88 9,76 |
| Каштановые всего | 1084,3 | 14,23 | 393,4 | 41,79 |
| в т.ч. темно-каштановые | 50,0 | 0,67 | 40,2 | 4,28 |
| Каштановые | 77,6 | 1,04 | 47,9 | 5,04 |
| Светло-каштановые | 945,0 | 12,94 | 301,8 | 32,76 |
| Бурые полупустынные всего | 2128,7 | 30,04 | 109,3 | 11,69 |
| в т.ч. автоморфные | 2098,2 | 27,54 | 83,8 | 8,92 |
| Солонцы всего | 2426,9 | 31,47 | 331,2 | 35,28 |
| в т.ч. каштановые автоморфные | 670,4 | 8,97 | 209,0 | 22,23 |
| полупустынные автоморфные | 1571,6 | 21,03 | 115,6 | 17,28 |
| Солончаки | 109,8 | 1,47 | 0,1 | 0,01 |
| Луговые | 453,1 | 6,07 | 10,6 | 1,13 |
| Прочие земли | 1065,0 | 15,24 | 1,7 | 0,18 |
| в т.ч. пески | 664,8 | 8,90 | - | - |
| Всего земель | 7473,1 | 100,0 | 939,3 | 100,0 |
Анализ агроклиматических ресурсов Калмыкии показывает, что малое количество осадков, периодически повторяющиеся сильные засухи и суховеи являются природным фоном деградационных процессов. К основным видам деградации сельскохозяйственных угодий в данном регионе относится пастбищная дигрессия из-за чрезмерной нагрузки животными на почвы легкого гранулометрического состава со слабой эрозионной устойчивостью. “Переложная система” земледелия, когда распахиваются целинные пастбища под бахчевые культуры, а затем забрасываются без залужения (Т.И. Бакинова, Г.М. Борликов, Р.Р. Джапова, 2002). При этом площадь дефлированных кормовых угодий за последние пять лет увеличилась на 3…5%.
Наибольшее распространение в Калмыкии имеют деградации, вызванные ирригационно-хозяйственной деятельностью. В настоящее время здесь расположены пять крупных обводнительно-оросительных систем (Сарпинская, Калмыцко - Астраханская, Право-Егорлыкская, Черноземельская, Каспийская ООС), которые эксплуатируются более 30 лет. Общая площадь мелиорированных земель составляет 90,3 тыс. га, в том числе 53,1 тыс. га регулярного орошения и 37,2 тыс. га лиманного орошения (табл. 2).
Таблица 2. Показатели наличия орошаемых земель и состояния оросительных систем
по Республике Калмыкия на 01.01.2011 г.
| Наименование обводнительно-оросительной системы | Общая площадь орошаемых земель, тыс. га | в том числе | Из них не поливалось - всего, тыс.га | Площади, на которых требуется проведение восстановительных мероприятий, тыс. га | |||
| регулярное орошение | лиманное орошение | реконструкция систем регулярного орошения | реконструкция систем лиманного орошения | площади, на которых требуется проведение мониторинга земель, тыс. га | |||
| ЧООС | 41,5 | 23,2 | 18,3 | 20,5 | 14,4 | 21,6 | 41,5 |
| СООС | 34,1 | 15,2 | 18,9 | 14,8 | 11,3 | 7,5 | 34,1 |
| ПЕООС | 4,9 | 4,9 | - | 3,0 | 2,3 | - | 4,9 |
| КАРОС | 8,5 | 8,5 | - | 8,0 | 2,0 | - | 8,5 |
| КООС | 1,3 | 1,3 | - | 1,3 | 1,0 | 1,3 | |
| Всего: | 90,3 | 53,1 | 37,2 | 47,6 | 31,0 | 29,1 | 90,3 |
В связи с существенным сокращением служб эксплуатации мелиоративных систем и слабой материально-технической оснащенностью, недостатком финансирования работ по ремонту межхозяйственной оросительной и коллекторно-дренажной сети, техническое состояние оросительных систем находится в критическим состоянии, износ мелиоративного фонда республики составляет более 70%. Это связано и с тем, что все обводнительно-оросительные системы Калмыкии были построены в начале 60-х - середине 80-х годов ХХ века. Несмотря на то, что они выполняют комплексные задачи обводнения и орошения, в техническом отношении они не совершенны. Практически вся сеть магистральных, распределительных и сбросных каналов выполнена в земляном русле без противофильтрационных экранов, что приводит к большим потерям воды, особенно на легких грунтах (КПД систем составляет 0,6…0,7), развитию процессов вторичного засоления, осолонцевания, подтопления и заболачивания. Показатели мелиоративного состояния площадей регулярного орошения (по УГВ и засолению) следующие: хорошее - 1,8 тыс. га (3%), удовлетворительное - 16,7 тыс. га (31%), неудовлетворительное - 35 тыс. га (66%). В настоящее время эксплуатируется 44 тыс. га орошаемых земель, из них 17 тыс. га регулярного и 27 тыс. га лиманного орошения. Из них фактически в 2010 году поливалось 47%, в том числе использовано регулярного орошения 16,7 тыс.га., лиманного орошения – 26,0 тыс.га (рис.2). За период с 2012 по 2020 годы намечено реконструировать 52 тыс. га инженерных систем (их них 30,9 тыс. га – регулярного орошения и 21,1 тыс. га - лиманы). Общая площадь вторично засоленных орошаемых земель с различной степенью засоления составляет около 45 тыс. га или 85% от орошаемой площади (табл. 3). Вторичное засоление сильной и очень сильной степени отмечается практически на всех ООС, кроме Право-Егорлыкской ООС.
Регулярное орошение
Лиманное орошение
Рис. 2. Динамика мелиорированных земель Республики Калмыкия, тыс. га.
Таблица 3. Площадь и степень засоления вторично засоленных земель Калмыкии
| Название ООС | слабая | средняя | сильная и очень сильная | |||
| S, га | % от общей S | S, га | % от общей S | S, га | % от общей S | |
| ПЕООС | 2747 | 56,5 | 296 | 6,1 | - | - |
| ЧООС | 8426 | 36,3 | 6530 | 28,1 | 3916 | 16,7 |
| СООС | 7819 | 51,6 | 5257 | 34,7 | 1523 | 10,0 |
| КАРОС | 2798 | 33,0 | 3955 | 46,8 | 728 | 8,6 |
| КООС | - | - | - | - | 1249 | 100 |
| Всего | 21790 | 41,0 | 16038 | 30,2 | 7416 | 14,0 |
Анализ теоретических разработок, а также итогов обобщения отечественного и зарубежного опыта показывает, что современные концепции реставрации нарушенных пастбищных земель аридных территорий базируются на использовании в качестве мелиорантов видов природной флоры, эволюционно приспособленных к существованию в аридных условиях (П.П. Бегучев, В.Г. Тихонова, И.О. Ибрагимов, З.Ш. Шамсутдинов, О.А. Лачко, 1979; В.Н. Чурзин, Г.С. Егорова, С.В. Хусаинов, Н.Л. Цаган-Манджиев, Б.А. Гольдварг, М.М. Шагаипова, В.П. Зволинский, Н.З. Шамсутдинов и др.). В условиях орошения Калмыкии на Аршань -Зельменском стационаре в 50…60 годах прошлого столетия был разработан и апробирован агробиологический метод освоения малонатриевых солонцов и солонцово-осолоделых комплексов, заключающийся в использовании агротехнических (глубокая вспашка и внесение удобрений), влагонакопительных (снегозадержание, парование, влагозарядковые и промывочные поливы на орошаемых землях) и биологических (посев соле- и солонцеустойчивых культур-освоителей) мероприятий, которые позволяют повысить урожайность сельскохозяйственных культур и улучшить свойства почвы (И.Н. Антипов-Каратаев, К.П. Пак, В.Ф. Шматкин). Методы экологической реставрации вторично засоленных земель с применением фитомелиоративных мероприятий описаны в работах Б.П. Строгонова, П.А. Генкеля, Б.А. Келлера, В.А. Ковды, С.Ф. Аверьянова, П.П. Бегучева, З.Ш. Шамсутдинова, А.Х. Шеуджена, О.Г. Грамматикати, Л.В. Рудневой, Н.З. Шамсутдинова, В.Н. Буравцева и др.
Анализ и системное обобщение работ П.П. Бегучева, З.Ш. Шамсутдинова, В.И. Петрова, Н.Н. Дубенка, К.Н. Кулика, Л.В. Кирейчевой, О.А. Лачко, И.О. Ибрагимова, Л.В. Рудневой, В.Ф. Шматкина, Ю.П. Добрачева, Н.З. Шамсутдинова, Н.Л. Цаган-Манджиева, Б.А. Гольдварга, и др. позволили автору разработать концептуальную модель повышения природно-ресурсного потенциала деградированных сельскохозяйственных угодий средствами комплексной мелиорации (рис. 3). Модель отражает взаимозависимость деградационных процессов, протекающих на землях сельскохозяйственного использования, обусловленных природными и антропогенными факторами. Применяемые методы комплексной мелиорации дифференцированы по их воздействию для каждого вида земель сельскохозяйственного назначения и направлены на повышение природно-ресурсного потенциала.
На этой теоретической основе автором выполнено районирование территории Калмыкии по величине энергопотенциала, рассчитанного в ГДж/га, необходимого для ликвидации и предупреждения деградационных процессов (рис. 4). Оценка энергопотенциала выполнялась на основании анализа результатов экспериментальных исследований по влиянию комплекса мелиоративных мероприятий, включающего фитомелиорацию, по его воздействию на биоэнергопроизводительность мелиорирующей агроэкосистемы, что явилось основой для разработки технологий восстановления природно-ресурсного потенциала. Показано, что методы фитомелиорации позволяют улучшить агрохимические, агрофизические, агрогидрологические свойства почвы, а также обеспечивают сохранение и повышение их плодородия, что ведет к формированию устойчивого высокопродуктивного агромелиоландшафта.
Рис. 3. Концептуальная модель повышения природно-ресурсного потенциала деградированных сельскохозяйственных угодий средствами комплексной мелиорации. - вид деградации исключается, - вид деградации регулируется средствами комплексной мелиорации.
Рис. 4. Карта-схема районирования энергопотенциала (ГДж/га) необходимого для ликвидации и предупреждения деградационных процессов на территории Калмыкии.
Условные обозначения:
обводнительно-оросительные системы: I - Черноземельская; II - Сарпинская; III -Калмыцко-Астраханская; IV - Право-Егорлыкская; V - Каспийская; VI - местный сток;
Природно-сельскохозяйственные зоны – степная, полупустынная, сухостепная, пустынная
- вторичное засоление; - подтопление; - заболачивание;
- пастбищная дефляция
Из перечисленных методов повышения природно-ресурсного потенциала деградированных сельскохозяйственных угодий в работе исследованы следующие: фитомелиорация опустыненных пастбищ, освоение вторично засоленных орошаемых
земель с использованием нетрадиционных культур-освоителей, диверсификация культур-мелиорантов для восстановления длительно используемых в рисовом севообороте земель. Выполнена классификация фитомелиорантов, используемых для повышения природно-ресурсного потенциала в зависимости от вида деградации сельскохозяйственных угодий, с учетом их отношения к экологическим факторам внешней среды (рис.5).
Рис. 5. Классификация фитомелиорантов различных экологических групп, используемых для повышения природно-ресурсного потенциала в зависимости от вида деградации сельскохозяйственных угодий
Установлено, что в качестве фитомелиорантов для улучшения деградированных пастбищных фитоценозов целесообразно использовать интродуцированные виды из местной дикорастущей флоры, такие как прутняк, житняки, камфоросма, терескен, волоснец, пырей и другие, адаптированные к аридным условиям. Для фитомелиорации вторично засоленных земель выбраны нетрадиционные для условий Калмыкии сельскохозяйственные культуры-освоители (топинамбур, амарант, мальва, пажитник и другие), способные формировать высокие урожаи в условиях атмосферной засухи и гидроморфного водного режима.
Для улучшения мелиоративного состояния и повышения плодородия рисовых полей были выбраны культуры-мелиоранты - люцерна посевная, горчица сарептская, яровой рапс, подсолнечник, которые рационально используют остаточные после риса запасы влаги для формирования урожая, обогащают почву органическим веществом за счет дополнительного поступления в почву растительных остатков, повышают ее биологическую активность, улучшают фитосанитарное состояние полей, оказывают положительное влияние на рост, развитие и урожайность основной культуры севооборота – риса, снижают его засоренность и поражение растений вредителями и болезнями.
Для успешного ведения земледелия на землях всех категорий обоснованы рациональные комплексы мелиорации по природно-сельскохозяйственным зонам Калмыкии, которые обеспечат, наряду с получением планируемых урожаев, сохранение и повышение плодородия почв, высокую устойчивость агробиоценозов и стабильно благоприятную экологическую обстановку в агроландшафтах (табл. 4).
По результатам исследований для Калмыкии при участии автора составлена карта продуктивности сельскохозяйственных угодий, на которой для различных типов почв и адаптивно-ландшафтных систем земледелия показаны величины продукционного потенциала, обеспечивающие наибольший биоэнергетический коэффициент при проведении комплексных мелиораций (рис. 6).
Полевые опыты по агроэкологическому испытанию и определению фитомелиорирующего эффекта нетрадиционных для условий Калмыкии культур (Mentha piperita L.,Ocimum basilicum, Nepeta cataria L., Nicandra physaloides, Lactuca sativa L., Rumex confertus Willd., Helianthus tuberosus, Trigonella foenum-graecum, Amaranthus paniculatus и др.) проводились на зональных светло-каштановых среднесуглинистых солонцеватых почвах с содержанием воднорастворимых солей в слое 0…0,4 м 0,17…0,80 % (1998-2002 гг.).
   | Условные обозначения: - границы природно-климатических зон: С – степная, СС – сухостепная, ПП – полупустынная, П – пустынная; - границы обводнительно-оросительных систем (I – Черноземельская; II – Сарпинская; III – Калмыцко-Астраханская; IV – Право-Егорлыкская; V - Каспийская; VI – местный сток. Обоснованная продуктивность сельскохозяйственных угодий Республики Калмыкия, тыс. к.ед./га:
|
| Рис. 6. Электронная карта экологически обоснованной продуктивности сельскохозяйственных угодий Республики Калмыкии | |
Изучение влияния засоления почвы на продуктивность орошаемого топинамбура осуществлялось на деградированных по причине вторичного засоления землях. Содержание легкорастворимых солей (в слое 0…0,7 м) варьировало по вариантам от 0,27 до 0,88% с хлоридно-сульфатным химизмом засоления. Полив проводился напуском. Режим орошения дифференцированный: поддержание предполивной влажности почвы в период формирования 4…5 пар листьев (п.л.) в слое 0…0,4 м и в период 5…10 п.л. в слое 0…0,7 м. – 70…75% НВ; в период 12…20 п.л. – 60…65% НВ (2000…2002 гг).
Таблица 4
Рациональные комплексы мелиорации по природно-сельскохозяйственным зонам Калмыкии
| Природные зоны | Полупустынная | Пустынная | |||||||
| ландшафт | равнина | пойма (лиманы) | равнина | пойма (лиманы) | |||||
| тип почв | светло-каштановые солонцеватые, бурые-полупустынные среднесуглинистые солонцеватые | бурые-полупустынные тяжелосуглинистые, их комплексы с солонцами пустынными | лугово-бурые полупустынные, их комплексы с солонцами пустынными | бурые-полупустынные среднесуглинистые, их комплексы с солонцами пустынными | бурые-полупустынные лекосуглинистые и супесчаные | пески | лугово-бурые полупустынные солонцеватые | аллювииальные и маршевые | |
| Виды комплексных мелиораций | водные | регулярное, лиманное, дренаж*, промывка, МКО, ОП и СХВ | регулярное, дренаж, МКО, СХВ | лиманное, СХВ | регулярное*, МКО, дренаж, промывка, ОП и СХВ | МКО, ОП и СХВ | ОП и СХВ | лиманное, ОП и СХВ | регулярное, МКО*, СХВ |
| агротехнические | противоэрозионные, КАХОП | противоэрозионные, КАХОП | противоэрозионные | противоэрозионные, КАХОП | противоэрозионные, КАХОП | - | противоэрозионные, КАХОП | противодифляционные, КАХОП | |
| химические | удобрения, мелиоранты почвы* | удобрения, мелиоранты почвы и воды | удобрения, мелиоранты почвы | удобрения, мелиоранты почвы* и воды | удобрения, мелиоранты почвы и воды | - | удобрения, мелиоранты воды | удобрения, мелиоранты воды | |
| биологические | восстановление продуктивности ЕКУ, облесение приканальных зон | восстановление продуктивности ЕКУ, облесение приканальных зон | культуры-освоители деградированных земель | облесение приканальных зон | лесные, восстановление продуктивности ЕКУ | закрепление песков | лесные, восстановление продуктивности ЕКУ | лесные, культуры-освоители, сидераты | |
| Способ использования | кормовые, полевые и овощные севообороты | рисовые, овощные и кормовые севообороты | рисовые севообороты, сенокосы | мелиоративно-кормовые, овощные севообороты, неорошаемое пастбище | мелиоративные и овощные севообороты, неорошаемое пастбище | пастбища | сенокосы и пастбища | овощные севообороты, сенокосы и пастбища | |
Продолжение таблицы 4
| Природные зоны | Степная | Сухостепная | |||||
| ландшафт | водораздельное плато | склоны | водораздельное плато | склоны | пойма (русло рек и балок) | ||
| тип почв | каштановые солонцеватые, среднесуглинистые | черноземы обыкновенные карбонатные | темно-каштановые и каштановые | темно-каштановые, каштановые и лугово-каштановые суглинистые в комплексе с солонцами и солончаками | светло-каштановые солонцеватые суглинистые в комплексе с солонцами до 20% | аллювиально-луговые по балкам и долинам речек, темно-каштановые, каштановые и лугово-каштановые суглинистые с солонцами и солончаками | |
| Виды комплексных мелиораций | водные | регулярное*, дренаж, МКО, СХВ | регулярное*, дренаж, МКО, СХВ | МКО*, пастбища, СХВ | регулярное*, промывка*, дренаж, МКО, ОП и СХВ | МКО*, ОП и СХВ | лиманное, МКО, дренаж*, ОП и СХВ |
| агротехнические | противоэрозионные, КАХОП | противоэрозионные, КАХОП | противоэрозионные, ОП | противоэрозионные, КАХОП | противоэрозионные, КАХОП | противоэрозионные, КАХОП | |
| химические | удобрения, мелиоранты почвы* и воды | удобрения, мелиоранты почвы* и воды | удобрения, мелиоранты почвы* и воды | удобрения, мелиоранты почвы* и воды | удобрения, мелиоранты почвы* | удобрения, мелиоранты почвы* | |
| биологические | восстановление продуктивности ЕКУ, облесение приканальных зон | восстановление продуктивности ЕКУ, облесение приканальных зон | облесение склонов, ЕКУ | облесение приканальных зон, ЕКУ, ОЗ | лесные, восстановление продуктивности ЕКУ | лесные, восстановление продуктивности ЕКУ, ОЗ | |
| Способ использования | кормовые и овощные севообороты | кормовые и овощные севообороты | сенокосы, пастбища, сады, виноградники | кормовые, овощные севообороты, неорошаемое пастбище | мелиоративные и овощные севообороты, неорошаемое пастбище | сенокосы и пастбища | |
Примечания: * - применение мелиораций ограничивается более высокой опасностью проявления побочных негативных процессов или низкой экономической эффективностью; ОП - окультуривание полей; СХВ - сельскохозяйственное водоснабжение; ЕКУ - естественные кормовые угодья; с/о - севообороты; КАХОП - комплексное агрохимическое окультуривание полей; МКО - мелкоконтурное орошение.
Для диверсификации в рисовые деградированные агроландшафты изучалось влияние растений-фитомелиорантов (люцерна посевная, горчица сарептская, яровой рапс, подсолнечник) на плодородие почв рисовых полей (1999…2010 г.г.). В исследованиях учитывалось взаимодействие естественных и антропогенных факторов, влияющих на экологическое состояние, определялась реакция растений-фитомелиорантов на изучаемые агротехнические приемы и их сочетания, повышающие продуктивность агроценозов и снижающие негативные последствия функционирования рисовых мелиоративных систем Республики Калмыкия.
Изучение пастбищных экосистем проводили на территории СПК ПЗ «Первомайский» Черноземельского района. В результате геоботанических исследований были определены дигрессионные ряды смен растительности на пустынных пастбищах, происходящих под влиянием пастбищных перегрузок; выявлены свободные экологические ниши в пастбищных фитоценозах, образовавшиеся в результате перевыпаса (2005…2007 гг.). В качестве фитомелиорантов для восстановления деградированных пастбищ на территории СПК ПЗ «Первомайский» были изучены Agropyron desertorum и Agropyron fragile (2004…2007 гг.). Схемы опытов включали варианты сроков посева (осенний и весенний), способов посева (рядовой сплошной и через рядовой) и норм высева.
При закладке и проведении полевых экспериментов, выполнении наблюдений, учетов и лабораторных исследований руководствовались методическими указаниями Б.А. Доспехова (1985); ВНИИ кормов им. В.Р.Вильямса (1987); ВАСХНИЛ по биоэнергетической оценке эффективности технологий в орошаемом земледелии (1989); методическими рекомендациями по оценке эффективности инвестиционных проектов мелиорации сельскохозяйственных земель (2003). Геоботанические исследования проводились по общепринятой методике, изложенной в III томе «Полевой геоботаники» (Понятовская, 1964).
В третьей главе “Повышение природно-ресурсного потенциала вторично засоленных земель комплексной мелиорацией” приводится экспериментальное обоснование повышения природно-ресурсного потенциала вторично засоленных земель комплексной мелиорацией. Во всех зонах республики оросительные мелиорации являются наиболее действенным фактором, влияющим на урожайность, эффективное плодородие почв и культур, а в полупустынной и пустынной зонах - единственным гарантированным средством устойчивости сельскохозяйственного производства.
Оценено экологическое состояние орошаемых почв Республики Калмыкия по величине площади с неудовлетворительной мелиоративной обстановкой в процентах к площади орошаемых земель региона (табл. 5). В основу оценки положены критерии, разработанные во ВНИИГиМе и ВолжНИИГиМе. Для характеристики классов экологического состояния орошаемых земель использовали определения, данные в работах Н.Ф. Глазовского, Н.И. Коронкевича и др. (1991) и Н.И. Парфеновой, Н.М. Решеткиной (1995), С.Д. Исаевой (2004).
Выявлено, что удовлетворительная экологическая ситуация на обводнительно-оросительных системах Калмыкии складывается лишь на площади 14,8%, на остальной площади (63,8%) развивается катастрофическая ситуация, т.е. допустимые антропогенные нагрузки превышены во много раз, что приводит к развитию деградационных процессов. Это осолонцевание, подщелачивание, слитизация и дегумификация почв на орошаемых землях; подтопление, заболачивание и засоление земель на прилегающих к орошаемым участкам и каналам территориях (в том числе населённых пунктов); нарушение мест и условий обитания растений и животных; загрязнение, засоление и истощение местных водных ресурсов (поверхностных и подземных).
Таблица 5. Экологические ситуации, складывающиеся при ирригации почв Калмыкии
| Коэффициент экологической устойчивости | Ед. изм. | Обводнительно-оросительные системы республики | ||||
| ПЕООС | ЧООС | СООС | КАРОС | всего | ||
| 0…0,5 катастрофическое | га | 1186 | 16379 | 9315 | 6099 | 32979 |
| % | 24,4 | 70,5 | 61,5 | 72,0 | 63,8 | |
| 0,5…0,7 кризисное | га | 190 | 2461 | 4953 | 1888 | 9492 |
| % | 3,9 | 10,6 | 32,7 | 22,3 | 18,4 | |
| 0,7…0,8 конфликтное | га | - | 691 | - | - | 691 |
| % | - | 3,0 | - | - | 1,3 | |
| 0,8…0,9 напряженное | га | 148 | 252 | - | 480 | 880 |
| % | 3,0 | 1,1 | - | 5,7 | 1,7 | |
| 0,9…1,0 удовлетворительное | га | 3340 | 3435 | 891 | - | 7666 |
| % | 68,7 | 14,8 | 5,8 | - | 14,8 | |
Агроэкологические испытания нетрадиционных для республики Калмыкия растений различных экологических групп (19 культур) в коллекционном питомнике на вторично засоленных орошаемых землях с близким залеганием грунтовых вод позволили расположить их в порядке увеличения ожидаемого мелиорирующего эффекта (в первую очередь по количеству оставляемого в почве органического вещества): мята перечная базилик камфорный котовник кошачий пажитник сеннойамарант метельчатый никандра физалисовидная латук посевной щавель конский земляная груша (топинамбур).
Топинамбур по способности противостоять экстремальным условиям среды (недостатку положительных температур весной и осенью, избытку – летом; атмосферной засухе, высокой засоленности почвы), давая при этом высокие урожаи, зарекомендовал себя как наиболее перспективный мелиорант при освоении вторично засоленных земель. При поддержании высокой предполивной влажности почвы (Wmin на уровне ВРК или 70…75%НВ) в течение всего межполивного периода с помощью орошения происходит значительное снижение токсичного действия солей высокой концентрации. При снижении влажности до 60…65% НВ в период 6…10 п.л. происходит подпитка грунтовыми водами (солей 2,2…3,8 г/л), что способствует уменьшению концентрации почвенного раствора и постоянному снабжению растений доступной капиллярной влагой. Это позволяет получить прибавку урожая зеленой массы на сильно засоленных почвах (>0,50%) при одноукосном использовании до 10…11%, клубней - 52…92% по сравнению с вариантами без подпитки; при двухукосном использовании соответственно 30…73% и 64…106% (табл.6, рис. 7).
Таблица 6. Влияние подпитки грунтовыми водами на урожайность топинамбура на засоленных почвах
| солей в слое 0…0,7м (Фактор В) | урожайность зеленой массы, т/га | урожайность клубней | Всего к.ед., т/га | |||
| 1 укос | 2 укос | к. ед. | т/га | к.ед.,т/га | ||
| Фактор А1 -без подпитки грунтовыми водами | ||||||
| 0,27 | 52,7 | 11,1 | 39,4 | 11,4 | 22,5 | |
| 46,4 | 11,2 | 12,1 | 33,8 | 9,8 | 21,9 | |
| 0,39 | 40,7 | 8,4 | 16,1 | 4,5 | 12,9 | |
| 27,3 | 6,4 | 6,1 | 13,0 | 3,6 | 9,7 | |
| 0,61 | 19,9 | 3,4 | 7,8 | 2,4 | 5,8 | |
| 11,5 | 1,5 | 2,2 | 5,2 | 1,6 | 3,8 | |
| 0,82 | 4,1 | 0,8 | 1,1 | 0,3 | 1,1 | |
| 2,2 | 0,5 | 0,5 | 0,4 | 0,1 | 0,6 | |
| Фактор А2 - с подпиткой грунтовыми водами | ||||||
| 0,28 | 58,6 | 12,3 | 40,1 | 11,6 | 23,9 | |
| 52,0 | 29,5 | 17,3 | 36,4 | 10,6 | 27,9 | |
| 0,38 | 44,9 | 8,1 | 28,6 | 8,0 | 16,1 | |
| 31,4 | 19,4 | 9,1 | 24,5 | 6,9 | 16,0 | |
| 0,68 | 22,2 | 3,8 | 14,8 | 4,6 | 8,4 | |
| 14,4 | 8,1 | 3,8 | 10,5 | 3,3 | 7,1 | |
| 0,88 | 7,2 | 1,2 | 2,5 | 0,7 | 1,9 | |
| 3,8 | 1,6 | 0,9 | 0,9 | 0,2 | 1,1 | |
| НСР05 А | 0,80 | 0,91 | 0,31 | 0,64 | 0,36 | 0,37 |
| НСР05 В | 1,60 | 1,28 | 0,61 | 1,28 | 0,71 | 0,74 |
| НСР05 АВ | 2,26 | 1,81 | 0,87 | 1,84 | 1,00 | 1,05 |
 |  |  Рис. 7. Зеленая масса и клубни топинамбура 2-го укоса выращенные на сильнозасоленных почвах: 1 – при подпитке грунтовыми водами ( солей – 0,61%); 2 – без подпитки грунтовыми водами ( солей – 0,58%) |
Для улучшения условий экологически безопасного функционирования рисовых агроландшафтов Сарпинской низменности в Калмыцком филиале ГНУ ВНИИГиМ в 1999…2010 годах проводили полевые исследования по подбору высокорентабельных сопутствующих культур - фитомелиорантов многоцелевого назначения, таких как горчица сарептская, рапс яровой, подсолнечник, люцерна синегибридная. В результате изучены особенности продукционного процесса и урожайность этих культур, определено суммарное водопотребление культур-мелиорантов в рисовом севообороте с использованием остаточных после риса запасов влаги. Установлено, что урожайность горчицы сарептской наиболее тесно коррелирует с такими структурными показателями как количество ветвей, цветков, плодов на одном растении; число зерен в стручке и масса 1000 семян. Как показали исследования, зависимость урожайности семян горчицы от мощности растений (количество ветвей всех порядков на 1 растении) характеризуется высокой корреляцией r = 0,88…0,90. В среднем за 2003…2005 гг. число ветвей по вариантам опыта варьировало от 4,3 до 7,3 шт. на растении. Наиболее мощные растения формировались в 2004 г. на фоне внесения минеральных удобрений N70P40 и N100P60, когда количество ветвей на одном растении достигало 6…8 шт.
Зависимость урожайности семян от количества цветков характеризуется средней степенью корреляционной сходимости (коэффициент корреляции r = 0,53…0,56). Зависимость урожайности семян от среднего количества плодов характеризуется более высоким коэффициентом корреляции r = 0,84…0,89. Внесение расчетных доз минеральных удобрений способствовало повышению числа на одном растении цветков на 4,32…16,90% и стручков на 14,31…21,89% по сравнению с вариантом без удобрений. На варианте с нормой высева 1,5 млн. всхожих семян на гектар число цветков было выше на 2,15…12,16%, а число стручков к уборке ниже на 5,05…18,47%. Наибольшие коэффициенты корреляции отмечены между урожайностью семян и числом семян в стручке, урожайностью семян и массой 1000 семян, соответственно r = 0,95 и 0,96.
Методами множественного регрессионного анализа с помощью программного комплекса STATISTICA 6.0 была получена модель нелинейной зависимости урожайности маслосемян горчицы от уровня минерального питания и нормы высева (рис. 8, табл. 7). Анализ достоверности модели показывает, что расхождения между фактическими данными и результатами расчета составляют менее 10%, коэффициент корреляции r между ними равен 0,87.
В результате комплексного действия изучаемых факторов яровой рапс обеспечил наибольшую продуктивность в варианте с нормой высева 2,5 млн.шт/га на фоне N120, что составило 1,84…2,38 т/га. Снижение этой нормы на 0,5…1,0 млн.шт./га приводило к уменьшению продуктивности при этой же дозе азотных удобрений на 10 и 14%. При увеличении нормы высева до 3,0 млн. шт./га урожайность семян уменьшилась на 11%. На контрольном варианте (без удобрений) урожайность семян по годам исследований в полевом опыте варьировала от 1,31 до 1,82 т/га (табл. 8, рис. 9).
Результаты полевых исследований показали, что формирование водного режима почвы существенно зависит от влагообеспеченности вегетационного периода и фенологических фаз развития культур-мелиорантов. Остаточные запасы продуктивной влаги в почве, после возделывания риса, независимо от сложившихся погодных условий в осенне-зимний период, составляли 3086…3212 м3/га или 87…90% от НВ,
| Z= - 0,8369 + 0,0035 Х + 1,5831 У – 1,8182 Е-6Х2*10-6 + 10-4 Х У – 0,32 У2 где Z – урожайность семян горчицы сарептской, т/га; Х – доза внесения минеральных удобрений, кг д.в. га; У – норма высева, млн. шт/га. | Таблица 7. Расхождение фактических и модельных данных урожайности горчицы сарептской, т/га
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Рис. 8. Зависимость урожайности горчицы сарептской от уровня минерального питания и норм высева | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| У = 0,021 + 0,0004N+1,37Н +6,88*10-5 - 5 N 2 0,000001 - 5NН 0,000001 - 0,27Н2 где У – урожайность семян ярового рапса, т/га; N - доза внесения лимитирующего питательного элемента - азота, кг.д.в./га; Н - норма высева семян, млн.шт./га. | Таблица 8. Расхождение фактических и модельных данных урожайности семян ярового рапса
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Рис. 9. Зависимость урожайности семян ярового рапса от уровня азотного питания и нормы высева. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
что способствует получению дружных всходов семян сопутствующих культур и обеспечивает формирование продуктивности суходольных культур.
В критический, в отношении водного режима для крестоцветных культур период (от бутонизации до цветения) растения потребляли 1029…1282 м3/га. На долю атмосферных осадков приходилось от 28 до 42% от суммарного водопотребления, остальная влага поглощалась из слоя почвы 0,6…0,9 м (33…46 %). Корневая система растений-мелиорантов в этот период углубляется и корни подпитываются влагой из нижлежащих почвенных горизонтов, запас которой пополняется за счет грунтовых вод (до 25 % от суммарного объема водопотребления). Величина транспирации растений зависела от погодных условий года исследований и фазы развития. Так в период “цветения” ярового рапса транспирация имеет тенденцию к увеличению от 187…201 м3/га до 396…427 м3/га, что связано с нарастанием площади листовой поверхности. В период от цветения до созревания транспирация уменьшается до 124…175 м3/га. В расходной части водного баланса в период максимального роста растений “бутонизация – зеленый стручок” на долю транспирации приходится 60…71 % от общей статьи расхода. Следует отметить, что интенсивность испарения с поверхности почвы в период отсутствия растительного покрова (посев – всходы) очень велика и варьирует по годам исследований от 180 до 320 м3/га. По мере роста листовой поверхности уже в период фазы растягивания поверхность почвы частично затеняется и интенсивность испарения с поверхности почвы уменьшается на 27…32%. В период развития максимальной листовой поверхности (бутонизация – цветение) происходит смыкание растений в посевах рапса и испарение с поверхности почвы уменьшается на 62…75% по сравнению с начальным периодом развития.
В четвертой главе “Влияние фитомелиорантов на показатели плодородия деградированных орошаемых земель” представлены результаты полевых исследований по подбору культур-фитомелиорантов и степени их влияния на агрофизические, агрохимические и агрогидрологические свойства вторично засоленных орошаемых земель. В условиях коллекционного питомника на зональных светло-каштановых среднесуглинистых солонцеватых почвах с хлоридно-сульфатным типом засоления и содержанием легкорастворимых солей в слое 0…1,0 м 0,20…0,80% проводилось агроэкологическое испытание по подбору нетрадиционных культур-мелиорантов с целью освоения вторично засоленных почв. Режим орошения для всех культур основывался на поддержании влажности почвы в слое 0…0,7м 70…75% НВ. Полив проводился напуском. В результате исследований выделены высокопродуктивные, устойчивые к экстремальным условиям растения многоцелевого назначения (табл. 9). Вынос солей из почвы связан с уровнем содержания их в укосной массе, наличием сухого вещества и величиной урожая. Общий вынос солей по культурам варьирует в пределах 60,6…308,8 кг/га. Нетрадиционные культуры оказывают определенное влияние на химизм засоления почвогрунта. В метровом слое почвы после возделывания культур преобладает хлоридно-сульфатный тип засоления. Из почвенно-поглощающего комплекса вытесняются токсичные ионы магния, хлора, гидрокарбонаты. Так, снижение ионов хлора происходило по всему почвенному профилю на 16,7…66,7%: после козлятника восточного в пахотном слое хлор снизился с 0,4 до 0,2 мг-экв., в корнеобитаемом (0…0,6 м) – с 1 до 0,6, в метровом – с 1,27 до 0,8 мг-экв на 100 г почвы, после мальвы Мелюка - соответственно 0,4…0,2, 1…0,45 и 1,27…0,43 мг-экв.
Таблица 9. Продуктивность и вынос токсичных солей надземной массой нетрадиционных культур при орошении
| Культура | Порог солетолерантности культур*, % | Урожайность зеленой массы, т/га | Урожайность абсолютно сухого вещества, т/га | Общий вынос токсичных солей, кг/га |
| Амарант метельчатый | 0,41…0,88 | 9,1…17,6 | 5,04 | 182,5 |
| Котовник кошачий | 0,37…0,54 | 6,3…7,5 | 2,51 | 75,1 |
| Сида многолетняя | 0,40…0,51 | 44,1…56,7 | 9,50 | 158,7 |
| Сильфия пронзеннолистная | 0,40…0,70 | 67,2…92,1 | 12,61 | 229,7 |
| Мальва Мелюка | 0,47…0,52 | 48,7…54,2 | 9,08 | 308,8 |
| Козлятник восточный | 0,35…0,68 | 24,5…32,6 | 4,89 | 121,8 |
| Никандра физалисовидная | 0,38…0,47 | 18,5…20,1 | 4,28 | 92,4 |
| Пайза | 0,64…0,80 | 29,7…37,8 | 8,21 | 224,1 |
| Топинамбур | 0,61…0,88 | 31,4…58,6 | 7,70 | 90,1 |
| Пажитник сенной | 0,45…0,61 | 9,5…12,5 | 2,71 | 37,5 |
| Колумбова трава | 0,35…0,42 | 31,9…48,3 | 7,96 | 60,6 |
Примечание - * сумма солей в водной вытяжке (слой почвы 0…0,7 м), %
Практически у всех культур в слое почвы 0…1,0 м снизилось содержание обменного натрия с 5,9 (весна) до 5,56…1,44 мг-экв. на 100 г почвы. Мелиорирующий эффект при возделывании топинамбура показан на примере сезонной динамики содержания наиболее токсичного элемента в почве - натрия (рис. 10). За два года при орошении топинамбура происходит рассоление почвы в слое 0…1,0 м: запасы водорастворимого натрия уменьшаются на 246 г/м2; хлора на 398 г/м2; сульфатов на 383 г/м2. При этом по содержанию кальция отмечается тенденция к увеличению.
Рис.10. Сезонная динамика запасов водорастворимого Na при орошении топинамбура
В результате применения культур-мелиорантов на вторично засоленных землях было установлено, что почва приобретает способность восстанавливать структуру почвенного слоя. Так, за годы исследований на опытном участке под агрофитоценозом топинамбура плотность сложения почвы уменьшилась в слое 0…0,4 м на 11,7 %, а в слое 0…0,7 м – на 10 %. Возделывание топинамбура при орошении оказывает положительное влияние и на общую пористость вторично засоленной почвы, приближая ее значения к оптимальным.
В процессе комплексной мелиорации общая пористость увеличивалась по сравнению с исходным состоянием на 5 % в слое 0…0,4 м и на 5,6 % в слое 0…0,7 м. Улучшились агрохимические показатели: после уборки урожая в почве остается в зависимости от засоления от 2,7 до 9,0 т/га корневых остатков, в которых содержится 0,80…1,93% N, 0,11…0,18% Р2О5, 0,80…2,48 % К2О.
Установлено, что возделывание культур-мелиорантов на мелиоративном поле также оказывает положительное влияние на общую пористость и пористость зоны аэрации, приближая их значения к оптимальным. Так, в звене рисового севооборота уменьшается плотность сложения на 7,52…10,3%, плотность твердой фазы на 1,3…3,6%, увеличивается общая пористость по сравнению с исходным состоянием на 5…7% (табл. 10, рис. 11-12).
Таблица 10. Изменение агрофизических свойств почвы в звене рисового севооборота с культурами-мелиорантами
| Звено севооборота | Показатели в слое почвы 0…40 см | ||
| Плотность сложения почвы, т/м3 | Плотность твердой фазы, т/м3 | Общая пористость, % | |
| Звено севооборота с горчицей сарептской | |||
| Рис (2002) | 1,31 | 2,45 | 46,60 |
| Рис (2003) | 1,33 | 2,50 | 46,80 |
| Горчица (2004) | 1,23 | 2,43 | 49,38 |
| Рис (2005) | 1,29 | 2,48 | 48,00 |
| Звено севооборота с яровым рапсом | |||
| Рис (2006) | 1,32 | 2,48 | 46,77 |
| Рис (2007) | 1,36 | 2,51 | 46,00 |
| Яровой рапс (2008) | 1,22 | 2,42 | 50,01 |
| Рис (2009) | 1,28 | 2,40 | 47,00 |
| Звено севооборота с подсолнечником | |||
| Рис (2005) | 1,33 | 2,50 | 46,81 |
| Рис (2006) | 1,35 | 2,51 | 46,30 |
| Подсолнечник (2007) | 1,21 | 2,40 | 49,58 |
| Рис (2008) | 1,26 | 2,43 | 46,88 |
 |  |
| Рис. 11. Изменение содержания агрономически ценных, глыбистых и пылеватых частиц под посевами трехлетней люцерны рисового севооборота. | Рис. 12. Изменение содержания агрономически ценных, глыбистых и пылеватых частиц в результате возделывания ярового рапса в звене рисового севооборота |
Экспериментальные данные показали, что в первый год жизни люцерны в рисовом севообороте, когда корневая система еще недостаточно развита, под изучаемыми вариантами плотность сложения почвы мало отличалась от исходной. В период второго и третьего года жизни происходит значительный рост корневой системы, формируется при этом достаточно плотный травостой. В этих условиях плотность сложения почвы уменьшается, а количество наиболее агрономически ценных агрегатов почвы (0,25…10 мм) напротив существенно возрастает - на 35,3…41,1%, а коэффициент структурности почвы увеличивается с 0,9 до 1,7…1,9. Трехлетнее использование люцерны обеспечило уменьшение плотности от исходной 1,35 до 1,28…1,30 т/м3 в зависимости от режимов увлажнения почвы.
Данные баланса азота в посевах люцерны показывают, что в варианте с поливом приходная часть составляла 551,8 кг/га, а на остаточной влаге - на 71,9 кг/га меньше. В расходной части баланса азота, максимальное его значение выносится с урожаем - 478 кг/га в варианте с поливом и 402 кг/га - на остаточной влаге. Результаты учета фактически сложившихся приходных и расходных статей по изучаемым вариантам показывают, что баланс азота при возделывании люцерны в рисовом севообороте положительный: в варианте с поливом за годы исследований он достигал 11,9 кг/га, на остаточной влаге - 43,0 кг/га.
Влияние агроценозов масличных культур (горчица сарептская, яровой рапс и подсолнечник) на показатели плодородия бурой полупустынной почвы показали, что наибольшее количество корневых и пожнивных остатков в агроценозах ярового рапса наблюдается в варианте внесения азотного удобрения в дозе N120 кг/га д.в. Установлена линейная регрессионная зависимость снижения плотности пахотного слоя почвы в результате запахивания корневых и пожнивных остатков ярового рапса (рис. 13). Математический анализ зависимости показывает, что дополнительное поступление пожнивных и корневых остатков в количестве 1,96…4,14 т/га снижает плотность почвы на 1,5…7,5%.
Рис. 13. Зависимость снижения плотности почвы от массы запахиваемых растительных остатков ярового рапса
Полевые исследования, проведенные в агроценозах горчицы, показали, что интенсивный рост и накопление корней наблюдалось при загущенном посеве горчицы 2,5 и 3,0 млн. шт/га на фоне минеральных удобрений (N70P40 и N100P60) – 2,74…3,21 т/га; на варианте без удобрений масса корней была меньше на 21,1…36,4%; на варианте с нормой высева 1,5 млн. шт/га масса корневых остатков составляла 1,62…2,53 т/га; на варианте с нормой высева 2,0 млн. шт/га – 1,74…2,70 т/га. Общее количество растительных остатков горчицы варьировало по вариантам опыта от 1,89 до 3,96 т/га. Заделка в почву органической биомассы горчицы оказывает положительное влияние на потенциальное плодородие почвы, о чем свидетельствует баланс питательных веществ (табл. 11).
Таблица 11. Баланс элементов питания в звене рисового севооборота (рис – горчица), кг/га
| Питательные элементы | Приход | Расход | Баланс | Содержание в почве (0…0,4 м) | Изменение содержания в почве | |||||
| удобрения | осадки | растительные остатки | вынос с надземной массой | газообразные потери | эрозия | исходное | после уборки урожая | |||
| N | 100 | 5 | 87 | 140 | 10 | 1,5 | +40,5 | 190 | 219 | +29 |
| Р2О5 | 60 | - | 52 | 72 | - | 1,5 | +38,5 | 151 | 189 | +38 |
| К2О | - | 5 | 64 | 94 | - | 3 | -28,0 | 2238 | 2214 | -24 |
Мелиорирующая роль сопутствующих культур рисового севооборота заключается также в понижении уровня грунтовых вод с 1,4…1,78 м до 1,9…2,75 м, потреблении воды из глубоких горизонтов корневой системой и испарения листовой поверхностью этой влаги. Необходимо отметить, что в последнее пятилетие оросительные нормы риса уменьшились с 22…25 тыс.м3/га до 18…20 тыс.м3/га, за счет этого происходит изменение гидрогеологических условий на рисовых массивах, которое заключается в снижении уровня грунтовых вод с увеличением степени их минерализации с 3…4 г/л до 6,4…7,8 г/л. При более высоких оросительных нормах для риса происходило промывание верхнего слоя почвы (1,0…1,5 м) с выносом воднорастворимых солей в нижележащие горизонты и при этом наблюдалось смыкание грунтовых вод с поливной водой и образование опресненной верховодки. Но с уменьшением притока поливной воды уровень грунтовых вод находится на глубине расположения соленосного горизонта, что в свою очередь вызывает повышение их минерализации. Содержание легкорастворимых солей после возделывания риса, как правило, составляет 0,071…0,135%, что характеризует почву как незасоленную. Результаты полевых наблюдений показали, что за вегетационный период культур-мелиорантов не происходит реставрации засоления.
Одним из основных сдерживающих факторов улучшения показателей мелиоративного состояния земель является сорная растительность, которая снижает урожайность риса на 20…50%. В этой связи, изучалось влияние травостоя люцерны на засоренность рисовых полей. Мощный и густой травостой люцерны угнетает сорняки, а периодическое многократное скашивание в течение 3-х лет не позволяло сорнякам обсеменяться, поэтому запасы их семян в почве не возобновлялись. Наблюдения за засоренностью посевов люцерны первого года жизни показывают, что общая численность сорных растений в варианте с остаточной влагой составила 15…21 сорняков на 1 м2, в варианте с поливом – 25…32 шт/м2. Во второй год жизни их количество в варианте с поливом уменьшилось до 18…21 шт/м2, на остаточной влаге – до 11…14 шт/м2, в третий год составило по вариантам соответственно 9…11 шт/м2 и 7…10 шт/м2. Следовательно, за три года выращивании люцерны в рисовых чеках засоренность посевов имела устойчивую тенденцию к снижению, когда в варианте с поливом засоренность уменьшилась на 34…43%, на остаточной влаге – на 46…48%. В рисовых севооборотах горчица сарептская и яровой рапс обладают высокой аллелопатической активностью, так как при запашке растительных остатков этих культур в почвенный раствор переходят физиологически активные соединения, оказывающие угнетающее воздействие на сорняки. Выявлено, что общая численность сорных растений после возделывания крестоцветных культур уменьшается на 31…36 шт/м2 по сравнению с исходными данными (после риса). На вариантах с внесением удобрений всходы сорных растений угнетаются опережающим развитием культуры и к периоду уборки посевы практически свободны от примесей сорных растений. Включение в рисовый севооборот в качестве фитомелиорирующих культур подсолнечника, горчицы, рапса и люцерны с возделыванием их на остаточных после риса запасах влаги благоприятно влияет на продуктивность основной культуры (табл.12).
Таблица 12. Урожайность различных по скороспелости сортов риса в зависимости от предшественников, т/га
| Предшественники Фактор А | Годы | Средняя | Отклонение от контроля | ||||
| 2007 | 2008 | 2009 | 2010 | т/га | % | ||
| Фактор В сорт - среднеспелый: Боярин | |||||||
| Рис (контроль) | 4,41 | 3,98 | 3,91 | 4,50 | 4,20 | - | - |
| Люцерна | 5,54 | 5,12 | 5,05 | 5,61 | 5,33 | 1,13 | 26,90 |
| Подсолнечник | 4,71 | 4,47 | 4,35 | 4,83 | 4,59 | 0,39 | 9,28 |
| Горчица | 4,89 | 4,54 | 4,53 | 4,92 | 4,72 | 0,52 | 12,38 |
| Яровой рапс | 5,07 | 4,85 | 4,80 | 5,12 | 4,96 | 0,76 | 18,10 |
| раннеспелый: Контакт | |||||||
| Рис (контроль) | 4,16 | 3,74 | 3,69 | 4,21 | 3,95 | - | - |
| Люцерна | 5,11 | 4,85 | 4,73 | 5,23 | 4,98 | 1,03 | 26,07 |
| Подсолнечник | 4,52 | 4,38 | 4,31 | 4,59 | 4,45 | 0,50 | 12,65 |
| Горчица | 4,68 | 4,41 | 4,36 | 4,71 | 4,54 | 0,59 | 14,93 |
| Яровой рапс | 4,95 | 4,64 | 4,63 | 4,98 | 4,80 | 0,82 | 21,52 |
| НСР05 А=0,04 т/га; НСР05В=0,06 т/га; НСР05 АВ=0,09 т/га | |||||||
Урожайность различных сортов риса по предшественнику “рис” по годам варьировала от 3,74 до 4,41 т/га, в то время, как после возделывания люцерны урожай зерна риса повышался на 1,13…1,03 т/га (26,07…26,90 %), а прибавка по предшественнику “подсолнечник”, “горчица” и “рапс” составляла соответственно 0,39…0,50 т/га (9,28…12,65 %), 0,52…0,59 т/га (12,38…14,93 %) и 0,76…0,82 т/га (18,10…21,52%).
В пятой главе “Результаты полевого эксперимента по подбору фитомелиорантов для восстановления деградированных пастбищ” приведены оценка эколого-мелиоративного состояния пастбищных угодий на территории п. Адык Черноземельского района и результаты полевого эксперимента по подбору фитомелиорантов для восстановления деградированных пастбищ. В результате геоботанического обследования выделено 6 основных типов пастбищ (табл.13). В среднем за пастбищный период в зависимости от типа пастбищ урожайность на очень сильно сбитых участках варьировала от 0,7 до 3,9 ц/га, на сильно сбитых – от 2,7 до 3,9 ц/га, на не сбитых и средне сбитых от 3,0 до 5,1 ц/га.
Таблица 13. Продуктивность различных типов пастбищ по сезонам года (среднее за 2005-2007 гг.)
на территории п. “Адык”, ц/га
| Степень сбитости | Период использования | Весна | Лето | Осень | Зима | В среднем за пастбищный период | Кормовых единиц |
| Злаковые и полынно-злаковые на супесчаных и песчаных полупустынных почвах | |||||||
| не сбитые, средне сбитые | Л | 3,6 | 5,1 | 5,1 | 3,0 | 5,1 | 42 |
| сильно сбитые | ВЛ | 1,6 | 3,5 | 4,3 | 2,0 | 2,7 | 43 |
| очень сильно сбитые | О | 2,9 | 4,2 | 3,9 | - | 3,9 | 40 |
| Ромашниково-чернополынные с житняком пустынным на солонцах глубоких и средних | |||||||
| не сбитые, средне сбитые | ВОЗ | 2,0 | 1,4 | 4,3 | 2,6 | 3,0 | 39 |
| сильно сбитые | ВО | 2,2 | 3,3 | 3,7 | 1,7 | 2,9 | 36 |
| очень сильно сбитые | В | 1,7 | 2,1 | 2,5 | - | 1,7 | 26 |
| Солянково-полынные на солонцах | |||||||
| не сбитые, средне сбитые | ВОЗ | 1,7 | 2,8 | 4,4 | 3,0 | 3,0 | 43 |
| сильно сбитые | ВОЗ | 1,5 | 3,3 | 4,3 | 2,6 | 2,7 | 39 |
| очень сильно сбитые | О | 1,7 | 2,1 | 2,5 | - | 2,5 | 28 |
| Злаковые на песках | |||||||
| сильно сбитые | ВОЗ | 3,3 | 5,8 | 5,2 | 1,9 | 3,4 | 41 |
| очень сильно сбитые | В | 2,0 | 2,4 | 2,2 | - | 2,0 | 29 |
| Злаково-полынные на бурых солонцеватых легкосуглинистых почвах | |||||||
| не сбитые, средне сбитые | ВОЗ | 3,1 | 2,9 | 5,3 | 4,1 | 4,2 | 35 |
| сильно сбитые | ВОЗ | 1,9 | 4,0 | 4,7 | 2,1 | 2,9 | 38 |
| очень сильно сбитые | В | 2,1 | 1,8 | 2,3 | - | 2,1 | 32 |
| Разнотравно-злаковые засоленные сухолуговые на лугово-бурых солончаковых почвах | |||||||
| сильно сбитые | ОЗ | 0,8 | 1,1 | 4,3 | 3,5 | 3,9 | 34 |
| очень сильно сбитые | О | 1,2 | 2,0 | 2,5 | - | 2,5 | 28 |
Динамика эколого-мелиоративного состояния пастбищ на ключевом участке показывает, что за период с 1983 г. по 2007 г. увеличилась площадь не сбитых пастбищ на 29%, средне сбитых и очень сильно сбитых соответственно – на 18 % и 7%. Качественная характеристика дегрессионных пятен зависит от почвенного и растительного покровов. Чем более развит, лучше сформирован почвенный и растительный покров на участке выпаса, тем больше стадий в дигрессионом ряду. Этому способствует ярусная полнота и функциональная замещаемость видов растительного сообщества: 1. Злаковые и разнотравно-злаковые: овсяница валлийская, эбелек; 2. Злаково-полынные: кияк, житняки, овсяница валисская, ковыль волосовидный, полынь белая, полынь австрийская; 3.Ромашниково-чернополынные: ромашник, житняк пустынный, полынь черная; 4. Солянково-полынные: солянка, полынь черная, эбелек. Результаты полевых экспериментов сеянных агроценозов житняка пустынного и житняка сибирского показали, что продуктивность изучаемых многолетников в условиях аридного экологического режима определяется условиями влагообеспеченности, их биологическими и эколого-физиологическими свойствами. Так, максимальная урожайность зеленой массы житняка пустынного на бурых полупустынных среднесуглинистых солонцеватых почвах получена в 2006 году на варианте весеннего срока посева сплошным способом при норме 10 кг/га – 10,39 т/га или 2,21 т/га сухой массы (табл. 14).
Таблица 14. Урожайность житняка пустынного на бурых среднесуглинистных почвах, т/га
| Срок посева (Фактор А) | Способ посева (Фактор В) | Норма высева, кг/га (Фактор С) | 2005 год | 2006 год | 2007 год | средняя | ||||
| зеленная масса | сухая масса | зеленная масса | сухая масса | зеленная масса | сухая масса | зеленная масса | сухая масса | |||
| осенний | сплошной (15 см) | 8 | 5,47 | 1,14 | 7,60 | 1,62 | 4,96 | 1,10 | 6,01 | 1,29 |
| 10 | 6,22 | 1,28 | 8,36 | 1,75 | 5,33 | 1,17 | 6,64 | 1,40 | ||
| 12 | 5,88 | 1,20 | 7,47 | 1,53 | 4,68 | 1,02 | 6,01 | 1,25 | ||
| чрезрядовой (30 см) | 8 | 4,84 | 1,02 | 6,88 | 1,43 | 4,17 | 0,91 | 5,30 | 1,12 | |
| 10 | 5,95 | 1,22 | 7,19 | 1,50 | 4,93 | 1,05 | 6,02 | 1,26 | ||
| 12 | 5,47 | 1,11 | 6,51 | 1,38 | 3,87 | 0,85 | 5,28 | 1,11 | ||
| весенний | сплошной (15 см) | 8 | 6,55 | 1,39 | 8,56 | 1,82 | 6,13 | 1,33 | 7,08 | 1,51 |
| 10 | 7,70 | 1,56 | 10,39 | 2,21 | 6,47 | 1,42 | 8,19 | 1,73 | ||
| 12 | 6,91 | 1,42 | 8,23 | 1,73 | 6,03 | 1,28 | 7,06 | 1,48 | ||
| чрезрядовой (30 см) | 8 | 5,29 | 1,12 | 8,45 | 1,75 | 4,73 | 1,04 | 6,16 | 1,30 | |
| 10 | 6,42 | 1,34 | 9,59 | 2,04 | 5,16 | 1,12 | 7,06 | 1,5 | ||
| 12 | 6,20 | 1,29 | 8,05 | 1,64 | 4,52 | 0,99 | 6,26 | 1,31 | ||
| НСР05 фактор А | 0,74 | 0,2 | 0,95 | 0,25 | 0,66 | 0,21 | 0,78 | 0,22 | ||
| НСР05 фактор В | 0,74 | 0,2 | 0,95 | 0,25 | 0,66 | 0,21 | 0,78 | 0,22 | ||
| НСР05 фактор С | 0,91 | 0,24 | 1,17 | 0,3 | 0,81 | 0,26 | 0,96 | 0,27 | ||
| НСР05 фактор АВ | 1,05 | 0,28 | 1,35 | 0,35 | 0,93 | 0,29 | 1,11 | 0,31 | ||
| НСР05 фактор АС | 1,28 | 0,34 | 1,65 | 0,43 | 1,14 | 0,36 | 1,36 | 0,38 | ||
| НСР05 фактор ВС | 1,28 | 0,34 | 1,65 | 0,43 | 1,14 | 0,36 | 1,36 | 0,38 | ||
| НСР05 фактор АВС | 1,82 | 2,33 | 0,61 | 1,61 | 0,51 | 1,92 | 0,53 | |||
Житняк сибирский наиболее засухоустойчивый вид из всех житняков, но в сильно засушливые годы не выколашивается. Требует пониженных температур при развитии из семян и осеннем кущении. Результаты исследований в опытах при коренном улучшении пастбищ путем посева житняка сибирского на супесчаных почвах показали, что при осеннем сроке посева растения формировали более плотный травостой. При этом наибольшая продуктивность получена в варианте чрезрядового способа посева нормой 12 кг/га, в среднем по годам исследований получено 6,04…6,92 т/га зеленой массы, что соответствует 1,26…1,50 т/га сухого корма.
В шестой главе “Рекомендации по технологии проведения комплексной мелиоации на деградированных землях Калмыкии” описаны и рекомендованы для практического применения: технологический регламент восстановления природно-ресурсного потенциала вторично засоленных орошаемых земель с использованием нетрадиционных культур на примере топинамбура; технологический регламент возделывания культур-мелиорантов для восстановления длительно используемых в рисовом севообороте земель; технологический регламент коренного улучшения деградированных пастбищ.
1. Рекомендации по технологии восстановления природно-ресурсного потенциала деградированных орошаемых земель, вышедших из сельскохозяйственного оборота, по причине вторичного засоления и уровня грунтовых вод с использованием нетрадиционных культур на примере топинамбура предназначаются для светло-каштановых и бурых полупустынных среднесуглинистых солонцеватых почв с хлоридно-сульфатным и сульфатным типом засоления с содержанием воднорастворимых солей в метровом слое до 0,88% при близком залегании (1,5…2,0 м) грунтовых вод, с минерализацией 4,0…6,0 г/л. Ресурсосберегающая технология возделывания топинамбура на засоленных землях с высоким залеганием уровня грунтовых вод (1,5…2,0 м), включающая дифференцированный режим орошения (поддержание предполивной влажности почвы в период 4…5 пар листьев (п.л.) в слое 0…0,4 м и в период 5…10 п.л в слое 0…0,7 м. – 70…75% НВ; в период 12…20 п.л. – 60…65% НВ), позволяет получать до 59,6 т/га зеленой массы и 25,1 т/га клубней с общим выходом кормовых единиц 19,5 т/га и обеспечивать мелиорирующий эффект. Орошение при поддержании влажности 70…75%НВ - способствует снижению токсичного действия высокой концентрации солей в течение всего межполивного периода. При снижении влажности до 60…65% НВ уменьшение концентрации почвенного раствора способствует подпитыванию грунтовыми водами (солей 2,2…3,8 г/л), что позволяет получить прибавку урожая зеленой массы на сильно засоленных почвах (>0,50%) при одноукосном использовании 10…11%, при 2-х-укосном 48…73%; клубней соответственно 52…92% и 64…106% (Патент РФ на изобретение№ 2253221. Способ возделывания топинамбура на засоленных почвах при близком залегании грунтовых вод).
2. Технологический регламент по технологии возделывания культур-мелиорантов для восстановления длительно используемых в рисовом севообороте земель распространяется на территорию, обслуживаемую Сарпинской обводнительно-оросительной системой, в пределах полупустынной зоны (хозяйства Октябрьского района Республики Калмыкия). Участок для возделывания культур-мелиорантов следует размещать в рисовом севообороте на чеках после двух лет возделывания риса с запасом продуктивной влаги 280…350 мм. Глубина залегания грунтовых вод в пределах 1,5…1,7 м, общая минерализация 5…6 г/л.
Для формирования продуктивности семян горчицы сарептской на уровне 1,5…2,02 т/га рекомендуется одновременно с посевом (нормой 2,5 млн. шт/га) вносить минеральные удобрения N70…100P40…60 кг/га д.в.; для получения планируемой урожайности зеленой массы 25…35 т/га и семян ярового рапса 2,0…2,5 т/га, одновременно с посевом необходимо вносить азотные удобрения в дозах N90…120 кг/га действующего вещества; агроценоз подсолнечника формируют с густотой стояния растений 35…40 тыс. на 1 га, расстояние между растениями в рядках 20…25 см, ширина междурядий 45 см, доза минеральных удобрений - N110P45.
На рисовых системах Калмыкии люцерна посевная занимает 25…30% от севооборотной площади и является лучшим предшественником риса. Биологические особенности этой культуры делают ее незаменимой в рисовом севообороте в хозяйственном, агротехническом и мелиорирующем отношениях, особенно на засоленных землях. Наибольший урожай риса получают по пласту люцерны 7…8 т/га, по обороту этого пласта получают до 6,0 т/га. При соблюдении агротехнических приемов за сезон можно получать четыре – пять укосов люцерны, общей урожайностью 8…12 т/га сена. Для получения хорошего травостоя люцерны рекомендуется высевать 110…130 кг/га ярового ячменя и 18…20 кг/га семян люцерны. Перед посевом семена люцерны обрабатывают ризоторфином из расчета 200 грамм на гектарную норму высева. Посев проводится зернотравяной сеялкой СЗТ - 3,6 с одновременным внесением фосфора в дозе Р15. Под основную обработку почвы рекомендуемая доза внесения фосфора - 90…120 кг/га д.в. в запас на два года. После укоса необходимо применять подкормки и аэрацию почвы при помощи рыхлителей в агрегате с зубовыми боронами. Доза внесения азотных удобрений после каждого укоса составляет N25-30. Мероприятия по уходу за агроценозами люцерны второго и третьего годов жизни включает ранневесеннее боронование и осеннее щелевание посевов на глубину 40…45 см.
3. Технология коренного улучшения деградированных пастбищ с помощью методов биологической мелиорации обеспечивает создание на них высокопродуктивных пастбищных угодий с урожайностью в 2…4 раза превышающей уровень естественных кормовых угодий. На лёгких не засоленных почвах (песчаных и супесчаных) в условиях Калмыкии рекомендуется размещать посевы житняка сибирского (табл. 15). На почвах среднего гранулометрического состава (суглинистых и глинистых) следует использовать житняк пустынный, который, нормально развивается даже при очень сильном хлоридном и сильном содово-хлоридном засолении (0,4 % Cl- и 0,1 Cl- + 0,03 % CО3). Посев житняка пустынного с одновременным внесением азотных удобрений N20…30 кг/га д.в. проводится в III декаде марта – I декада апреля, нормой высева 5,5…6,0 млн.шт. кондиционных семян на 1 га (10 кг/га), глубина заделки 1,5…2 см. После посева культур обязательным приемом является прикатывание, обеспечивающее лучший контакт семян с почвой.
Технология коренного улучшения деградированных пастбищ обеспечивает урожайность сена житняка на уровне 1,6…3,2 т/га, экономический эффект составляет 3,1…5,0 тыс. руб./га, при уровне рентабельности 30…40 %.
Таблица 15. Технологическая схема коренного улучшения деградированных пастбищ на бурых полупустынных супесчаных почвах
| № п/п | Операции | Агротехнические назначения, требования и сроки проведения | Технические средства | |
| движитель | сельскохозяйственная машина | |||
| I | Оценка почвенно-мелиоративных условий | Почвы не засоленные или слабо засоленные, по гранулометрическому составу супесчаные | ||
| II | Обработка почвы | |||
| 1. | Полосное рыхление плоскорезом с одновременным прикатыванием | на глубину 12…14 см полосами 10…12 м в III декаде июля – I декаде августа | ДТ-75 | КПГ-250 |
| 2. | Предпосевная культивация | глубина обработки 4…6 см в I –II декаде сентября | ДТ-75 | КПЭ-3,8 |
| III | Посев семян житняка сибирского | норма высева 6,0…6,5 млн.шт. кондиционных семян на 1 га (12 кг/га), глубина заделки 2…3 см в III декаде сентября - I декада октября. Одновременное внесение азотных удобрений N30…40 кг/га д.в. | МТЗ-80 | СЗТ-3,6 |
| Прикатывание | для снижения влияния ветровой эрозии и лучшего контакта семян с почвой | МТЗ-80 | ЗККШ-6 | |
| IV | Уход за посевами | |||
| 1. | Подкашивание | сорных растений проводится в первый год жизни агроценозов на высоте 12…15 см | МТЗ-80 | КРН-4,2 |
В седьмой главе “Эколого-экономическая и агроэнергетическая оценка технологии повышения природно-ресурсного потенциала деградированных земель Калмыкии комплексной мелиорацией” дана эколого-экономическая и агроэнергетическая оценка технологий комплексной мелиорации земель. При конструировании агроландшафтов с целью восстановления деградированных почв в мелиоративный севооборот включали культуры-мелиоранты, которые повышают биоэнергопроизводительность агроэкосистемы в 1,54 раза по сравнению с традиционным зерно-кормовым севооборотом (рис. 14). При проектировании и внедрении рисовых севооборотов с высоким удельным весом многолетних бобовых трав, а также включение мелиоративного поля с размещением суходольных малоэнергоемких культур-мелиорантов обеспечивается положительный баланс гумуса, рост плодородия рисовых почв и продуктивность агроландшафтов при минимальных энергетических затратах (рис.15).
Экологический эффект от выращивания культур-мелиорантов в рисовых севооборотах мелиоративного поля заключается в следующем: почвы рисовых полей лучше просушиваются, что является результатом интенсивного потребления и транспирации воды растениями; улучшается аэрация почвы и ускоряется наступление ее физической спелости весной, так общая пористость увеличивается по сравнению со звеном севооборота “рис – рис” на 5…7%; плотность сложения в звене севооборота “рис – культуры-мелиоранты” уменьшается на 7,52…10,3%, количество наиболее агрономически ценных агрегатов почвы (0,25…10 мм) возрастает на 9,95…16,04%, а коэффициент структурности увеличивается с 0,9 до 1,7…1,9; обеспечивается снижение геоэкологического риска подтопления территории на 35%; запахивание растительных остатков рапса и горчицы (более 4,0 т/га) в поверхностный слой почв рисовых полей позволяет увеличить содержание гумуса на 15…18%, что способствует усилению биологической активности почвы и повышению доступности растениям риса основных элементов питания.
Рис.14. Повышение энергопотенциала деградированных орошаемых вторично засоленных почв
с использованием нетрадиционных культур-мелиорантов. Зерно-кормовой севооборот (контроль):1- люцерна 1 г.ж.+ яровой ячмень; 2- люцерна 2 г.ж.; 3 - люцерна 3 г.ж.; 4 - озимая пшеница; 5 - яровая пшеница; 6 - суданская трава. Предлагаемый мелиоративный севооборот: 1 - пырей; 2 - пырей; 3 - пырей; 4 - топинамбур; 5 - топинамбур; 6 – топинамбур.
Рис. 15. Повышение энергопотенциала деградированных рисовых агроландшафтов
Базовый севооборот (контроль):1 - люцерна 1 г.ж.+ яровой ячмень; 2 - люцерна 2 г.ж.; 3 - люцерна 3 г.ж.; 4 - рис; 5 - рис; 6 - рис; 7- рис. Предлагаемый севооборот: 1- люцерна 1 г.ж.+ яровой ячмень; 2- люцерна при затоплении 2 г.ж.; 3- люцерна при затоплении 3 г.ж.; 4 - рис; 5 - горчица, рапс; 6 - рис; 7- рис.
При этом также достигается благоприятное направление основных процессов в почве: до посева риса доминируют окислительные, а в период вегетации (после заделки растительной массы) – восстановительные, что увеличивает подвижность фосфора и калия, которые наряду с азотом являются основными элементами питания растений риса; общее количество свежего органического вещества с корневыми и поукосными остатками люцерны за три года исследований поступает 14,6…14,8 т/га, при этом содержание гумуса в бурой полупустынной почве рисового севооборота возрастает в горизонте (0…30 см) с 1,19 до 1,48…1,49%, а в слое 0…20 см с 1,24 до 1,52…1,54%; при размещении посевов культур-мелиорантов в мелиоративном поле по остаточной влаге создаются более благоприятные агрогидрологические условия и солевой режим почв (снижается уровень грунтовых вод на 0,4…0,6 м, минерализации на 5…12%, практически не происходит реставрации засоления); улучшается фитосанитарная обстановка на рисовых полях, так как при запашке растительных остатков ярового рапса и горчицы сарептской в почвенный раствор переходят физиологически активные соединения, обладающие высокой аллелопатической способностью и оказывающие угнетающее воздействие на сорняки; повышается урожай зерна риса на 0,39…1,13 т/га при возделывании после предшественников – культур-мелиорантов.
Выводы
1. Комплексная оценка природных ресурсов Калмыкии позволила установить, что территория располагает богатейшими радиационными (47,2 ккал/см2) и тепловыми (t >10 > 36000С) ресурсами, но дефицит испаряемости в 3…7 раз превышает количество выпадающих осадков. Вероятность засушливых лет превышает 30%. Почвенный покров характеризуется большой пестротой и пониженным бонитетом. Более 80% всех пахотных земель и свыше 60% орошаемых представлены комплексами светло-каштановых и бурых полупустынных почв с солонцами. В республике из 6264 тыс. га сельскохозяйственных угодий 77,9% подвержено различным типам деградаций, из них переувлажненных – 93,96 тыс.га, эродированных – 526,18 тыс.га, дефлированных – 1753,92 тыс.га, засоленных – 2505,6 тыс. га. Индекс суммарной деградации варьирует в зависимости от природно-климатического комплекса: в степном – 18,3…21,4 балла, в сухостепном – 60,6…76,2, в полупустынном – 62,1…83,0 и в пустынном – 63,8…116,8. Анализ литературы и опыт мелиорации земель в Калмыкии показал, что для повышения природно-ресурсного потенциала деградированных сельскохозяйственных угодий перспективным направлением является применение комплексных мелиораций на основе фитомелиоративного подхода.
2. Теоретические исследования особенностей формирования и функционирования природно-антропогенных ландшафтов аридной зоны позволили разработать концепцию повышения природно-ресурсного потенциала деградированных сельскохозяйственных угодий средствами комплексных мелиораций с использованием фитомелиоративных технологий. Представлена концептуальная модель, отражающая механизм мелиоративного воздействия на деградационные процессы, протекающие на землях сельскохозяйственного использования под влиянием природных и антропогенных факторов. Предложены комплексы мелиоративных мероприятий, дифференцированные для различных видов земель сельскохозяйственного использования, обеспечивающие создание оптимальных условий для повышения природно-ресурсного потенциала аридных экосистем и направленные на предупреждение опустынивания территорий, нивелирование комплексности почвенного покрова, снижение природной и антропогенной засоленности, солонцеватости и риска развития других негативных процессов. Для их практической реализации представлена классификация фитомелиорантов различных экологических групп, основанная на использовании закономерностей адаптивной стратегии продукционного потенциала, естественной средообразующей и средооптимизирующей функции растений.
3. Выявлены закономерности влияния фитомелиоративной структурообразующей способности растений на восстановление земель, деградированных вследствие вторичного засоления, обоснованы в качестве нетрадиционных культур-мелиорантов - пажитник сенной, никандра физалисовидная, амарант метельчатый, мальва, топинамбур и др. Установлено, что нетрадиционные фитомелиоранты при орошении с поддержанием предполивной влажности почвы на уровне 70…75% НВ на засоленных землях (с содержанием воднорастворимых солей в слое 0…1,0 м 0,25…0,80%) способны формировать от 2,5 до 18,7 т/га а.с.в., с которым выносится из почвы 60,6…308,8 кг/га солей. При этом происходит опреснение корнеобитаемой зоны почвы (0…0,7м) за счет вымывания токсичных ионов (Cl - на 16,7…66,7%, Nа –18,7…72,3%) и некоторое обогащение ее кальцием (на 6…11%).
4. Разработана технология восстановления природно-ресурсного потенциала вторично засоленных орошаемых земель с использованием топинамбура, являющегося нетрадиционной культурой-мелиорантом. Технология возделывания топинамбура на засоленных землях при близких грунтовых водах, включает дифференцированный режим орошения по фазам развития растения и двухукосное использование зеленой массы, обеспечивает экономию оросительной воды на 30 %, получение до 20 т/га к.ед, улучшение свойств почвы и повышение ее плодородия.
5. Выполненная эколого-мелиоративная оценка пастбищных фитоценозов показала, что количество стадий дигрессионного ряда зависит от сформированности растительного покрова (ярусная полнота и функциональная замещаемость видов). Так, при преобладании злаковых и злаково-полынных типов пастбищ на легкосуглинистых и супесчаных почвах дигрессионный ряд включает 4 стадии смен растительности. Для восстановления продуктивных качеств фитоценозов деградированных пастбищ разработаны технологии их коренного улучшения с применением на бурых легкосуглинистых солонцеватых почвах житняка пустынного, а на бурых супесчаных почвах – житняка сибирского, позволяющие получать соответственно 5,3…8,2 т/га и 4,7…6,9 т/га зеленой массы.
6. С целью улучшения экологически безопасного функционирования рисовых мелиоративных агроландшафтов проведен подбор высокорентабельных сопутствующих культур -мелиорантов многоцелевого назначения (горчица сарептская, рапс яровой, подсолнечник, люцерна синегибридная); изучена степень их агромелиоративного влияния на плодородие почв и продуктивность риса; выявлены закономерности продукционного процесса в зависимости от изучаемых факторов. Определено суммарное водопотребление посевами культур-мелиорантов в рисовом севообороте. Так при возделывании ярового рапса и горчицы сарептской на семена водопотребление составляет соответственно 2437…2836 м3/га и 2762…2944 м3/га; на зеленый корм ярового рапса – 1077…1625 м3/га; люцерны второго года жизни при четырех укосах с поливами – 8016м3/га, без поливов 4094 м3/га; люцерны в третий год 6437 м3/га и 3600 м3/га. В структуре водного баланса при возделывании культур-мелиорантов на остаточных после риса запасах влаги на долю атмосферных осадков приходится в среднем 34,1…40,7%, доля почвенной влаги составляет – 36,8…40,4%, подпитывание грунтовыми водами – 22,5…25,9%.
7. Обоснована экологическая эффективность мелиорирующего воздействия культур-мелиорантов в рисовом севообороте: улучшаются водно-физические свойства (общая пористость и пористость аэрации увеличиваются соответственно на 5…7% и 9…12%); плотность сложения уменьшается на 7,52…10,3%; количество наиболее агрономически ценных агрегатов почвы (0,25…10 мм) возрастает на 9,95…16,04%, а коэффициент структурности увеличивается с 0,9 до 1,7…1,9; снижается уровень грунтовых вод и риск подтопления территории на 35%. Запахивание растительных остатков (от 4,0 до 14,8 т/га) позволяет увеличить содержание гумуса на 15…18%, улучшить фитосанитарное состояние рисовых полей (на 42…75%), повысить урожайность зерна риса на 0,39…1,13 т/га.
8. Разработаны, усовершенствованы и оптимизированы технологии возделывания горчицы сарептской, ярового рапса, люцерны на остаточных после риса запасах влаги (до 320 мм). Установлено, что наибольшая продуктивность семян ярового рапса и горчицы сарептской (2,0…2,5 т/га) формируется при норме высева 2,5 млн. шт./га с междурядьем 30 см на фоне внесения N90…120P60 кг/га д.в.; урожайность зеленой массы ярового рапса 22…26 т/га достигается у раннеспелого сорта Визит при ширине междурядий 15см, у среднеспелого сорта Ратник - при ширине 45 см на фоне азотного питания N120. Для формирования максимально возможного урожая люцернового сена необходимо поддерживать влажность почвы не ниже – 75…80% НВ, что обеспечивает получение в первый год жизни трех укосов с общей урожайностью 4,62 т/га, на остаточных запасах влаги – 3,75 т/га; во второй и третий год жизни получено по четыре укоса за вегетационные периоды (при поливе 10,24…11,68 т/га, на остаточных запасах влаги – 8,11…8,64 т/га).
9. Анализ экономической эффективности возделывания культур-мелиорантов показал, что прирост чистого дисконтированного дохода составляет при возделывании ярового рапса 2,9…4,1 тыс. руб./га с индексом доходности 3,26…3,34; горчицы сарептской соответственно 2,1…4,3 тыс. руб./га и 2,80…3,30; люцерны посевной на сено – 6,73…7,2 тыс. руб./га и 1,71…2,05.
Предложения производству
1. Для рекультивации деградированных засоленных орошаемых земель на светло-каштановых солонцеватых почвах Калмыкии следует предусматривать возделывание нетрадиционных культур-мелиорантов (топинамбура, амаранта, мальвы мелюка, пажитника сенного) при поддержании предполивного порога увлажнения не ниже 70…75 % НВ.
2. Для воссоздания и повышения продуктивности деградированных пастбищных биоценозов рекомендуется использовать технологии коренного улучшения, которые позволяют за два-три года возродить некогда уничтоженную многовидовую травянистую растительность. На песчаных и супесчаных почвах целесообразней в III декаде сентября - I декаде октября высевать житняк сибирский нормой высева 6,0…6,5 млн.шт./га с одновременным внесением азотных удобрений N30…40 кг/га д.в. На почвах среднего гранулометрического состава следует использовать житняк пустынный, который способен развиваться даже при очень сильном хлоридном и сильном содово-хлоридном засолении. Посев производится с одновременным внесением N20…30 кг/га д.в. в III декаде марта – I декаде апреля, нормой высева 5,5…6,0 млн.шт.
3. Для безопасного функционирования рисовых мелиорированных агроландшафтов, рационального использования потенциала орошаемых земель и увеличения производства зерна риса следует предусматривать выращивание культур-мелиорантов (яровой рапс, горчица сарептская, подсолнечник, люцерна посевная) с использованием остаточной после риса влаги.
4. На мелиоративном поле, предназначенном для капитальной планировки чеков, рекомендуется часть посевов ярового рапса убирать на зеленую массу и начинать планировочные работы в третью декаду июня. На оставшейся части рисовых чеков планировочные работы проводить после полного созревания семян суходольной культуры ярового рапса и его уборки. После завершения планировки на чеках рекомендуется проводить безотвальную обработку дисковыми или плоскорезными орудиями.
5. Для получения урожайности семян ярового рапса, горчицы сарептской, подсолнечника в рисовых чеках на уровне 2,0…2,5 т/га рекомендуется соблюдать следующие агротехнические приемы: посев ярового рапса и горчицы сарептской следует проводить нормой высева 2,5 млн.шт./га на фоне минерального питания N90…120P40…60, с шириной междурядий - 30 см; на зеленый корм яровой рапс высевать с междурядьем 15 см - раннеспелые сорта, среднеспелые – 45 см; агроценоз подсолнечника формировать с густотой стояния растений 35…40 тыс. на 1 га, расстояние между растениями в рядках 20…25 см, ширина междурядий 45 см, доза минеральных удобрений - N110P45.
6. В целях стабильного получения урожайности люцернового сена в рисовых севооборотах на остаточных после риса запасах влаги люцерну высевают под покров ярового ячменя нормой 9 млн. всхожих семян на один гектар, что обеспечивает создание хорошо развитого и достаточно плотного травостоя (515 шт/м2); при этом в сухие и очень сухие по обеспеченности влагой годы необходимо в посевах второго и третьего года жизни проводить поливы под каждый укос оросительной нормой 1000 м3/га.
ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ ДИССЕРТАЦИИ ОПУБЛИКОВАНЫ
В СЛЕДУЮЩИХ РАБОТАХ:
Статьи в журналах, рекомендованных ВАК:
- Демкин, О.В. Проблемы орошаемого земледелия в Калмыкии // О.В. Демкин, М.А. Сазанов, Э.Б. Дедова // Мелиорация и водное хозяйство - М. – 2004 г. - № 4 – С.31- 35.
- Адьяев, С.Б. Рисосеяние в Калмыкии: Проблемы и пути решения // С.Б. Адьяев, Э.Б. Дедова, Е.А. Ли/ Мелиорация и водное хозяйство - М. – 2007 г. - № 3 – С.17-18.
- Дедова, Э.Б. Мелиорирующая роль сопутствующих культур рисовых севооборотов Калмыкии // Э.Б. Дедова, С.Б. Адьяев / Плодородие – №4 (37). - 2007.- С 44-45.
- Дедова, Э.Б. Возделывание ярового рапса в Сарпинской низменности // Э.Б. Дедова, И.А. Ниджляева, С.Б. Адьяев / Плодородие – №6 (39). - 2007.- С. 21-23.
- Адьяев, С.Б. Перспективы развития комплексных мелиораций в Республике Калмыкия// С.Б. Адьяев, М.А. Сазанов, Э.Б. Дедова/ Плодородие – №6 (39). Приложение - 2007. – С.18-20.
- Дедова, Э.Б. Топинамбур – перспективная культура - мелиорант для засоленных почв Калмыкии// Э.Б. Дедова / Мелиорация и водное хозяйство - М. – 2008 г. - № 2 – С.35- 37.
- Адьяев, С.Б. Мелиоративная наука в Республике Калмыкия: история и перспективы развития / С.Б. Адьяев, М.А. Сазанов, Э.Б. Дедова / Мелиорация и водное хозяйство - М..- 2009-№5 –с. 11-13.
- Дубенок, Н.Н. Фитомелиоративная роль культур-освоителей засоленных земель Калмыкии // Н.Н. Дубенок, Э.Б. Дедова, С.Б. Адьяев/ Вестник РАСХН.- М.- 2009- №6- с. 22-25.
- Дубенок, Н.Н. Сорговые культуры на орошаемых землях Калмыкии // Н.Н. Дубенок, В.В. Бородычев, С.Б. Адьяев, Э.Б. Дедова /Вестник РАСХН- М.- 2009- №5 – с. 41-43.
- Бамбеева, В.И. Комплексная характеристика биоценоза гипергалинного водоема Калмыкии // В.И. Бамбеева, Н.М. Бакташева, Э.Б. Дедова /Вестник МГОУ. Серия «Естественные науки». – 2009. №3. – М.: Издательство МГОУ. – 20 – 24 с.
- Бакташева, Н.М. Флористические находки в Калмыкии // Н.М. Бакташева, Э.Б. Дедова, Т.Б. Алексеева / Ботанический журнал.- М.- 2011-№3.- т.96.- с.433-434.
- Бородычев, В.В. Эколого-энергетическая эффективность рисовых агроландшафтов Сарпинской низменности / В.В. Бородычев, А.В. Левина, Э.Б. Дедова, Е.Н. Очирова // Плодородие. – 2011. - № 2. - С. 21-23.
- Дедова, Э.Б. Формирование пырейно-солодковых агроценозов на деградированных землях Калмыкии// Э.Б. Дедова, С.Н. Нохашкиева / Плодородие. – 2011. - № 4. - С. 54-56.
- Шуравилин, А.В. Агромелиоративная оценка ярового рапса как предшественника основной культуры рисового севооборота // А.В. Шуравилин, Э.Б. Дедова, С.Б. Адьяев, И.А. Ниджляева // Агро XXI.- 2011.- №4-6.- С. 32-34.
- Даваев, А.В. Влияние орошения на продуктивность и качество кормов в одновидовых и смешанных посевах аридной зоны // Даваев А.В., Э.Б. Дедова// Вестник мясного скотоводства – Оренбург.- №64, т.3.- С. 123-130.
- Дедова, Э.Б. Урожайность и качественные показатели зеленой массы ярового рапса в рисовом севообороте Калмыкии // Э.Б. Дедова, И.А. Ниждляева, Г.Н. Кониева// Вестник мясного скотоводства – Оренбург.- №64, т.3.- С. 119-123.
- Дедова, Э.Б. Хозяйственно-мелиоративная оценка оросительных систем Республики Калмыкия // Э.Б. Дедова, В.В. Бородычев, А.В.Шуравилин // Мелиорация и водное хозяйство-2011.- №4.- С. 11-13.
- Сухарев, Ю.И. Подбор фитомелиорантов для восстановления деградированных пастбищ Калмыкии // Ю.И. Сухарев, В.В. Бородычев, Э.Б. Дедова, C.А. Сангаджиева// Природообустройство- 2011.- №5 – С.25-31.
Патенты на изобретения:
- Дедова, Э.Б. Способ возделывания топинамбура на засоленных почвах при близком залегании грунтовых вод. Патент РФ на изобретение № 2253221. Заявка №2003132845, приоритет от 12 ноября 2003 г // Бюл.изобр. № 1 – 10.06. 2005 г.
- Адьяев С.Б., Дедова Э.Б, Салдаев А.М., Балашов В.В., Бородычёв В.В. Зерноуборочный комбайн. Патент РФ на изобретение № 2243642. Заявка № 2003125502, приоритет от 18 августа 2003 г. // Бюл.изобр. № 1 – 10.01.2005 г.
- Адьяев С.Б., Дедова Э.Б, Салдаев А.М., Бородычёв В.В. Молотильно-сепарирующее устройство. Патент РФ на изобретение № 2243645. Заявка № 2003125503, приоритет от 18 августа 2003 г. // Бюл.изобр. № 1 – 10.01.2005 г.
- Адьяев С.Б., Дедова Э.Б, Салдаев А.М., Балашов В.В., Бородычёв В.В. Молотильно-сепарирующее устройство. Патент РФ на изобретение № 22428860. – Заявка № 2003125459, приоритет от 18 августа 2003 г. // Бюл.изобр. № 1 – 27.12.2004 г.
- Адьяев С.Б., Дедова Э.Б, Салдаев А.М., Бородычёв В.В. Устройство для обмолота легко повреждённых культур на примере нута. Патент РФ на изобретение № 2245013. – Заявка № 2003130449, приоритет от 14 октября 2003 г. // Бюл.изобр. № 3 – 27.01.2005 г.
- Адьяев С.Б., Дедова Э.Б, Салдаев А.М., Бородычёв В.В. Способ возделывания нута в условиях орошаемого земледелия. Патент РФ на изобретение № 2256314. – Заявка № 2003133944, приоритет от 21 ноября 2003 г. // Бюл.изобр. № 3 – 22.07.2005 г.
Монографии:
25. Дедова, Э.Б. Особенности деградации земель и их засоление в условиях аридного земледелия: монография Нейтрализация загрязненных почв: /под общ. ред. Ю.А.Можайского.//- Рязань: Мещерский филиал ГНУ ВНИИГиМ Россельхозакадемии.- 2008.- 528с. (С. 471-493.).
26. Демкин, О.В. Комплексное использование водных ресурсов Республики Калмыкия / О.В. Демкин, С.Б. Адьяев, Э.Б. Дедова, М.А. Сазанов / Монография - Элиста: ЗАОр «НПП «Джангар», 2006.- 200с.
27. Дедова, Э.Б. Мелиорация и орошаемое земледелие / Э.Б. Дедова / Монография: Система введения АПК Республики Калмыкия, Элиста, 2004, с. 85-98.
28. Дедова, Э.Б. Повышение природно-ресурсного потенциала деградированных земель Калмыкии комплексной фитомелиорацией / Э.Б. Дедова, С.Б. Адьяев / Монография: Методы и технологии комплексной мелиорации и экосистемного водопользования / под ред. акад. РАСХН Б.М. Кизяева. – М.: ГНУ ВНИИГиМ Россельхозакадемии, 2006. – 586 с. (С. 57-67).
Методические и учебные пособия
29. Кизяев, Б.М. Режимы комплексных мелиораций / Б.М. Кизяев, Л.В. Кирейчева, Л.В. Руднева, Э.Б. Дедова и др./ Рекомендации Москва, РАСХН, 2000 г.
30. Демкин, О.В. Рекомендации по возделыванию кормовых культур при поливе дренажно-сбросными водами / О.В. Демкин, С.Б. Адьяев, Э.Б. Дедова, М.А. Сазанов / Элиста: КФ ГНУ ВНИИГиМ, 2007. – 22 с.
31. Демкин, О.В. Рекомендации по возделыванию сопутствующих культур рисовых севооборотов Сарпинской низменности / О.В. Демкин, С.Б. Адьяев, Э.Б. Дедова, М.А. Сазанов / Элиста: КФ ГНУ ВНИИГиМ, 2007. – 34 с.
32. Кизяев, Б.М. Методическое пособие по повышению продуктивности систем лиманного орошения с подпиткой от дренажно-сбросных вод рисовых оросительных систем // Б.М. Кизяев, С.Б. Адьяев, Э.Б. Дедова, О.В. Демкин / Элиста.- 2008.- 30 с.
33. Кирейчева, Л.В. Технологии управления продукционным потенциалом мелиорируемого агроландшафта в различных регионах Российской Федерации // Л.В. Кирейчева, И.В. Белова, Э.Б. Дедова, С.Б. Адьяев и др. /М.- 2007.- 83 с.
34. Система рисоводства Республики Калмыкия. Под общей редакцией академика Б.М. Кизяева Элиста Изд-во АОР НПП «Джангар» - 2009.- 167 с.
35. Ускоренное освоение залежных земель под пастбища и сенокосы на основе многовариантных технологий по зонам России (Практическое руководство)/ А.А. Кутузова, В.М. Косолапов и др. М.: ФГУ РЦСК, 2010.- 48 с.
Статьи в журналах, тематических сборниках и материалах конференций:
36. Манджиева, А.Н. Нетрадиционные культуры Калмыкии // А.Н. Манджиева, Э.Б. Дедова /Актуальные вопросы экологии и охраны природы экосистем южных районов России и сопредельных территорий”, Краснодар, 1999, С 33-34.
37. Дедова, Э.Б. Сравнительная характеристика оценки качества поливных вод Калмыкии // Э.Б. Дедова / III съезд Докучаевского общества почвоведов, Суздаль, 2000, С 215-216.
38. Руднева, Л.В. Влияние засоления почвы на продуктивность топинамбура в условиях Калмыкии.// Л.В. Руднева, Э.Б. Дедова / Сб.научных трудов, Прикаспийский НИИ аридного земледелия, 2001, с.244-246.
39. Дедова, Э.Б. Влияние сопутствующих культур рисового севооборота на засоренность рисовых полей Калмыкии // Э.Б. Дедова, Г.Н. Кониева, И.А. Ниджляева / Мат-лы III Всероссийской научн.конф. студентов и молодых ученых с международным участием «Актуальные проблемы современных аграрных технологий».- Астрахань.- 2008.- с.61-64.
40. Дедова, Э.Б. Топинамбур на орошаемых землях Калмыкии// Э.Б. Дедова, Л.В. Руднева / Материалы 1-ой Международной научно-практической конференции «Растительные ресурсы для здоровья человека (возделывание, переработка, маркетинг)», М., 2002, с. 69-72.
41. Дедова, Э.Б. Фитомелиорация засоленных земель аридной зоны // Э.Б. Дедова, М.А. Сазанов / «Нетрадиционное растениеводство. Эниология. Экология и здоровье», Теэ.докл. XII Международного симпозиума, Симферополь, 2003, с. 140-141.
42. Дедова, Э.Б. Сопутствующие культуры в рисовых севооборотах Калмыкии // Э.Б. Дедова, М.А. Сазанов, Г.Н. Кониева, С.Б. Адьяев / «Современные энерго- и ресурсосберегающие, экологически устойчивые технологии системы сельскохозяйственного производства»- Сб.науч.тр.(вып.7)Часть I Рязань.- 2003.- С.96-98.
43. Дедова, Э.Б. Кормовые достоинства пырея солончакового в условиях пустынной зоны Калмыкии // Э.Б. Дедова, М.П. Чапланова, М.А. Сазанов / «Современные энерго- и ресурсосберегающие, экологически устойчивые технологии системы сельскохозяйственного производства» - Сб.науч.тр.(вып.7)Часть II Рязань.- 2003.- С.154-155.
44. Демкин, О.В. Современное состояние орошаемого земледелия в Республике Калмыкия // О.В. Демкин, М.А. Сазанов, Э.Б. Дедова/ «Разработка адаптивных систем и природоохранных технологий производства сельскохозяйственной продукции в аридных регионах России»: Докл. Всероссийской научно-практической конференции Ростовская обл. п. Рассвет.- 2003 г.- 0,6 п.л.
45. Дедова, Э.Б. Использование нетрадиционных культур в качестве фитомелиорантов // Э.Б. Дедова, А.Н. Манджиева / Материалы 1-й региональной конференции молодых ученых «Новые и редкие растения Северного Кавказа» - Часть II - Владикавказ-2003 - С.54-56.
46. Кониева, Г.Н. Основные факторы повышения плодородия рисовых полей Калмыкии // Г.Н. Кониева, Э.Б. Дедова / Материалы IV съезда Докучаевского общества почвоведов, М., 2004, с.61-62.
47 Дедова, Э.Б. Мелиорирующая оценка топинамбура // Э.Б. Дедова, М.М. Оконов / Материалы IV съезда Докучаевского общества почвоведов, М., 2004, с.457-458.
48 Чапланова, М.П. Восстановление земель вторичного засоления с использованием фитомелиорантов // М.П. Чапланова, М.А. Сазанов, Э.Б. Дедова / Материалы IV съезда Докучаевского общества почвоведов, М., 2004, с.488-489.
49. Дедова, Э.Б. Повышение эффективности использования деградированных земель сухостепной и пустынной зон Юга России // Э.Б. Дедова / Материалы IV Международной научно-практической конференции «Актуальные проблемы экологии в условиях современного мира», Майкоп, 2004, с. 236-237.
50. Дедова, Э.Б., Адаптивный комплекс мероприятий по предупреждению засоления орошаемых агроландшафтов полупустынной и пустынной зон Калмыкии // Э.Б. Дедова, В.Ф. Шматкин, М.А. Сазанов / Мелиорация и окружающая среда. Юбилейный сборник научных трудов, М., 2004, с. 11-15.
51. Белослудцева, В.Г. Обоснование водно-солевого режима бурых полупустынных почв Калмыкии на основе использования модели SWAP // В.Г. Белослудцева, В.М. Яшин, Э.Б. Дедова / Мелиорация и окружающая среда. Юбилейный сборник научных трудов, М., 2004, с.202-210.
52. Yashin, V.M. Water and saline management in semi-arid zone of Kalmykia // V.M. Yashin, Е.В. Dedova, V.G. Belosludtheva / Research on irrigation and drainage. – republic of Macedonia.- 2004/-p/ 113-121.
53. Dedova, Е.В. Saline lands phytomelioration in Kalmykia // Е.В. Dedova / Assembler of scientists articles, MAB UNESCO. – Paris, 2004. -0,5 п.л.
54. Адьяев, С.Б. Ирригационное опустынивание в Калмыкии: причины и пути предупреждения и ликвидации // С.Б. Адьяев, М.А. Сазанов, Э.Б. Дедова / Мат. Международной научно-практической конференции по борьбе с опустыниванием. - Абакан, 2006. – 187-192 с.
55. Дедова, Э.Б. Агробиологические особенности и технология возделывания ырея солончакового в пустынной зоне Республики Калмыкия // Э.Б. Дедова, С.Б. Адьяев, М.А. Сазанов / Мат. Международной научно-практической конференции по борьбе с опустыниванием. - Абакан, 2006. – 158-162 с.
56. Дедова, Э.Б. Эколого-мелиоративное состояние рисовых земель в лиманной части Сарпинской низменности // Э.Б. Дедова, Е.А. Ли, С.Н. Чимидов / Мат-лы Международной науч.-практ. конф. «Устойчивое производство риса: состояние и перспективы» Краснодар, 2006.
57. Дедова, Э.Б. Агромелиоративная роль культур-освоителей и возможности их использования для улучшения вторично засоленных земель Калмыкии // Э.Б. Дедова, В.М. Яшин / Развитие водной мелиорации в республике Узбекистан в период перехода к рыночной экономике: Тез. докл. Международной научно-практ. конф. - Чимкент, 2006.
58. Дедова, Э.Б. Проблемы и перспективы культуры риса в Калмыкии // Э.Б. Дедова, С.Б. Адьяев, Е.А. Ли / Проблемы устойчивого развития мелиорации и рационального природопользования (Костяковские чтения): Мат.Междунар.науч.-практ. конф. (10-11 апреля 2007 г.) -М: 2007. - Том I – С.169-171.
59. Максименко, В.П. Мелиорация засоленных земель с использованием пырея удлиненного сорта «Солончаковый» и многофункционального удобрения-мелиоранта // В.П. Максименко, Э.Б. Дедова, М.П. Чапланова / Мелиорация: этапы и перспективы развития. Мат. Международной научно-производственной конференции. М. - 2006.- С. 79-85.
60. Бородычев, В.В. Экологические требования к применению средств химизации в орошаемых севооборотах Калмыкии// В.В. Бородычев, Э.Б. Дедова, С.Б. Адьяев, М.А. Сазанов/ Журнал «Вопросы мелиорации» - 2007. – №1-2.- С. 45-48.
61. Бородычев, В.В. Экологические требования к водному режиму орошаемых почв аридной зоны//В.В. Бородычев, Э.Б. Дедова, С.Б. Адьяев, М.А. Сазанов / Журнал «Вопросы мелиорации»- 2007. –№1-2.- С. 48-50.
62. Адьяев, С.Б. Перспективы развития гидромелиораций в Республике Калмыкия и их водопотребность // С.Б. Адьяев, Э.Б. Дедова / Водные ресурсы и водопользование в бассейнах рек Западного Каспия: перспективы использования, решение проблемы дефицита, мониторинг, предотвращение негативного воздействия: Материалы Всероссийской научно-практической конференции – Махачкала 2008. – с.41-45.
63. Дедова, Э.Б. Возделывание солодки голой на вторично засоленных орошаемых землях Калмыкии.// Э.Б. Дедова, С.Н. Нохашкиева / Защитное лесоразведение и мелиорация земель в Российской Федерации; проблемы земледелия: Материалы Международной научно-практической конференции – Волгоград: ВНИАЛМИ, 2008.
64. Чапланова, М.П. Перспективы использования солодки голой на вторично засоленных землях Калмыкии //М.П. Чапланова, Э.Б. Дедова, С.Н. Нохашкиева / Материалы V съезда Докучаевского общества почвоведов.- Москва -Ростов-на Дону - 2008 – с.397.
65. Дедова, Э.Б. Рис на засоленных землях Калмыкии // Э.Б. Дедова, С.Б. Адьяев, М.А. Сазанов / Селекция сортов риса, устойчивых к абиотическим стрессам, для стран умеренного климата и Центральной Азии: Мат-лы Межд.научн.практ. конфер. – Краснодар. – 2009. – с.131-137.
66. Адьяев, С.Б. Экологическое обоснование производства кормов на мелиорированных землях Республики Калмыкия // С.Б. Адьяев, Э.Б. Дедова / Международная научно-практическая конференция: ВНИИГиМ. - 2009 – с. 25-28.
67. Дедова, Э.Б. Состояние и проблемы мелиоративного комплекса Республики Калмыкия // Э.Б. Дедова/ Инновационные технологии в мелиорации. Мат-лы междунар.науч-пр. конф. (Костяковские чтения). – М.: Изд. ВНИИА, 2011. - С. 46-51.
