СПОСОБ РАССОЛЕНИЯ ПОЧВЫ Российский патент 1994 года по МПК A01B79/02 C09K17/00 

Изобретение относится к области сельского хозяйства, а именно к мелиорации, и может быть использовано для рассоления луговых сильносолончаковых почв в богарных условиях.

Известен способ рассоления почвы, который заключается в удалении солей посредством растений - галофитов, высеваемых рядом с древесными растениями на орошаемой площади, с последующим их скашиванием и вывозом за пределы участка.

Цель изобретения - повышение эффективности рассоления, исключение повторного засоления почвы, а также повышение продуктивности сельскохозяйственных угодий.

Поставленная цель достигается путем поэтапного построения сменяемых комплексных (из травянистых и древесных растений) агрофитоценозов в богарных условиях с применением агротехнических приемов.

Сущность предлагаемого метода заключается в следующем.

Засоленный участок делят на чередующиеся поля однолетних и полосы многолетних галофитов.

Однолетние поля на первом этапе рассоления составляются из солянок и покровных сорных культур. На втором этапе - из покровных солестойких культур солянки, которые аккумулируют в своих надземных органах большое количество солей, скашиваются в период максимума соленакопления. На третьем этапе на этих полях проводят подсев менее солестойких покровных культур, которыми заменяют часть галофитов, солестойкими кормовыми злаками и бобовыми.

На следующем этапе те же поля засеваются теми же видами, что на третьем этапе + подсеваются еще менее солестойкие высокопродуктивные виды кормовых растений.

Полосы многолетных галофитов засаживаются на первых этапах, на фоне однолетних галофитов, кустарниками и полукустарниками с глубокопроникающей корневой системой. На их основе строятся в последующем лесные полосы путем ежегодной постепенной подсадки все менее солестойких кустарниковых и древесных растений.

По этому же принципу формируются окантующие полосы.

Таким образом, в системе полей на последних этапах рассоления (через 7-8 лет) однолетние поля сменяются кормовыми видами, а галофильные многолетние полосы - лесными полосами, выполняющими ветрозащитную, дренажную, рассоляющую и обогащающую почву питательными веществами функции.

На чертеже представлена схема разбивки засоленного участка на "однолетние" поля и лесные полосы.

Засоленный участок 650 × 625 м² был разбит на чередующиеся поля однолетних культур 1 (500 × 100 м²), лесополосы 2 (100 × 15 м²), окантующие лесополосы 3 (шириной 75 м по всему периметру) и объездные дороги (шириной 5 м) вокруг "внутренних" лесополос.

Ширина однолетних полей не должна превышать пятикратную высоту древесных растений "внутренних" однорядных лесных полос (в нашем случае высота белолистки - тополя белого составляет 15-20 м). Ширина окантующих лесных полос, а наиболее стойкими являются пятирядные полосы, равна 15 × 5=75 м.

Длина "однолетних" полей и "внутренних" лесных полос берется произвольно. Мы взяли 500 м.

Ширина объездной дороги (5 м) определяется нормативами механизированной обработки.

Был разбит участок с луговой сильносолончаковой почвой.

Рассоление проводили в четыре этапа в течение 8 лет (табл. 1).

Первый этап. На участке нарезается дренажно-коллекторная система. Почва мульчируется 20-сантиметровым слоем песка и гравия.

Однолетнее поле засевается однолетними галофильными видами растений с применением соотношения компонентов (видов растений) в травосмеси: 2 сведа запутанная + 1 петросимония раскидистая + 0,5 лебеда татарская. Надземной фитомассой этих видов в период максимума соленакопления (июль-август) накапливается 0,86 т/га солей, что составляет 2% от общего выноса солей из почвы на первом этапе (4,3 т/га, т.е. 2% от исходного запаса солей в метровом слое почвы естественного галофильного фитоценоза). Скашивание солянок и удаление надземной их фитомассы за пределы участка в августе способствует отчуждению 0,86 т/га солей. Как указано, при естественном развитии (без скашивания) соли из надземных органов однолетних солянок в конце осени - начале зимы (ноябрь-декабрь) возвращаются в почву с опадом.

Во избежание испарения воды с поверхности на однолетнем поле помимо солянок высевается покровный вид - трагус ветвистый, который не скашивается вместе с солянками и затеняет почву.

В многолетнем поле (сарсазанник) к имеющимся галофильным кустарникам (соляноколосник) и полукустарникам (сарсазан, обиона) производят подсадку тамариска. Последний обладает большей высотой надземных и длиной подземных органов по сравнению с указанными многолетними солянками. Подсадка тамариcка способствует усилению выноса солей.

Содержание солей в метровой толщине почвы в конце первого этапа оптимизации снизилось с 315,5 т/га под естественным однолетне-многолетнесолянковым сообществом до 311,2 т/га под окультуренным фитоценозом.

В травяном поле накапливается 25-35 ц/га непоедаемого летом и поедаемого зимой сена.

Уменьшение суммы солей в корнеобитаемом слое почвы с 1,420 до 1,25% и в нижележащих горизонтах с 4,630 до 4,450%, а также увеличением содержания гумуса с 2,2% до 2,9%, азота гидролизуемого с 2,9 до 3,38 мг/100 г дало возможность на втором этапе рассоления выращивать на тех же площадях люцерну голубую - на однолетних полях и лох узколистный - на многолетнем поле. Эти виды менее солестойкие по сравнению с галофитами.

Второй этап. На однолетнем поле выращивается травосмесь следующего состава: 2 цетросимония раскидистая + 1 сведа запутанная + 0,5 люцерна голубая + 0,2 лебеда татарская + 0,2 бескильница фомина + 0,1 свинорой.

На многолетнем к тамариску, сарсазану и соляноколоснику подсаживают лох узколистный.

Однолетние и многолетние травянистые растения на "однолетнем" поле высеваются на различных участках (куртинами). При этом участки с многолетниками в следующем году не обрабатываются. На однолетнем поле высеваются и покровные культуры: трагус ветвистый, ячмень мышиный, птичья гречишка, костер кровельный, мортук пшеничный.

После второго этапа рассоления общий вынос солей составил 56,6 т/га (20% ), вынос солей надземной фитомассой однолетников и многолетников - 2,7 т/га (4% от общего выноса), укосом и отчуждением травостоя - 1,18 т/га (2% от общего выноса солей). В гумусовом горизонте почвы увеличилось содержание гумуса до 2,9%, подвижного фосфора до 1,6 мг/100 г. Урожай поедаемого сена составил 12 ц/га. Снижение содержания суммы солей в корнеобитаемом слое травянистых растений до 1,05% и в корнеобитаемом слое кустарников и полукустарников до 4,14% дало возможность на третьем этапе оптимизации почвы произвести частичную замену галофитов на менее солестойкие виды растений.

Третий этап. На травяном (сенокосном) поле на участках с галофильными однолетниками производится посев петросимонии, лядвенца рогатого, люцерны посевной, мортука пшеничного, ячменя мышиного, алтея лекарственного, солодки голой, посадка корневищ тростника, пырея ползучего. Состав травосмеси: 1 петросимония + 1 тростник + 0,5 бескильница + 0,6 люцерна голубая + 0,05 люцерна посевная + 0,2 свинорой + 0,05 лебеда татарская + 0,05 солодка + 0,05 алтей + 0,5 ячмень мышиный + 0,5 мортук пшеничный + 0,05 пырей ползучий + 0,2 медвенец рогатый.

В многолетнем поле к сарсазану, соляноколоснику, тамариску, лоху, парнолистнику, обионе подсаживают белолистку, кохлю; полынь таврическую. При этом во внутренних многолетних полях белолистка высаживается в пяти рядах. При этом создаются древесно-кустарниковые лесные полосы. Древесные растения (тополь белый) в сравнении с кустарниками обладают еще большей высотой надземных и длиной подземных органов. Это способствует выносу солей из корнеобитаемого слоя почвы. Общий вынос солей на третьем этапе составил 26,0 т/га (20%). Надземной фитомассой растений было вынесено около 3,0 т/га солей (10% от общего выноса солей). С отчуждаемой фитомассой было вынесено 0,58 т/га солей (2% от общего выноса). Травяное поле дало 25,0-25,0 ц/га поедаемого корма. В гумусовом горизонте почвы увеличилось содержание гумуса до 3,0, азота гидролизуемого до 5,3 мг/100 г.

Снижение содержания суммы солей в корнеобитаемом слое травянистых растений до 0,732% и в корнеобитаемом слое деревьев и кустарников до 3,581% дало возможность на четвертом этапе в травяном поле полностью заменить солянки менее солестойкими ценными кормовыми растениями, пополнить ассортимент видов древесных и кустарниковых растений в лесных полосах.

Четвертый этап. На участках травяного поля, засеваемых ранее однолетними солянками, производят посев многолетних трав. Участки с многолетниками оставляют необработанными. Сенокосное поле имеет следующий состав травосмеси: 1 люцерна голубая + 0,1 люцерна маленькая + 0,5 люцерна посевная + 1,5 тростник + 0,2 пырей ползучий + 0,5 свинорой + 0,1 ячмень мышиный + 0,2 солодка + 0,05 лядвенец + 0,02 еже сборная + 0,2 алтей + 0,02 тимофеевка степная + 0,02 клевер полевой + 0,05 клевер луговой + 0,1 донник польский + 0,1 донник лекарственный.

В лесных полосах подсаживают шелковицу белую, вяз мелколистый, бирючину обыкновенную, смородину золотистую и производят подсев кендыря, цинанхума.

Подсадка древесных и кустарниковых растений способствовали довольно значительному выносу солей из корнеобитаемых слоев почвы. Общий вынос солей в метровом слое почвы составил 23,5 т/га (20%). С отчуждаемой фитомассой травостоя было вынесено 0,42 т/га солей (1,6% от общего выноса).

Замена в травяном сенокосном поле галофильных соленакопителей обычными видами растений привело к снижению выноса солей их отчуждаемой фитомассой. В то же время общий вынос солей на четвертом этапе остался примерно на одном уровне по сравнению с третьим этапом. Этому способствует значительное нарастание надземной и подземной фитомассы в сенокосном поле и в лесных полосах. В гумусовом горизонте почвы увеличилось содержание гумуса до 3,5%, а азота гидролизуемого - до 1,7 мг/100 г, фосфора подвижного - до 1,7 мг /100 г.

В целом за 4 этапа оптимизации засоленной почвы общий вынос солей в метровом слое почвы составил 110,4 т/га (45-55%). В составе солей доля двухвалентных ионов возросла с 40% в почве под естественным галофитным фитоценозом до 44% в почве 4-го этапа ее оптимизации. Отчуждаемой фитомассой травостоя вынесено 3,6 т/га солей (около 3% от общего выноса). Надземной фитомассой галофитов выносится в 2 раза больше солей, чем несолестойкими видами, сменяющими галофит в процессе оптимизации почвы. Помимо рассоления почвы в процессе ее оптимизации произошло повышение в ней питательных веществ и элементов. В гумусовом горизонте почвы повысилось содержание гумуса с 2,2 (естественный фитоценоз) до 3,0-3,5% (почти в 1,5 раза), азота гидролизуемого с 7,0 до 8,3 мг/100 г (в 1,2 раза), подвижного фосфора с 1,4 до 1,7 мг/100 г (в 1,2 раза).

Содержание обменного калия (60,0 мг/100 г) в процессе оптимизации почвы не изменилось, осталось на одном уровне. Повышение плодородия почвы сопровождалось повышением урожайности ценных кормовых растений (от 20,0-30,0 ц/га галофильного непоедаемого до 30,0-40,0 ц/га питательного поедаемого сена). Наблюдается повышение аккумуляции питательных веществ и элементов в сене в период интенсивного роста растений: протеина от 105,389 в естественном галофильном сообществе до 434,41 кг/га в сенокосном поле четвертого этапа оптимизации и далее соответственно клетчатки от 1009,244 до 1416,26, кальция от 50,462 до 53,420, фосфора от 3,447 до 10,90, безазотистых экстрактивных веществ от 581,950 до 1420,26, кормовых единиц от 442,900 до 2044,0 кг/га.

Значительные различия в аккумуляции питательных веществ и элементов связаны с тем, что в естественном галофильном сообществе питательная ценность корма показана для съедобных в весенне-летний период эфемерных видов из злаков и крестоцветных, занимающих в общей надземной фитомассе солянкового фитоценоза незначительную весовую долю. В то время как в сенокосе четвертого этапа оптимизации аккумуляция питательных веществ и элементов приведена для всех видов растений травостоя, представляющих значительную кормовую ценность.

В результате осуществления предлагаемого способа рассоление почвы происходит за 7-8 лет, вторичного засоления на участках не наблюдается.

Изменение состава водной вытяжки луговой глинистой сильносолончаковый почвы при фитомелиорации приведено в табл. 2.

Использование: в сельском хозяйстве, в частности в способах рассоления луговых сильносолончаковых почв. Сущность изобретения: способ предусматривает деление засоленного участка на чередующиеся поля однолетних травянистых и полосы многолетних древесно-кустарниковых галофитов и ежегодный подсев или подсаживание к более солестойким растениям-галофитам менее стойких растений. Перед высевом и посадкой растений-галофитов участок мульчируют слоем песка или гравия толщиной до 20 см. Ширина участков, на которых выращивают травянистые растения-галофиты, не превышает пятикратной высоты древесных растений-галофитов на участках с древесно-кустарниковой растительностью. При этом однолетние и многолетние травянистые растения-галофиты высевают куртинами, а обработку почвы в последующие годы проводят только на куртинах из однолетних растений. Древесно-кустарниковые растения-галофиты выращивают в однорядных лесных полосах, а по периметру засоленного участка формируют пятирядные лесные полосы из древесно-кустарниковых растений-галофитов. На последнем этапе рассоления на участках травянистых культур создают кормовые угодья, а на участках с древесно-кустарниковой растительности формируют защитные лесные полосы. 7 з.п. ф-лы, 1 ил., 2 табл.

1. СПОСОБ РАССОЛЕНИЯ ПОЧВЫ, согласно которому на засоленном участке осуществляют совместное выращивание травянистых растений-галофитов и древесных растений в богарных условиях с последующим скашиванием и вывозом за пределы участка однолетних растений-галофитов, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности процесса рассоления и исключения повторного засоления почвы, засоленный участок разбивают на чередующиеся участки, на которых выращивают травянистые и древесно-кустарниковые растения-галофиты, при этом ежегодно к более солестойким растениям-галофитам подсевают и подсаживают менее солестойкие. 2. Способ по.1, отличающийся тем, что перед высевом и посадкой растений-галофитов участок мульчируют слоем песка или гравия. 3. Способ по п.2, отличающийся тем, что толщина мульчирующего слоя составляет 20 см. 4. Способ по п.1, отличающийся ширина участков, на которых выращивают травянистые растения-галофиты, не превышает пятикратной высоты древесных растений-галофитов на участках с древесно-кустарниковой растительностью. 5. Способ по пп.1 и 4, отличающийся тем, что однолетние и многолетние травянистые растения-галофиты высевают куртинами, а обработку почвы в последующие годы проводят только на куртинах из однолетних растений. 6. Способ по п.1, отличающийся тем, что древесно-кустарниковые растения-галофиты выращивают в однорядных лесных полосах. 7. Способ по п.1, отличающийся тем, что по периметру засоленного участка формируют пятирядные лесные полосы из древесно-кустарниковых растений-галофитов. 8. Способ по п. 1, отличающийся тем, что на последнем этапе процесса рассоления на участках травянистых культур создают кормовые угодья, а на участках древесно-кустарниковой растительности формируют защитные лесные полосы.