Спосіб захисту торфяних грунтів від деградації

Изобретение относится к сельскому хозяйству и может быть использовано при мелиорации органоторфяных и торфяно-болотистых почв для снижения интенсивности засоления их водорастворимыми соединениями и минерализации (потери) органического вещества. Известен способ снижения интенсивности засоления осушенных почв легкого (песчаных и супесчаных) гранулометрического состава путем укладки на глубину пахотного слоя соленепроницаемого экрана (А.с. №1490129, кл. C09K17/00), состоящего из (в мас.%): глины (40 - 50), поливинилового спирта (0,5 - 1,5), воды (остальное). Основным недостатком данного способа с точки зрения его использования для защиты торфяных почв от деградации является то, что указанный экран, в связи с его глинистым составом и наличием клеящих ве ществ (поливиниловый спирт) является непроницаемым для нисходящего движения солевых растворов, что затрудняет расселение пахотного слоя почв. Кроме того, он является сложным при его внедрении в производство, так как возникают большие сложности при его приготовлении и заделки (закладки в почву). Известен также выбранный в качестве прототипа способ повышения экологической устойчивости осушаемых торфяных почв, заключающийся во внесении в пахотный слой минеральной (песчаной) породы (Б.С. Маслов Б.С., Минаев И.В. Г убер К.В. Справочник по мелиорации. - М.: Росагропромиздат, 1989. - С.275). Этот способ предназначен для улучшения водно-физических свойств торфяноболотистых почв путем обогащения их минеральным грунтом - песком, так называемый метод структурной мелиорации, который снижает действие ветровой эрозии, улучшает водный режим корнеобитаемого слоя и, вследствие этого, создает условия для получения на торфяниках более высоких урожаев. Для этого на поверхность торфяника насыпают слой песка 10 - 15см и запахивают. Количество вносимого песка составляет 1000 - 1500м 3/га (1500 - 2250т/га). Основными недостатками указанного изобретения являются: - ускоренная минерализация органического вещества пахотного слоя; - отсутствие противозасоляющего эффекта; - большие затраты на внесение массы песка до 2250т/га. Техническая задача: обеспечение защиты торфяных и торфяно-болотистых почв от засоления и минерализации органического вещества пахотного слоя. Поставленная задача решается за счет того, что в известном способе повышения экологической устойчивости осушаемых торфяных почв, в котором используют минеральные породы, согласно изобретению из последних создают мелиоративный песчаный экран мощностью 2 - 3см на глубине 30 35см. Таким образом, предложенный способ предусматривает расход 300 - 450т/га песка, против 1500 - 2250т/га по прототипу, Применение вышеуказанного способа позволяет снизить интенсивность накопления в корнеобитаемом слое водорастворимых веществ, темпы разрушения (минерализация) органического вещества и увеличение зольности, и за счет этого повысить экологическую стабильность осушаемых торфяных почв и продуктивность выращиваемых сельскохозяйственных культур. Этот экологический эффект достигается за счет создания в почве геохимического окислительно-восстановительного барьера на пути движения к дневной поверхности минерализованных (засоленных) гр унтовых вод. При этом будет происходить прерывание капиллярной каймы в торфяной почве на границе с песчаной мелиоративной прослойкой. Восстановительные и резко восстановительные (бескислородные) условия сменяются слабовосстановительными и слабоокислительными процессами. Это способствует переходу активных (восстановленных) форм соединений железа и кальция в малоподвижные, т.е. песчаная прослойка становится искусственной преградой на пути движения вверх минерализованных почвенных растворов. Однако в связи с динамичностью и контрастностью условий увлажнения и аэрации в мелиоративной прослойке и около нее накопление соединений железа и цементация песка не происходит: при смене восходящих потоков на нисходящие (при условии выпадения осадков) соединения железа и кальция вновь переходят в подвижное состояние и мигрируют за пределы почвенного профиля. Гидравлическая проводимость торфяной почвы при создании песчаной прослойки уменьшается почти в 3 раза, что препятствует интенсивному подъему минерализованных гр унтовых вод и, следовательно, засолению и деградации верхнего пахотного слоя. Описанные процессы не могут происходить при решении задачи предложенным в качестве аналога способом. Пример осуществления (микроделяночный полевой опыт). Песчаную рыхлую породу с содержанием частиц 0,01мм не более 5% в количестве 300 450т/га вносят по стерне скошенных однолетних и многолетних трав. Внесение осуществляется с помощью разбрасывателей удобрений РУМ - 4 или РУМ - 8. Затем используя катки с гладкими вальцами (ДУ-8Б, ДУ-9В, ДУ-50) осуществляют разравнивание и уплотнение песчаной породы с таким расчетом, чтобы получить равномерный по мощности уплотненный насыпной слой. Заделку его в торфяную почву проводят двухярусными плугами известных модификаций (ПЯ-3 - 35 или ПНЯ-4 - 40) на глубину 30 - 35см. Оптимальная мощность мелиоративного песчаного экрана, при котором достигается максимальный экологический почвозащитный эффект, составляет 2 - 3см (300 - 450т/га). В условиях полевого эксперимента, путем проведения и постановки микрополевых опытов осуществляли комплексные исследования по изучению предлагаемого способа защиты повышения экологической стабильности осушаемых почв от засоления и минерализации, а также повышение продуктивности выращиваемых растений. Наблюдения проводили на осушенных вторично - засоленных карбонатне ожелезненных торфяных почвах Западного Полесья. Для исследований использовали минеральную породу, которую рассматривали как средство, способное разорвать капиллярную кайму и создать на ее пути геохимический окислительно-восстановительный барьер. Согласно схемы микрополевого опыта были созданы на глубине 30 - 35см мелиоративные экраны разной мощности (от 1 до 8см) и гранулометрического (песчаный, суглинистый, смесь песка с торфом) состава (см. табл.). Для сравнительного изучения и выявления эффективности мелиоративной роли различных по гранулометрическому составу сыпучи х пород в опыте использовали песок и суглинок с содержанием частиц 0,01мм, 35 - 40%. Для контроля были заложены 2 опыта: №1 - без создания мелиоративного экрана; №2 - по прототипу. Повторность опытов трехкратная, высеваемая культура - смесь однолетних и многолетних трав. Длительность эксперимента 11 месяцев. Наблюдения сводились к определению следующих физико-химических и агрохимических показателей: кислотности, содержанию солей, легкогидролизованного азота, фосфора и урожайности сельскохозяйственных культур. Полученные результаты исследований сведены в таблицу и свидетельствуют о том, что создание в осушенной вторично засоленной солями кальция торфяной почве мелиоративного почвозащитного экрана способствует улучшению важнейших агроэкологических показателей: снижается pH, уменьшается интенсивность накопления водорастворимых солей кальция и минерализационных процессов. При этом эффективность защитного экрана определяется следующими двумя важнейшими факторами: его мощностью и гранулометрическим составом. Так по экологической эффективности и надежности более оптимальным является песчаный экран нежели суглинистый. Это обусловлено тем, что последний отличается повышенной плотностью и тем самым создает во-первых, условия для переувлажнения пахотного (обрабатываемого) слоя и вымокания корневых систем растений, и во-вторых, тормозит естественные процессы рассоления корнеобитаемого слоя от водорастворимых солей. Наоборот, песчаный экран, благодаря своему рыхлому физическому состоянию не вызывает явления переувлажнения и вымокания растений, не способствует вн утрипочвенному передвижению вглубь водно-солевых растворов. Поэтому при устройстве биомелиоративных экранов на торфяных почвах, подверженных засолению, следует использовать рыхлые песчаные породы. Мо щность экрана также играет существенную роль в процессе защиты почвы от засоления и деградации (разрушения). Так, наиболее оптимальным по мощности является экран с мощностью песчаного слоя 2 - 3см. Как увеличение, так и уменьшение его мощности обуславливает интенсификацию деградационных явлений (переосушивание корнеобитаемого слоя, активизацию микробиологических минерализационных процессов, накопление подвижных соединений азота и их потери, снижение продуктивности выращиваемых сельскохозяйственных культур). Пример. На стерню скошенных однолетних или многолетних сельскохозяйственных растений с помощью разбрасывателей РУМ-5 или РУМ-8 вносят 300 - 450т/га песка, который равномерно уплотняется катками с гладкими вальцами ДУ-8Б, ДУ-9В, ДУ-50. Затем, используя двухяр усные плуги ПНЯ-4- 40 или ПЯ-3 - 35, проводят запашку (заделывание) насыпного песчаного слоя на глубину 32 - 35см. После этого осуществляют прикатывание поверхности водоналивными катками ДУВ-6. Таким образом, применение предлагаемого способа защиты торфяных почв от деградации обуславливает снижение интенсивности минерализации (разрушения) органического слоя и его засоления, а также обуславливает повышение урожая сельскохозяйственных культур до 148,8 150,1%.