Даулетбаев Б.У.
Таразский государственный университет им. М.Х. Дулати г.Тараз
ВЛИЯНИЕ ЗАСОЛЕННОСТИ СЕРОЗЕМНЫХ ПОЧВ
НА СТРУКТУРУ УРОЖАЯ РИСА
В
аридной зоне Республики Казахстан развиваются негативные явления на орошаемых
сероземах: уплотнение, разрушение структуры почвы, снижение гумуса, вторичное засоление и т.п.
Как
известно, что нормального роста и развития растения важны все факторы внешней
среды, присутствующие в процессе эволюционного его создания. Такими факторами
являются солнечная радиация, минеральное и газовое питание, водный и тепловой
режимы, наличие или отсутствие солей в почве, космическое излучение, магнитные
поля и ряд других, менее известных факторов.
Согласно
закону минимума фактора (Шабанов В.В. /1/), развитие растения и его продуктивность
ограничиваются, впервую очередь, тем фактором, величина которого более всего
отличаются от оптимального значения.
Природно-климатические
условия аридной зоны и достижения агрономической науки позволяют предположить,
что основные факторы жизнедеятельности сельскохозяйственных растений – свет,
вода, тепло и пища являются оптимальными или могут сравнительно легко
поддерживаться в близких к оптимуму значениях.
В
то же время, в низовьях реки Сырдарьи под рис освоена площадь с широким
распространением засоленных почв и близким залеганием минерализованных
грунтовых вод.
Очевидно,
что наиболее трудно регулируемым фактором является засоление почвы. Успешно
освоение засоленных земель под рис, требует проведения определенных
мелиоративных мероприятий по опреснению.
На
состав или количество этих мероприятий оказывают большое влияние не только
почвенные условия (засоление, водно-физические свойства) и качество
оросительной воды, но и устойчивость растений риса к почвенному засолению
(Бугаевский В.К., Подлесный И.В. /2/).
Опубликованных
литературных источников по указанному вопросу очень мало. Развитие и
продуктивность риса в зависимости от засоления почвы и минерализации
орасительной воды наиболее полно освещены в работе
А.Я.Барчуковой/3/, которая установила, что засоленность почвы существенно влияет
как на урожай риса, так и на его структурные элементы.
Для
вывода формы аналитической зависимости продуктивности сельскохозяйственной
культуры от почвенного засоления введем следующие обозначения:
- степень оптимальности условий среды по фактору засоления
или относительная
урожайность;
- продуктивность сельскохозяйственной
культуры при засолении 
;
-
максимальный урожай культуры при оптимальном значении фактора 
.
Анализ
закономерностей жизнедеятельности растений дает возможность утверждать, что
изменение продуктивности при изменении фактора внешней среды 
пропорүционально степени оптимальности 
и отклонению значения
фактора от оптимального значения: 
.- 
.
Таким
образом, уравнение связи 
с 
можно записать в
следующем виде: 
=
. (1)
Учитывая,
что 
и 
,
имеем:
, (2)
где 
- коэффициент
пропорциональности, приводящий в соответствие размерности правой и левой частей
уравнения.
Разделяя
переменные и интегрируя, получаем:
, (3)
или
. (4)
Определим
величину С из условия нахождения максимальной продуктивносмти
сельскохозяйственной культуры:
и 
=
.
Имеем: 
,
откуда 
.
С учетом этого получаем:
или 
. (5)
Величину
определяем из условия
получения минимальной продуктивности сельскохозяйственной культуры (~ I %):
и 
Имеем: 
,
или 4,5 = 
,
откуда 
.
С учетом этого, 
. (6)
Вводя безразмерный параметр 
,
получаем: 
,
откуда 
. (7)
Уравнение
(6) преобразуется в регрессионное уравнение параболы второго порядка
, (8)
коэффициенты которой связаны с
неизвестными параметрами 
, 
и 
и между собой
следующими соотношениями:
,
и 
.
Коэффициенты
А, В, и С определяются при регрессионном анализе методом наименьших квадратов с
помощью следующей системы нормальных уравнений:
. (9)
В
точках отбора почвенных образцов на площадках размером I м
производили фенологические наблюдения за ростом, развитием и
урожайностью риса /4/.
В
результате статистической обработки экспериментальных данных, полученных нами
на территории Кызылкумского массива (табл.1), а также данных (табл.2),
приведенных в работе А.Я.Барчуковой (1982), выведена зависимость относительной
урожайности риса от суммарного содержения токсичных солей почвы, которая имеет
следующий вид:
.
(10)
Анализ полученной зависимости (рис.1)
позволяет определить значения 
и 
по сумме токсичных
солей.
Коррелляционное
отношение, вычисленное по формуле
,
Достаточно велико, что
свидетельствует о тесной связи между продуктивностью риса и почвенным
засолением.
Таблица 1. Урожай риса в
зависимости от засоления почв на опытном участке
|
Номер
точки |
Засоление (∑т.с.)
, % |
Урожай, ц/га |
Относительная
урожайность,% |
|
1 |
0,186 |
57,5 |
0,904 |
|
2 |
0,134 |
59,4 |
0,934 |
|
3 |
0,113 |
63,6 |
1,000 |
|
4 |
0,132 |
48,4 |
0,361 |
|
5 |
0,365 |
40,0 |
0,629 |
|
6 |
0,188 |
62,0 |
0,975 |
|
7 |
0,408 |
39,1 |
0,615 |
|
8 |
0,615 |
16,0 |
0,252 |
|
9 |
0,305 |
42,8 |
0,673 |
|
10 |
0,152 |
55,0 |
0,961 |
|
11 |
0,192 |
50,0 |
0,786 |
|
12 |
0,552 |
32,0 |
0,503 |
|
13 |
0,251 |
47,3 |
0,907 |
|
14 |
0,335 |
38,0 |
0,807 |
|
15 |
0,205 |
53,0 |
0,833 |
|
16 |
0,123 |
54,5 |
0,856 |
|
17 |
0,207 |
56,3 |
0,965 |
|
18 |
0,176 |
53,4 |
0,840 |
|
19 |
0,207 |
51,0 |
0,902 |
|
20 |
0,152 |
53,4 |
0,990 |
|
21 |
0,351 |
29,3 |
0,761 |
|
22 |
0,332 |
32,0 |
0,603 |
|
23 |
0,296 |
36,3 |
0,851 |
|
24 |
0,115 |
52,2 |
0,922 |
Таблица 2. Развитие и продуктивность риса при различном
засолении почвы
(по А.Я. Барчуковой, 1982)
|
Показатель |
Относительная продуктивность при засолении почвы |
|
|
0,5% |
0,75% |
|
|
1. Объем корневой системы |
0,500 0,391 |
0,133 0,281 |
|
2.Накопление сухого вещества корневой системой |
0,650 0,571 |
0,450 0,298 |
|
3. Листовая поверхность |
0,325 0,527 |
0,179 0,124 |
|
4.Накопление сухого вещества растением |
0,425 0,450 |
0,275 0,229 |
|
5. Урожай |
0,639 |
0,333 |
Продуктивность риса в основном
определяется тремя показателями: количеством продуктивных побегов,
озерненностью и весом зерна. Данные структурного анализа урожая риса в
зависимости от засоления почвы следует отметить, что увеличение засоления
вызывает подавление процесса побегообразования (табл. 3).
Таблица 3. Влияние засоления
почвы на структуру урожая риса
|
Засоление почвы,% сумма
токсичных солей |
Кустистость |
Длина главной метелки, см |
Количество зерен на главной метелке, шт |
Количество зерен на растений, шт |
Пустозерность, % |
|||
|
общая |
продук- тивная |
общее |
в т.ч. пустых |
общее |
в т.ч. пусты |
|||
|
0,123 |
3,3 |
3,0 |
18,2 |
88,1 |
8,9 |
141,6 |
14,3 |
10,1 |
|
0,251 |
3,0 |
2,7 |
16,0 |
75,4 |
10,7 |
123,9 |
17,6 |
14,2 |
|
0,408 |
2,6 |
2,5 |
14,2 |
61,8 |
12,6 |
102,9 |
21,0 |
20,4 |
|
0,552 |
2,5 |
2,3 |
13,0 |
52,9 |
13,9 |
89,0 |
13,4 |
26,3 |
|
0,615 |
2,4 |
1,9 |
12,8 |
49,0 |
14,2 |
83,1 |
24,1 |
29,0 |
Так, если на засоленном фоне
(содержание токсичных солей равно 0,123%) кустистость составляла
3,3/3,0 (общая/продуктивная), то в условиях сильного засоления -0,615% т.е. на 27,3/36,7%. Это очевидно можно
объяснить тем, что с ростом засоления нарушается процесс поглащения минеральных
элементов, что приводит к ослаблению процесса побегообразования.
Засоление почвы существенно сказывается
на озерненности риса. С увеличением засоления происходит уменьшение длины
метелок и, соответственно количества зерен на них.
В диапазоне засоления
0,123...0,615%
токсичными почвенными солями длина главной метелки уменьшилась с 18,2 до
12,8 см, т.е. на 29,7%, а количество зерен, как
общее, так и на главной метелке, снизилось на 41,3 и 44,4% соответственно.
С увеличением засоления почвы
возрастает пустозерность. Наибольшая пустозерность (29,0%) отмечена на сильнозасоленном фоне.
Рис.1. Зависимость продуктивности риса от
засоления почвы: