CC BY
46
УДК 631.434.1:631.445.4
ИЗМЕНЕНИЕ СТРУКТУРНО-АГРЕГАТНОГО СОСТОЯНИЯ ЧЕРНОЗЕМОВ В ГЕОМОРФОЛОГИЧЕСКОМ ПРОФИЛЕ НА ПОЛЯРНЫХ СКЛОНАХ
Е.В. ДУБОВИК, кандидат сельскохозяйственных наук, старший научный сотрудник
ВНИИ земледелия и защиты почв от эрозии Рос-сельхозакадемии
E-mail: [email protected]
Резюме. Изучено изменение структурно-агрегатного состояния черноземов в геоморфологическом профиле на склонах северной и южной экспозиций при уклоне 1о, 3о, 5о, а также на водораздельном плато.
Плотность почвы независимо от местоположения и крутизны склона была самой высокой в горизонтах Апах. и А. Плотность горизонтов АВ и А практически во всех изучаемых вариантах характеризуется как оптимальная.
Оценка структуры почвы по суммарному количеству агрегатов >0,25 мм, полученных при мокром просеивании, а также по индексу агрегирования показала, что в почвенных разрезах с глубиной водоустойчивость почвенных отдельностей и агрегатное состояние ухудшаются.
На черноземных почвах северного склона с увеличением уклона происходит ухудшение структурного состояния и водоустойчивости, что может привести к интенсивному развитию эрозионных процессов. Почвы водораздельного плато обладают хорошим структурным состоянием и водоустойчивостью, что говорит об их стабильности, по сравнению с полярными склонами. В виду геоморфологических особенностей южного склона (увеличение содержания кальция, как по профилю почв, так и вниз по склону) с ростом крутизны уклона происходит улучшение, как структурного состояния почвы, так и ее водоустойчивости.
Ключевые слова: плотность, экспозиция склона, градус уклона, структурно-агрегатное состояние, водоустойчивость.
Большая часть земель Центрально-Черноземного региона России расположена на полярно-ориентированных склонах различной крутизны. В связи с тем, что рельеф - фактор перераспределения атмосферных осадков и тепла, возникают различия в микроклимате, что не может не сказаться на почвообразовательном процессе [1, 2] и в дальнейшем на урожайности возделываемых культур [3].
Основу почвенного плодородия составляет комплекс агрофизических свойств [4], которые существенно различаются на полярных склонах. Среди них в ряду наиболее подверженных изменениям следует выделить плотность, структурно-агрегатный состав, водоустойчивость структурных отдельностей и др. [5, 6]. Степень изменения агрофизических свойств по геоморфологическому профилю склоновых земель с учетом крутизны уклона изучена недостаточно.
Основная цель наших исследований - изучение структурно-агрегатного состояния черноземных почв на склонах полярных экспозиций различной крутизны. Для ее достижения решали следующие задачи:
изучить особенности структурно-агрегатного состояния почв в геоморфологическом профиле;
исследовать влияние экспозиции склонов различной крутизны на структурное состояние черноземов.
Условия, материалы и методы. Для проведения исследований на территории опытного хозяйства ВНИИЗ и ЗПЭ (Курская область, Медвенский район) на склонах северной и южной экспозиции крутизной 1о, 3о и 5о, а также водораздельном плато, составляющих единый геоморфологический профиль, были заложены
почвенные разрезы. Объект исследований - комплекс черноземов типичных и выщелоченных среднесуглинистых среднегумусных, сформированных на лессовидных суглинках. Почва склона северной экспозиции при уклоне 1о, 3о и 5о и южной экспозиции при 5о представлена черноземом выщелоченным среднемощным среднесуглинистым. На водораздельном плато и склоне южной экспозиции при уклоне 1о, 3о фоновая почва
- чернозем типичный среднемощный малогумусный среднесуглинистый.
Для определения структурно-агрегатного состава были отобраны ненарушенные образцы из генетических горизонтов изучаемых объектов. Выделение агрегатов и структурных отдельностей проводили по методу Н.И. Саввинова (1986), сухое и мокрое просеивание; определение плотности почвы - буровым методом по Н.А. Качинскому (1986) [7].
По результатам сухого просеивания определяли коэффициент структурности, средневзвешенный диаметр агрегатов и количество агрономически ценных агрегатов. Для оценки водоустойчивости почвенной структуры по результатам мокрого просеивания были рассчитаны суммарное содержание водоустойчивых агрегатов >0,25 мм, средневзвешенный диаметр водоустойчивых агрегатов, коэффициент водоустойчивости, а также индекс агрегированности разработанный институтом агрофизики ПАН [8].
результаты и обсуждение. Плотность (рис. 1) почвы независимо от местоположения и крутизны склона была самой высокой в горизонтах Апах. и А (до 1,21 г/см3), что, на наш взгляд, связано с многократными проходами техники и мелкой обработкой почвы под сельскохозяйственные культуры. Плотность горизонтов АВ и А практически во всех изучаемых вариантах характеризуется как оптимальная (по шкале Н.А. Качинского). Резкое ее повышение в этих горизонтах отмечается лишь в горизонте А на склонах крутизной 50(1,18...1,21 г/см3). В горизонте С наблюдается некоторое увеличение плотности почвы независимо от экспозиции и крутизны склона, по сравнению с горизонтами АВ и В, до 1,16 г/см3.
Рис. 1. Изменение плотности сложения почв в разных агроэкологических условиях: Н - северный склон 5°, Ш - северный склон 3°;Н-северный склон 1°; ■ - водораздел; □ - южный склон 1 °; ЕВ — южный склон 3°; И - южный склон 5°.
о средневзвешенном диаметре водоустойчивых агрегатов.
На склоне южной экспозиции в пахотном слое (Апах.) с увеличением крутизны склона показатели водоустойчивости возрастают. Так, при 1о сумма водоустойчивых агрегатов составила 68 %, индекс агрегированности - 290, средневзвешенный диаметр водоустойчивых агрегатов - 0,70 мм; при 3о - 76 %, 457 и 2,03 мм; при 5о - 83 %, 515 и 2,69 мм соответственно (см. табл.). На склоне северной экспозиции во всех генетических горизонтах сумма водоустойчивых агрегатов и индекс агрегированности по мере увеличения крутизны склона уменьшаются. Средневзвешенный
Рис. 2. Изменение структуры почвы: н- северный склон диаметр агрегатов на этом склоне в пахотном (Апах.)
5°, Ш - северный склон 3°; И - северный склон 1°;И-водо- и подпахотном (А) горизонтах при уклоне 1° составлял
раздел; □ - южный склон 1°; П - южный склон 3°; и - южный д,74 и 0,64 мм, а по мере увеличения крутизны склона
г'к'гюи Цо
■ возрастал. Так, при уклоне 5о он достигал 2,07 и 1,04
Агрегатами агрономически ценного размера счи- мм соответственно. На наш взгляд, такая ситуация
таются структурные отдельности от 10 до 0,25 мм. связана с тем, что на более эродированном склоне
Согласно ориентировочно-оценочной шкале при сухом южной экспозиции происходит вовлечение в пахотный
просеивании [9] структура почвы считается хорошей слой нижележащих горизонтов почвенного профиля и
при их доле >60 %; удовлетворительной - 60...40 %; наблюдается восходящая миграция карбонатов каль-
неудовлетворительной - <40 %. ция, которые способствуют цементации почвенных
В наших исследованиях количество агрономически агрегатов и увеличению их водоустойчивости.
ценных агрегатов составляло Таблица. Показатели водоустойчивости черноземных почв в различных
в среднем от 54 до 76 %. При этом происходило уменьшение их содержания вниз по профилю почвы. Таким образом, структуру верхних горизонтов почвы можно считать хорошей, а нижних
- удовлетворительной (рис.
2). В целом на склоне южной экспозиции она была лучше, чем на северном.
В почве северной экспозиции с увеличением крутизны уклона происходило уменьшение содержания агрегатов агрономически ценного размера. На южном склоне при повышении крутизны уклона количество выводы. Самая высокая плотность почвы незави-
агрономически ценных агрегатов возрастает, что, на симо от местоположения и крутизны склона отмечается
наш взгляд, обусловлено морфологическими особен- в горизонтах Апах. и А. Плотность горизонтов АВ и А
ностями этой почвы, в которой отмечается большое практически во всех изучаемых вариантах характери-
количество кальция, способствующего цементации зуется как оптимальная.
почвенных отдельностей и, как следствие, формиро- В условиях Медвенского района Курской области на
ванию агрегатов размером 10.0,25 мм. черноземных почвах северной экспозиции с увеличением
По результатам мокрого просеивания установлено, уклона происходит ухудшение структурного состояния
что в почвенных разрезах водоустойчивость почвенных и снижение водоустойчивости. Почвы водораздельного
отдельностей и агрегатное состояние с глубиной ухуд- плато обладают хорошим структурным состоянием и водо-
шаются, и это вполне согласуется с данными других устойчивостью, что позволяет говорить об их стабильности,
исследователей [10]. по сравнению с полярными склонами. В виду геоморфо-
Водоустойчивость почвенных агрегатов и индекс логических особенностей южного склона, а конкретно
агрегированности, который характеризует агрегат- увеличения содержания кальция, как по профилю почв,
ное состояние, на склоне южной экспозиции были так и вниз по склону, до уклона 3о происходит улучшение
выше, чем на северном. То же самое можно сказать структурного состояния почвы и ее водоустойчивости.
Литература.
1. Лучицкая О.А., Башкин В.Н. Влияние рельефа на плодородие почвы //Агрохимия. - 1995. - №5. - С. 110-114.
2. Наконечная М.А., Явтушенко В.Е. Различия агроэкологических условий на склонах южной и северной экспозиций Центрально-Черноземной области//Почвоведение. - №10. - 1988. - С. 27-36.
3. Мухитов Л.А., Панфилов А.Л., Самуилов Ф.Д. Исследование фотосинтеза и продуктивности сортов яровой мягкой пшеницы разных экотипов в связи с приемами агротехники и экспозицией склонов в лесостепи оренбургского Предуралья// Вестник Казанского ГАУ. - 2010. - Т.17. - № 3. - С. 116-122
3. Березин П.Н., Воронин А.Д., Шеин Е.В. Основные параметры и методы количественной оценки почвенной структуры// Почвоведение. - №10. - 1985. - С. 58-68.
4. Березин П.Н., Гудима И.И. Физическая деградация почвы: параметры состояния // Почвоведение. - №11. - 1994. - С. 67-70.
агроэкологических условиях
Горизонт Показатель Северный склон Водо- раздел Южный склон
1о | 3о 1 5о 1о | 3о 1 5о
Апах. сумма водоустойчивых агрегатов, % 74,7 76,2 74,4 77,5 68,2 76,5 82,9
индекс агрегированности 394 369 346 348 290 457 515
средневзвешенный диаметр агрегатов 0,67 1,79 2,07 0,73 0,7 2,03 2,69
А сумма водоустойчивых агрегатов, % 75,5 69,3 71,4 76,3 78,9 75,6 64,0
индекс агрегированности 430 377 355 357 513 447 354
средневзвешенный диаметр агрегатов 0,74 0,71 1,04 0,72 1,53 1,97 1,39
АВ сумма водоустойчивых агрегатов, % 70,2 73,3 56,9 74,3 80,5 76,9 55,7
индекс агрегированности 358 433 261 403 507 499 247
средневзвешенный диаметр агрегатов 0,62 0,82 0,54 0,94 1,70 1,48 0,52
В сумма водоустойчивых агрегатов, % 59,0 73,2 51,4 70,0 81,2 72,3 45,1
индекс агрегированности 299 445 205 400 473 435 210
средневзвешенный диаметр агрегатов 0,65 1,07 0,46 1,08 1,68 1,27 0,51
С сумма водоустойчивых агрегатов, % 36,1 47,4 38,3 31,5 49,5 56,4 40,7
индекс агрегированности 188 217 158 129 232 169 201
средневзвешенный диаметр агрегатов 0,49 0,47 0,39 0,34 0,68 0,46 0,54
5. Королев В.А. Изменение физических свойств черноземов обыкновенных при длительном сельскохозяйственном использовании // Почвоведение. - №6. - 2002. - С. 697-704.
6. Вадюнина А.Ф., Корчагина З.А. Методы исследования физических свойств почвы. - М.: Агропромиздат, 1986. - 416 с.
7. Dobzanski B., Whkowska, Walczak R. Soil aggregation and water stability index // Polish J. Soil Sci. - №1. - 1975. V.VIII. - P. 3-8.
8. Теории и методы физики почв. Коллективная монография/под ред. Е.В. Шеина иЛ.О. Карпачевского. - М.: «Гриф и К», 2007. - 616 с.
9. Смирнова Л.Г., Новых Л.Л., Пелехоце Е.А. Различия физических свойств черноземов на склоне в ландшафтной системе земледелия // Почвоведение. - №3. - 2006. - С. 311-316.
alteration of aggregate-structural coNDmoN of cHERNoZEMic soiLs iN A GEoMoRPHoLoGicAL PRoFILE on PoLAR ExPosuRE slopes
E.V. dubovik
summary. Alteration of aggregate-structural condition of chernozems in a geomorphological profile on the slopes of northern and southern exposures at the inclination of 1°, 3°, 5° and on the watershed plateau as well has been studied.
As a result of the studies conducted it has been established that the soil density regardless of slope location and steepness was the highest in the horizons Ap and A. The density of the horizons AB and A is characterized as optimal practically on all the variants studied. Estimation of soil structure conducted in respect to its water stability by the total amount of aggregates more than 0,25 mm obtained by wet sieving and that of aggregation index as well has shown that the water stability of soil fragments and aggregate condition are deteriorating with the depth in soil cross sections.
By the results of the investigations conducted it has been established that on chernozemic soils of the northern slope with the inclination increase deterioration of the structural condition and water stability takes place which can result in intensive development of erosion processes. The soils of the watershed plateau have a good structural condition and water stability, which reveals their stability in respect to the soils of polar exposure slopes. Owing to geomorphological peculiarities of a southern slope, i .e. increase of calcium content both down through the soil profile and down the slope, improvement both of soil structural condition and its water stability takes place with the increase of the inclination degree.
Key words: density, slope exposure, inclination degree, aggregate-structural condition, water stability.
УДК 635.21:631.531.02
ВОСПРОИЗВОДСТВО ОЗДОРОВЛЕННОГО ИСХОДНОГО МАТЕРИАЛА ДЛЯ СЕМЕНОВОДСТВА КАРТОФЕЛЯ: 6. МЕТОДЫ ЛАБОРАТОРНОГО КОНТРОЛЯ
А.И.УСКОВ, кандидат биологических наук, зав. отделом
ВНИИ картофельного хозяйства Россельхозака-демии
E-mail: [email protected]
Резюме. Разработаны современные высокочувствительные тест-системы ИФА и ИХГА для лабораторной и экспресс-диагностики патогенов, поражающих культуру картофеля (вирусов PVX, PVS, PVM, PVY, PAMV, PLRV, PVA, TRV и возбудителей бактериозов - черной ножки и кольцевой гнили). Чувствительность тест-систем для иммуноферментного определения вирусов составила 10. ..50 нг/мл, бактерий - 103.105 шт./мл, что превышает чувствительность серологического метода капельной агглютинации соответственно на 2.3 и на 3.4 порядка.
Чувствительность иммунохроматографических тест-систем для выявления вирусов в образцах составила 2.8 нг/мл, а время детекции - 10.20 мин. Совпадение результатов выявления вирусов картофеля методами ИФА и ИХГА составило для растений инфицированных PVXи PVYсоответственно 100 и 89 %, для здоровых - 100 %.
Ключевые слова: лабораторное тестирование, иммунофер-ментный анализ, экспресс-диагностика, иммунохроматография на тест-полосках.
Совершенствование схемы контроля патогенов в процессе воспроизводства исходного материала для семеноводства картофеля предполагает значительное увеличение объемов лабораторного тестирования [10]. В связи с этим к лабораторным методам для рутинных анализов предъявляются определенные требования. Наряду с высокой чувствительностью, специфичностью и воспроизводимостью важное значение приобретают производительность, возможность автоматизации и объективного документиро-
вания, а также время проведения и себестоимость одного теста [13].
В соответствии с предъявляемыми во многих регламентируемых системах контроля в процессе воспроизводства и размножения семенного картофеля требованиями широкое распространение получил высокотехнологичный «сэндвич-вариант» иммуноферментного анализа (DAS-ELISA), который обладает чувствительностью определения патогенов в пределах 0,1.10 нг/мл [12].
При работе с семенным материалом в полевых питомниках важная роль отводится экспресс-диагностике патогенов в целях первичной оценки качества базовых клонов и их отбора для дальнейшего размножения [1].
В последние годы за рубежом для этого стали широко использовать метод иммунохроматографии на тест-полосках, который позволяет достоверно выявлять наличие вирусов в течение нескольких минут [15].
Цель наших исследований - разработка и освоение отечественных лабораторных тест-систем для рутинного тестирования и экспресс-анализов материала в процессе воспроизводства и размножения семенного картофеля.
Условия, материалы и методы. Разработку тест-системы «сэндвич-варианта» иммуноферментного анализа (ИФА) осуществляли в 1982-84 гг. в рамках комплексной целевой программы «Биотехнология» на основе совместных исследований Биологического факультета МГУ, Института биоорганической химии РАН и ВНИИКХ [8].
Технологические аспекты использования ИФА в практической селекционно-семеноводческой работе отрабатывали путем постановки специальных опытов
