Научная статья на тему 'ИЗОЛИНЕЙНОЕ КАРТОГРАФИРОВАНИЕ ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ПОЧВ В СИСТЕМЕ СТОКОРЕГУЛИРУЮЩИХ ЛЕСНЫХ ПОЛОС'

ИЗОЛИНЕЙНОЕ КАРТОГРАФИРОВАНИЕ ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ПОЧВ В СИСТЕМЕ СТОКОРЕГУЛИРУЮЩИХ ЛЕСНЫХ ПОЛОС Текст научной статьи по специальности «Науки о Земле и смежные экологические науки»

CC BY
71
12
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
ГУМУС / ПЛОТНОСТЬ ПОЧВЫ / ГРАНУЛОМЕТРИЧЕСКИЙ СОСТАВ ПОЧВ / ИЗОЛИНЕЙНОЕ КАРТОГРАФИРОВАНИЕ / СТОКОРЕГУЛИРУЮЩИЕ ЛЕСОПОЛОСЫ / ПОВЕРХНОСТНЫЙ СТОК ТАЛЫХ ВОД

Аннотация научной статьи по наукам о Земле и смежным экологическим наукам, автор научной работы — Шатровская М. О., Кошелев А. В.

Актуальность. Статья посвящена изучению взаимного влияния, оказываемого физико-химическими свойствами почвы, на процессы формирования поверхностного стока на малых водосборах в системе стокорегулирующих лесных полос посредством сопоставления изолинейных картографических изображений. Актуальность данного метода обусловлена возможностью визуализировать данные агрохимических анализов в требуемом тематическом аспекте. Объект. Лабораторные исследования проводились на образцах, отобранных в осенний период на опытном участке «Амфитеатр», расположенном на окончании южной части Приволжской возвышенности, между ограничивающими стационар с юга и севера балками: Пахотина и Григорова. Материалы и методы. Исследование основано на изучении и сопоставлении изолинейных изображений, составленных в программе Surfer 11 по данным лабораторного анализа гранулометрического состава, содержания гумуса, плотности почвы и координат точек отбора образцов. Анализ гранулометрического состава осуществлялся по методу Качинского в модификации Долгова и Личмановой. Анализ на гумус осуществлялся по Тюрину в модификации Никитина с спектрофотометрическим окончанием по Орлову и Гриндель. Плотность почвы была установлена методом режущего кольца. Результаты и выводы. При анализе и сопоставлении изолинейных изображений установлено, что на объекте исследования преобладающей почвенной разностью является супесь, исключение составляет низ склона, где почва представлена суглинком легким, переходящим с понижением в суглинок средний. Согласно картографическому изображению пространственного распределения гумуса, его содержание в центральной части объекта исследования и в нижней части склона перед лесной полосой минимально, в то время как под лесной полосой содержание гумуса значительно выше. Анализ картографического изображения плотности почвы позволил выявить закономерность и установить, что высокая плотность почвы наблюдается под лесной полосой и соответствует супесчаному типу почвы со значительным содержанием гумуса, относительно центра объекта исследования и нижней части склона, где наблюдается снижение плотности с переходом от легкосуглинистого к среднесуглинистому типу почвы. Таким образом, значение стокорегулирующих лесных полос в их влиянии как на физико-химические свойства почвы, так и на поверхностный сток бесспорно. Многолетние наблюдения и проведенный анализ подтверждают выявленную зависимость изменения физико-химических свойств почвы в пределах лесных полос.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по наукам о Земле и смежным экологическим наукам , автор научной работы — Шатровская М. О., Кошелев А. В.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

ISOLINEAR MAPPING OF PHYSICAL AND CHEMICAL PROPERTIES OF SOILS IN THE SYSTEM OF FLOW-REGULATING FOREST STRIPS

The article presents the results of isolinear mapping of granulometric composition, humus content and soil density. The features of the physicochemical properties of the soil in the field of view are determined and the influence of the stock-regulating forest belt on the processes occurring in the soil body is established. Introduction. The article is devoted to the study of the mutual influence exerted by the physicochemical properties of the soil on the formation of surface runoff in small catchments in the system of stock-regulating forest belts by comparing isolinear cartographic images. The relevance of this method is due to the ability to visualize the data of agrochemical analyzes in the required thematic aspect. Object. Laboratory studies were carried out on samples taken in the autumn period at the experimental site "Amphitheater" located at the end of the southern part of the Volga Upland, between the beams that border the station from the south and north: Pakhotina and Grigorova. Materials and methods. The study is based on the study and comparison of isolinear images compiled in the Surfer 11 program according to laboratory analysis of particle size distribution, humus content, soil density and coordinates of sampling points. The analysis of the particle size distribution was carried out according to the Kachinsky method modified by Dolgov and Lichmanova. Analysis for humus was carried out according to Tyurin in Nikitin's modification with spectrophotometric termination according to Orlov and Grindel. The soil density was determined using the cutting ring method. Results and conclusion. When analyzing and comparing isolinear images, it was found that at the object of study, the predominant soil difference is sandy loam, with the exception of the bottom of the slope, where the soil is represented by light loam, passing with a decrease into medium loam. According to the cartographic image of the spatial distribution of humus, its content in the central part of the study object and in the lower part of the slope in front of the forest belt is minimal, while under the forest belt the humus content is much higher. Analysis of the cartographic image of the soil density made it possible to identify a pattern and establish that a high soil density is observed under the forest belt and corresponds to a sandy loam soil type with a significant humus content, relative to the center of the study object and the lower part of the slope, where there is a decrease in density with a transition from light loamy to medium loamy soil type. Thus, the importance of stock-regulating forest belts in their influence both on the physicochemical properties of the soil and on the surface runoff is undeniable. Long-term observations and the analysis carried out confirm the revealed dependence of changes in the physicochemical properties of the soil within the forest belts.

Текст научной работы на тему «ИЗОЛИНЕЙНОЕ КАРТОГРАФИРОВАНИЕ ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ПОЧВ В СИСТЕМЕ СТОКОРЕГУЛИРУЮЩИХ ЛЕСНЫХ ПОЛОС»

НИЖНЕВОЛЖСКОГО АГРОУНИВЕРСИТЕТСКОГО КОМПЛЕКСА НАУКА И ВЫСШЕЕ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ ОБРАЗОВАНИЕ

DOI: 10.32786/2071-9485-2022-01-20 ISOLINEAR MAPPING OF PHYSICAL AND CHEMICAL PROPERTIES OF SOILS IN THE SYSTEM OF FLOW-REGULATING FOREST STRIPS

M.O. Shatrovskaya, A.V. Koshelev

Federal State Budget Scientific Institution «Federal Scientific Centre of Agro-ecology, Complex Melioration and Protective Afforestation of the Russian Academy of Sciences», Volgograd

Received 10.12.2021 Submitted 16.02.2022

The research was carried out within the framework of the state task of the Federal Scientific Center for Agroecology, Complex Melioration and Protective Afforestation of the Russian Academy of Sciences FNFE-2022-0007 "Theory and principles of the formation of adaptive agroforest reclamation complexes in the dry steppe zone of the south of the Russian Federation in the context of climate

change"

Summary

The article presents the results of isolinear mapping of granulometric composition, humus content and soil density. The features of the physicochemical properties of the soil in the field of view are determined and the influence of the stock-regulating forest belt on the processes occurring in the soil body is established.

Abstract

Introduction. The article is devoted to the study of the mutual influence exerted by the physicochemical properties of the soil on the formation of surface runoff in small catchments in the system of stock-regulating forest belts by comparing isolinear cartographic images. The relevance of this method is due to the ability to visualize the data of agrochemical analyzes in the required thematic aspect. Object. Laboratory studies were carried out on samples taken in the autumn period at the experimental site "Amphitheater" located at the end of the southern part of the Volga Upland, between the beams that border the station from the south and north: Pakhotina and Grigorova. Materials and methods. The study is based on the study and comparison of isolinear images compiled in the Surfer 11 program according to laboratory analysis of particle size distribution, humus content, soil density and coordinates of sampling points. The analysis of the particle size distribution was carried out according to the Kachinsky method modified by Dolgov and Lichmanova. Analysis for humus was carried out according to Tyurin in Nikitin's modification with spectrophotometric termination according to Orlov and Grindel. The soil density was determined using the cutting ring method. Results and conclusion. When analyzing and comparing isolinear images, it was found that at the object of study, the predominant soil difference is sandy loam, with the exception of the bottom of the slope, where the soil is represented by light loam, passing with a decrease into medium loam. According to the cartographic image of the spatial distribution of humus, its content in the central part of the study object and in the lower part of the slope in front of the forest belt is minimal, while under the forest belt the humus content is much higher. Analysis of the cartographic image of the soil density made it possible to identify a pattern and establish that a high soil density is observed under the forest belt and corresponds to a sandy loam soil type with a significant humus content, relative to the center of the study object and the lower part of the slope, where there is a decrease in density with a transition from light loamy to medium loamy soil type. Thus, the importance of stock-regulating forest belts in their influence both on the physicochemical properties of the soil and on the surface runoff is undeniable. Long-term observations and the analysis carried out confirm the revealed dependence of changes in the physicochemical properties of the soil within the forest belts.

Key words: humus, soil densit, soil grain size distribution, mapping of the spatial, flow control forest belts, surface melt water runoff.

Citation. Shatrovskaya M.O., Koshelev A.V. Isolinear mapping of physical and chemical properties of soils in the system of flow-regulating forest strips. Proc. of the Lower Volga Agro-University Comp. 2022. 1(65). 209-219 (in Russian). DOI: 10.32786/2071-9485-2022-01-20.

Author's contribution. All authors of this research paper have directly participated in the planning, execution, or analysis of this study. All authors of this paper have read and approved the final version submitted.

Conflict of interest. The authors declare no conflict of interest.

***** И£ЗВЕСТ^£^1 *****

НИЖНЕВОЛЖСКОГО АГРОУНИВЕРСИТЕТСКОГО КОМПЛЕКСА: № 1 2022

НАУКА И ВЫСШЕЕ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ ОБРАЗОВАНИЕ

УДК 631.412

ИЗОЛИНЕЙНОЕ КАРТОГРАФИРОВАНИЕ ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ПОЧВ В СИСТЕМЕ СТОКОРЕГУЛИРУЮЩИХ ЛЕСНЫХ ПОЛОС

М. О. Шатровская, младший научный сотрудник А. В. Кошелев, кандидат сельскохозяйственных наук

ФГБНУ «Федеральный научный центр агроэкологии, комплексных мелиораций и защитного лесоразведения Российской академии наук», г. Волгоград

Дата поступления в редакцию 10.12.2021 Дата принятия к печати _16.02.2022

Исследования проведены в рамках выполнения государственного задания Федерального научного центра агроэкологии, комплексной мелиорации и защитного лесоразведения Российской академии наук FNFE-2022-0007 «Теория и принципы формирования адаптивных агролесомелиоративных комплексов сухостепной зоны юга РФ в контексте климатических изменений»

Актуальность. Статья посвящена изучению взаимного влияния, оказываемого физико-химическими свойствами почвы, на процессы формирования поверхностного стока на малых водосборах в системе стокорегулирующих лесных полос посредством сопоставления изолинейных картографических изображений. Актуальность данного метода обусловлена возможностью визуализировать данные агрохимических анализов в требуемом тематическом аспекте. Объект. Лабораторные исследования проводились на образцах, отобранных в осенний период на опытном участке «Амфитеатр», расположенном на окончании южной части Приволжской возвышенности, между ограничивающими стационар с юга и севера балками: Пахотина и Григорова. Материалы и методы. Исследование основано на изучении и сопоставлении изолинейных изображений, составленных в программе Surfer 11 по данным лабораторного анализа гранулометрического состава, содержания гумуса, плотности почвы и координат точек отбора образцов. Анализ гранулометрического состава осуществлялся по методу Качинского в модификации Долгова и Личмановой. Анализ на гумус осуществлялся по Тюрину в модификации Никитина с спектрофотометрическим окончанием по Орлову и Гриндель. Плотность почвы была установлена методом режущего кольца. Результаты и выводы. При анализе и сопоставлении изолинейных изображений установлено, что на объекте исследования преобладающей почвенной разностью является супесь, исключение составляет низ склона, где почва представлена суглинком легким, переходящим с понижением в суглинок средний. Согласно картографическому изображению пространственного распределения гумуса, его содержание в центральной части объекта исследования и в нижней части склона перед лесной полосой минимально, в то время как под лесной полосой содержание гумуса значительно выше. Анализ картографического изображения плотности почвы позволил выявить закономерность и установить, что высокая плотность почвы наблюдается под лесной полосой и соответствует супесчаному типу почвы со значительным содержанием гумуса, относительно центра объекта исследования и нижней части склона, где наблюдается снижение плотности с переходом от легкосуглинистого к среднесу-глинистому типу почвы. Таким образом, значение стокорегулирующих лесных полос в их влиянии как на физико-химические свойства почвы, так и на поверхностный сток бесспорно. Многолетние наблюдения и проведенный анализ подтверждают выявленную зависимость изменения физико-химических свойств почвы в пределах лесных полос.

Ключевые слова: гумус, плотность почвы, гранулометрический состав почв, изолинейное картографирование, стокорегулирующие лесополосы, поверхностный сток талых вод.

Цитирование. Шатровская М. О., Кошелев А. В. Изолинейное картографирование физико-химических свойств почв в системе стокорегулирующих лесных полос. Известия НВ АУК. 2021. 1(65). 209-219. DOI: 10.32786/2071-9485-2022-01-20.

Авторский вклад. Все авторы настоящего исследования принимали непосредственное участие в планировании, выполнении или анализе данного исследования. Все авторы настоящей статьи ознакомились с представленным окончательным вариантом и одобрили его.

Конфликт интересов. Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

НИЖНЕВОЛЖСКОГО АГРОУНИВЕРСИТЕТСКОГО КОМПЛЕКСА: НАУКА И ВЫСШЕЕ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ ОБРАЗОВАНИЕ

Введение. Почва, являясь важнейшим элементом сельского хозяйства и одним из национальных богатств, подвержена как природному, так и негативному антропогенному воздействию. Вследствие такого воздействия качество почвы ухудшается, нарушается её устойчивость и теряется продуктивность [9, 19]. Наиболее негативным и неблагоприятным фактором являются процессы эрозии, формирующиеся на склонах под действием поверхностного стока [13] Устойчивость почвы перед эрозионными процессами отражают её химико-физические свойства, сформированные под действием процессов почвообразования. В процессах почвообразования немаловажным фактором являются лесные насаждения, в частности искусственно созданные на малых водосборах стокорегулирующие лесные полосы.

Цель исследования состояла в изучении влияния физико-химических свойств почвы на процесс формирования поверхностного стока в системе стокорегулирующих полос посредством построения изолинейных картографических изображений. Для реализации поставленной цели решался комплекс задач, включающий в себя, помимо рассмотрения теоретико-методологических материалов по опытному объекту [2, 3], исследование отобранных образцов посредством проведения лабораторных анализов и создания изолинейных картографических изображений по проанализированным данным.

Материалы и методы. Объект исследования - почвенный покров светло-каштановых почв в системе стокорегулирующих лесных полос. Территория рассматриваемого объекта - стоково-эрозионного стационара «Амфитеатр» (стационар ФНЦ агроэкологии РАН) - располагается в окрестностях г. Волгограда между балками Пахотина и Григо-рова. Тестовый участок расположен на склоне восточной экспозиции крутизной 3° около стокорегулирующей лесной полосы (рисунок 1). Почвенный покров данного участка представлен светло-каштановым подтипом, включающим легкосуглинистые, среднесуглини-стые и супесчаные разности. В пределах участка с 1948-1950 гг. создана система стокоре-гулирующих лесных полос. Весной на объекте исследования формируется интенсивный поверхностный сток, что отражено в физико-химических свойствах почвы [6].

Рисунок 1 - Космосхема тестового участка стоково-эрозионного стационара «Амфитеатр» Figure 1 - Space diagram of the test section of the drain-erosion station «Amphitheater»

НИЖНЕВОЛЖСКОГО АГРОУНИВЕРСИТЕТСКОГО КОМПЛЕКСА НАУКА И ВЫСШЕЕ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ ОБРАЗОВАНИЕ

Исследование территории осуществлялось посредством изучения литературных источников, космоснимков и полученных в ходе лабораторных анализов данных. Комплексное изучение многолетних материалов и результатов лабораторного анализа выявило тенденцию формирования на участке особого режима поверхностного стока, зависящую не только от физико-географических особенностей территории, но и в частности от почвенных условий, претерпевших изменения за последние 70 лет под действием стокорегулирующих лесных полос.

Исследование основано на массиве статистических данных, а также на данных, полученных вследствие проведения агрохимических анализов. Отбор осуществлялся с 5 площадок, где точки отбора образцов имеют цифровое обозначение от 1 до 17, 15 из которых расположены в открытом поле, а 2 - в пределах лесной полосы. Всего было отобрано 85 образцов, из которых на каждой точке взято 5 проб, соответствовавших глубинам: 0-0,1, 0,1-0,2, 0,2-0,3, 0,3-0,4, 0,4-0,5 м.

Анализ гранулометрического состава проводился пипеточным методом по методике Качинского с подготовкой почвенных образцов пирофосфатным методом по Долгову и Личмановой. Процентное содержание почвенных частиц различного размера вычислялось по формуле [14]:

, а*1000*100

Ф =-;

Ь*т

где а - вес каждой фракции, г; b - объем пипетки, мм; m - вес абсолютно сухой почвы (взятой навески для анализа), г.

Содержание гумуса в почвенных образцах определяли по методу Тюрину в модификации Никитина с спектрофотометрическим окончанием по Орлову и Гриндель. Данный метод позволяет повысить производительность проводимых анализов в 2 раза [1].

Определение плотности грунта проводилось согласно «ГОСТ 5180-84 Грунты. Методы лабораторного определения физических характеристик» методом режущего цилиндра. Выбор метода объясняется его простотой и применимостью к немерзлым грунтам песчаного и глинистого типов почвы [14, 17]. Плотность почвы представляет собой отношение массы отобранного режущим цилиндром образца почвы к его объему и вычисляется по формуле:

m - m р=—;

где m - вес образца грунта с цилиндром; mi - вес цилиндра, г; V - объем грунта, находящегося в кольце, см3.

Для визуализации имеющихся данных в пространственном аспекте использовалась программа Surfer 11, где по методике изолинейного картографирования почвенных свойств были составлены картографические изображения [10]. Для построения изолинейных карт были созданы файлы с XYZ-данными, где географические координаты X и Y - точки взятия образца, а Z - результат анализа (гранулометрический состав, содержание гумуса, плотность почвы) [11].

Результаты и обсуждение. Благодаря накопленным экспериментальным исследованиям и материалам, посвященным вопросу поверхностного стока талых вод на опытном участке [4, 5, 7], а также на основе собственных проведенных исследований, было осуществлено обобщение имеющихся данных и установлена взаимосвязь между характером стока и физико-химическими свойствами почвы. Данная взаимосвязь была визуализирована и обнаружена благодаря изолинейному методу картографирования, призванному детально отражать количественную информацию и вычислять математи-ко-статистические показатели с определенной точностью [15].

НИЖНЕВОЛЖСКОГО АГРОУНИВЕРСИТЕТСКОГО КОМПЛЕКСА НАУКА И ВЫСШЕЕ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ ОБРАЗОВАНИЕ

Важным моментом в проводимых исследованиях, позволяющим сопоставлять данные агрохимических анализов с исследуемой территорией, являются созданные изолинейные картографические изображения. Для визуализации полученных в ходе анализов данных и их сравнения было создано три изолинейных карты, которые характеризуют гранулометрический состав (рисунок 2), содержание гумуса (рисунок 3) и плотность исследуемых почв (рисунок 4). Каждое картографическое изображение было построено автоматически в программе Surfer 11 на основе файла grid, в котором содержались данные о координатах точек в регулярной сетке и данные о гранулометрическом составе, содержании гумуса и плотности почвы.

При построении изолинейного изображения с данными пространственного распределения гранулометрического состава (т.к. по итогу анализа выявлено было три основные почвенные разности), каждая разность получила числовое значение в соответствии с диапазоном между типами равному 0,2 начиная с 1 (супесь - 1; суглинок легкий 1,2: суглинок средний 1,4), где каждому типу почвы соответствовал определенный цвет. Супесь имеет коричневый цвет, суглинок легкий представлен оранжевым и суглинок средний - желтый.

В результате проведенного гранулометрического анализа выявлены супесчаные и суглинистые фракции. Нижний участок склона, включающий точки КВ, КС, СС представлен суглинком легким с содержанием физической глины от 20,18 % до 29,60 %, переходящим в точках СВ, ПС, КН, СН в суглинок средний с содержанием физической глины от 35,75 % до 41,12 %. На остальной части тестового участка, в частности под лесной полосой преобладает супесчаный тип почвы с содержанием физической глины от 13,22% до 19,59 %. Пространственный анализ изолинейной карты позволил установить, что почвенный покров исследуемой территории, с точки зрения показателя гранулометрического состава почв, на большей части изучаемого объекта однороден и в основном представлен супесью.

Рисунок 2 - Изолинейное изображение пространственного распределения гранулометрического состава

Figure 2 - Isolinear image of the spatial distribution of granulometric composition

***** *****

НИЖНЕВОЛЖСКОГО АГРОУНИВЕРСИТЕТСКОГО КОМПЛЕКСА: НАУКА И ВЫСШЕЕ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ ОБРАЗОВАНИЕ

Анализ изолинейного изображения пространственного распределения содержания гумуса в изученных образцах свидетельствует о том, что его содержание варьирует и заметно изменяется под лесной полосой [18]. Установлено, что наименьшие значение имеют точки КОС и ПС, расположенные на открытом участке в центре, и точки КВ и КС, расположенные в нижней части склона, где почва соответствует среднесуглинистой и легкосуглинистой почвенной разности. В среднем можно констатировать, что открытый участок имеет слабую обеспеченность гумусом. Величина гумуса в точках КОС, ПС, КВ и КС несколько выше, чем в нижней части склона, и колеблется от 0,73 % до 0,84 %. Наиболее высокие значения имеют точки СЛ, КЛ, СН, КОН (от 0,89 % до 1,47 %), сосредоточенные близ лесной полосы и под ней, где почва представлена супесью.

Рисунок 3 - Изолинейное изображение пространственного распределения гумуса Figure 3 - Isoline image of the spatial distribution of humus

При изучении изолинейного изображения пространственного распределения плотности почвы получены результаты, согласно которым наименьшие значения характерны для точек, расположенных в нижней части склона тестового участка (от 1,28 до 1,35 г). Наибольшее же значение наблюдается в точках, расположенных в пределах лесной полосы (от 1,44 до 1,53 г) и в верхней части склона (от 1,44 до 1,48 г).

Примечательно, что чем меньше содержание гумуса в почве, согласно проведенным анализам, тем выше её плотность, при этом структура почвы четко выражена. И обратная ситуация, когда плотность почвы выше и при этом отмечается её бедность органическим веществом и бесструктурность.

Характеристика почв изучаемого объекта и полученные в ходе лабораторных анализов данные позволяют на основе созданных изолинейных изображений сделать выводы о формировании поверхностного стока талых вод и сформировать представление о характерной зависимости гранулометрического состава почвы от содержания в ней гумуса и её плотности.

НИЖНЕВОЛЖСКОГО АГРОУНИВЕРСИТЕТСКОГО КОМПЛЕКСА: НАУКА И ВЫСШЕЕ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ ОБРАЗОВАНИЕ

Таким образом, полученные в ходе лабораторных анализов данные физико-химических свойств почвы в совокупности с теоретическими данными многолетних исследований [2, 3, 8, 12] на объекте дают четкое основание полагать, что поверхностный сток менее интенсивен и в целом незначителен в пределах стокорегулирующей лесной полосы. Это можно объяснить тем, что процесс смыва в пределах стокорегули-рующей полосы компенсируется процессом почвообразования, в отличие от открытых участков, где этот процесс практически отсутствует [ 16, 20].

Из изложенного выше следует, что почва наиболее устойчива к поверхностному стоку там, где гранулометрический состав представлен супесью со значительным содержанием органического вещества. Это объясняется возможностью супеси поглощать часть водного потока.

Рисунок 4 - Изолинейное изображение пространственного распределения плотности почвы

Выводы. При подведении научных результатов исследований можно констатировать, что высокая плотность в сочетании с высоким содержанием гумуса преобладает на объекте исследования под стокорегулирующей полосой, где отмечен гранулометрический состав почвы соответствующей супеси. Стоит заметить, что супесь имеет достаточно хорошую водопоглотительную способность, что, несомненно, отражается на характере поверхностного стока в пределах стокорегулирующей полосы, где сток менее интенсивен, чем на открытом участке. Иная ситуация отмечена на открытых участках и у подножия склона стационара, где почва бедна органическим веществом. Плотность почвы на данных участках по трансекте снижается, а почвенная разность переходит от суглинка легкого к суглинку среднему. На участках с гранулометрическим составом суглинок легкий и суглинок средний в сочетании с низкой плотностью и уклоном поверхностный сток может возрастать, достигая наиболее разрушительной силы в конце склона.

--1 5

- 1 S8

— 1 аа

--1 54

-II 52

--I S

--1 ¿S

— 1 ¿е

- 1 14

1 42

--1 i

--I

— 1 эе

— 1 34

■ 1 32 - 1 э

— - 1 28

■ 1.2Й

- 1 24

-1 22

m 1 2

1 IS I 1(3 I 14

■I |j2 I I

Figure 4 - Isoline image of the spatial distribution of soil density

НИЖНЕВОЛЖСКОГО АГРОУНИВЕРСИТЕТСКОГО КОМПЛЕКСА НАУКА И ВЫСШЕЕ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ ОБРАЗОВАНИЕ

Таким образом, изолинейное картографирование позволяет проследить взаимосвязь между физико-химическими свойствами почвы, а также подтвердить предположение о решающем значении стокорегулирующей лесной полосы в процессах трансформации почвенных свойств под действием лесных насаждений, способствующих, помимо стокорегуляции, улучшению условий почвообразования. Лесные полосы, наряду с почвозащитной и стокорегулирующей функцией, ускоряют процессы почвообразования посредством насыщения почвы дополнительным органическим веществом.

Зная физико-химические свойства почвы и характер оказываемого ими влияния на поверхностный сток, можно определить комплекс мер (опираясь на визуальную картину в виде изолинейно построенных карт свойств почвы), направленных на предупреждение эрозионно-гидрологических процессов и управление ими с целью предотвращения поверхностного смыва.

Библиографический список

1. Анализ почвы: справочник. Минералогические, органические и неорганические методы анализа / под ред. М. Пансю, Ж. Готеру. СПб.: ЦОП «Профессия», 2014. 800 с.

2. Барабанов А. Т., Былычев Р. Д., Кулик А. В. Влияние стокорегулирующих лесополос на природные факторы эрозионно-гидрологического процесса // Известия Оренбургского государственного аграрного университета. 2015. № 5 (55). С. 24-27.

3. Барабанов А. Т. Закономерности формирования поверхностного стока талых вод с пахотных земель разных типов в лесостепной и степной части бассейнов дона и волги // Водные ресурсы. 2020. Т. 46. № 7. С. 710-718.

4. Барабанов А. Т., Фомин С. Д., Кулик А. В. К вопросу о стокорегулирущей роли лесомелиоративных и агротехнических противоэрозионных мероприятий // Известия Нижневолжского агроуниверситетского комплекса. 2019. № 3 (55). С. 1-11.

5. Барабанов А. Т., Кулик К. Н. Теоретическое обоснование агролесомелиоративного адаптивно-ландшафтного обустройства сельскохозяйственных земель // Известия Нижневолжского агроуниверситетского комплекса. 2020. № 4 (60). С. 48-59.

6. Барабанов А. Т. Эрозионно-гидрологическая оценка взаимодействия природных и антропогенных факторов формирования поверхностного стока талых вод и адаптивно-ландшафтное земледелие. Волгоград: ФНЦ агроэкологии РАН, 2017. 188 с.

7. Барабанов А. Т., Кулик А. В. Эффективность применения кулис из сельскохозяйственных растений в системе стокорегулирующих лесополос // Известия Нижневолжского аг-роуниверситетского комплекса: Наука и высшее профессиональное образование. 2019. № 1 (53). С. 41-47.

8. Влияние стокорегулирующих лесополос на природные факторы эрозионногидроло-гического процесса / А. Т. Барабанов, Р. Д. Балычев, А. В. Кулик, М. М. Кочкарь // Известия Оренбургского государственного аграрного университета. 2015. № 5 (55). С. 24-27.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

9. Зеленев А. В., Беленков А. И. Адаптивно-ландшафтные системы земледелия. Волгоград: ВГСХА, 2018. 316 с.

10. Кошелев А. В. Картографирование гранулометрического состава темно-каштановых почв в агролесоландшафтах Волгоградской области // Агроэкологические проблемы почвоведения и земледелия: сборник докладов международной научно-практической конференции Курского отделения МОО «Общество почвоведов имени В. В. Докучаева». Курск: ФГБНУ ВНИИЗиЗПЭ, 2017. С. 168-172.

11. Кошелев А. В. Картографирование пространственного распределения физико-химических показателей агролесомелиорированных почв // Антропогенная трансформация геопространства: история и современность: материалы III Международной научно-практической конференции, Волгоград 17-20 мая 2016 г. Волгоград: ВолГУ, 2016. С. 390-393.

12. Кулик К. Н. Защитные лесные насаждения - основа экологического каркаса агротер-риторий // Вестник российской сельскохозяйственной науки. 2018. № 1. С. 18-21.

НИЖНЕВОЛЖСКОГО АГРОУНИВЕРСИТЕТСКОГО КОМПЛЕКСА НАУКА И ВЫСШЕЕ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ ОБРАЗОВАНИЕ

13. Шабаев А. И. Избранные труды. Эрозия почв и адаптивно-ландшафтное земледелие. Саратов: ФГБНУ «НИИСХЮВ», 2017. 648 с.

14. Шеуджен А. Х., Бондарева Т. Н. Методика агрохимических исследований и статистическая оценка их результатов. Изд. 2-е перераб. и доп. Майкоп: ОАО «Полиграф-Юг», 2015. 664 с.

15. Юферев В. Г., Юферев М. В. Оценка эрозионного состояния агроландшафтов по космоснимкам // Научно-агрономический журнал. 2018. № 1 (102). С. 26-28.

16. Cherubin M. R., Chavarro-Bermeo J. P. Agroforestry systems improve soil physical quality in northwestern Colombian Amazon // Agroforest Syst. 2019. № 93. P. 1741-1753.

17. Paltineanu C., Lacatusu R., Vrinceanu A. Comparing soil physical properties in for-est soils and arable soils within heavy-clay Phaeozems: an environmental case study in Romania // Agro-forest Syst. 2020. № 94. P. 113-123.

18. Paul O. O., Sekhon B. S. Spatial variability and simulation of soil organic carbon un-der different land use systems: geostatistical approach // Agroforest Syst. 2019. № 93. P. 1389-1398.

19. Stocker C. M., Bamberg A. L. Short-term soil physical quality improvements pro-moted by an agroforestry system // Agroforest Syst. 2020. № 94. P. 2053-2064.

20. Vijay K., Devendra K. Modelling of soil permeability using different data driven algorithms based on physical properties of soil // Journal of Hydrology. 2020. № 58. P. 230-241.

Conclusions. When summarizing the scientific results of the research, it can be stated that high density in combination with a high content of humus prevails on the object of study under the flow-regulating strip, where the type of soil is sandy loam. It is worth noting that the sandy loam has a fairly good water absorption capacity, which undoubtedly affects the nature of surface runoff within the flow-regulating band, where the flow is less intense than in the open area. A different situation is observed in open areas and at the foot of the slope of the hospital, where the soil is poor in organic matter. The density of the soil in these areas decreases with descent, and the type of soil changes from light loam to medium loam. In areas with a soil type of light loam and medium loam, combined with low density and surface slope, surface runoff can increase, reaching the most destructive force at the end of the slope.

Thus, isolinear mapping allows us to trace the relationship between the physico-chemical properties of the soil, and also confirm the assumption about the critical importance storehouses forest belt in the processes of transformation of soil properties under the influence of forest plantations, promoting, in addition to stateregulation, to improve the conditions of soil formation. Forest strips, along with soil protection and flow-regulating functions, accelerate the processes of soil formation by saturating the soil with additional organic matter.

Knowing the physical and chemical properties of the soil and the nature of their impact on surface runoff, it is possible to determine a set of measures (based on a visual picture in the form of isolinearly constructed maps of soil properties) aimed at preventing erosion and hydrological processes and managing them in order to prevent surface washout.

References

1. Analiz pochvy: spravochnik. Mineralogicheskie, organicheskie i neorganicheskie metody analiza / pod red. M. Pansyu, Zh. Goteru. SPb.: COP "Professiya", 2014. 800 p.

2. Barabanov A. T., Bylychev R. D., Kulik A. V. Vliyanie stokoreguliruyuschih le-sopolos na prirodnye faktory jerozionno-gidrologicheskogo processa // Izvestiya Orenburgskogo gosudarstven-nogo agrarnogo universiteta. 2015. № 5 (55). P. 24-27.

3. Barabanov A. T. Zakonomernosti formirovaniya poverhnostnogo stoka talyh vod s pa-hotnyh zemel' raznyh tipov v lesostepnoj i stepnoj chasti bassejnov dona i volgi // Vodnye resursy. 2020. T. 46. № 7. P. 710-718.

4. Barabanov A. T., Fomin S. D., Kulik A. V. K voprosu o stokoreguliruschej roli lesomelio-rativnyh i agrotehnicheskih protivo]rozionnyh meropriyatij // Izvestiya Nizhnevolzhskogo agrouniver-sitetskogo kompleksa. 2019. № 3 (55). P. 1-11.

НИЖНЕВОЛЖСКОГО АГРОУНИВЕРСИТЕТСКОГО КОМПЛЕКСА НАУКА И ВЫСШЕЕ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ ОБРАЗОВАНИЕ

5. Barabanov A. T., Kulik K. N. Teoreticheskoe obosnovanie agrolesomeliorativnogo adap-tivno-landshaftnogo obustrojstva sel'skohozyajstvennyh zemel' // Izvestiya Nizhnevolzhskogo agrouniversitetskogo kompleksa. 2020. № 4 (60). P. 48-59.

6. Barabanov A. T. }rozionno-gidrologicheskaya ocenka vzaimodejstviya prirodnyh i antro-pogennyh faktorov formirovaniya poverhnostnogo stoka talyh vod i adaptivno-landshaftnoe zemlede-lie. Volgograd: FNC agrojekologii RAN, 2017. 188 p.

7. Barabanov A. T., Kulik A. V. Jeffektivnost' primeneniya kulis iz sel'skohozyaj-stvennyh rastenij v sisteme stokoreguliruyuschih lesopolos // Izvestiya Nizhnevolzhskogo agrouniversitetskogo kompleksa: Nauka i vysshee professional'noe obrazovanie. 2019. № 1 (53). P. 41-47.

8. Vliyanie stokoreguliruyuschih lesopolos na prirodnye faktory jerozionnogidrologicheskogo processa / A. T. Barabanov, R. D. Balychev, A. V. Kulik, M. M. Kochkar' // Izvestiya Orenburgskogo gosudarstvennogo agrarnogo universiteta. 2015. № 5 (55). P. 24-27.

9. Zelenev A. V., Belenkov A. I. Adaptivno-landshaftnye sistemy zemledeliya. Volgograd: VGSXA, 2018. 316 p.

10. Koshelev A. V. Kartografirovanie granulometricheskogo sostava temno-kashtanovyh pochv v agrolesolandshaftah Volgogradskoj oblasti // Agrojekologicheskie problemy pochvovedeniya i zemledeliya: sbornik dokladov mezhdunarodnoj nauchno-prakticheskoj konferencii Kurskogo otdeleniya MOO "Obschestvo pochvovedov imeni V. V. Dokuchaeva". Kursk: FGBNU VNIIZiZPJe, 2017. P.168-172.

11. Koshelev A. V. Kartografirovanie prostranstvennogo raspredeleniya fiziko-himicheskih pokazatelej agrolesomeliorirovannyh pochv // Antropogennaya transformaciya geoprostranstva: istori-ya i sovremennost': materialy III Mezhdunarodnoj nauchno-prakticheskoj konferencii, Volgograd 1720 maya 2016 g. Volgograd: VolGU, 2016. P. 390-393.

12. Kulik K. N. Zaschitnye lesnye nasazhdeniya - osnova jekologicheskogo karkasa agroterri-torij // Vestnik rossijskoj sel'skohozyajstvennoj nauki. 2018. № 1. P. 18-21.

13. Shabaev A. I. Izbrannye trudy. Jeroziya pochv i adaptivno-landshaftnoe zem-ledelie. Saratov: FGBNU "NIISXYuV", 2017. 648 p.

14. Sheudzhen A. H., Bondareva T. N. Metodika agrohimicheskih issledovanij i statistich-eskaya ocenka ih rezul'tatov. Izd. 2-e pererab. i dop. Majkop: OAO "Poligraf-Yug", 2015. 664 p.

15. Yuferev V. G., Yuferev M. V. Ocenka jerozionnogo sostoyaniya agrolandshaftov po kos-mosnimkam // Nauchno-agronomicheskij zhurnal. 2018. № 1 (102). P. 26-28.

16. Cherubin M. R., Chavarro-Bermeo J. P. Agroforestry systems improve soil physical quality in northwestern Colombian Amazon // Agroforest Syst. 2019. № 93. P. 1741-1753.

17. Paltineanu C., Lacatusu R., Vrinceanu A. Comparing soil physical properties in for-est soils and arable soils within heavy-clay Phaeozems: an environmental case study in Romania // Agro-forest Syst. 2020. № 94. P. 113-123.

18. Paul O. O., Sekhon B. S. Spatial variability and simulation of soil organic carbon un-der different land use systems: geostatistical approach // Agroforest Syst. 2019. № 93. P. 1389-1398.

19. Stocker C. M., Bamberg A. L. Short-term soil physical quality improvements pro-moted by an agroforestry system // Agroforest Syst. 2020. № 94. P. 2053-2064.

20. Vijay K., Devendra K. Modelling of soil permeability using different data driven algorithms based on physical properties of soil // Journal of Hydrology. 2020. № 58. P. 230-241.

Authors Information

Shatrovskaya Maria Olegovna, Junior Researcher, Laboratory of agrotechnologies and farming systems in agroforest landscapes of the Federal Research Center for Agroecology of the Russian Academy of Sciences (Russia, 400062, Volgograd, Universitetsky Ave., 97), ORCID: 0000-0002-3202-4184 e-mail: shatrovskayam@vfanc.ru

Koshelev Alexander Valentinovich, Leading Researcher, Head of the Laboratory of agrotechnologies and farming systems in agroforest landscapes of the Federal Research Center for Agroecology of the Russian Academy of Sciences, Candidate of agricultural sciences (Russia, 400062, Volgograd, Universitetsky Ave., 97), ORCID 0000-0003-4048-7549 e-mail: alexkosh@mail.ru

НИЖНЕВОЛЖСКОГО АГРОУНИВЕРСИТЕТСКОГО КОМПЛЕКСА НАУКА И ВЫСШЕЕ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ ОБРАЗОВАНИЕ

Информация об авторах Шатровская Мария Олеговна, младший научный сотрудник лаборатории агротехнологий и систем земледелия в агролесоландшафтах ФНЦ агроэкологии РАН (РФ, 400062, г. Волгоград, пр-т Университетский, 97), ORCID 0000-0002-3202-4184 e-mail: shatrovskayam@vfanc.ru Кошелев Александр Валентинович, ведущий научный сотрудник, заведующий лабораторией аг-ротехнологий и систем земледелия в агролесоландшафтах ФНЦ агроэкологии РАН (РФ, 400062, г. Волгоград, пр-т Университетский, 97), кандидат сельскохозяйственных наук, ORCID: 0000-00034048-7549 e-mail: alexkosh@mail.ru

DOI: 10.32786/2071-9485-2022-01-21 EFFICIENCY OF USING OF LIQUID HUMIC FERTILIZER «GUMAVIT»

IN CROPS OF SPRING BARLEY

1 2 2 S.N. Rodionov1, S.A. Rodionova2, N.Yu. Petrov2,

E.K. Kuvshinova3, E.A. Zakharova2

1Production laboratory - Limited Liability Company «Granit Agro», Moscow

2

Federal State Budget Educational Institution of Higher Education «Volgograd State Agrarian University», Volgograd 3Azovo-Black Sea Engineering Institute - the branch of the Federal State Budget Educational Institution of Higher Education «Don State Agrarian University», Zernograd

Received 25.09.2021 Submitted 09.03.2022

Summary

The paper presents the results of determining the effectiveness of liquid humic fertilizer based on peat Gumavit on the yield of spring barley. Gumavit was used to treat seeds before sowing and plants during the growing season. During the years of research, not only the positive effect of Gumavit on the productivity of this crop was established, but also the varietal reaction of spring barley.

Abstract

Introduction. Industrial production of humic preparations both in Russia and within the scope of foreign countries located at large enterprises. Currently, the production capacity of fertilizer plants is redirecting its attention to the production of biostimulants based on humic emissions and other consumption sources. Object. The object of research was the varieties of spring barley Vakula and Gris. Materials and methods. The studies were carried out on the multi-row variety Vakula of the selection of the North Caucasian Federal Scientific Agrarian Center and the two-row variety Gris of the selection of the Federal State Budget Scientific Institution «Agrarian Research Center «Donskoy». The subject of the study was a liquid humic fertilizer based on peat Gumavit. Field studies to determine the effectiveness of Gumavit were carried out in 2019 - 2021 according to the method of B.A. Dospekhov (2011). Results and conclusion. The grain yield during the years of research primarily depended on the amount of precipitation and only in the next turn on the stimulating effect of Gumavit. When using a liquid fertilizer based on peat Gumavit, in years of insufficient moisture, preference should be given to the Vakula variety, and in case of excessive moisture, to the Gris variety. For this, long-term agrometeorological forecasts in the cultivation zone should be taken into account. With precipitation in terms of the amount close to the average long-term values, both monthly and seasonally, the stimulating effect of Gumavit as a fertilizer was more significant in relation to the control. When the amount of precipitation is lower than the average long-term values, the stimulating effect of Gumavit was not manifested, and when the amount of precipitation was much higher than the average annual values (two or more times), the stimulating effect of Gumavit was not fully manifested.

Key words: Gumavit, rainfall, spring barley, variety, yield, increase.

Citation. Rodionov S.N., Rodionova S.A., Petrov N.Yu., Kuvshinova E.K., Zakharova E.A. Efficiency of using of liquid humic fertilizer «Gumavit» in crops of spring barley. Proc. of the Lower Volga Agro-University Comp. 2022. 1(65). 219-227 (in Russian). DOI: 10.32786/2071-9485-2022-01-21.

Author's contribution. All authors of this research paper have directly participated in the planning, execution, or analysis of this study. All authors of this paper have read and approved the final version submitted.

Conflict of interest. The authors declare no conflict of interest.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.