CC BY
13
СОСТОЯНИЕ ГУМУСИРОВАННОСТИ СВЕТЛО-КАШТАНОВОИ ПОЧВЫ ПО ЭЛЕМЕНТАМ РЕЛЬЕФА НИЖНЕВОЛЖСКОГО РЕГИОНА
С,
Бабаян Л.А., д.с.-х.н.
ГНУ Нижне-Волжский НИИ сельского хозяйства
'охранение и улучшение плодородия используемых земель остается значимым и в складывающейся в стране социальной ситуации хозяйствования, которая наряду с природными колебаниями повышает негативность аграрного производства. Высокий уровень деградации, особенно склоновых угодий, связанный с процессами денудации, водной и ветровой эрозии, антропогенной нерациональностью, проявляется в ухудшении плодородия почв и, как следствие, в продуктивности возделываемых растений. Обзор литературных данных свидетельствует, что низкие объемы внесения органических и минеральных удобрений, применение тяжелой техники, развитие дегра-дационных процессов и многие другие негативы привели к снижению содержания гумуса и ухудшению агрономических свойств используемых угодий [1, 2, 3, 4, 5, 6].
Органическое вещество, являясь одним из важнейших показателей почвенного плодородия, определяет как свойства и режимы почвы, так и в определенной степени характеризует ее типичность и отчасти генезис. По количественной оценке гумусового состояния несложно определить не только тип почвы, но и климатические условия, а также с определенной вероятностью и растительный покров исходной местности. Изменение содержания органического вещества в корнеобитаемом слое почвенного профиля приводит к качественной переоценке показателей плодородия.
Среди разрушающих факторов воздействия на пахотные угодья особо выделяются денудационно-эрозионные процессы. В Волгоградской области более половины земельной площади (4,9 млн. га или 56% площади с.-х. угодий, в т.ч. 3,4 млн.га пашни) в разной степени эродировано. Наиболее интенсивно эрозия проявляется на обрабатываемых землях с уклоном от 2° до 8° и выше, площадь которых в области составляет 836 тыс.га.
В формируемом стоке с наклонных территорий содержится и значительное количество органических веществ, которые, смещаясь, перераспределяются на более пониженных уровнях.
Исследования по изучению состояния гумусированности почвы по элементам рельефа водосборной территории проводятся с 1994 года в ОПХ «Новожизненское». Под опыты выбрана часть территории водосбора крутизной 4-6°, расположенной между балками Майской и Дочью. Наибольшая высотная отметка участка 123 м, наименьшая -97,5 м. Внутри почвозащитного комплекса проводится изучение эффективности севооборотов с различным насыщением многолетними травами, буферно-полосное размещение культур, способов отвальной и безотвальной обработок. В севооборотах использовались из зерновых культур озимая пшеница, яровой ячмень и в качестве улучшите-ля почвенного плодородия зерно-бобовые (горох).
В низинной части балочного водосбора в результате поверхностного стока образовались намытые почвы черно-пепельной окраски (следствие высокой гумусирован-ности) и однородностью слоев по глубине. Отличительной особенностью подопытной почвы является большое количество пыле-ватых фракций (до 59%), что характерно для с ветло-каштановых почв области и обуславливает их низкую противоэрозионную ус-
тойчивость. Намытые почвы водотока отличались зернисто-комковатой или мелкокомковатой структурой, густо пронизанные корнями растений. Наибольшая величина полевой влагоемкости (24,3 и 25,2%) отмечалась на пониженных уровнях склонов и особенно на водотоке, что предопределяло и больший диапазон активной влаги (15,1 и 15,6%). Реакция почвенного раствора щелочная и по элементам рельефа существенно не изменялась. Обеспеченность 0,3 м слоя почвы азотными и фосфорными соединениями слабая, калийными - хорошая. Намытая почва водотока отличалась высокой гу-мусированностью (2,8-3,4%) и большим накоплением питательных элементов.
Ежегодное количество почвы, смываемой с поверхности в результате весеннего снеготаяния и ливневых осадков, составляло в среднем за время исследований 12,3 т/га. С твердым стоком выносилось 209,1 кг гумуса, а также усвояемых форм питательных веществ: азота - 1,0 кг, фосфора - 0,5 кг, калия - 4,6 кг. Урожайность культур в среднем по склону составляла: озимая пшеница -
11,3 ц/га, яровой ячмень - 12,0 ц/га, горох -8,6 ц/га, сено однолетних трав - 14,1 ц/га, многолетних трав - 15,5 ц/га, а продуктивность рядом расположенных пастбищных угодий - 5-6 ц/га воздушно-сухой массы.
Воздействие рельефа в конкретных природных условиях формирует процесс почвообразования в определенной последовательности, но на почти неизмененной материнской породе. На водораздельном плато, где скорость впитывания осадков незначительно уступает скорости передвижения образовавшегося поверхностного стока, почвенный профиль имеет большую растянутость. Однако с усилением кинетической энергии образовавшийся поверхностный сток сносит к подножию склона значительную часть мелкозема, а иногда и более крупные фракции почвы. По мере понижения высотной отметки мощность почвенного профиля на склоне близко к прямой форме повышается, достигая наибольшей величины ближе к водотоку. Намытая почва тальвега отличалась высокой концентрацией питательных веществ, отмеченной почти до
глубины 210 см (таблица 1). Таблица 1 - Содержание органического вещества в светло-каштановой почве
№ разреза Элементы склона Горизонт Глубина, см 1994г. 2007г.
6 Водораздел Апах 0-29 1,96 2,0
АВ 29-41 1,34 не опр.
В 41-68 1,34 -«-
ВС 68-105 1,24 -«-
С 105-135 0,72 -«-
5 Верхняя часть Апах 0-29 1,72 1,6
АВ 29-42 0,72 не опр.
В 42-77 0,51 -«-
С 77-117 0,62 -«-
4 Нижняя часть Апах 0-29 2,06 1,9
АВ 29-35 2,45 не опр.
В1 35-48 1,75 -«-
В2 48-86 0,93 -«-
С 86-154 1,03 -«-
3 Водоток Намытая почва 0-30 2,99 3,2
30-60 3,41 не опр.
60-90 3,21 -«-
90-120 3,41 -«-
120-150 2,79 -«-
150-180 2,68 -«-
180-210 1,24 -«-
Выделение СО2 наблюдалось до отметки 30 см, ниже которой реакция почвы при воздействии с кислотой не проявлялась. В отличие от намывов водотока дифферен-
циация верхних горизонтов профилей почвы на склоне заметная, к подстилающей породе выражается слабее. Окраска серо-коричневая, с глубиной светлеет до желтой.
На глубине 45-80 см отмечалось обильное выделение карбонатов в виде пятен «белоглазки». Вскипание по всему профилю. Основная масса корневой системы растений расположена на глубине 0-45 см, но отдельные корни находились и на глубине 135 см. Верхние горизонты почвы на склоне водосборного участка отличались наличием глубоких трещин.
Выявленные составляющие почвенного плодородия показывают, что важнейшие агрономические свойства - влажность, плотность, способность к агрегированию и др., прямо связаны с элементами рельефа [7]. Рельеф оказывает влияние и на мощность гумусового горизонта. В зависимости от высотной отметки различия в содержании гумуса в 0,3 м слое почвы достигают 0,34%. Наиболее выраженные изменения по гуму-сированности почвы наблюдаются на водотоке. В результате элювиально-аккумулятивных процессов содержание органического вещества у подножия склона достигало 3,4% при 1,96% на водоразделе.
Приведенные результаты почвенного обследования на разных высотных уровнях светло-каштановой почвы на склоне показывают, что основные запасы гумуса заключены преимущественно в верхнем 30-сантиметровом слое и его содержание сначала убывает от водораздела вниз по склону, а затем по мере приближения к водотоку наблюдается накопление органики, превышающее таковое в почве водораздела. Накопление гумусовых веществ в нижних отметках склона указывает на частичное отложение твердого поверхностного стока в нижней его части, особенно аккумулируясь на водотоке. Вероятно, можно предположить и меньшую прочность гумуса склоновых обрабатываемых почв, обусловленную особенностями влияния рельефа на почвообразование.
Содержание гумуса по генетическим горизонтам почвенных профилей на разных частях склона определялось на зафиксированных площадках. В 2007 году было проведено сравнение показателей анализов 0,3 м слоя почвы с первоначальными данными 1994 года. Исследования проводились на обрабатываемой пашне. Методы определения и лаборатория оставались неизменными.
Многочисленные публикации указывают на негативные последствия потери гумуса, обусловленные усилением антропогенного воздействия во взаимодействии с изменением биоклиматической обстановки [5, 6, 9]. При этом основываются на оценочных результатах целины и пашни, выносе питательных веществ с урожаем, связанным с усилением минерализации органического вещества, используемого для формирования плодоношения; сравнении с материалами прошлых аналитических данных. Отметим, что достоверного снижения запасов органики в элювиальном 0,3 м слое по элементам склона за более чем десятилетний период не наблюдалось. Возможно в отдельные годы, особенно при усиленном стоке, и наблюдается дестабилизация гуминовых соединений, однако затем они восстанавливаются за счет вовлечения в обработку нижележащих слоев почвенного профиля.
При стабильной ситуации развития на почвах водораздела и склонов постоянно действуют как процессы разрушения, так и восстановления, находясь в природном равновесии. Как отмечают Томпсон Л.М. и Троу Ф.Р., непрерывное медленное высвобождение питательных веществ для растений из разлагающегося гумуса является важной способностью почвы удовлетворять потребности растений. Авторы полагают, что количество ежегодно разлагающего гумуса приблизительно равно количеству нового гумуса, образовавшегося в течение года, без включения экстремальных условий [8]. В реальности нередко имеет место быстрая утрата гумуса при распашке целины и залежи, а также в результате дефляции или поверхностного смыва, приводящих к потере гумусового горизонта и оголению материнской породы. В остальном снижение содержания органического вещества почвы является результатом нерационального использования сельхозугодий и нарушений приемов возделывания. В этом убеждает и практика стабильных и постоянно возрастающих урожаев у многих отечественных и зарубежных землепользователей. По мере производственного использования земля не теряет свое плодородие, одним из основных частей которого является органическое вещество почвы, а, как отмечает К. Маркс,
«напротив, если она правильно возделыва-ется, все улучшается» [10].
Отмеченные особенности в содержании гумуса по элементам склона прямо соотносятся и с изменением подхода к количественному определению «степени эродиро-ванности, а именно к установлению месторасположения почвенного «эталона».
Список использованных источников
1 Комов Н.В., Лойко П.Ф., Жиров А.А. О мерах по предотвращению деградации почв России // Почвоведение.- 1994.- № 10.
2 Сильвестров С.И. Рельеф и земледелие // М., 1955.
3 Рассел Э. Почвенные условия и рост растений // И.-Л. М., 1955.
4 Иванов И.В., Гаврилов А.М. Экологические проблемы земледелия в Волгоградской области // В сб. Почвенно-экономические проблемы в степном земледелии. Пущино: ОНТИ пНц РАИ, 1992.
5 Шабаев А.И. Адаптивно-экологические системы земледелия в агроландшафтах Поволжья // Саратов, 2003.
Неодинаковое распределение органического вещества в почве и его доступность возделываемым на склоновой пашне культурам указывают на необходимость дифференциации приемов агротехники, применительно к различным элементам рельефа.
6 Кузнецов М.С. Эрозия и охрана почв // Изд. МГУ, 1996.
7 Бабаян Л. А., Протопопов В.М. Плодородие светло-каштановой почвы на различных элементах рельефа // Почвоведение.- 1997.- № 10.
8 Томпсон Л.М., Троу Ф.Р. Почвы и их плодородие. -М., Колос, 1982.
9 Приходько В.Е. Гумусное состояние почв и его изменение за 20-25 лет // В сб. Почвенно-экологические проблемы в степном земледелии. -Пущино, 1992.
10 Маркс К. Теории прибавочной стоимости // Т.2, ч. 1, изд.4, 1936.
ЭФФЕКТИВНОСТЬ СИДЕРАЛЬНЫХ ПАРОВ В НИЖНЕМ ПОВОЛЖЬЕ
Протопопов В.М., с.н.с.
ГНУ Нижне-Волжский НИИ сельского хозяйства
Земледелие в Волгоградской области, расположенной в зоне сухих степей и полупустынь, ведется в сложных почвенно-климатических условиях. Среднегодовое количество осадков колеблется от 270 до 500 мм, гидротермический коэффициент 0,4-0,8, абсолютный максимум температур достигает 40-45°С. В земельном фонде области сельхозугодья составляют 8,7 млн.га, в т.ч. пашня - 5,9 млн.га. Почвы представлены каштановыми и черноземными типами. Распаханность территории 68,7%. Наиболее интенсивно используется пашня, расположенная на склоне до 3° и составляющая 5 млн.га.
В последние годы в земледелии Волгоградской области обострились почвенно-экологические проблемы. Вызывает озабоченность дегумификация почв. Потери гумуса в почвах различных типов и разновид-
ностей составляют от 0,2 до 0,8%. Гумусное состояние многих почв находится у критической отметки или ниже ее, что приводит к значительному недобору с.-х. продукции.
Нарастание негативных процессов в полеводстве ставит в качестве первоочередной задачи переход на принципиально новые системы земледелия. Суть их сводится к рациональному использованию всех
