CC BY
69
12. Благодатский С.А., Благодатская Е.В., Горбенко А.Ю., Паников Н.С. Регидратационный метод определения биомассы микроорганизмов почвы//Почвоведение. - 1987. - № 4. - С. 64-71.
13. Доспехов Б.А. Методика полевого опыта (с основами статистической обработки результатов исследований. - 5-е изд. доп. и перераб. - М.: Агропромиздат, 1985. - 351с.
14. Вадюнина А.Ф., Корчагина З.А. Методы исследования физических свойств почв. - М.: Агропромиздат, 1986. - 415 с.
15. Масютенко Н.П., Кузнецов А.В. К методике оценки воздействия агрогенных нагрузок на почву//Модели автоматизированного проектирования адаптивно-ландшафтных систем земледелия (к40-летию Всероссийского НИИ земледелия и защиты почв от эрозии): Сборник докладов Всероссийской научно-практической конференции, ГНУ ВНИИЗиЗПЭ РАСХН, 14-16 сентября 2010 г., Курск: ГНУ ВНИИЗиЗПЭ РАСХН. 2010. - С. 208-211.
16. Дмитриев Е.А. Математическая статистика в почвоведении. М.: Изд-во МГУ, 1972. - 292 с.
INFLUENCE OF LAND USE TYPE ON ORGANIC MATTER COMPOSITION OF TYPICAL CHERNOZEM N.P. Masyutenko, A.V. Kuznetsov
Summary. The aim of the work was to study organic matter component composition of typical chernozem and fractional-group humus composition depending on land use type.
It has been established that with the increase of agrogenic loading degree 0 to 12,5 points the humus content and supplies in typical chernozem decrease by 1,4 times, supplies of unhumified organic matter in the soil layers of 0 to 25 cm and 25 to 50 cm decrease by 34 to 37 times and by 8 to 15 times, respectively, the content of labile humus substances decreases by 3 to 3,2 times and by 2,6 to 3,1 times in a succession of agricultural lands: a forest shelter belt - idle land - perennial grasses - a crop rotation of grain crops and grasses - a crop rotation of grain crops and row crops - a crop rotation of grain crops, fallow and row crops - continuous fallow. Besides, a certain increase of a humus portion and a significant reduction of a portion of unhumified organic matter (by 17 and 9 times, respectively), decrease of portions of labile humus substances, microbe biomass and labile humic acids in the SOM composition is observed. When agrogenic loading is minimal, a content decrease of humic acids; humic acids related to calcium; content increase of fulvoacids; humic acids related to mobile oxides which is related to the type of vegetation has been revealed in the soil layer 0 to 25 cm of the shelter belt (28 years) compared with the idle land (24 years). When the agrogenic loading is maximum a decrease of organic humus carbon to 2,7 percent in the arable soil layer, a high content of humic acids, an increased content of fulvoacids and a low content of nonhydrolized residue, the lowest value of the extinction coefficient EcrK in the humus composition in the continuous fallow (24 years) is observed, which testifies an increased mineralization of humus substances, change in their nature and composition.
Thus, peculiarities of qualitative and quantitative composition of typical chernozem organic matter and fractional-group humus composition organic matter content depending on land use type and agrogenic influence degree has been established.
Key words: typical chernozem, soil organic matter, humus, labile humus substances, unhumified organic matter, fractional-group composition, land use type.
УДК 631.445.4.459
СВОЙСТВА ЧЕРНОЗЕМА ВЫЩЕЛОЧЕННОГО ПОДВЕРЖЕННОГО ЭРОЗИОННЫМ ПРОЦЕССАМ
М.С. СИУХИНА, кандидат сельскохозяйственных наук, доцент
С.Л. БЫКОВА, старший преподаватель Е.В. ПОПЛАВСКАЯ, аспирант Новосибирский ГАУ E-mail: [email protected]
Резюме. В статье изложены результаты изучения влияния эрозионных процессов на свойства чернозема выщелоченного. Установлено, что с увеличением крутизны склона мощность гумусового горизонта почвы уменьшилась на 25 %, содержание гумуса в слое 0...20 см - на 2 %, в слое
0...50 см - на 9,24 %. Запасы гумуса в полуметровой толще сократились на 45 т/га. Одновременно сумма поглощенных оснований в гумусово-аккумулятивном горизонте снизилась с 38, 7до 26 мг-экв/100 г почвы, доля агрономически ценных агрегатов в пахотном - на 20 %, в подпахотном - на 10 %, содержание глыбистой фракции увеличилось более чем в 2 раза. Гранулометрический состав существенно не изменился, но наметилась тенденция к увеличению песчаной фракции в пахотном горизонте.
Полученные сведения необходимо учитывать при разработке мероприятий по воспроизводству плодородия чернозёмных почв в условиях эрозионных процессов.
Ключевые слова: чернозем выщелоченный, эрозия, гумус, обменные катионы, структурные агрегаты, эрозионная деградация.
Черноземы выщелоченные - основной земледельческий фонд сельскохозяйственного производства Новосибирского Приобья [1]. Исследуемые почвы расположены на значительно расчлененном Приобском плато. Эту территорию можно отнести к эрозионноопасной [2]. Распашка склоновых земель и неурегулированный сток талых и ливневых вод спровоцировали развитие эрозионных процессов. Многочисленные исследования показывают, что они приводят к существенным деградационным изменениям пахотных почв [3, 4, 5]. Интенсивность эрозии на склоновых землях в значительной степени зависит от геоморфологических, климатических, почвенно-грунтовых условий, степени распаханности территории и состава агроценозов, а также от провинциальных особенностей почв. Особенность эрозионных процессов Новосибирского Приобья - глубокое и сильное промерзание профиля чернозема, создающее предпосылки для формирования обильного поверхностного стока и смыва твердой фазы почвы. Эрозионным процессам в разной степени подвержены от 10 до 40 % черноземов Западной Сибири [6].
Актуальность проблемы обусловлена тем, что активное земледелие требует оценки состояния эродированных черноземов для своевременного выявления
Рисунок. Изменение содержания гумуса в черноземе выщелоченном в зависимости от степени эродированности:
----неэродированный;— — эрозионноопасный;......сла-
босмытый.
негативных изменений и ухудшения экологической ситуации возделывания сельскохозяйственных культур.
Цель наших исследований - выявить влияние степени эродированности на основные показатели плодородия чернозема выщелоченного.
Условия, материалы, методы. Объектом исследования выбран участок чернозема учебно-опытного хозяйства Новосибирского ГАУ «Тулинское», расположенный на склоне западной экспозиции протяженностью около 1500 м, крутизна склона увеличивается от приводораздельной части до бровки склона оврага. На этом участке в течение 50 лет возделывали широкий ассортимент овощных культур, выращивание многих из которых невозможно без дополнительного увлажнения. В зависимости от погодных условий и возделываемой культуры за вегетационный период проводили 3...4 полива по 300...400 м3/га. В таких условиях почвенный покров длительное время находился под влиянием стока талых, ливневых и ирригационных вод. Сегодня на участке возделывают сельскохозяйственные культуры без орошения.
Для выполнения поставленной цели заложены три разреза в соответствии с их катенным расположением, на трех полях между которыми посажены двухрядные лесополосы из клена татарского:
разрез 1 - на приводораздельном участке с уклоном менее 10 (неэродированный);
разрез 2 - в средней части склона, уклон не превышает 2,50 (эрозионноопасный);
разрез 3 - в нижней части склона с углом наклона 3,5. 40 (слабосмытый).
Почвенные образцы из разрезов отбирали сплошной колонкой через каждые 10 см.
Полевые исследования и аналитические работы выполнены по общепринятой методике [7].
Результаты и обсуждение. Морфологические исследования показали, что наиболее наглядные изменения в строении почвенного профиля и прежде всего в мощности генетических горизонтов произошли только в нижней части склона, где отмечено уменьшение гумусового слоя на 25 % и более резкий его переход к горизонту В. При полевой диагностике оценить менее
значительные потери верхнего слоя почв практически невозможно. В связи с увеличением крутизны склона и степени смытости уменьшается прочность структуры и ухудшается структурно-агрегатное состояние (увеличивается распыленность и глыбистость), что приводит к уменьшению водопоглощения, ухудшению водопроницаемости и образованию почвенной корки после поливов и дождей.
Поверхность эродированного участка в сухом состоянии отличается серой окраской, что вызвано значительной потерей гумуса и выщелачиванием кальция при орошении. По другим морфологическим признакам заметных различий не отмечено.
По гранулометрическому составу смытые и несмытые почвы среднесуглинистые иловато-крупнопылеватые, что характерно для выщелоченных черноземов Новосибирского Приобья. Заметное влияние на однородность гранулометрического состава оказывает перемешивание пахотного слоя при отвальной обработке. Существенных изменений в фракционном составе не произошло, но с увеличением крутизны склона наметилась тенденция к увеличению доли песчаной фракции в пахотном горизонте на 3.4 %.На наш взгляд, это связано с выносом более тонких частиц ирригационной эрозией, когда формируется незначительный сток и выносятся преимущественно мелкие частицы, тогда как в процессе более интенсивного смыва талыми и ливневыми водами сносится вся почвенная масса, а не только мелкозем. Распределение по профилю всех фракций гранулометрического состава в разной степени эродированного чернозема примерно одинаково. Преобладающими фракциями остаются ил и пыль крупная, а гранулометрический состав в целом среднесуглинистый иловато-крупнопылеватый. Высокое содержание пылеватых фракций и слабая оструктурен-ность характеризуют низкую противоэрозионную устойчивость черноземов.
Одно из последствий эродированности почв - изменение их гумусового состояния (см. рисунок).
В зависимости от положения на рельефе потери гумуса в пахотном слое составляют более 2 %. Наиболее значимая его убыль отмечена при большей крутизне склона, где высокие темпы снижения запасов органического вещества происходят по всему гумусовому профилю и составляют в полуметровой толще 9,24 %. Сокращение содержания гумуса в средней части склона происходит менее интенсивно. По сравнению с несмытым аналогом, в пахотном слое оно уменьшилось на 1,5 %. Запасы гумуса в слое 0. 50 см сократились на 45 т/га. На неэродированном участке величина этого показателя в пахотном слое составляет 6,25 %, а его запасы - 268,6 т/га. Основное влияние на убыль гумуса оказывает поверхностный сток талых, ливневых и ирригационных вод, под влиянием которых происходит отчуждение твердой фазы почв, особенно ее илистой фракции.
При ухудшении гумусового состояния увеличивается степень эродированности, а сумма поглощенных оснований в гумусово-аккумулятивном горизонте снижается с 38, 7 до 26 мг-экв / 100 г почвы. Вынос тонкодисперсных частиц из пахотного слоя при поверхностном стоке вод приводит к значительному отчуждению обменного кальция, содержание которого в слабосмытом черноземе уменьшилось на 23,7 %. Наибольшее его количество (29,5 мг-экв./100 г) отмечено в пахотном слое неэродированной почвы. Реакция почвенного раствора в верхней части профиля несмытой почвы близка к нейтральной, в слабосмытом черноземе произошло некоторое его подщелачивание (до рН - 7,4).
Эродированным почвам свойственна потеря структуры. Степень ее ухудшения возрастает в ряду от несмытых
почв к эродированным, в которых наблюдается огрубление структуры. При этом доля глыбистой фракции (больше 10 мм) увеличивается более чем в 2 раза, содержание агрономически ценных агрегатов в пахотном слое уменьшилось на 12 %, в подпахотном слое -на 7,8 %, что свидетельствует о структурной деградации смытой почвы (см. табл.).
Важный показатель агрономически ценной структуры - водопрочность, которая в значительной мере определяет эрозионную устойчивость почв. Наименьшая величина этого показателя характерна для эродированной почвы. Коэффициент ее водопрочности уменьшился, по сравнению с несмытой почвой, на 50 %. Подпахотные горизонты отличаются повышенным содержанием водопрочных агрегатов. Их лучшая оструктуренность объясняется отсутствием прямого антропогенного воздействия.
Выводы. Таким образом, эрозия - важный фактор деградации плодородия чернозема выщелоченного.
Таблица. Структурный и агрегатный состав чернозема выщелоченного
Номер разреза, глубина образца, см Доля фракций, % Коэффициент
>10 мм 10...0,25 мм <0,25 мм водопрочные агрегаты >0,25 мм структур- ности водопроч- ности
Разрез 1 0.20 17,6 62,3 20,1 28,2 1,6 0,4
20.40 8,4 72,2 19,4 31,6 2,5 0,4
Разрез 2 0.20 15,6 61,9 22,5 20,8 1,6 0,3
20.40 15,0 63,9 21,1 32,4 1,8 0,4
Разрез 3 0.20 37,6 50,3 12,1 18,3 1,0 0,2
20.40 26,4 64,4 9,2 22,0 1,8 0,2
В слабосмытой почве мощность гумусового горизонта уменьшилась на 25 %, гранулометрический состав существенно не изменился, но наметилась тенденция к увеличению доли песчаной фракции в пахотном горизонте. Эрозия привела к уменьшению содержания гумуса до 9,5 %, обменных оснований (преимущественно кальция) - на 33 %. Произошла деградация почвенной структуры, доля глыбистой фракции возросла в 2 раза, количество агрономически ценных особенно водопрочных агрегатов снизилось в 1,5 раза.
Литература.
1. Хмелев В.А., Танасиенко А.А. Земельные ресурсы Новосибирской области и пути их рационального использования.-Новосибирск: Изд-во СО РАН, 2009.-349 с.
2. Орлов А.Д. Водная эрозия почв Новосибирского Приобья. - Новосибирск: Наука Сиб отд-ние, 1971.-176 с.
3. Заславский М.Н. Эрозиоведение.- М.: Высшая школа, 1983.- 320 с.
4. Орлов А.Д. Эрозия и эрозионноопасные земли Западной Сибири. - Новосибирск: Наука. Сиб. отд-ние, 1983.- 207 с.
5. Танасиенко А.А. Эродированные черноземы юга Западной Сибири. - Новосибирск: Наука, 1992.- 152 с.
6. Танасиенко А.А. Специфика эрозии почв в Сибири.- Новосибирск: Издательство СО РАН, 2003.- 176 с.
7. Сиухина М.С. Методическое пособие по почвоведению.- Новосибирск, 2009.- 110 с.
PROPERTIES OF LEACHED CHERNOZEM EXPOSED TO EROSION PROCESSES M. S. Siukhina, S. L. Bykova, E.V. Poplavskaya
Summary. Research materials on the impact of erosion processes on the properties of leached black earth are expounded in this article. It was established that with increasing of slope angle of the soil humus horizon thickness was reduced to 25 %, humus content in the layer 0.. .20 cm was decreased by 2 %, humus content in the layer 0.50 cm - by 9, 24 %. Humus reserves in a half-meter thick were reduced to 45 t / ha. Simultaneously, the sum of absorbed bases in the humus-accumulative horizon was decreased from 38, 7 to 26 meq / 100 g soil.
The content of cloddy fraction did not increase more than twice, agronomically valuable aggregates reduction reached 20 % in the arable layer and 10 % in the subsurface layer. Grading did not change significantly, but tendency to increase the sand fraction in the plow horizon appeared. Obtained data should be considered when developing the concept of reproduction of fertility of humus soils in erosional processes. Key words: leached chernozem, erosion, humus, exchange cations, structure aggregates, erosion degradation.
УДК 631.862
ДЕЙСТВИЕ КОМПЛЕКСНОГО УДОБРЕНИЯ БИОЛОГИЧЕСКОЙ ПРИРОДЫ (КУБП) НА АГРОХИМИЧЕСКОЕ СОСТОЯНИЕ ЧЕРНОЗЕМА ТИПИЧНОГО
Ф. Г. АЗАНОВА-ВАФИНА, доктор сельскохозяйственных наук, главный агрохимик З. И. ИСМАГИЛОВ, директор ФГУ САС «Ишимбайская»
E-mail: fgusas@rambler
Резюме. Комплексное удобрение биологической природы (КУБП) на фоне применения минерального азотно-фосфорного удобрения по N60P60 оказывает длительное воздействие на агрохимическое состояние почвы прикорневой сферы, изменяя содержание и соотношение подвижных соединений основных элементов минерального питания - азота, фосфора, калия, кальция и магния, микроэлементов - бора, марганца, цинка, меди и кобальта. Наиболее очевидны эти процессы при воздействии КУБП в дозах 75 и 150 кг/га, как в год внесения под сахарную свеклу, так и в последующие 3 года. На
наш взгляд, это связано с воздействием КУБП на поступление минеральных элементов в растительный организм, которое в свою очередь в немалой степени зависит от способности высокоактивных комплексных органоминеральных соединений биологической природы, составляющих действующее начало исследуемого препарата, стимулировать и ингибировать ряд жизненно важных агрохимических, микробиологических и физиологических процессов в системе «почва - КУБП - растение». Ключевые слова: Комплексное удобрение биологической природы, агрохимическое состояние почвы, подвижные соединения минеральных элементов.
Изучение эффективности и длительности действия комплексного удобрения биологической природы (КУБП), созданного на основе отходов птицефабрик
