CC BY
99. Кин Н.О. Болота Бузулукского бора // Материалы междунар. науч.-практ. семинара «Растительность болот: современные проблемы классификации, картографирования, использования и охраны». - Минск: «Право и экономика», 2001. - С. 174-176.
УДК 631.10
ВЛИЯНИЕ ЛАНДШАФТНОЙ АСИММЕТРИИ НА ФИЗИЧЕСКИЕ И ВОДНО-ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ЧЕРНОЗЕМОВ ОБЫКНОВЕННЫХ ОРЕНБУРГСКОГО ПРЕДУРАЛЬЯ
И.О. Клименкова
Оренбургский государственный университет Россия, г. Оренбург, [email protected]
Проведено исследование влияния леса на свойства чернозема обыкновенного, его структурное состояние, плотность и водопроницаемость. Результаты проведенных исследований показали, что по таким важнейшим признакам, как структурное состояние почв, их плотность и водопроницаемость черноземов обыкновенных склона северного направления имеют значительно лучшие показатели, чем сходные почвы, расположенные на склоне южной экспозиции.
Проведенные исследования позволяют использовать полученные данные в мониторинге почве нно-растительных условий Оренбургской области.
Research of influence of wood on properties of chernozem ordinary, its structural condition, density and water penetration is conducted. Results of the spent researches have shown that to such major signs as a structural condition of soils, their density and water penetration of chernozems of an ordinary slope of northern direction have considerably best indicators, than the similar soils located on a slope of a southern exposition.
The conducted researches allow to use the obtained data in monitoring of soil-vegetative conditions of the Orenburg region.
Исследования черноземов обыкновенных разнонаправленных склонов проводилось в центральной части Общесыртовской возвышенности Оренбургской области на водоразделе рек Самара и Урал. Для изучения основных физических и водно-физических свойств почв в транзитной позиции каждого склона были заложены 20-метровые траншеи глубиной до 2 м.
Такие физические свойства, как плотность, водопроницаемость, содержание агрономически ценных агрегатов определяют физическое состояние почвы. В свою очередь, физическое состояние регулирует емкость почвы в отношении влаги (влагоемкость), её отношение к эрозионным процессам (содержание водоустойчивых и агрономически ценных агрегатов), способность переводить атмосферную влагу в почвенную (водопроницаемость). Эти физические свойства во многом определяют функционирование почвенной биоты, представляя для её жизни функциональное пространство, которое должно содержать устойчивые к нагрузкам агрегаты, оптимальное количество воздуха и воды. Именно поэтому нередко указывают, что физические свойства представляют собой фундаментальную основу для функционирования почвенной биоты, для благоприятного экологического состояния всей экосистемы, способного длительное время поддержать свой гомеостаз [1, 2]. Целью данной работы явилось изучение физических свойств черноземов обыкновенных разнонаправленных склонов.
В задачи исследования входило: 1) описание геоботанических условий района исследования; 2) выполнение описания основных генетических свойств черноземов
обыкновенных; 3) изучение и оценка основных физических свойств указанного почвенного подтипа.
Рассматривая мощность горизонтов А+АБ, по которой оценивают развитие черноземного процесса, его длительность и интенсивность, можно сказать, что на склоне северного направления она оказалась больше (48 см), чем на склоне южной экспозиции (40 см).
Геоботаническое исследование растительности разнонаправленных склонов показало, что общее проективное покрытие северного склона составило 80%, южного -65%; средняя высота травостоя склона северной экспозиции составила 37 см, южной - 34 см; северный склон представлен 5 ярусами, южный - 4. из этого следует, что общее проективное покрытие и средняя высота травостоя северного склона выше, чем на южном и их разность составила 15% и 3 см соответственно. Так же на северном склоне наблюдается большее число ярусов по сравнению с южным. Запасы фитомассы (отношение подземной к надземной) на склоне северной экспозиции больше на 16 %, чем на склоне южного направления, что связано с изменением видового состава фитоценозов, его обилием и с анатомическим строением корневых систем растений: мочковатая у злаков заменяется стержневой у большинства видов степного разнотравья.
Исследуя структуру растительной биомассы почв разнонаправленных склонов Общесыртовской возвышенности можно отметить, что подземная фитомасса северного склона составляет 176,3 ц/га, надземная - 80,2 ц/га, южного: подземная - 153,6 ц/га, надземная - 61,5 ц/га.
Определение агрономически ценных агрегатов (сумма фракций 0,25-10,0 мм) дали следующие результаты. Установлено, что под влиянием изменяющихся факторов почвообразования меняется структурное состояние черноземов.
Структурное состояние почв разнонаправленных склонов показывает, что среднее содержание глыбистой структуры (агрегаты размером > 10 мм) почв северного склона составляет 27,3%, южного - 32,0%; среднее содержание макроструктуры (комковато-зернистая, агрегаты размером 0,25-10,0 мм) почв северного склона составляет 65%, южного - 60%; среднее содержание микроструктуры (агрегаты размером < 0,25 мм) почв северного склона составляет 7,6%, южного - 6,2%.
Оценка структурного состояния обыкновенных черноземов Общесыртовской возвышенности проводилась на основании ряда ориентировочно-оценочных градаций по результатам структурно-агрегатного состава почв: по содержанию агрономически ценных отдельностей при сухом и мокром просеиваниях, оцененных по критериям, предложенным Долговым и Бахтиным, коэффициенту структурности и критерию водопрочности агрегатов (критерию АФИ) и свидетельствует о следующем:
1. По содержанию агрономически ценных агрегатов (0,25-10,0 мм) при сухом просеивании и коэффициенту структурности структура почв как склона северной экспозиции, так и южной, оказалась хорошей в слое 20-40 см и удовлетворительной в слое 0-20 см и 40-50 см.
2. По суммарному количеству агрегатов размером более 0,25 мм, полученных при мокром просеивании, водоустойчивость почв северного склона в слое 0-50 см избыточно высокая, южного в слое 0-40 см - избыточно высокая, в слое 40-50 см - отличная.
3. Агрономически ценная структура (отношение данных сухого и мокрого просеивания, по сумме агрегатов размером от 0,25 до 10,0 мм) северного склона в слое 0-20 см - хорошая, 20-50 см - отличная; южного склона в слое 0-20 см -удовлетворительная, 20-40 см - отличная, 40-50 см - хорошая.
4. По критерию водопрочности агрегатов (критерий АФИ, отношение суммы агрегатов размером 1,0-0,25 мм при мокром и сухом просеиваниях) северный склон в слое 0-50 см обладает отличной водопрочностью агрегатов, южный в слое 0-50 см - очень хорошей водопрочностью агрегатов.
Исходя из вышесказанного, северный склон обладает наилучшим структурным состоянием почвы и водопрочностью агрегатов по сравнению с южным. Это связано, во-первых, со значением корневых систем растений как макрофактора образования водопрочной зернистой структуры по теории структурообразования В.Р. Вильямса, во-вторых, важную роль играет инсоляционный фактор, который регулирует увлажнение и высыхание, нагревание и охлаждение почв.
Фундаментальным свойством почв является также плотность. Диапазон оптимальных плотностей почв тяжелого мехсостава, по Бондареву А.Г., колеблется от 1,0 до 1,3 г/см3. Полученные данные по исследованию плотности показывают, что средняя плотность данных почв в слое 0-50см северного склона составляет 1,0 г/см3, южного -1,2 г/см3.
Исходя их этих данных видно, что более высокие значения плотности почвы характерны для склона южной экспозиции, что связано с меньшими запасами подземной и надземной биомассы на склоне южной экспозиции по сравнению с таковыми на склоне северной экспозиции. Во-первых, под влиянием сильно разветвленной корневой системы, которой обладают главным образом злаки и некоторые бобовые, происходит разделение почвы на агрегаты и их уплотнение. Во-вторых, образующийся при разложении корней и надземных частей растений гумус пропитывает агрегаты и, поглощая двух- и трехвалентные катионы, необратимо переходит в нерастворимое состояние, прочно цементируя агрегаты.
Результаты изучения водопроницаемости почв асимметричных склонов показывают, что среднее значение водопроницаемости северного склона в слое 0-50 см составляет 820,3 мм/час, южного - 510,7 мм/час.
Важной характеристикой почв также является величина их способности впитывать и пропускать через себя воду, поступающую с поверхности. Величина и характер водопроницаемости сильно зависят от гидротермического режима почв, растительности, структуры почв, плотности почв.
Оценка водопроницаемости почв разнонаправленных склонов по шкале H.A. Качинского показала, что почвы северного склона обладают провальной водопроницаемостью в слое 0-10 см и излишне высокой в слое 20-50 см, а южной - в слое 0-30 см излишне высокой и в слое 30-50 см наилучшей. Отсюда можно сказать, что северный склон имеет большую водопроницаемость, что связано с различиями в геоботанических показателях северного и южного склонов, а также плотности и структурного состава почв.
Таким образом, можно сделать вывод, что под влиянием изменений комплекса экологических факторов почвообразования, и, в первую очередь, мезоклиматического, который в данном случае выполняет роль ведущего условия, меняется весь спектр физических свойств черноземов обыкновенных разнонаправленных склонов. То есть по всем физическим и водно-физическим свойствам черноземы обыкновенные, приуроченные к склонам северного направления, соответствуют черноземам типичным, а черноземы обыкновенные, приуроченные к склонам южной экспозиции, - к черноземам южным. Это обстоятельство необходимо принимать во внимание при решении практических вопросов использования и охраны почв и почвенного покрова степной зоны.
Список литературы
1. Шеин Е.В. Курс физики почв. - М.: Изд-во Моск. ун-та, 2005.
2. Шеин Е.В., Гончаров В.М. Агрофизика. - Ростов н/Д: Феникс, 2006.
