CC BY
72
9. Пузаченко Ю.Г., Мошкин А.В. Информационно-логический анализ в медикогеографических исследованиях // Итоги науки: сер. мед. география / ВИНИТИ. — М., 1969. — Вып. 3. — С. 5-71.
10. Shannon C.E. A mathematical theory of communication I. Bell Syst. Tech. J. 27, 1948. - P. 379-423.
Работа выполнена при поддержке международного гранта РФФИ № 10-04-92506- ИК_а и CRDF № RUB1-2988-BR-10.
УДК 634.1/7.047:631.43 Н.В. Михайлова,
Н.И. Шевчук ВОДНО-ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ПОЧВ В АГРОЦЕНОЗЕ САДА АЛТАЙСКОГО ПРИОБЬЯ
Ключевые слова: питомник, сад, почвы, водопроницаемость, водопрочность почвенных агрегатов, водно-физические свойства.
Введение
За последние десятилетия произошло резкое падение плодородия почв в садах. Одна из причин снижения плодородия почв в садоводстве — это нарушение энергетического баланса вследствие отчуждения питательных элементов с урожаем, большой минерализацией органического вещества, что приводит к снижению продуктивности сада. В садоводстве вопрос ухудшения плодородия почв стоит более остро, чем в растениеводстве. Несовершенная культура земледелия без внесения органических удобрений, несоблюдение садооборотов приводят к ухудшению водно-физических, физико-химических свойств почв [1].
Исследования водно-физических свойств почв проведены в саду и питомнике НИИ садоводства Сибири им. М.А. Лисавенко, которые относятся к подзоне обыкновенных черноземов умеренно засушливой колочной степи Алтайского края. Алтайские черноземы в связи с континентальностью климатических условий: глубокого промерзания зимой, сильного иссушения и прогревания летом, значительными перепадами осенью и весной отличаются небольшой мощностью, слабой водопрочной структурой [2].
Л.М. Татаринцевым при изучении устойчивости физических параметров почв к антропогенным воздействиям выявлено, что черноземы лесостепной зоны Алтайского края отличаются очень низкой устойчивостью к механическим обработкам [3]. Вероятно, этим обстоятельством объясняется быстрая выпахиваемость почв.
Объекты исследований
Объектом исследований служили темносерые, серые лесные почвы маломощные
малогумусные среднесуглинистые, черноземы выщелоченные маломощные, среднемощные малогумусные среднесуглинистые и черноземы обыкновенные слабо-, среднесмытые маломощные малогумусные среднесуглинистые.
В гранулометрическом составе преобладают песчаные фракции >0,01 мм, содержание которых составляет в верхних горизонтах 61-70%. Низкое содержание гумуса, обогащение фракцией крупной пыли до 46% обуславливают посредственные воднофизические свойства почв.
Результаты исследований
Проведенные исследования в НИИСС им. М.А. Лисавенко показали, что длительные односторонние механические воздействия на почву привели к существенному ухудшению качества структуры. Количество ее водопрочных агрегатов в слое 0-40 см уменьшилось до 14-24%. Структурное состояние почвы и ее гумусированность оказывают решающее влияние на плотность, являющуюся основным агрофизическим свойством, которое, обуславливая водновоздушный режим, оказывает различное влияние на рост и продуктивность растений.
Наблюдения показали, что самая высокая плотность (1,51-1,57 г/см3) отмечена у серых лесных почв, где выращивали саженцы плодовых и ягодных культур (табл. 1). Ухудшение показателей плодородия почв в питомнике происходит в связи с тем, что влияние корневой системы на почву здесь незначительное, органических веществ, поступающих в почву (опад) крайне мало, кроме этого многократные механические обработки почвы усиливают распад органического вещества.
С.Ф. Неговелов, В.Ф. Вальков [4] установили, что при создании благоприятных условий для роста растений в саду не следует допускать переуплотнения почвы с учетом
культуры и сорта выше 1,25-1,35 г/см3. В связи с этим для восстановления плодородия почв в саду и особенно в питомнике для получения высококачественного посадочного материала необходимо внесение органических удобрений или возделывание сидераль-ных культур.
На черноземных почвах в плодоносящих садах почва менее плотная и составляет 1,14-1,25 г/см3 в слое 0-20 см. С глубиной она повышается до 1,41 г/см3.
Невысокое содержание у серых лесных почв гумуса, обеднение илом, обогащение пылеватыми фракциями способствуют быстрому обесструктуриванию верхнего горизонта. Поэтому эти почвы характеризуются низкой водопроницаемостью 6,2-9,0 мм в среднем за один час (табл. 2).
В саду на черноземе обыкновенном и выщелоченном водопроницаемость значительно выше, чем в питомнике на серых лесных почвах, и составляет 76-142 мм в среднем в час.
В результате исследований выявлены особенности изменения параметров воднофизических свойств почв в разновозрастных плодовых и ягодных насаждениях. Так, в 20-21-летних насаждениях жимолости и яблони содержание водопрочных агрегатов больше 0,25 мм увеличилось в слое 0-40 см до 35-54%, что указывает на некоторую структурообразующую роль их корневых систем (табл. 3).
В девятилетних насаждениях жимолости количество водопрочных агрегатов в слое 020 составило 27%, что в два раза меньше, чем в 21-летних насаждениях.
Значительное уменьшение водопрочности почвенных агрегатов отмечено в питомнике и молодых садах. Растения в молодых садах не осваивают отведенную им площадь питания, количество органических остатков, поступающих в почву в этот период, невелико, влияние корневых систем растений на почву незначительное.
Таблица 1
Плотность почвы в питомнике и плодоносящих садах, г/см3
Почва, вид насаждений
Слой, см темно-серая лесная серая лесная чернозем сильно-выщелоч. чернозем выщелоченный чернозем обыкновен- ный чернозем выщелочен- ный чернозем обыкновенный
питомник питомник жимолость, 1985 г. посадки облепиха, 1987 г. посадки облепиха, 2002 г. посадки питомник яблоня, 1986 г. посадки
0-20 1,51 1,57 1,25 1,15 1,22 1,20 1,14
20-40 1,56 1,67 1,24 1,25 1,24 1,36 1,24
40-60 1,55 1,63 1,33 1,30 1,28 1,41 1,28
Таблица 2
Водопроницаемость почв в саду и питомнике, мм
Почва, вид насаждений
Время темно- серая лесная серая лесная чернозем сильно- выщелоч. чернозем выщело- ченный чернозем обыкно- венный чернозем выщело- ченный чернозем обыкно- венный
питомник питомник жимолость, 1985 г. посадки облепиха, 1987 г. посадки облепиха, 2002 г. посадки питомник яблоня, 1986 г. посадки
В первый час 5,3 9,2 163 112 79 10,3 231
В среднем за 1 час 9 6,2 127 82 76 6,6 142
Таблица 3
Содержание водопрочных агрегатов под различными культурами, % (по Саввинову)
Почва Культура Год использования Слои, см
0-20 20-40
Чернозем сильновыщелочный среднемощный малогумусный жимолость 21 54 34
Чернозем выщелоченный маломощный малогумусный жимолость 9 27 24
Чернозем выщелоченный маломощный малогумусный питомник 1 29 33
Чернозем обыкновенный слабосмытый маломощный малогумусный яблоня 20 35 53
Чернозем обыкновенный слабосмытый маломощный малогумусный облепиха 3 25 34
Чернозем обыкновенный слабосмытый маломощный малогумусный облепиха 1 16 18
Чернозем выщелоченный маломощный малогумусный облепиха 1 1 23 37
Вестник Алтайского государственного аграрного университета № 11 (97), 2012
39
Выводы
При увеличении сроков эксплуатации насаждений яблони и жимолости до 20 лет и более происходит улучшение водопрочно-сти почвенных агрегатов, водопроницаемости. В питомнике, наоборот, при длительной их эксплуатации ухудшаются воднофизические свойства почв, что вызывает необходимость внесения органических удобрений.
Библиографический список
1. Попова В.П. Агроэкологические аспекты формирования продуктивных садовых экосистем. — Краснодар, 2005. — 243 с.
+
2. Герасимов И.П., Розов Н.Н., Ромаш-кевич А.И. Общая характеристика почвенного покрова // Западная Сибирь. — М.: Изд-во АН СССР, 1963. — С. 158-164.
3. Татаринцев Л.М. Изменение физического состояния почв Алтайского Приобья под влиянием распашки // Режимы почв, параметры плодородия и приемы его воспроизводства. — Барнаул, 1992. — С. 33-45.
4. Неговелов С.Ф., Вальков В.Ф. Почвы и сады. — Ростов-на-Дону: Изд-во Ростовского ун-та, 1965. — 192 с.
УДК 631.4:579(571.15) Е.А. Блохина,
Е.Г. Пивоварова ДИНАМИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ ЧИСЛЕННОСТИ МИКРООРГАНИЗМОВ В ПОЧВАХ ЛЕСОСТЕПИ АЛТАЙСКОГО КРАЯ
Ключевые слова: почвенные микроорганизмы, агроценоз, информационнологические модели.
На основе известных и оригинальных математических моделей в экологии и почвоведении выделяют несколько типов поведения динамических систем [1]. Особое внимание уделяется анализу сложных (нелинейных) режимов функционирования за пределами равновесия (стационарного состояния), возникающих в результате самоорганизации системы. Динамические модели условно делят на биологические, почвенные, биокосные. Они описывают рост и развитие растений, почвенной флоры и фауны, микроорганизмов, миграцию веществ, физических и химических свойств почвы, круговорота и баланса веществ и энергии. Причём характерное время динамических моделей может составлять от минут до многих лет. Шаг квантования в динамических моделях определяется целью моделирования. Это могут быть модели, прогнозирующие глобальные изменения на значительный временной отрезок [2], модели годовых циклов различных почвенных процессов [3], или прогнозирование модели вегетационной динамики почвенных свойств и процессов [4]. Кроме того, прогнозирование временной динамики почвенных свойств зависит от степени вариабельности моделируемого свойства.
Для микробиологических и агрохимических свойств характерна высокая степень вариации в течение вегетационного периода
[5]. Динамические модели численности микроорганизмов в почве в течение вегетационного периода имеют не только теоретическое, но и прикладное значение при мониторинге агрохимических свойств почвы и оптимизации минерального питания растений.
Объекты и методы
Исследования проводили в зоне выщелоченных чернозёмов лесостепи, в почвенном районе выщелоченных чернозёмов и тёмносерых лесных почв. По агроклиматическому районированию территории входят в тёплый достаточно-увлажнённый район, который охватывает северо-восточную и юго-восточную части Бие-Чумышской увалистой равнины и долину реки Оби с хорошо развитой поймой.
В настоящее время территория Алтайского Приобья почти полностью распахана. Естественная растительность сохранилась лишь в неудобных для распашки местах. По геоботаническому районированию правобережье реки Оби относится к средней лесостепи с преобладанием злаково-разнотравной растительностью, чередующейся с березовыми колками [6].
Почвенный покров весьма разнообразен. Здесь встречаются чернозёмы (выщелоченные, оподзоленные, обыкновенные), серые лесные почвы. Наибольшее распространение среди пахотных угодий лесостепи получили комбинации почв контуров разного размера тёмно-серых лесных почв, чернозёмов оподзоленных среднесуглинистых, выщелоченных среднемощных среднесуглинистых и
