Анализ изменения состава и свойств черноземов лесостепи и степи Зауралья при распашке

Данные таблицы 2 свидетельствуют об удовлетворительной порозности в горизонтах А всех целинных земель. Она составляет 53-54 % от объема почвы. При обработке черноземов порозность повышается до 57-59 %, что, по шкале Н.А.Качинского, характеризует пахотный слой как культурный с отличной порозностью (И.С.Кауричев, 1982). Однако в подпахотном горизонте выщелоченного и обыкновенного черноземов в результате воздействия техники порозность снизилась до 48-49 %.

В черноземе южном, в отличие от других, даже на целине в горизонте В1 порозность составляет 49 %, а при использовании под пашню снижается до 47 %. Эта тенденция свидетельствует о воздействии техники на свойства чернозема южного при выраженном солонцовом процессе почвообразования.

Наименьшая влагоемкость (НВ), по классификации А.А. Роде (1975), характеризует наибольшее количество капиллярно - подвешенной влаги, которое может удерживать почва после стекания избытка влаги при отсутствии подпора грунтовых вод (глубоком залегании).

Изучаемые черноземы находятся в разных по увлажнению условиях, что важно для хода почвообразования, микробиологических процессов.

Величина НВ зависит от гранулометрического состава почвы, ее плотности, структурного состояния и содержания гумуса. Так как черноземы для исследований взяты одинакового гранулометрического состава - среднесуглинистые, то можно сказать, что НВ будет определяться в основном содержанием гумуса.

С уменьшением содержания гумуса и физической глины (частиц <0,01 мм) значение величины НВ изменяется. Показатель НВ на целине в горизонте А наибольший (26,0 %) - у выщелоченных и наименьший (22,4 %) - у южных черноземов, что связано с содержанием гумуса при одинаковом гранулометрическом составе.

На пашне величина показателя НВ уменьшается в связи со снижением гумуса при деградации (таблица 2). Но в целом, водоудерживающая способность черноземов среднесуглинистых лесостепи и степи достаточно высокая.

Запасы влаги в слое 0-100 см при НВ различаются в зависимости от вида угодья и почвенной подзоны: на пашне в черноземе выщелоченном они составляют 328 мм; обыкновенном - 349 мм; южном - 290 мм; на целине они выше: 336 мм, 353 мм, 299 мм соответственно.

Таким образом, запасы влаги при НВ снижаются в южной части степной зоны. Это связано с развитием ветровой эрозии, о чем свидетельствует понижение содержания частиц меньше 0,01 мм в горизонте А чернозема южного, особенно на пашне.

3.2.2 Агрегатный состав

Совокупность агрегатов различной величины, формы и качественного состава называется структурой почвы. Структура - важнейшая агрономическая характеристика почв. От нее зависят общие физические, физико-механические, водные, воздушные и тепловые свойства почв, окислительно-восстановительные условия и связанные с ними условия микробиологической деятельности и другие свойства и режимы почв.

Распределение структурных агрегатов в массе почвы в соответствии с их размерами определяет агрегатный состав почвы. По данным А.А. Яскина и других (В.П. Ковриго, 2000), структурные агрегаты по размеру делят на 3 группы: глыбистая структура - размер более 10 мм; макроструктура - размер 10,0-0,25 мм; микроструктура - размер менее 0,25 мм.

Агрономически ценной является комковатая и зернистая макроструктура верхних горизонтов почвы размером от 0,25 до 10 мм, обладающая водопрочностью и связностью.

Количественный и качественный состав макроструктурных отдельностей почвы в значительной степени определяет также ее противоэрозионную устойчивость. Агрегаты диаметром более 2 мм являются эффективным защитным противоэрозионным слоем. Менее эффективна роль агрегатов размером 1-2 мм, а агрегаты менее 0,5 мм совсем неэффективны и легко переносятся ветром.

Комковатость слоя 0-5 см является диагностическим признаком устойчивости почв к ветровой эрозии, если на поверхности нет борозд или стерни, которые изменяют этот признак в ту или иную сторону.

Созданию благоприятных физических свойств почвы и условий плодородия способствуют агрегаты от 10 до 0,25 мм; с точки зрения ветроустойчивости, лишь агрегаты крупнее 1 мм обладают большей устойчивостью в течение летнего сезона.

В наших исследованиях (таблица 3), на глубине 0-5см, у черноземов выщелоченных целины ветроустойчивые агрегаты (более 1 мм) составляют 67,1 %, очень близок этот показатель на пашне (64,6 %). Эрозионно-опасная фракция составляет 32,9 % и 35,4 % соответственно.

При проведении сухого просеивания видно, что выщелоченные черноземы ветровой эрозии не подвержены. Содержание эрозионно-опасной фракции в этих почвах сравнительно невелико, но на пашне их больше на 2,5 %.

Таблица 3

Агрегатный состав черноземов выщелоченных

При мокром просеивании чернозема выщелоченного среднесуглинистого количество водопрочных агрегатов размером 1-10 мм на пашне 45,4 %. Данные почвы хотя и слабо, но подвержены водной эрозии, причиной этого является распашка, способствующая дезагрегации почвы. На целине в черноземах выщелоченных количество агрегатов более 1 мм - 52,5 %(таблица 3). До крайнего допустимого предела устойчивости интервал составляет всего 2,5 %. Следовательно, эти почвы генетически подвержены водной и слабо подвержены ветровой эрозии.

Противоэрозионная устойчивость черноземов обыкновенных среднесуглинистого состава иная (таблица 4).

При сухом просеивании количество эрозионно-устойчивых агрегатов более 1 мм на пашне составляет 48,8 %, на целине - 63,9 %. Сравнивая показатели ветроустойчивости на черноземе обыкновенном (агрегаты более 1 мм) на целине и пашне, можно увидеть, что пашня подвержена больше ветровой эрозии. Это связано с применением различных агротехнических мероприятий, отклонениями от принятых технологий.

В то же время пашня может подвергаться и водной эрозии.

Таблица 4

Агрегатный состав черноземов обыкновенных

Количество водопрочных агрегатов здесь составляет 48,8 %, на целине же количество агрегатов больше 1 мм - 52,7 %. До крайнего допустимого предела или порога устойчивости интервал составляет всего 2,7 %.

Таким образом, черноземы обыкновенные в пашне подвержены как водной, так и ветровой эрозии.

При исследовании агрегатного состава чернозема южного (таблица 5) видно, что эти на пашне почвы сильно подвержены ветровой эрозии. Количество ветроустойчивых агрегатов составляет всего 28,9 %, а водопрочных - 30,8 %.

По мнению А.П. Щербакова (2000), процесс агрогенной деградации может распространяться на глубину более 0,5 м и обычно усиливается в условиях орошения.

Таким образом, при распашке все черноземы Челябинской области подвержены в разной степени водной, а черноземы обыкновенные и южные и ветровой эрозии. Наиболее устойчивым к эрозионным процессам является чернозем выщелоченный, который даже на пашне слабо подвергается только водной эрозии.

Таблица 5

Агрегатный состав черноземов южных

Целина же более устойчива к эрозионным процессам. В пахотных эродированных почвах уменьшается содержание пылеватой и илистой фракций, что вызывает существенные изменения в их химическом составе. При этом происходит значительный вынос органического вещества и элементов питания растений, дезагрегирование почвы.

Рассматривая физические и водные свойства черноземов Челябинской области видно, что они подвержены деградации, а, следовательно, возможно изменение хода почвообразовательных процессов в негативную сторону - снижение гумусово-аккумулятивного процесса, развитие осолонцевания, а вслед за ним осолодения. В большей степени деградационные изменения проявятся в черноземах обыкновенном и южном.

Таким образом, применение почвосберегающих технологий, повышающих или сохраняющих содержание гумуса, может привести к интенсивному гумусово-аккумулятивному процессу, улучшающему агрегатный состав и другие свойства черноземов.

3.2.3 Агрохимическое состояние

Содержание гумуса, мощность гумусового слоя и состав гумуса являются важными показателями потенциального плодородия почвы. Однако как его интегрированный показатель гумус черноземов подвержен заметным изменениям под действием возрастающей антропогенной нагрузки на пахотные почвы. В первые 10-20 лет после распашки происходит наиболее резкое снижение количества источников гумуса (Н.Ф. Ганжара, 2001). Потери и недостаток легкоразлагаемых органических веществ приводит к усилению процессов выпахивания: ухудшение структуры, физических и водно-физических свойств, ухудшение питательного режима почв. Средние биологические потери гумуса в пахотном слое за все время использования черноземов составляют, примерно, 15-20 %. Восстановить содержание гумуса в пахотных черноземах до уровня целинных практически невозможно из-за большой разницы в количестве поступающих источников гумуса на целине и пашне и различий в функционировании естественных фитоценозов и агроценозов.

Гумусное состояние почвы характеризуют показатели содержания гумуса, его распределение по профилю и запасы.

Важнейшей особенностью агрохимического состава черноземов Челябинской области является богатство их гумусом. Оно в большинстве случаев превышает 6 % в относительном исчислении и 150 т/га при определении запаса в пахотном слое 0-20см (В.П. Козаченко, 1999). По принятой градации - это средний показатель гумусового состояния. Содержание гумуса черноземов постепенно убывает вниз по профилю, что обусловлено характером распределения корневых систем травянистой растительности. Агрохимическое состояние черноземов представлено в таблице 6.

Гумус черноземов характеризуется преобладанием гуминовых кислот над фульвокислотами (Сг.к:Сф.к.=1,5-2). Гуминовые кислоты отличаются высокой степенью конденсированности, а фульвокислоты - почти полным отсутствием их свободных форм (Ю.Д. Кушниренко, 1968).

Таблица 6

Агрохимическая характеристика черноземов

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6