АНТРОПОГЕННАЯ ДИНАМИКА СВОЙСТВ ТИПИЧНЫХ ЧЕРНОЗЕМОВ ЮЖНОГО СКЛОНА БУГУЛЬМИНСКО-БЕЛЕБЕЕВСКОЙ ВОЗВЫШЕННОСТИ

 

Введение
Южный склон Бугульминско-Белебеевской возвышенности занимает северо-западную часть Оренбургской области, полностью захватывая Северный, Абдулинский, частично – Бугурусланский, Асекеевский, Матвеевский, Пономаревский и Шарлыкский административные районы. Согласно почвенно-географическому районированию район исследований обозначается как Бугульминско-Белебеевский сыртово-холмистый эрозионный район, Заволжско-Предуральской возвышенной провинции с черноземами типичными и выщелоченными тучными и среднегумусными, подзоны южной лесостепи, лесостепной зоны юго-востока Русской равнины [1].
Данные почвы на исследуемой территории занимают доминирующее положение в структуре почвенного покрова, где в виде ограниченных ареалов, кроме того, распространены выщелоченные черноземы. Общая площадь типичных черноземов составляет 713941 га (в пашне 515264 га). Наличие площадей ареалов выщелоченных черноземов незначительно и объясняется в основном дефицитом осадков и довольно высокой степенью карбонатизации пород – литогенный фактор. Значительную роль при этом играет дренированность территории [3].
Материалы и методика
Исследование выровненных водораздельных пространств проводилось на полигонах, представляющих из себя пару разрезов заложенных на пашне и целине. Для осуществления объективности исследования было сформировано два сопряженных вариационных ряда: «целина» и «пашня». Вариационные ряды характеризуется наличием сопряженных данных по динамике изучаемых свойств, где каждому целинному значению признака соответствует показатель пашни, изменившийся за период интенсивной эксплуатации. Тем самым удалось получить более достоверные выводы при небольшой выборке.
Полученные данные были подвергнуты статистической обработке при помощи пакета анализа программного продукта Microsoft Excel при уровне надежности 95%(?=0,05), что дало возможность судить с определенной достоверностью о динамике некоторых количественных и качественных характеристик исследуемых чернозёмов. Расчет достоверности различий средних проводился с использованием t-критерия по Стьюденту-Фишеру для выборок с малым количеством наблюдений [2].
Обсуждение результатов.
В основе исследования морфологии черноземов ключевое значение уделено показателям мощностей горизонтов А, всего гумусового горизонта (А+АВ), глубинам вскипания от действия 10% НСl и морфологически оформленных новообразований карбонатов кальция в профиле.
Целинные типичные черноземы характеризуются мощностью горизонта А равной 26,8 см, гумусового горизонта (А+АВ) – 48,8 см, т.е. мощность гумусового горизонта этого подтипа находится в пределах градации среднемощных. В среднем, глубина вскипания находится чуть ниже гумусового горизонта, а верхняя граница карбонатных новообразований находится в средней и нижней части горизонта ВС.
Расчет достоверности различий средних в исследованных выборочных совокупностях целины и пашни показал, что разница средних ни одного из исследуемых признаков статистически достоверной не является.
Антропогенная динамика морфологии почвенного профиля заключается в появлении неогоризонтов антропогенной природы – пахотного горизонта и подплужной подошвы. Кроме того, наблюдается изменение структурного строения, выраженное в появлении пылеватой и глыбистой структур, снижении доли зернистых агрегатов за счет преобладания комковатых отдельностей.
С точки зрения физики почв, почва – это гетерогенная многофазная дисперсная система. В функционировании почвенного тела ведущую роль играют его плотность, гранулометрический и структурно-агрегатный составы, это основные физические свойства черноземов. Вместе с этим, структурность почвы является интегральным показателем их физического статуса, во многом определяющим плодородие и другие важнейшие функции черноземов в биосфере.
Типичные черноземы на целине характеризуются плотностью горизонта А (5-15 см) менее 1 г/см3, ниже, в горизонте АВ (25–35 см) происходит закономерное уплотнение почвенной массы в среднем на 10%.
Содержание агрономически ценной структуры всего гумусового горизонта, оцененное по шкале Долгова и Бахтина, свидетельствует о хорошем структурном состоянии [4].
Плотность пахотного горизонта (5-15 см) в среднем меньше 1 г/см3, внизу в подпахотном горизонте происходит уплотнение почвенной массы до 1,23 г/см3, что связано с появлением подплужной подошвы. Содержание агрономически ценной структуры во всем гумусовом горизонте соответствует удовлетворительному уровню оценки данного признака по Долгову и Бахтину
Анализ различий средних в выборочных совокупностях на целине и пашне показал статистически достоверное снижение содержания агрономически ценных агрегатов в слое 0-20 см, в подпахотном слое (20-40 см) – увеличение плотности и снижение кчества структурно-агрегатного состояния.
Изучение химических свойств почв позволяет более обоснованно судить о процессах происходящих в почвах, их плодородии, а также возможности исполнять почвам ряд эколого-биосферных функций. Содержание гумуса и его качественная характеристика дает возможность судить о классификационной принадлежности черноземов, а также об интенсивности черноземообразовательного процесса вообще.
По содержанию гумуса в горизонте А, в среднем составляющему более 8%, подтип целинных типичных черноземов относится к среднегумусному виду. Тип гумуса гуматный, отношение Сгк:Сфк колеблется в пределах от 2,2 до 2,4. рН водной суспензии почвенного раствора колеблется в пределах нейтральной градации. Сумма поглощенных оснований в среднем составляет 37,9 м-экв, с преобладанием кальция. Содержание подвижного фосфора, обменного калия и валового азота оценивается как очень низкое, низкое и среднее соответственно.
Горизонт АВ по своим химическим свойствам мало отличим от верхнего. В нем происходит снижение содержания гумуса и питательных элементов. Остальные признаки и свойства меняются незначительно.
Исследование вариационного ряда пахотного типичного чернозема показало, что по сравнению с черноземами целины в них наблюдаются изменение некоторых показателей в худшую сторону.
По сравнению с целинным аналогом, содержание гумуса снижено на 21,7% (78,3% от целинного). Гумус пахотного горизонта относится к гуматному типу. Колебание рН водной суспензии почвенного раствора, также как и в целинных почвах – в пределах нейтральной градации. Сумма поглощенных оснований в среднем составляет 38,5 м-экв, с преобладанием поглощенного кальция. Содержание подвижного фосфора и обменного калия оценивается как низкое и среднее. Установлен факт достоверного снижения доли валового азота на 16%. По химическим свойствам подпахотный горизонт типичного чернозема в целом схож с целинным. Достоверными изменениями является снижение доли гуматов кальция в фракционно-групповом составе гумуса, и снижение содержания валового азота.
Выводы:
1. Распашка целинных типичных черноземов сопровождается заметной трансформацией некоторых признаков и свойств, на фоне стабильных показателей других.
2. Антропогенная динамика типичных черноземов, в первую очередь, заключается в изменении морфологии почвенного профиля, выраженное в появлении неогоризонтов антропогенной природы – пахотного горизонта и подплужной подошвы. Кроме того, наблюдается изменение структурного строения, выраженное в появлении пылеватой и глыбистой структуры, снижении доли зернистых агрегатов за счет преобладания комковатых отдельностей. Появление новых ЭПП сказалось на ухудшении показателей физического состояния чернозема. Увеличилась плотность подпахотного горизонта. По критерию оценки Долгова и Бахтина стркутурно-агрегатное состояние черноземов всего гумусового горизонта преобразовалось с хорошего в удовлетворительное.
Из химических свойств в процессе сельскохозяйственного использования типичных черноземов в большей степени изменяется содержание общего гумуса, его качественные характеристики, что отражается на содержании валового азота. Так, наблюдается достоверное снижение содержания общего гумуса в горизонте А с 8,3% до 6,5% - в Ап, здесь же соотношение Сгк/Сфк понижается на 0,1, а содержание валового азота уменьшается на 25,1 мг/кг. В подпахотном горизонте наблюдается изменение Сгк/Сфк с 2,2 до 1,8, валового азота с 113,5 мг/кг до 92,2 мг/кг.
3. Устойчивыми признаками и свойствами черноземов типичных к сельскохозяйственному использованию являются мощности горизонтов А, А+АВ, глубина вскипания от 10% HCl, карбонатный профиль, рН водной суспензии, почвенно-поглощающий комплекс, содержание подвижного фосфора и обменного калия.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Климентьев А.И. Почвенно-географическое районирование Оренбургской области // Вопр. степеведения. Т.V. – Оренбург, 2005. – 148 с.
2. Макарова Н. В., Трофимец В. Я. Статистика в Excel: Учеб. пособие. – М.: Финансы и статистика, 2002. – 368 с: ил.
3. Черноземы СССР (Поволжье и Предуралье). – М.: «Колос», 1978. – 304 с.
4. Шеин Е.В. Курс физики почв: Учебник. – М.: Изд-во МГУ, 2005. – 432 с.


Д.Г. Поляков, А.И. Климентьев


Для того чтобы оставить комментарий вы должны авторизоваться на сайте! Вы также можете воспользоваться своим аккаунтом вКонтакте для входа!