ИЗМЕНЕНИЕ АГРЕГАТНОГО СОСТАВА ЧЕРНОЗЕМОВ ПРИ ПЕРЕХОДЕ ОТ ПАШНИ К ЗАЛЕЖАМ

CHANGE IN AGGREGATE STRUCTURE OF CHERNOZEMS DURING THE CONVERSION OF ARABLE LANDS TO THE ABANDONED LANDS

Ю.И. Баева

Yu.I. Baeva

Российский университет дружбы народов (Россия, 117198, Москва, ул. Миклухо-Маклая, 6) 

Peoples’ Friendship University of Russia (RUDN University) (Russia, 117198, Moscow, 6 Miklukho-Maklaya str.)

e-mail: Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

 

В работе проведен анализ изменения агрегатного состава черноземов в ходе их постагрогенного развития. Установлено, что при самовосстановлении бывших пахотных почв содержание макроагрегатов в их поверхностном слое достоверно возрастает с увеличением возраста залежей, а количество микроагрегатов, наоборот, снижается. Отмечается увеличение коэффициента структурности и рост количества агрономически ценных агрегатов.

The analysis of the changes in the aggregate structure in chernozems during their postagrogenic evolution was carried out. It was found that the content of macroaggregates increases markedly in the surface soil layer from cropland to abandoned during the self-restoration of chernozems while the number of micro-aggregates, on the contrary, decreases. We observed the increase of the structure coefficients and the number of agronomically valuable aggregates. 

Черноземы, являясь типичными почвами лесостепной и степной зон и обладая самыми высокими запасами органического вещества в почвенном профиле, всегда активно использовались в сельском хозяйстве. Однако в связи с изменением системы землепользования в России в начале 90-х гг. XX века значительные их площади были выведены из сельскохозяйственного оборота. Согласно литературным данным интенсивная распашка земель сопровождается нарушением строения верхней части почвенного профиля, сложения, структуры и агрегатного состава верхних горизонтов [3, 8]. В то же время забрасывание пахотных угодий, сопровождающееся снятием сельскохозяйственной нагрузки, запускает сложный процесс восстановления, как зонального растительного покрова, так и почвенного плодородия – залежную сукцессию [4]. При этом постепенно восстанавливается в направлении фоновой почвы структурная организация бывшего пахотного слоя [5, 11]. Агрегатный состав также претерпевает существенные изменения, обусловленные, с одной стороны, особенностями, унаследованными от пашни, с другой – воздействием формирующихся на залежах естественных биоценозов [2, 10].

В рамках настоящего исследования была проведена оценка изменения агрегатного состава чернозема обыкновенного в ходе постагрогенной эволюции.

Объектом исследования явился залежный хроноряд, сформированный на черноземе обыкновенном карбонатно-мицелярном (д. Недвиговка, Ростовская область; 54о20´N, 37o37´E) и включающий пашню, используемую под по­севы озимой пшеницы и ячменя, и бывшие пахотные почвы различной длительности восстановления: 10, 15, 26 и 81 год [11].

Структурный (агрегатный) анализ почв проводили методом сухого просеивания в смешанных образцах, отобранных методом конверта из двух почвенных слоев: 0-10 см и 10-20 см. По результатам сухого просеивания рассчитывали коэффициент структурности (Кстр), средневзвешенный диаметр агрегатов (СВД) и количество агрономически ценных агрегатов (АЦА) [9]. При этом принимали во внимание, что структура почвы считается хорошей, если Кстр = 0,67-1,50 и неблагоприятной – при Кстр < 0,67 [1].

Анализ структурного состава бывших пахотных почв изученного хроноряда показал, что содержание макроагрегатов в поверхностном слое черноземов увеличивается с увеличением возраста залежей (р<0.05), а количество микроагрегатов (<0.25 мм), наоборот, уменьшается (рис. 1). Так, уже через 10 лет после забрасывания пашни доля микроагрегатов за счет образования макроагрегатов снижается с 10,7% до 5,3%, и остается относительно стабильной на более поздних стадиях залежной сукцесии. При этом также отмечается увеличение количества именно крупных (>2 мм) агрегатов – с 48,1% на пашне до 71,9% 81-летней на залежи. По-видимому, такое изменение процентного состава почвенных частиц можно объяснить богатством черноземов органическим веществом, которое является ключевым фактором агрегации почвы, а также не столь существенным преобразованием органопрофиля при сельскохозяйственном воздействии.

Рисунок 1. Соотношение агрегатов в почвах залежного хроноряда. 

Агрономически ценными считаются макроагрегаты размером от 10 до 0,25 мм, т.к. именно они определяют структуру почвы [9]. В верхнем 10-ти сантиметровом слое всех исследуемых нами почв  количество агрономически ценных (10-0,25 мм) агрегатов варьирует от 83 до 92%, что, соответственно, превышает 67% и говорит об отличном агрегатном состоянии черноземов. Кроме того, содержание АЦА в бывшем пахотном слое постепенно растет с увеличением возраста залежей. Так, коэффициент структурности черноземов под 81-летней залежью в 2,4 раза больше, чем у пахотных (р < 0.05) (рис. 2). Аналогичная зависимость наблюдается и в слое 10-20 см.

Рисунок 2. Коэффициент структурности залежных почв различного возраста. 

Что касается средневзвешенного диаметра агрегатов, то закономерных различий в размерах частиц в зависимости от возраста забрасывания выявить не удалось (рис. 3). Так, максимальное значение СВД=5,03 мм наблюдается на залежи, возраст которой составляет 10 лет. Подобные различия могут объясняться, как некоторой изначальной неоднородностью почвенного покрова изучаемой территории, так и особенностями механизма агрегирования, а не влиянием изменений системы землепользования.

Рисунок 3. Средневзвешенный диаметр агрегатов залежных почв. 

Прекращение антропогенного воздействия и зарастание бывших пахотных черноземов естественной растительностью приводит к изменению их структурной организации [6, 7]. Уже в первые 10-15 лет после забрасывания наблюдается заметное увеличение доли макроагрегатов, в том числе агрономически ценных, и соответственное снижение количества микроагрегатов, что свидетельствует об улучшении агрономических свойств залежных почв. Несмотря на то, что все почвы изученного нами хроноряда в соответствии с количеством агрономически ценных агрегатов характеризуются как «отличные», наблюдается тенденция увеличения коэффициента структурности с увеличение возраста залежи.

Таким образом, пахотные черноземы после выведения их из сельскохозяйственного оборота вступают в сложный процесс самовосстановления, который, во многом определяется восстановлением на них зонального растительного сообщества. Разрыхляющее действие корневой системы травянистой растительности, а также поступление большего количества свежего органического вещества, выполняющего роль склеивающего материала при формировании макроагрегатов, способствуют улучшению экологического состояния почвы. 

Автор выражают признательность д.б.н., в.н.с. Кургановой И.Н. и к.т.н., ст.н.с. ИФХиБПП РАН Лопес де Гереню В.О. за возможность создания данной работы. 

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:

  1. Вадюнина А.Ф., Корчагина З.А. Методы исследования физических свойств почв. М.: Агропромиздат, 416 с.
  2. Влияние лиственных лесных насаждений на физические свойства почв / И.Т.Трофимов, Ю.В. Беховых, А.Г. Болотов, Е.Г. Сизов // Вестн. Алтайск. гос. аграр. ун-та. 2014. № 1 (111). С. 34-39.
  3. Гаевая Э.А. Влияние разных способов обработки почвы на ее физические свойства // Научный журнал КубГАУ. 2008. №39(5). С. 1-10.
  4. Глумов Г.А. Исследование современной динамики естественного растительного покрова южной лесостепи Зауралья: автореф. дис. … д-ра биол. наук. Л., 1953. 24 с.
  5. Динамика сельскохозяйственных земель России в XX веке и постагрогенное восстановление растительности и почв / Д.И.Люри, С.В. Горячкин, Н.А. Караваева, Е.А. Денисенко, Т.Г. Нефедова. М.: ГЕОС, 2010. 416 с.
  6. Караваева Н.А., Денисенко Е.А. Постагрогенные миграционно-мицелярные черноземы разновозрастных залежей Южной лесостепи ЕТР // Почвоведение. 2009. № С. 1165-1176.
  7. Мясникова М.А. Влияние возраста залежей на биологические свойства постагрогенных черноземов Ростовской области: дис. … канд. биол. наук. Ростов на/Д, 2015. 153 с.
  8. Несмеянова М.А. Структурно-агрегатный состав и водопрочность почвы под влиянием многолетних бобовых трав // Пермский аграрный вестник. 2015. №1(9). С. 50-55.
  9. Шеин Е.В. Курс физики почв: Учебник. М.: Изд-во МГУ. 432 с.
  10. Changes in Physical Properties and Carbon Stocks of Gray Forest Soils in the Southern Part of Moscow Region during Postagrogenic Evolution / Yu.I.Baeva, I.N. Kurganova, V.O. Lopes de Gereniu, A.V. Pochikalov, V.N. Kudeiarov // Eurasian Soil Science. 2017. N  pp. 345-353.
  11. Lopes de Gerenyu V., Kurganova I., Kuzyakov Ya. Soil organic carbon pools in former arable Сhernozems // Ecolojia. 2008. N P. 38-44.

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