ПОЧВОВЕДЕНИЕ, 2007, № 8, с. 917-926
ГЕНЕЗИС ^^^^^^^^^^^^
И ГЕОГРАФИЯ ПОЧВ
УДК 631.4:630.232
МНОГОЛЕТНЯЯ ДИНАМИКА СВОЙСТВ ЧЕРНОЗЕМОВ ВЫЩЕЛОЧЕННЫХ ПОД РАЗНЫМИ ЛЕСОНАСАЖДЕНИЯМИ
© 2007 г. А. Б. Беляев
Воронежский государственный университет, 394006, Воронеж, Университетская пл., 1
E-mail: bssoil@bio.vsu.ru Поступила в редакцию 03.11.2005 г.
Рассматривается многолетняя динамика основных морфологических, физических, химических и физико-химических свойств черноземов выщелоченных под интродуцированными (сосна веймутовая, лиственница сибирская) и местными (дуб черешчатый, сосна обыкновенная, ель обыкновенная) древесными породами, заложенными посевом семян в 1928-1930 гг. в Моховском лесничестве Орловской обл. (Шатиловский лес). В результате сравнительного анализа литературных данных и собственных исследований выявлены определенные положительные изменения в гумусовых горизонтах. Это выразилось наиболее четко в увеличении мощности гумусовых горизонтов (А + АВ), уменьшении плотности сложения, улучшении структуры и ее водопрочности в верхнем 30-сантиметровом слое, увеличении валового содержания гумуса в гор. А и его запасов в слоях 0-20, 0-50 и 0-100 см. Подчеркивается высокий положительный лесомелиоративный эффект длительного произрастания искусственных древесных насаждений на черноземы в условиях лесостепи.
ВВЕДЕНИЕ
Важнейшей, если не главной, задачей современного земледелия является сохранение и повышение плодородия почв. Эта проблема не нова, она стояла на повестке дня в России еще в XIX в. перед практиками и учеными. Возможно, это и стало побудительным мотивом изучения почвенного покрова и, в первую очередь, черноземных почв центра России, проведенного В.В. Докучаевым. Во время экспедиционного обследования основатель генетического почвоведения посетил в 1877 г. и имение И.Н. Шатилова, расположенное в Новосильском уезде Тульской губернии (теперь Орловская обл.). Впоследствии он напишет: "Из всех упомянутых пунктов заслуживает особого внимания село Моховое ... - знаменитое имение И.Н. Шатилова". В Моховом он увидел ".великолепный искусственно засаженный лес" [8]. Во многом, благодаря начатому здесь в 1821 г. искусственному облесению низкоурожайной пашни и "неудобных" земель - склонов балок, оврагов, лощин, - это имение превратилось в образцовое помещичье хозяйство, куда приезжали многие за опытом ведения сельского хозяйства. Дважды, в 1857 и 1865 гг., в Моховое из Ясной Поляны приезжал Л.Н. Толстой, отметив: "Это, наверное, самое замечательное хозяйство в России." [19]. Шатиловское имение посещали позже выдающиеся ученые - агрономы, почвоведы, лесоводы: И.А. Стебут, П.А. Костычев, В.Р. Вильямс, К.Д. Глинка, А.В. Тюрин, В.Т. Собичевский, М.К. Турский, М.Е. Ткаченко [6] и другие для обобщения опыта лесомелиоративного воздей-
ствия различных древесных пород на черноземы и для проведения разноплановых исследований.
Это были пионерные работы "тесного сочетания земледелия и лесоводства", то что в настоящее время имеет термин "лесоземледелие, то есть перемежание лесомассивов с полями, лес в многолетней ротации с полевыми культурами" [12]. Это особенно важно для Центральночерноземного региона, большая часть территории которого располагается в пределах сильнорасчленен-ной Средне-Русской возвышенности, где площади эродированных земель постоянно расширяются, увеличиваясь со скоростью 1% в год [13].
Изменение свойств почв под влиянием лесных насаждений в Моховском лесничестве впервые изучено Ткаченко в 1904-1905 гг. [18]. В 1953-1955 гг. эти исследования значительно детализированы, углублены и расширены сотрудниками Лаборатории лесоведения АН СССР под руководством проф. С.В. Зонна. На объектах, выделенных экспедицией С. В. Зонна, а также других лесных участках Шати-ловского леса в 1973-1975 гг. и в 1995-2000 гг. проводились наши исследования. Их задачей являлось сравнительное изучение изменений в свойствах черноземов выщелоченных под воздействием чистых искусственных насаждений через относительно равные временны е интервалы (20-25 лет).
ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ
Основные исследования многолетней динамики свойств почв под влиянием древесных насаждений разного состава и возраста проводились на
Таблица 1. Статистические показатели содержания ила (над чертой) и частиц физической глины (под чертой) ] профиле черноземов выщелоченных урочища "Черниково" (п = 6)
Глубина, см Горизонт x S S x Max Min V, % K* Потеря (-) и накопление (+) ила**
1.5(2.5)-10 А' 21. 0 51. 0 2. 2 3. 0 0. 9 1. 2 23. 3 54. 3 18. 9 48. 3 10. 0 5 .8 0.73 -43.4
20-30 А" 22. 0 52 2. 2 3. 8 0. 9 1. 5 24. 3 55. 8 19. 9 48. 4 9. 8 7. 2 0.76 -40.7
50-60 АВ 31. 0 58. 0 0. 6 0. 8 1. 4 1. 8 33. 0 60. 0 30. 2 56. 4 4. 5 3. 2 0.97 -15.3
70-80 Bt 33. 0 59. 0 0. 8 1. 2 0. 3 0. 5 33. 8 60. 1 32. 2 57. 7 2. 5 2. 0 1.0 -11.5
90-100 Bt 38. 0 61. 0 1. 4 1. 3 0. 6 0. 5 39. 8 62. 0 37. 0 59. 4 4. 0 2. 1 1.13 2.9
120-130 Вса 40. 0 64. 0 1. 4 1. 2 0. 6 0. 5 40. 8 65. 7 38. 0 63. 3 3. 6 1. 9 1.11 7.8
140-150 С 37. 0 67. 0 2. 8 1. 5 1. 2 0. 6 41. 1 68. 2 35. 5 65. 2 7. 4 2. 2 1.0 Не опр.
Примечание. Здесь и далее x - среднее арифметическое; S - среднее квадратическое отклонение; Sx - ошибка среднего.
A„ :
К - коэффициент оглинивания (К -
■, где Аг и An - содержание частиц <0.001 мм в почве и породе, %; Вг и Bn -
Лп^п
частицы <0.01 мм в почве и породе соответственно, %.
** Уменьшение (-) или увеличение (+) ила (в относительных процентах, %), как отношение разницы между содержанием ила в породе и в конкретном горизонте, отнесенное к его содержанию в породе.
территории Шатиловского леса в урочище "Черниково" на выровненном водораздельном участке. Почвенный покров представлен черноземами выщелоченными среднемощными тяжелосуглинистыми на лёссовидной карбонатной глине. Здесь, в непосредственной близости друг от друга, в 1928-1930 гг. на землях, находившихся до этого в сельскохозяйственном использовании, заложены посевом семян участки с культурами сосны обыкновенной (Pinus sylvestris), сосны вейму-товой (Pinus strobus), ели обыкновенной (Picea abies), лиственницы сибирской (Larix sibirica) и дуба черешчатого (Quercus robur) [6].
Площадь участков, по данным таксационного обследования 1975 г., находится в пределах 1.0-3.0 га. В качестве контрольных участков и в предыдущих исследованиях и нами использовалась прилегающая к лесному массиву пашня на удалении около 200 м от границы леса. Основной разрез в насаждениях закладывали на расстоянии 1.5 м от ствола среднего дерева, исходя из представлений о необходимости заложения разреза в лесу под хорошо развитой проекцией крон [11]. В соответствии с выделенными генетическими горизонтами и намеченными для отбора образцов глубинами, дополнительно буром отбирали 12-14 образцов в верхних горизонтах, 5 - в нижележащих, с целью уточнения
пространственной неоднородности почв, которая особенно сильно выражена в верхних горизонтах и меньше в почвообразующей породе [16]. Это позволило провести математическую обработку данных [7] и выявить достоверность различий в свойствах почв. Основные физические, химические и физико-химические показатели определялись общепринятыми методами [1, 5].
Сравнивались и анализировались данные сотрудников Лаборатории лесоведения АН СССР, исследовавших свойства черноземов выщелоченных под 24-26-летними (в среднем 25 лет) насаждениями вышеуказанных пород [9, 17] и наши данные под этими же насаждениями в возрасте 50 лет [3] и - 70 лет. При обсуждении ряда показателей учитывались также данные Ткаченко по насаждениям дуба, ели и лиственницы 34-42-летнего возраста [18].
РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
Для подтверждения однородности почвенного покрова мы провели математическую обработку данных гранулометрического анализа по содержанию частиц физической глины (<0.01 мм). Как следует из данных табл. 1, по гранулометрическому составу исследуемые почвы под всеми
культурами могут быть отнесены к тяжелосуглинистым, сформировавшимся на исходных лёссовидных глинистых почвообразующих породах. При этом коэффициент варьирования частиц физической глины и ила в материнской породе и в профиле почв имеет незначительную изменчивость (V < 10%). Это позволяет говорить об однородности почвенного покрова по гранулометрическому составу и объяснять происходящие изменения в свойствах почв влиянием древесных насаждений. Характер распространения илистых частиц вниз по профилю с их максимальным накоплением в гор. Вt и Вса и уменьшением в материнской породе свидетельствует о некоторой дифференциации профиля выщелоченных черноземов по илу. Накопление илистых частиц в этих горизонтах происходит в результате лесси-важа и оглинивания бескарбонатной породы за счет выветривания первичных минералов [2].
С целью выявления и косвенного подтверждения процессов внутрипочвенного выветривания проведен расчет коэффициента оглинивания (К) и относительный процент потери (-) и накопления (+) ила по сравнению с его содержанием в материнской породе [14]. При этом считается, что оглинивание происходит при К > 1. Именно такие коэффициенты (К = 1.13-1.11) характеризуют среднюю и нижнюю части профиля изучаемых выщелоченных черноземов. Заметные признаки оглинивания в нижних слоях целинных оподзо-ленных и выщелоченных черноземов отмечены ранее в литературе [20]
В какой-то степени об однородности изучаемых почв свидетельствует и глубина вскипания карбонатов, хотя амплитуда ее колебания достаточно велика.
Высокую вариабильность глубины вскипания карбонатов отмечал еще Ткаченко [18]. Им было проведено 271 определение этого показателя. При этом границы вскипания на пашне (63-140 см) были практически такими же как под 32-42-летними лесными насаждениями. По данным Розановой [17], граница вскипания под 25-60-летними насаждениями разного состава обнаруживалась на глубинах 98-157 см. По более чем 70 нашим определениям варьирование этого показателя под 75-летними насаждениями было в пределах 85-148 см, на пашне - 88-150 см, то есть разброс достаточно велик, но соразмерим по срокам наблюдений. Математическая обработка этих данных показала, что среднестатистические величины достаточн
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.