научная статья по теме СОЛОНЦОВЫЙ ПРОЦЕСС В ПОСТАГРОГЕННЫХ И ПОСТМЕЛИОРАТИВНЫХ УСЛОВИЯХ КАМЕННОЙ СТЕПИ Сельское и лесное хозяйство

Текст научной статьи на тему «СОЛОНЦОВЫЙ ПРОЦЕСС В ПОСТАГРОГЕННЫХ И ПОСТМЕЛИОРАТИВНЫХ УСЛОВИЯХ КАМЕННОЙ СТЕПИ»

ПОЧВОВЕДЕНИЕ, 2009, № 11, с. 1383-1392

МЕЛИОРАЦИЯ ^^^^^^^^^^^^^^ ПОЧВ

УДК 631.4

СОЛОНЦОВЫЙ ПРОЦЕСС В ПОСТАГРОГЕННЫХ И ПОСТМЕЛИОРАТИВНЫХ УСЛОВИЯХ КАМЕННОЙ СТЕПИ*

© 2009 г. Н. Б. Хитров1, Ю. И. Чевердин2, И. Ф. Поротиков2

1Почвенный институт им. В.В. Докучаева РАСХН, 119017, Москва, Пыжевский пер. 7

e-mail: khitrov@agro.geonet.ru

2НИИ сельского хозяйства Центрально-Черноземной полосы им. В.В. Докучаева РАСХН, 397463, Воронежская обл., Таловскийр-н, п/о Институт им. В.В. Докучаева

e-mail: cheverdin@box.vsi.ru

Поступила в редакцию 29.12.2008 г.

Изучены физико-химические условия и морфологические признаки проявления солонцового процесса в почвах черноземных солонцовых комплексов стационара № 1 в Каменной Степи через 55 лет после одноразовых мелиоративных воздействий (землевание, гипсование, внесение навоза) и прекращения ежегодной вспашки. Установлено, что действующие в настоящее время факторы почвообразования продолжают поддерживать почвенные процессы в черноземах и солонцах, существовавшие до мелиорации и распашки. Они вызывают восстановление (регенерацию) гумусового горизонта в черноземах и морфологической дифференциации в солонцах после прекращения вспашки. Активная постмелиоративная и постагрогенная регенерация признаков солонцового процесса обусловлены сохранением в почвенном профиле физико-химических условий (низкая концентрация солей и наличие обменного натрия) этого процесса. В материале гумусового горизонта чернозема, насыпанном на солонцы, в гидроморфных условиях появляются признаки солонцового процесса.

ВВЕДЕНИЕ

Одной из фундаментальных задач почвоведения является изучение процессов функционирования, развития и эволюции почв. На современном этапе в связи с широким распространением воздействия человека на почвы и прогнозируемым глобальным изменением климата актуальным вопросом становится исследование активных почвенных процессов, которые определяют направление развития или поддерживают существующее квазистационарное состояние в настоящее время. Этот вопрос имеет особое и фундаментальное, и прикладное значение, поскольку он раскрывает "физиологию жизни" почвы, и на основе его решения возможно проектирование разнообразных воздействий на почвы с оценкой прогнозируемых последствий.

Для решения этого вопроса возможно использование разных подходов. Одним из них является изучение активных процессов, восстанавливающихся или возникающих в почвах после прекращения активного воздействия человека. Такие ситуации возникают, например, после проведения мелиоративных мероприятий (постмелиоративное развитие), или после прекращения ежегодной вспашки с оборотом пласта и последующих механических обработок (постагрогенное развитие), или после естественного или искусственного образования поверхности рыхлой горной породы,

* Работа выполнена при финансовой поддержке РФФИ (проект < 08-04-01195).

лишенной почвы, или после создания почвопо-добных тел для различных целей.

На основании такого подхода исследованы начальные стадии почвообразования в модельных экспериментах [6, 8, 9, 13, 17, 32, 50-52], на насыпях разного происхождения и на самозарастающих отвалах разных пород после добычи полезных ископаемых [1-3, 10, 12, 14, 19, 24, 31, 34, 36, 44, 47, 49] и процессы постагрогенного изменения, развития и эволюции почв [7, 15, 20-22, 26-29, 43].

В XX в. по объективным и субъективным причинам в сельскохозяйственном производстве использовали большие площади земель с солонцовыми комплексами почв [4, 25, 30, 41, 42, 46].

Солонцы и солонцеватые почвы имеют ряд особенностей, ограничивающих или препятствующих росту и развитию многих сельскохозяйственных культур. Такими особенностями являются наличие легкорастворимых солей в средней и нижней частях почвенного профиля, текстурная дифференциация верхней части профиля, контрастно изменяющиеся физические свойства при увлажнении и высушивании, щелочная реакция среды и др. Поэтому в сельском хозяйстве солонцовые земли использовали после их мелиорации. В 1990-х годах в связи с общим экономическим спадом в стране произошел спонтанный мозаичный вывод из активного сельскохозяйственного оборота миллионов земель пашни, в первую очередь тех участков, которые требовали больших

ЮЗ 83°31' 243.7

Рис. 1. Почвенная карта солонцового стационара < 1 на фоне сетки опытных делянок. Условные обозначения: 1 - пятнистость черноземов обыкновенных и черноземов перерытых; 2 - чернозем выщелоченный; 3 - чернозем солонцеватый; 4 - лугово-степные содово-сульфатные солонцы; 5 - гидрологические скважины; 6 - внутрихозяйственная дорога; 7 - дорога Таловая-Бутурлиновка (по [4, с. 64]).

материальных затрат. Этот процесс коснулся и земель с солонцовыми комплексами.

В многочисленных опытах по мелиорации солонцов были изучены изменения почв в результате тех или иных отдельных воздействий или всего мелиоративного комплекса в зависимости от природных условий и свойств солонцов [41, 42, 46]. Эти исследования чаще всего проводили в течение 3-10 лет после начала воздействий, реже их продолжали дольше [5, 27, 37, 40].

Вместе с тем из негативного опыта развития вторичного осолонцевания при орошении минерализованными водами известно, что солонцовый процесс может приводить к появлению заметных признаков дифференциации почвенного профиля уже в течение 5-15 лет [18, 33, 45].

В связи с этим возникает важная проблема изучения условий, интенсивности и скорости развития солонцового процесса в настоящее время в почвах, которые раньше были подвергнуты тем или иным антропогенным преобразованиям, а сейчас находятся в новых природных условиях.

Цель исследования - изучение регенерации и развития солонцового процесса через полвека после одноразовых мелиоративных воздействий и прекращения ежегодной распашки почв в Каменной Степи.

Объекты исследования - почвы солонцового стационара № 1 в Каменной Степи (Воронежская обл., Таловский район, НИИСХ ЦЧП

им. В.В. Докучаева). Выбор объектов обусловлен несколькими причинами. Во-первых, известно положение стационара с необходимой точностью привязки на местности. Во-вторых, имеются исходные данные. В-третьих, в течение 50 лет на стационаре проводили периодические наблюдения. В-четвертых, исходная схема опыта предполагала разные варианты мелиоративных воздействий.

Солонцово-мелиоративный стационар № 1 расположен к востоку от асфальтированной дороги Таловая-Бутурлиновка между лесополосами 23, 30 и 34. В настоящее время на нем расположено лесонасаждение 147.

До 1940-х годов участок не использовался и представлял собой целину с редкими куртинами боярышника, используемую под выпас скота. В 1941 г. проведена раскорчевка боярышника, на следующий год участок был распахан. С 1943 до 1949 г. его использовали для посева зерновых культур, в 1950-1952 гг. под посевы люцерны.

Почвенный покров солонцового стационара № 1 перед закладкой опыта в начале 1950-х годов представлял собой сочетание черноземов обыкновенных и черноземов, перерытых животными, на выпуклых элементах рельефа, черноземов солонцеватых на пологих бортах лощин, лугово-степных черноземных содово-сульфатных солонцов и черноземов выщелоченных (несолонцеватых) по днищам лощин (рис. 1) [4]. Из общей площади стационара 5.68 га чернозем обыкновенный занимал 3.96 га, солонцеватый чернозем - 0.72 га и солонец содово-сульфатный - 1.0 га. Почвооб-разующими породами являются желто-бурые лёссовидные глины, подстилаемые на глубине 100-150 см коричнево-бурыми глинами четвертичного возраста проблематичного генезиса. В 1950-х годах грунтовые воды сульфатно-гидрокарбонатного магниево-натриевого состава имели минерализацию 0.5-1.1 г/л и залегали на глубине 0.5-3 м в зависимости от сезона.

Опыт был заложен в 1952-1953 гг. Он включал изучение трех приемов мелиорации солонцов (землевание 15-20 см слоем гумусового горизонта чернозема, внесение 10 т/га гипса и 60 т/га навоза) на фоне глубокой отвальной вспашки на 3035 см и лесомелиорации (посадка разных пород деревьев рядами через 1.5 м). Землевание, внесение гипса и навоза были проведены только на солонцовых пятнах в разных сочетаниях (рис. 2). Подробное описание техники и методики закладки опубликованы [4].

Методы исследования. В связи с тем, что основным объектом изучения в опыте являлись солонцовые почвы, программа исследования с 1950-х по 2000-е гг. включала оценку изменения свойств почв стационара и отбор проб только в пределах ареалов их распространения согласно почвенной карте, составленной в 1952 г. И.А. Юриным (рис. 1).

Для изучения динамики свойств почв отбор проб осуществляли ручным буром в 10 точках по-

Рис. 2. Схема вариантов мелиоративного воздействия на солонцовом стационаре № 1. Фоновые воздействия на всей площади стационара: глубокая вспашка на 30-35 см и посадка древесных пород (17 рядов на делянке). Варианты воздействий на солонцовых секциях делянок: 1 - землевание слоем 15-20 см материалом гумусового горизонта чернозема обыкновенного; 2 - внесение навоза 60 т/га; 3 - внесение гипса 10 т/га.

слойно на глубине 0-15, 15-35 (северная солонцовая ложбина) 0-20, 20-35 (южная солонцовая ложбина), 35-50, 50-70, 80-100 см. В пределах каждой глубины из 10 индивидуальных образцов формировали один смешанный образец для последующих лабораторных анализов.

Исследования проводили периодически - в 1952-1959, 1961-1962 гг. (данные И.Н. Антипова-Каратаева, И.А.Юрина), в 1963-1965 и 1989 гг. (данные И.Ф. Поротикова), в 1996-1997, 2003 и 2005 гг. (данные Ю.И. Чевердина).

Определение обменного натрия в начальный период исследований (1952-1965 гг.) проводили по Гедройцу [11], в последующем, после возобновления исследований на этих стационарах в 1989 г. - по методике ЦИНАО [16]. Анализ проводился в двукратной повторности.

Нами для исследования результатов постмелиоративного и постагрогенного развития почв (черноземов и солонцов) через 55 лет в 2007-2008 гг. почвенные разрезы, прикопки и скважины были заложены на разных вариантах опыта с учетом почвенных ареалов, указанных на почвенной карте участка 1950-х годов (рис. 3). Обработка разрезов и прикопок включала подробный анализ морфологического строения с

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.

Показать целиком