научная статья по теме УПЛОТНЕНИЕ ЧЕРНОЗЕМОВ ПРАВОБЕРЕЖЬЯ РЕКИ КУБАНЬ Сельское и лесное хозяйство

Текст научной статьи на тему «УПЛОТНЕНИЕ ЧЕРНОЗЕМОВ ПРАВОБЕРЕЖЬЯ РЕКИ КУБАНЬ»

ПОЧВОВЕДЕНИЕ, 2015, № 1, с. 71-80

= ФИЗИКА ПОЧВ

УДК 631.48

УПЛОТНЕНИЕ ЧЕРНОЗЕМОВ ПРАВОБЕРЕЖЬЯ РЕКИ КУБАНЬ

© 2015 г. А. С. Сорокин, Г. С. Куст

Факультет почвоведения МГУ им. М.В. Ломоносова, 119991, Москва, Ленинские горы e-mail: leshasorokin@gmail.com; gkust@yandex.ru Поступила в редакцию 15.03.2014 г.

На правобережье р. Кубань на территории Кореновского и Усть-Лабинского районов Краснодарского края впервые описаны переуплотненные черноземы с вертиковыми признаками, распространенные отдельными участками, преимущественно по понижениям рельефа. Обсуждаются отличия в свойствах и происхождении этих почв от "классических" вертисолей и темных слитых почв. Предложена группировка морфологических проявлений признаков уплотнения по характеру и выраженности таких признаков, как плотность, твердость, структура, распространение корней, пористость и трещи-новатость, и их сочетаний в гумусовых горизонтах. Показано, что в почвах повышенных элементов рельефа признаки уплотнения выражены слабее, чем в почвах, занимающих локальные понижения. Морфологические признаки уплотнения не обнаруживают прямой связи с физическими свойствами почв. Следует говорить о том, что комплекс физико-механических характеристик исследуемых почв (легкоглинистый гранулометрический состав, содержание физической глины более 50%, ила более 30%, высокое содержание воднопептизируемого ила) указывает на возможную потенциальную предрасположенность почв к уплотнению и появлению вертиковых признаков.

Ключевые слова: гумусовые горизонты, вертиковые признаки, воднопептизируемый ил, деградация структуры.

DOI: 10.7868/S0032180X15010165

ВВЕДЕНИЕ

Ухудшение физического состояния пахотных почв является актуальной проблемой в черноземной зоне России. Одной из основных причин этого является уплотнение почвы, обусловленное антропогенными и природными физико-механическими явлениями при деформации сжатия и сдвига [11]. Среди антропогенных причин часто называют действие сельскохозяйственных машин, которое может быть усилено переувлажнением и орошением [1, 2, 4, 7, 22, 23, 29, 30], а среди природных — слитогенез.

Географическое распространение, генезис и функционирование слитых почв, разнообразие морфологических признаков слитизации, интенсивность проявления данного процесса и трудность его диагностики отражены в ряде статей и монографий [2, 3, 10, 14-19, 24, 25, 30, 31, 34, 35]. Развитие слитогенеза происходит в почвах, сформированных на почвообразующих породах тяжелого гранулометрического состава, способных к набуханию - усадке в контрастных климатических условиях, что обеспечивается присутствием значительного количества минералов с лабильной кристаллической решеткой. Сочетание указанных факторов может приводить к сдвиговым деформациям почвенной массы с различной степенью выраженности. Хитров определяет слито-

генез (считая его синонимом вертигенеза), как процесс развития и/или воспроизведения обратимых или необратимых разнонаправленных локальных боковых сдвиговых деформаций (смещений) одних блоков почвы относительно других за счет возникновения внутренних напряжений в почвенной массе в условиях, когда жидкая фаза почвы не замерзает [32]. Это, по его мнению, позволяет считать сликенсайды (поверхности скольжения) одним из главных диагностических признаков слитых почв.

В классификации почв СССР [13] слитые почвы на высшем таксономическом уровне не выделяются. Имеется род слитых почв в типах черноземов и каштановых почв. Новая российская классификация выделяет тип темных слитых почв и подтипы слитизированных почв для других типов [12]. В американской классификации Soil Taxonomy [37] данные почвы относятся к порядку Vertisols. Под таким же названием они представлены в мировой реферативной базе WRB [36] на уровне реферативной почвенной группы, диагностируемой по наличию диагностического вер-тикового (vertic) горизонта. Важно при этом отметить, что в WRB применяется также понятие вертиковых признаков, для диагностики которых присутствие сликенсайдов не является строго обязательным.

Некоторые авторы различают потенциальную и актуальную слитость: Потенциальная слитость — это способность почв к сильному уплотнению, которая зависит от химического, минералогического и гранулометрического состава, содержания органического вещества, водопрочности структуры [15]. Актуальная слитость — это актуальное проявление (реализация) потенциальной слитости почв в конкретных физико-географических условиях [15, 25]. Актуальная слитость может испытывать сезонные колебания в процессе уплотнения и разуплотнения почв, а общее ее состояние связано с трансформацией минеральной части почв.

Слитые и/или слитизированные (с признаками слитогенеза) почвы, вертисоли и почвы с вертико-выми признаками описаны в тропиках и субтропиках, где они образуют наиболее крупные массивы, а также в степных областях Северной Америки и Евразии. Для России хорошо изученными ареалами распространения этих почв можно считать Северный Кавказ, Волго-Ахтубинскую пойму, лиманы Прикаспийской низменности. Уплотненные почвы с признаками слитогенеза встречаются и в других районах, но литературные сведения об их распространении отрывочны [32].

ОБЪЕКТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И ПОСТАНОВКА ПРОБЛЕМЫ

Исследования почв проводили на территории Кореновского и Усть-Лабинского р-нов Краснодарского края, относящейся к Западной Предкав-казской почвенной провинции степной зоны. Основную часть (90%) почвенного покрова составляют типичные карбонатные черноземы. Толщина гумусового слоя изменяется от 115 до 137 см. Почвы почти повсеместно распаханы, за исключением неудобий и речных пойм [7, 27]. Размер полей составляет в среднем от 50 до 100 га. Пологоволнистый рельеф определяет, как правило, незначительные (не более 2 м) перепады высот в пределах отдельных полей.

Как показали наши полевые исследования 2007—2009 гг., особенностью почвенного покрова этой части правобережья р. Кубань является широкое участие среди черноземов и луговато-чер-ноземных почв отдельных участков с признаками уплотнения в верхней части гумусовых горизонтов почв. Уплотнение в наибольшей степени проявляется по понижениям рельефа, но иногда встречается и на относительно возвышенных пла-корных участках и склонах. На основании морфологических признаков в соответствии с [13] эти почвы они были отнесены к роду слитых черноземов. Для них характерны следующие признаки: блочная структура верхней части гумусового горизонта, наличие вертикальных трещин в засушливый период до глубины 40—50 см и глубже, шириной до 5—7 см с поверхности и 0.1—0.4 см на

глубине, и горизонтальных трещин шириной 1— 3 мм, длиной 1—6 см, низкая внутриагрегатная пористость, вскипание в нижней части гор. АВ. Поскольку сликенсайды в данных почвах не отмечены, то в соответствии с [12] они отнесены не к типу агрослитых темных почв или подтипу слитизиро-ванных почв, а к типу агрочерноземов, подтипам агропереуплотненных, миграционно-сегрегаци-онных и гидрометаморфизированных почв.

Важно отметить, что некоторые особенности проявления морфологических признаков уплотнения не позволили связать обнаруженные структурные особенности гумусовых горизонтов только с агропереуплотнением, вызванным воздействием тяжелой техники (образование плужной подошвы) или регулярной распашкой. В частности, при полевых исследованиях отмечено (более подробно речь об этом пойдет ниже), что: а) нижняя граница монолитного "слитого" подпахотного горизонта может опускаться до 40— 45 см при мощности пахотного слоя в 22—24 см, то есть мощность уплотненного слоя существенно превышает описанные случаи "подплужной подошвы", б) уплотненный подгоризонт в почвах отмечается не только на пашне, но и в лесополосах 40-50-летнего возраста и старше (хотя и выражен в значительно меньшей степени), в) восстановление уплотненных горизонтов и их структурных особенностей наблюдается через 3—5 лет даже в почвах, обработанных чизелеванием на глубину до 45—50 см.

Указанные особенности позволили предположить, что отмеченные признаки являются следствием природной предрасположенности почв к уплотнению, и возможно, слитогенезу, а почвы этой части правобережья Кубани генетически близки описанным Быстрицкой и Тюрюкановым слитым почвам Западного Предкавказья, расположенным массивом в Кубанском левобережном подрайоне (от Армавира до станции Вареников-ской Крымского р-на, Краснодарского края) в виде полосы шириной от 5 до 30 км [3], то есть по другую сторону р. Кубань.

Цель работы состояла в описании особенностей и характеристике изменчивости признаков уплотнения в почвах правобережья р. Кубань на юге Кубанской наклонной равнины.

МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

Для исследования выбраны почвы с признаками уплотнения в гумусовом горизонте таким образом, чтобы они представляли микрокатену в пределах отдельного производственного поля, то есть расположены на повышении, на склоне и в местном понижении (в автономных, транзитных и аккумулятивных ландшафтных позициях). Разрезы закладывали и описывали в засушливый пе-

риод, чтобы исключить влияние неоднородности увлажнения почв на сравнение морфологических свойства гумусовых горизонтов.

При морфологическом полевом исследовании (согласно [26]) особое внимание уделяли стратификации и раздельному описанию подгоризонтов Ар (Ар'), Арё и А верхней части гумусового горизонта. Выделенные подгоризонты Ар (Ар'), Арё и А идентифицировали в поле следующим образом (описание соответствует состоянию почв в засушливый период, для оценки динамики морфологических свойств при увлажнении выборочно проводили описания также в марте, мае и августе):

Пахотный горизонт, 22-25 см, признаки: 1) поверхностный подгоризонт, который формируется в результате длительного распахивания естественного гор. А, с ясно выраженной нижней границей, особенно заметной во влажном состоянии в весенний период по переходу по структуре и сложению к уплотненному "монолитному" нижележащему подгор. Арё и пожнивным остаткам; 2) при ливневых осадках после высыхания на поверхности формируется пористая корка мощностью до 2 см, со временем распадающаяся на мелкие отдельности; 3) в засушливый период н

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