ПОЧВОВЕДЕНИЕ, 2011, № 1, с. 3-15
ГЕНЕЗИС И ГЕОГРАФИЯ ПОЧВ
УДК 631.4
АНТРОПОГЕННАЯ ЭВОЛЮЦИЯ СЕРЫХ ЛЕСОСТЕПНЫХ ПОЧВ ЮЖНОЙ ЧАСТИ СРЕДНЕРУССКОЙ ВОЗВЫШЕННОСТИ*
© 2011 г. Ю. Г. Чендев1, А. Л. Александровский2, О. С. Хохлова3, Л. Г. Смирнова4, Л. Л. Новых1, А. В. Долгих2
белгородский государственный университет, 308015, Белгород, ул. Победы, 85 2Институт географии РАН, 119017, Москва, Старомонетный пер., 29 3Институт физико-химических и биологических проблем почвоведения РАН, 142290, Пущино, ул. Институтская, 2 4НИИ сельского хозяйства, 308001, Белгород, ул. Октябрьская, 58 Поступила в редакцию 19.01.2010 г.
На территории южной части лесостепи Среднерусской возвышенности изучен агрохроноряд на угодьях естественный лес—пашня 100 лет—пашня 150 лет экстенсивно осваиваемой темно-серой лесной почвы. На основе использования комплекса разнообразных методов исследования установлены эволюционные изменения почв на протяжении 150-летнего периода распашки. Выявлен ряд трендовых изменений почвенных свойств: увеличение мощности гумусовых профилей (измерения в 20 повторностях для каждого участка агрохроноряда), увеличение количества слепышин, уменьшение коэффициента текстурной дифференциации по запасам ила, рост содержания и запасов элементов питания растений при стабильном состоянии запасов гумуса в метровой толще, подщелачи-вание и окарбоначивание профилей. На глубине более 130 см появились мучнистые скопления карбонатов и ярко-белесые кутаны, покрывающие грани призмовидных отдельностей. В пахотных почвах идентифицированы глубокие тонкие трещины, на поверхности которых в слое 50—110 см образовались темноокрашенные гумусово-глинистые натеки, радиоуглеродный возраст гумуса которых на 500—1000 лет меньше такового межтрещинной массы почвенных горизонтов. По совокупности свойств эволюцию пахотных темно-серых лесных почв следует рассматривать как их трансформацию в черноземы.
ВВЕДЕНИЕ
Агротехногенное (агрогенное) воздействие на почвы, несомненно, относится к одному из самых "быстрых" и мощных факторов, которые изменяют химические, физические и морфологические свойства почв на всех уровнях организации почвенного профиля. Такие изменения позволяют проследить "стремительную" эволюцию почв, обусловленную известным трендом факторов почвообразования. Но точку зрения о высокой интенсивности агрогенных преобразований во времени почвенных профилей пока разделяют далеко не все исследователи. В частности, по проблеме агрогенной эволюции серых лесных почв, распространенных в лесостепной зоне, до настоящего времени нет единого мнения в понимании ряда вопросов [1, 3, 4, 6, 10, 12, 15, 16, 19]. Недостаточно хорошо изучены глубина, интенсивность, стадиальность и механизм изменений во времени данных почв под влиянием богарного земледелия.
Мнения расходятся и по вопросу о направленности изменений во времени пахотных серых ле-
* Работа выполнена при поддержке Российского фонда фундаментальных исследований (Проект № 09-05-97513-р_центр_а).
состепных почв [6, 15, 16, 19, 20]. Поэтому весьма актуальной задачей является проведение новых экспериментальных исследований. Для раскрытия указанных дискуссионных вопросов авторами на протяжении ряда лет проводятся исследования эволюции пахотных серых лесных почв на территории лесостепи Среднерусской возвышенности.
ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ
Исследуемый участок "Поляна" находится в Шебекинском р-не Белгородской обл. Территория относится к южной части Центральной лесостепи (юг Среднерусской возвышенности). Участок исследования представляет собой слабонаклонную (до 2°) водораздельную поверхность между долиной р. Северский Донец и долиной р. Корень. До начала интенсивного хозяйственного освоения (в XVII—XVIII вв.) исследуемый водораздел целиком был покрыт дубово-широколиственным лесом.
Согласно анализу истории землепользования, почвы до 1930-х гг. обрабатывались с помощью сохи и плуга до глубины 15—20 см, а затем началась механизированная обработка пашни с помощью тракторов. При этом глубина пахотного го-
ризонта направленно возрастала во времени, достигнув в современный период отметки 30—37 см. Внесение минеральных и органических удобрений началось в послевоенные годы, однако по показателю вносимых удобрений исследованные нами пахотные почвы можно идентифицировать как слабо окультуренные (дозы ежегодного внесения навоза никогда не превышали 4 т/га). Как объект исследования "Поляна" представляет собой сочетание следующих угодий: естественный широколиственный лес, пашня возраста 100 и 150 лет на месте широколиственного леса. На протяжении всего периода распашки смены пашен другими угодьями не происходило. Одной из главных причин этого была "земельная теснота", ставшая большой социальной и экологической проблемой во второй половине XIX в. из-за высокой плотности населения Курской губернии. В этот период отмечалась интенсивная распашка не только водораздельных поверхностей, но и склонов логов, балок и речных долин, приведшая к почти тотальной распаханности территории в конце Х1Х—начале XX вв. [7, 11].
Рассматриваемые угодья расположены в сходных литолого-геоморфологических условиях (водораздел, породы — легкие лёссовидные карбонатные глины). На каждом угодье были заложены большие парные почвенные разрезы, удаленные друг от друга на расстояние 10 м.
В ходе исследований был использован комплекс разнообразных методов, среди которых главным является метод почвенных агрохроноря-дов. Данный метод основан на сравнительном анализе строения и свойств почвенных профилей на фоновых угодьях с естественной растительностью (0-момент агротехногенного почвообразования) и на пашнях, возникших в разное время. Важным условием является идентичность рельефа, почвообразующих пород и классификационной принадлежности естественных почв на пространстве исследуемого почвенного агрохроно-ряда. Поэтому при выявлении ключевых участков исследования предпочтение отдавалось территориям с компактным размещением угодий с разновозрастными пашнями рядом с сохранившимся фрагментом коренного дубово-широколиственного леса. Базой для определения таких участков являлись разновременные крупномасштабные картографические материалы и, в первую очередь, планы периодов Генерального (конец XVIII в.) и Специального (середина XIX в.) межеваний Российской империи.
Лабораторными методами исследования являлись радиоуглеродное датирование гумуса и почвенных карбонатов (анализы выполнялись в Киевской радиоуглеродной лаборатории), микроморфологическое исследование карбонатов, а
также типовые методы анализов физических, физико-химических и химических свойств почв.
РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ
Естественное угодье, на котором была исследована фоновая почва, представляет собой липово-кленовый лес с примесью дуба и ясеня, под пологом которого развито лесное разнотравье с доминирующей ролью сныти, гравилата и копытня. Профиль фоновой почвы характеризуется следующим набором горизонтов: А1—А1А2—А1А2В&— А2В1-ВИ-В12-В1ССа-ВССа. Мощность гумусового горизонта составляет 17 см, а гумусового профиля — 42 см. Зона оподзоливания, определяемая по седоватому налету скелетан, в слое 17—42 см наложена на гумусовый профиль. Иллювиальная часть профиля определяется по утяжелению гранулометрического состава почвы, побурению ее окраски, возникновению ореховатой структуры с пленками и кутанами иллювиирования на гранях структурных отдельностей. В нижней части иллювиального профиля (гор В1ССа) происходит наложение процессов иллювиирования, сформировавших бурые органо-минеральные кутаны, и окарбо-начивания в форме редко рассеянных мицелярных форм карбонатов. Вскипание почвы отмечается с глубины 126 см. В нижней половине почвенного профиля встречаются палеослепышины серовато-бурого цвета с диффузными размытыми контурами, свидетельствующие о степной стадии почвообразования, которая предшествовала позднего-лоценовой лесной стадии педогенеза [2, 20]. По набору морфогенетических свойств фоновая почва относится к подтипу темно-серой лесной.
Почвенные разрезы на пашне возраста 100 лет были заложены в 110 метрах от фоновых разрезов под лесом и в 30 метрах от опушки леса. На данном угодье пахотная почва характеризуется следующим набором генетических горизонтов: Апах— А1А2В1И-А2В1-В11§-В12§-В1ССа-ВССа. Пахотный горизонт образован путем перемешивания исходных гор. А1, А1А2 и частично А1А2В& естественной почвы. Из-за разрушения структуры, уплотнения верхних горизонтов, периодических смен увлажнения и иссушения в профиле пахотной почвы возникли тонкие (0.5—1 см) вертикальные трещины, являющиеся каналами выноса из верхней части профиля гумусированной суспензии, тонкие корочки которой на стенках трещин отмечаются до глубин 100—110 см (на уровне нижней части гор. В12§). Иллювиальные горизонты приобрели неоднородную окраску из-за появления слабо оглеенных сизовато-бурых зон. Усиление оглеенности иллювиальных горизонтов по сравнению с фоновой почвой также определяется по возрастанию обилия и размеров железисто-марганцевых примазок. Мощность зоны элювии-рования в почве 100-летней пашни сузилась за счет
Таблица 1. Глубина залегания нижней границы морфогенетических горизонтов и глубина вскипания в исследованных почвах, см (по результатам 20 замеров в парных почвенных профилях на каждом угодье)
Почва
под лесом пахотная 100-летняя пахотная 150-летняя
горизонт х ± §х 5 горизонт х ± 5х 5 горизонт х ± 5х 5
А1 16.73 ± 0.44 2.05 А пах 34.18 ± 0.60 2.81 А пах 36.68 ± 0.32 1.49
А1А2 27.68 ± 0.49 2.30
А1А2ВШ 41.82 ± 0.50 2.36 А1А2ВШ 44.50 ± 0.99 4.63 А1 49.23 ± 0.79 3.72
А2Вг 58.50 ± 0.58 2.72 А2Вг 55.59 ± 1.00 4.67 А1Вг 63.09 ± 1.27 5.97
ВИ 84.27 ± 0.72 3.38 В11Е 74.82 ± 1.07 5.01 ВЦ 93.73 ± 1.56 7.32
Вг2 119.18 ± 0.83 3.90 В12е 108.82 ± 1.09 5.11 Вг2 127.00 ± 0.84 3.95
ШССа 142.14 ± 0.96 4.49 В^Са 135.23 ± 1.06 4.98 ВССа 150.23 ± 0.90 4.20
Вскипание 126.18 ± 0.67 3.13 Вскипание 113.45 ± 1.38 6.47 Вскипание 126.81 ± 0.63 2.95
возникновения пахотного горизонта. Вместе с тем отмечается перераспределение скелетан, большее обилие которых тяготеет к пространству, окружающему магистральные трещин
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.