научная статья по теме ИЗМЕНЕНИЕ ФИЗИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ПОЧВ КАМЕННОЙ СТЕПИ ПОД ВЛИЯНИЕМ ПОЛЕЗАЩИТНЫХ ЛЕСНЫХ ПОЛОС Сельское и лесное хозяйство

Текст научной статьи на тему «ИЗМЕНЕНИЕ ФИЗИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ПОЧВ КАМЕННОЙ СТЕПИ ПОД ВЛИЯНИЕМ ПОЛЕЗАЩИТНЫХ ЛЕСНЫХ ПОЛОС»

ФИЗИКА ^^^^^^^^^^^^^^^^ ПОЧВ

УДК 631.445.4:631.43:630.231(470.324)

ИЗМЕНЕНИЕ ФИЗИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ПОЧВ КАМЕННОЙ СТЕПИ ПОД ВЛИЯНИЕМ ПОЛЕЗАЩИТНЫХ ЛЕСНЫХ ПОЛОС © 2012 г. В. А. Королев, А. И. Громовик, О. А. Йонко

Воронежский государственный университет, 394006, Воронеж, Университетская пл., 1 e-mail: agrom.ps@rambler.ru Поступила в редакцию 28.02.2011 г.

Изучены физические свойства почв Каменной Степи (черноземов обыкновенных и лугово-черно-земных), находящихся в разных условиях хозяйственного использования: лесная полоса (кленовая, лиственничная, березовая и сосновая секции) — залежь (с 1959 г.) — пашня (с 1952 г.). Изучаемые почвы, независимо от способа их использования, характеризуются благоприятными физико-химическими свойствами, легкоглинистым гранулометрическим составом и высокой микроагрегиро-ванностью. Длительное произрастание лесных полос заметно улучшает структуру почв в верхней части гумусового горизонта: возрастает содержание агрономически ценных агрегатов, уменьшается глыбистость, в 3.7—4.3 раза увеличиваются коэффициент структурности и на 8—12% критерий водо-прочности агрегатов. Почвам под лесной полосой свойственны также минимальные значения плотности сложения и твердой фазы и максимальные — величины общей, активной и воздухоносной пористости. В то же время в исследуемом ряду почв существенных различий запасов влаги, соответствующих основным показателям водно-физических свойств, не выявлено. Отношение диапазонов влаги оптимально-продуктивной к активной (продуктивной) варьирует в пределах метровой толщи от 0.42—0.44 до 0.45—0.54, что свидетельствует об изменении соотношения основных форм подвешенной влаги: с глубиной по профилю изучаемых почв количество внутриагрегатной капиллярно-подвешенной влаги уменьшается, а пленочно-подвешенной увеличивается.

ВВЕДЕНИЕ

Лесные полосы на черноземах имеют большое агролесомелиоративное значение, способствуя оптимизации водного режима почв и улучшению водоснабжения возделываемых сельскохозяйственных культур. При этом они оказывают многостороннее и существенное влияние на морфологические признаки, состав и свойства черноземов. Не останавливаясь на анализе опубликованных к настоящему времени весьма многочисленных работ разных авторов, отметим, что не все они достаточно обоснованны, нередко противоречивы и нуждаются в пересмотре и уточнении. Неоднозначность полученных выводов можно объяснить различиями конструкций лесных полос, их породного состава и возраста, исходного состояния почв при закладке лесных полос, набора изучаемых показателей и др. В то же время достоверно установлено, что длительное произрастание лесных полос на черноземах и сопутствующих почвах как Каменной Степи, так и других регионов Центрального Черноземья, обусловливает улучшение показателей их структурного и гумусового состояния, а также плотности сложения [1—7, 9, 15, 16]. Этими обстоятельствами диктуется необходимость дальнейших углубленных исследований влияния лесных полос на черноземы и сопутствующие им почвы.

Целью данной работы было выявить изменение физических свойств почв Каменной Степи под влиянием полезащитных лесных полос.

ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ

Исследования проводились на территории землепользования Воронежского научно-исследовательского института сельского хозяйства им. В.В. Докучаева (Таловский р-н, Воронежской обл). Изменение физических свойств почв изучалось в ряду: лесная полоса № 211 — залежь (с 1959 г.) — пашня (с 1952 г.). Лесная полоса № 211 была заложена в 1959 г. Ее длина 850 м, ширина 22 м. Способ создания — диагонально-групповой, площадки ромбические, размещение древесных пород принято как оптимальное [12].

Всего было заложено семь полнопрофильных разрезов: первые четыре — последовательно в секциях кленовой, лиственничной, березовой и сосновой лесополосы № 211; пятый — на залежном участке, расположенном на стыке лесополос № 211 и № 163; два последних — на пашне: шестой — в 100 м севернее секции клена, седьмой — в 85 м севернее секции сосны лесополосы № 211. Почвенные образцы отбирались с поверхности до глубины 150 см через каждые 10 см. Отдельно отбира-

лись образцы для структурно-агрегатного анализа почв с глубины 0—20 и 40—50 см.

Почвенный покров территории Каменной Степи представлен сложными комбинациями почв черноземного и лугово-черноземного типов почвообразования с пятнами солонцов, засоленных и осолоделых почв. В настоящее время в связи с общим подъемом грунтовых вод до глубины 1.5—4 м, начавшимся с пятидесятых годов прошлого столетия, в лесоагроландшафте Каменной Степи черноземы постепенно эволюционируют в лугово-черноземные почвы [5, 17]. Фоновой почвой под лесополосой № 211 и пашни вблизи является чернозем обыкновенный (чернозем сегрегационный в лесополосе и агрочернозем сегрегационный на пашне) — разрезы 1—3, 5, 6. В разр. 4 и 7 определены лугово-черноземные почвы (чернозем

1

и агрочернозем гидрометаморфизированные) .

Непосредственно в полевых и лабораторных условиях в исследуемых почвах определяли плотность сложения буровым методом с использованием цилиндров на 50 см3, влажность при определении плотности — термостатно-весовым методом, плотность твердой фазы почвы — пикнометриче-ским методом, максимальную гигроскопическую влажность (МГ) — методом А.В. Николаева, почвенную влажность разрыва капиллярных связей (ВРК) — методом С.И. Долгова, наименьшую влаго-емкость (НВ) — лабораторным методом в образцах ненарушенного сложения (микромонолитах), предварительно увлажненных до полной водо-вместимости и трехсуточного оттока свободной гравитационной воды, гранулометрический состав — методом пипетки с обработкой почвы пи-рофосфатом натрия, микроагрегатный состав — методом Н.А. Качинского, структурно-агрегатный состав — методом Н.И. Саввинова. Расчетными методами были определены почвенная влажность завядания растений (ВЗ) с применением коэффициента 1.5; полная водовместимость (в общепринятой терминологии — полная влагоем-кость) (ПВ); общая, активная и воздухоносная пористости по Н.А. Качинскому; фактор структурности по П. Фагелеру; коэффициент структурности и критерий водопрочности агрегатов; диапазон активной (продуктивной) влаги (ДАВ) — по разнице между НВ и ВЗ; диапазон оптимально-продуктивной влаги (ДОПВ) — по разнице между НВ и ВРК [8, 14, 19]. В целях общей характеристики почв определяли гумус методом И.В. Тюрина в модификации В.Н. Симакова, обменные катионы (Ca2+ и Mg2+) комплексонометрическим методом, гидролитическую кислотность — по Г. Каппену и рН водной вытяжки — потенциомет-рически. Все определения проводились в дву-

1 В скобках приведены названия почв по новой классифика-

ции 2004 г. [10].

кратной повторности и пересчитаны на почву, высушенную при температуре 105°С.

РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ

Изучаемые почвы являются среднегумусными и характеризуются благоприятными физико-химическими свойствами. В почвах под лесной полосой содержание гумуса изменялось от 7.3 до 7.9%, а его запасы в полуметровой и метровой толщах составляли соответственно 281—299 и 417—436 т/га. На залежном участке содержание и запасы гумуса не имели существенных различий по сравнению с почвами под лесной полосой. На пашне содержание гумуса снижается до 6.8—7.0%, однако его запасы по сравнению с почвами под лесной полосой были больше (на 54—64 т/га в слое 0—50 см и 63—90 т/га в метровой толще), что обусловлено более высокими показателями плотности сложения пахотных почв. Вниз по профилю исследуемых почв содержание гумуса постепенно уменьшается и на глубине 90—100 см составляет 1.1—1.6%.

Изучаемые почвы, независимо от способа их использования, характеризуются большой емкостью катионного обмена: 44—53 смоль/кг почвы в верхнем 20-сантиметровом слое. Величина этого показателя в основном определяется содержанием гумуса в почвах, в то время как соотношение обменных катионов (кальция с магнием и водорода) зависит, прежде всего, от вида угодья и биологических особенностей древесных пород лесной полосы. В почвах под хвойными породами (секции лиственницы: и сосны) наблюдается максимальная гидролитическая кислотность (7.5—6.1 смоль/кг) и минимальные значения рН водной вытяжки (5.9—6.2) и степени насыщенности основаниями (86—88%). Минимальная гидролитическая кислотность (2.3—3.5 смоль/кг) и соответствующие ей максимальные величины рН (6.9—7.0) и степени насыщенности основаниями (93—95%) зафиксированы на залежном и пахотных участках. Промежуточное положение по этим показателям занимают почвы лесной полосы под кленом и березой: гидролитическая кислотность равна 4.3—5.2 смоль/кг, рН 6.5—6.7 и степень насыщенности основаниями — 90%. Вниз по профилю изучаемых почв сумма обменных оснований и гидролитическая кислотность постепенно уменьшаются, а рН водной вытяжки и степень насыщенности основаниями — увеличиваются. Во втором полуметре в карбонатных горизонтах гидролитическая кислотность отсутствует, а рН водной вытяжки достигает 7.9—8.3.

Исследуемые почвы характеризуются легко-глинистым гранулометрическим составом. Содержание физической глины в первом полуметре почв изменяется в пределах 61—66%. Преобладающими фракциями являются крупнопылеватая и

илистая. На третьем месте по содержанию обычно находится мелкая пыль, затем следуют фракции средней пыли и песка (мелкого, среднего и крупного). Вниз по почвенному профилю количество крупнопылеватой фракции постепенно уменьшается, а илистой — увеличивается. Другие гранулометрические фракции распределены по профилю почв более или менее равномерно (табл. 1).

Одной из причин отмеченных закономерностей в распределении гранулометрических фракций по профилю исследуемых почв может быть различное соотношение между деградационными и аградационными трансформациями глинистых минералов. Деградационные трансформации происходят во всей промачиваемой и охваченной биологическим круговоротом почвенной толще. Деградация охватывает главным образом верхнюю часть гумусового горизонта, вследствие чего здесь уменьшается количество илистого и смек-титового компонентов [18].

Микроагрегатный состав почв в значительной степени предопределяет характер их макроструктуры и другие важные

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

Пoхожие научные работыпо теме «Сельское и лесное хозяйство»