научная статья по теме ОЦЕНКА ПАРАМЕТРОВ ПРОСТРАНСТВЕННОЙ НЕОДНОРОДНОСТИ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ПЛОДОРОДИЯ ДЕРНОВО-ПОДЗОЛИСТЫХ ПОЧВ Сельское и лесное хозяйство

Текст научной статьи на тему «ОЦЕНКА ПАРАМЕТРОВ ПРОСТРАНСТВЕННОЙ НЕОДНОРОДНОСТИ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ПЛОДОРОДИЯ ДЕРНОВО-ПОДЗОЛИСТЫХ ПОЧВ»

АГРОХИМИЯ, 2014, № 2, с. 39-49

Агроэкология

УДК 631.421:631.45:631.445.24

ОЦЕНКА ПАРАМЕТРОВ ПРОСТРАНСТВЕННОЙ НЕОДНОРОДНОСТИ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ПЛОДОРОДИЯ ДЕРНОВО-ПОДЗОЛИСТЫХ ПОЧВ*

© 2014 г. А.И. Иванов1, А.А. Конашенков1, Ю.В. Хомяков1, Т.Г. Фоменко2, И.А. Федькин1

Агрофизический научно-исследовательский институт РАСХН 195220 Санкт-Петербург, Гражданский просп. 14, Россия E-mail: office@agrophis.ru

2Северо-Кавказский зональный научно-исследовательский институт садоводства и виноградарства РАСХН

350901 Краснодар, ул. 40-летия Победы, 39, Россия E-mail: sad-fertigation@mail.ru

Поступила в редакцию 01.07.2013 г.

Результаты сравнительной оценки стандартного, ландшафтно-экологического и прецизионного методов почвенного обследования показали преимущество последнего в обеспечении объективной характеристики пространственной неоднородности показателей плодородия дерново-подзолистых почв. Их фактическая пестрота в различных ландшафтно-экологических условиях определяется комплексом естественно-генетических факторов и сельскохозяйственной деятельностью человека.

Ключевые слова: параметры пространственной неоднородности, показатели почвенного плодородия, дерново-подзолистые почвы.

ВВЕДЕНИЕ

Одним из современных направлений интенсификации земледелия является переход к точным агротехнологиям, базирующимся на учете мелкомасштабной гетерогенности свойств почвы [1, 2]. В условиях РФ такие технологии особенно перспективны в районах распространения дерново-подзолистых почв, характеризующихся значительной горизонтальной и вертикальной дифференциацией агрофизических, агрохимических и биологических свойств [3-8].

Объективный учет пространственной неоднородности агрохимических свойств почвы - одно из главных требований при проектировании точных систем удобрения. Но для этого пока нет общепринятой методической базы, попытки разработки которой предпринимаются и во ВНИИА им. Д.Н. Прянишникова, и в АФИ [9-11]. Есть основание считать, что при ее разработке необходимо учитывать природу формирования гетерогенности свойств почвенного покрова. У целинных и экстенсивно используемых человеком почв глав-

* Работа выполнена при поддержке РФФИ, грант 12-04-90714-моб ст.

ными будут природные факторы: комплексность почвенного покрова и ландшафтно-экологические условия [9, 12-15]. Неоднородность интенсивно используемых пахотных почв во многом связана с низкой равномерностью внесения удобрений и может быть значительно более высокой [16-20].

Цель работы - оценка фактических параметров и происхождения неоднородности свойств пахотного слоя у доминирующих на пашне структур почвенного покрова, предполагаемых в качестве объекта для изучения элементов точных систем удобрения в ландшафтных полевых опытах.

МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЯ

На 1-м этапе для оценки пригодности методов отбора проб для учета пространственной неоднородности свойств почвы проведено почвенно-агрохимическое обследование агроэкологическо-го полигона, представленного единым контуром пашни площадью 22 га, в Меньковском филиале АФИ (Гатчинский р-н Ленинградской обл.):

1) стандартным для агрохимслужбы России методом от 4 элементарных участков (растр -4-6 га);

2) ландшафтно-экологическим, с привязкой средних проб к границам 16 элементарных ареалов и структур почвенного покрова (растр -1-6 га);

3) прецизионным методом, мобильным комплексом по регулярной сетке 50 х 50 м (растр -0.25 га). Параметры растра в этом случае подобраны таким образом, чтобы на каждый элементарный почвенный ареал или элементарную структуру почвенного покрова приходилось не менее 3-4 смешанных образцов почвы.

Почвенный покров представлен пятнистостью агродерново-подзолистой типичной и глее-ватой почв, сформировавшейся на локальной красноцветной морене. Основной естественной причиной пространственной дифференциации почвенного покрова наряду с исходной неоднородностью почвообразующей породы в этом случае выступает пологоволнистый с выраженными микрозападинами рельеф, определяющий перераспределение ресурсов влаги и тепла, а также интенсивность и направленность миграционных процессов.

На 2-м этапе апробация прецизионного (с регулярным растром 0.25 га) метода сплошного обследования агрофизических и агрохимических свойств была проведена в производственных условиях землепользования КХ "Прометей" Гдовско-го р-на Псковской обл. Для этого были выбраны 2 типичных (по геоморфологическим условиям) агроэкологических полигона, предназначенных для закладки ландшафтных полевых опытов. Почвенный покров 1-го представлен преимущественно литогенными мозаиками дерново-подзолистых типичных и глееватых почв, сформированных на локальной морене красноцветных песков и суглинков среднего Девона. Пятнистость дерново-подзолистых типичных, глееватых и контактно-глееватых почв 2-го агроэкологического полигона сформировалась на двучленном отложении маломощной водно-ледниковой супеси, подстилаемой на глубине 50-95 см моренным суглинком. Рельеф местности представлен пологоволнистой равниной с хорошо выраженными микрозападинами на локальной морене и слабовыраженными - на водно-ледниковом отложении. Общая обследованная площадь 1-го и 2-го объектов составила 47.0 и 46.3 га, из них 37.5 и 37.0 га приходилось на пашню, 9.5 и 9.3 га - на угодья хвойно-мелколиствен-ного леса соответственно. Общность происхождения почв под пашней и лесом подтверждалась не только сходством строения нижней части почвенного профиля, но и характерным для каждого типа структуры почвенного покрова распределением между разновидностями почв по гранулометриче-

скому составу: в лесу и на пашне литогенной мозаики 21 и 13% приходилось на песчаные почвы, 34 и 38% - на супесчаные, 37 и 40% - на легкосуглинистые, 8-9% - на среднесуглинистые; на пят-нистостях 24 и 19% - на супесчаные, 76 и 81% -на легкосуглинистые почвы соответственно.

Отбор смешанных почвенных проб для агрохимического исследования на пашне осуществляли с использованием мобильного комплекса с системой геопозиционирования и автоматическим пробоотборником путем равномерно распределенного взятия по диагонали элементарного участка 25 индивидуальных проб (уколов) сдвоенным тростьевым буром на глубину 22 см (гор. Апах). В лесу почвенные пробы отбирали на такую же глубину из гор. А1 и верхней части гор. А2 или А2В по идентичной схеме ручным тростьевым буром. Для изучения физических свойств почвы на элементарном участке проводили взятие 3 монолитов ненарушенного строения с использованием бура Качинского и металлических стаканов на глубину 20 см.

Определение физических и химических свойств пахотного слоя и гумусового горизонта почвы проводили в трехкратной аналитической повторности по стандартным методикам: гранулометрического состава - методом пипетки в модификации Качинского, объемной массы - по Качинскому, удельной массы - пикнометрическим методом, общую пористость - расчетным методом, наименьшую влагоемкость - лабораторным методом заливки почвенных монолитов, полевую влажность - термостатно-весовым методом, рНкс1 - потенциомет-рическим методом, обменную кислотность - по Соколову, гидролитическую кислотность - по Каппену, сумму обменных оснований - по Каппе-ну-Гильковицу, гумуса - по Тюрину с фотоколориметрическим окончанием, подвижных соединений фосфора и калия - по Кирсанову. Статистическая обработка результатов определения свойств почв проведена путем расчета стандартного отклонения (s) от средней величины (М) аналитических повторностей физико-химического анализа, позволяющего судить о его точности, коэффициентов их пространственной вариации (V) и корреляции (r) между наиболее важными агропроизводственны-ми показателями с использованием программного обеспечения Microsoft Office Excel 2007.

РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

При использовании всех методов почвенного обследования агроэкологического полигона Меньковского филиала АФИ получены весьма близкие величины средних для пахотного контура

ю о а с

СЗ

а о ю н о ш ч о н

я а

с «

н

о «

о «

о X

я «

о и (Г Я

Я X

о &

сЗ Я

ч

и

[3

сЗ «

о Я

и

Я «

о и (Г Я н о Я

[3

н

С

о я я о я

эт Я Я и

а я

о я н

•е

сЗ

■а

ч я

сЗ

ч

о я

н &

ч я

сЗ

н о

л ч

СЗ «

о

П

¿1

3

V

3

4

<-п>/чоо

4

«л

о

-Н о

о

о

оо ю о -Н о

.4

сэ

ю

-Н о

-Н о ю

о о

-Н о

«л с^ о о

о

4

оо

о сэ

-Н оо

«л

-Н ю

ог^о

о сэ -Н о «л

оо о сэ

сч сэ -Н о «л

ю о сэ

«1

О СП

НН НН ^Г ГСП О

41

ю о

оо ю СП сч

о сэ

-Н о

«л

сэ -Н о ю

оо

-Н о оо

-Н «л

4

£ "

о о

сэ ^

-Н •

о О

оо о

СЧ

«л о сэ

-Н о

о

-Н о оо <ч

о сэ

Г-н -н

^г «л

оо

о сэ

НН

сч

ю

.1 .2.1

сэ сэ сэ -Н-Н-Н тюоо ююо тг^сч

-Н "Ч о оо

о о

г^о^г

О СП

о О 4 .41 11

сэ -Н о ю сэ -н о сэ -н о .4 сэ -Н о

«Л 4. 4. г^

оо о О о г^ оо

сэ 1 сэ сэ сэ

СП <ч

-Н -Н

о ^г

ГСП <ч

-Н о

-Н о

оо -Н -Н ^Г «л СП <ч

о

-Н о

4

о

.4

сэ

СП

-Н -Н «л сч

О

о

ч о

о о

ч о

о

к

& о^

о

(-4

О О

Рч М

Ц ю

св н

£

я а С

«

о я

а и

X

о я

а ю о

я

л Ц

и

[3

о

я ч

св

я

св

X Я И о

и ^

я

Я §

я

со Я

о

Й н

л £

со и

а «

я я и я

о Ц

И н о

X

3 я н

4 я се н

№ я

се а

И

я и и

и «

ЕЯ [3

Еч О

си о

1

^ И

N О

^ я

агрохимических показателей почвы (табл. 1). Как правило, диапазон их изменения существенно расширялся, и возрастала вариабельность по мере сокращения земельной площади, характеризуемой смешанной почвенной пробой. Исключение составила лишь обменная кислотность, выражаемая показателем рНКС1, для оценки пространственной дифференциации которой правильнее рассчитывать коэффициент вариации активной концентрации ионов водорода.

Если исходить из представления о пороговой величине коэффициента вариации (V), разделяющей однородные и неоднородные в отношении того или иного свойства почвы [21], равной 25%, то, по данным стандартного метода обследования, почвенный покров полигона может считаться вполне выровненным по агрохимическим свойствам (за исключением показателя суммы обменных оснований). На практике при таком условии формируется единый паспортизируемый агрохимический контур, характеризуе

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»