ПОЧВОВЕДЕНИЕ, 2009, № 12, с. 1411-1420
ГЕНЕЗИС И ГЕОГРАФИЯ ПОЧВ
УДК 631.4
почвенный покров приводораздельного пологого склона в условиях современного сезонного переувлажнения в каменной степи*
© 2009 г. Н. Б. Хитров1, Ю. И. Чевердин2, Л. В. Роговнева1
1 Почвенный институт им. В.В. Докучаева РАСХН, 119017, Москва, Пыжевский пер., 7 2 НИИ сельского хозяйства Центрально-Черноземной полосы им. В.В. Докучаева РАСХН, 397463, Воронежская обл., Таловскийр-н, п/о Институт им. В.В. Докучаева e-mail: khitrov@agro.geonet.ru, cheverdin@box.vsi.ru Поступила в редакцию 29.12.2008 г.
Структура почвенного покрова приводораздельного пологого склона на исследованном участке Каменной Степи представлена сочетанием линейно ориентированных вдоль склона ареалов черноземов типичных, перерытых и выщелоченных, эволюционирующих в черноземно-луговые почвы. Почвенная комбинация осложнена слабосмытыми и слабозасоленными почвами. Сезонному переувлажнению и затоплению почв способствуют выклинивание грунтовых вод по относительному водоупору (коричневато-бурым карбонатным глинам), расположенному на глубине 1.0-2.2 м от поверхности, и сосредоточение поверхностного стока при снеготаянии в вогнутых элементах рельефа на склоне. В результате сезонного переувлажнения на данном участке в бывших черноземах появляются признаки квазиглееватости (оливковый оттенок в окраске нижних горизонтов, мелкие конкреции), иногда признаки глееватости (сизые кутаны), прожилки мучнистого гипса в средней части профиля некоторых почв, а также выцветы солей на поверхности почвы.
ВВЕДЕНИЕ
На территории Каменной Степи почвенный покров пологих приводораздельных склонов до 1980-х годов представлялся сравнительно однородным. На почвенной карте 1894 г. [3] на этих позициях рельефа показаны черноземы с содержанием гумуса от 7.5 до 9.0% в отличие от черноземов плоских водоразделов, для которых указано содержание гумуса от 9 до 11%. В середине XX в. для разделения черноземов, сформированных на водоразделах и склонах, было использовано особое название "обыкновенный чернозем пологих склонов", которое предполагало, что на склонах по сравнению с водоразделами черноземы имеют меньшую мощность гумусового слоя (гор. А + АВ 45-60 см) и более низкое содержание гумуса (8.0-9.0%) [7, 12]. На почвенной карте По-пазова [9] такие почвы отнесены к "обыкновенным черноземам плато", а название "обыкновенный чернозем склонов" использовано для почв, развитых на более крутых склонах.
Более дифференцированно почвенный покров склоновых позиций отображен на почвенной карте 1984 г. [1]. Он включает черноземы типичные, черноземы обыкновенные, лугово-черноземные и черноземно-луговые почвы. Появление полу-гидроморфных и гидроморфных почв на водораз-
* Работа выполнена при финансовой поддержке РФФИ, проекты < 06-04-08323, 08-04-01195.
делах и склонах в этот период обусловлено общим подъемом грунтовых вод в агролесоланд-шафте во второй половине XX в. после орошения больших участков на водоразделах. Более детальная информация о почвах, представленная на карте [1], включает сведения о гранулометрическом составе, мощности гумусового слоя, содержании гумуса, наличии признаков оглеения, засоления и эродированности почв. Вместе с тем, изображенные на карте ареалы почв не позволяют судить о закономерностях распределения почв в ландшафте.
Цель настоящей статьи - представить результаты изучения структуры почвенного покрова приводораздельного пологого склона в условиях современного сезонного переувлажнения почв.
ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ
В качестве объекта исследования был выбран пологий приводораздельный склон в пределах восточной части южного селекционного севооборота НИИСХ ЦЧП им. В.В. Докучаева (Каменная Степь). С севера участок закрыт восточным краем лесополосы № 110 (посажена Ю.В. Ключниковым в 1939 г.) и заказником № 3, представленным древесными насаждениями, созданными А.И. Мальцевым в 1920-х годах. С востока поле ограничено лесополосой № 131, посаженной поперек склона в меридиональном направлении (азимут 355°) Н.Ф. Зубови-
чем в 1949 г. С юга участок ограничен лесополосой № 112, посаженной в широтном направлении Ю.В. Ключниковым в 1939 г. [8]. С запада к участку примыкают поля южного селекционного севооборота, приуроченные к плоскому водоразделу.
Исследуемый участок до 1930-х годов представлял собой твердую залежь [6] в составе земель Бюро прикладной ботаники. После включения территории в состав Каменно-степной опытной станции участок распахан. В составе южного селекционного севооборота Института земледелия на этом участке располагались поля с индексами Ж-6 и Ж-7 [2]. В начале 1950-х гг. выше участка на водоразделе был проложен открытый магистральный оросительный канал в земляном русле, для которого были характерны потери воды на фильтрацию до 50% от объема транзита. В 1980-х гг. в целях реконструкции и снижения потерь воды на фильтрацию на его месте проложили трубопровод большого диаметра, используемый по настоящее время. Тем не менее, в результате коррозии трубы наблюдаются протечки, положение которых легко обнаружить по очагам переувлажнения или выделения солей на поверхности почв, приуроченным к трассе трубопровода. За счет слоистого литологического строения водораздела, затрудняющего вертикальную фильтрацию воды, на исследуемом участке с начала 1960-х гг. стали возникать трудности при проведении весенних полевых работ из-за высокой влажности почв, с 1965 г. были прекращены опытные селекционные посевы. В 1965-1990 гг. его использовали под огороды, посев многолетних трав и, иногда, посев зерновых культур. На почвенной карте 1984 г. [1] здесь изображены ареалы черноземно-влажнолуговых солончако-ватых сильнозасоленных глееватых почв. В 1990-1997 гг. участок использовался как пастбище. В 1997 г. участок вновь распахали, в 1998 г. на нем выращивали просо, а в 1999-2004 гг. - озимое тритикале, так как посев яровых культур из-за переувлажнения пахотного слоя в весенний период невозможен. В 2005 г. после отвальной вспашки без разделки пласта участок выведен из сельскохозяйственного оборота в связи с сильным сезонным переувлажнением и длительным затоплением поверхности.
На исследуемой территории выполнены следующие виды работ: 1) заложен ключевой участок КС-3-2007 для детального изучения структуры почвенного покрова; 2) топографическая съемка рельефа в пределах КС-3-2007; 3) наземное картографирование ареалов переувлажнения и затопления весной 2006 и 2007 гг., а также ареалов появления выцветов солей на поверхности почвы в конце мая 2007 г.; 4) солевая съемка по специальной сетке, учитывающей степень и длительность переувлажнения почв.
Участок КС-3-2007 заложен в центральной части исследуемой территории, захватывая разные позиции пологого (уклон 0.015-0.024 или 0.8-1.4°) приводораздельного склона восточной экспозиции: более или менее ровный склон, хорошо выраженную ложбину, слабовыпуклый наклонный гребень и слабовогнутый в плане склон с верховьями слабо-выраженных ложбин. Ключевой участок имеет размеры 90 х 195 м. Длинная сторона вытянута параллельно лесополосе, ее азимут 355°. Восточный край участка находится на расстоянии 60 м от первого ряда (с запада) основных посадок деревьев лесополосы № 131. Северный край участка расположен на расстоянии 225 м к югу от лесного массива, посаженного А.И. Мальцевым. Начало отсчета координат на участке расположено в юго-западном углу. Географические координаты углов КС-3-2007: ю-з угол - 51.028389° с.ш., 40.741556° в.д.; с-з угол -51.030139° с.ш., 40.741611° в.д.; с-в угол -51.030111° с.ш., 40.742944° в.д.; ю-в угол -51.028361° с.ш., 40.742861° в.д. С помощью металлических мерных лент длиной 50 и 100 м на участке разбита регулярная сетка через 15 м, в узлах которой производилось опробование почв ручным буром (98 скважин глубиной от 70 до 220 см). В случаях высокой неопределенности интерполяции результатов закладывали дополнительные скважины внутри сетки (еще 8 скважин от 70 до 120 см глубиной). В трех местах заложены глубокие разрезы до 2 м, со дна которых дополнительно бурили до 3-4 м. Положение этих разрезов приурочено к точкам опробования в предыдущие 1520 лет, которые исследовали И.Ф. Поротиков и Ю.И. Чевердин. Подробное морфологическое описание разр. Т-0072, Т-0073, Т-0074 [13] и разр. Т-0085, заложенных в разных частях участка с учетом условий почвообразования, стало основой последующей диагностики почв при помощи бурения. Названия почв давали по двум классификациям [4, 5] независимо друг от друга для каждой точки опробования. Изучение почв с помощью бура позволяет уменьшить степень нарушения почвенного покрова участка и в данном конкретном случае обеспечивает диагностику всех почв участка на основе определения глубины границ гор. А (AU по новой классификации 2004 г. [5]), АВ (AUb), глубины вскипания от HCl, наличия и формы карбонатных новообразований, наличия прожилок мучнистого и скоплений мелкокристаллического гипса, наличия признаков квазиглееватости (оливковый оттенок, железистые и железо-марганцевые примазки и конкреции), зоогенного перемешивания материала.
На участке КС-3-2007 выполнена топографическая съемка нивелиром с шагом 15 м вдоль склона (по выполненным скважинам) и 7.5 м поперек склона, чтобы более подробно уловить расчленение склона ложбинами. Поверхность земли сейчас имеет очень сильно выраженный наноре-
льеф из чередующихся ям и бугорков с относительной вертикальной амплитудой до 20 см. Это результат того, что участок заброшен после вспашки в 2005 г. без разделки глыб боронами. По этой причине в каждом узле выполняли 2 измерения высоты: в наиболее низком и наиболее высоком местах в радиусе около 0.5 м, которые при обработке данных усредняли. В узлах со скважинами делали третье измерение непосредственного положения скважины.
Картографирование переувлажненных и затопленных почв проводили путем обхода на местности границы каждого ареала с периодической фиксацией географических координат положения текущей точки вдоль границы с помощью приемника GPS (eTrex Venture Cx, Garmin). Сроки картографирования (май 2006 г. и апрель 2007 г.) связаны с услови
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.