Кошкин Р.В., аспирант Московского государственного университета им. М.В. Ломоносова
ПРОСТРАНСТВЕННАЯ ИЗМЕНЧИВОСТЬ СВОЙСТВ АГРОСЕРОЙ ПОЧВЫ
В ПРЕДЕЛАХ УГОДЬЯ
В работе был оценен характер пространственной изменчивости свойств агросерой почвы в масштабах угодья. Измерены содержания гумусовых веществ и их подвижных форм, а также величин pH. Проанализирована взаимосвязь между этими показателями и их связь с рельефом.
SPATIAL VARIABILITY OF THE AGRO-GREY SOIL PROPERTIES AT THE FIELD SCALE
Spatial variability of agro-grey soil properties at the field scale is estimated. The content of soil organic matter, their mobile forms and pH values were measured. The interaction between mentioned parameters and their correlation with relief were analyzed.
Введение
В настоящее время точное земледелие, как один из способов интенсификации сельского хозяйства, получает все большее распространение во всем мире. В основе научной концепции точного земледелия лежит представление о существовании неоднородностей в пределах одного поля (Robert, 1993, Якушев, 2002). Точное земледелие направлено на получение максимально возможного урожая, позволяя при этом сэкономить хозяйственные и природные ресурсы. Практическое использование точного земледелия требует знания закономерностей и причин пространственного варьирования различных свойств почвы. Несмотря на работы, проводимые в этой области, сведения об изменчивости отдельных компонентов состава и свойств почв в отдельных регионах России пока еще немногочисленны и отрывочны.
Эффективность применения точного земледелия была показана на базе Мордовского НИИСХ (Биушкин, Артемьев, 2006), в полевых опытах Мордовского и Якутского НИИ сельского хозяйства (Афанасьев, 2007), а также в ряде других работ (Артемьев, Биушкин, Марченко, Личман, Афанасьев, 2007; Воронков, 2008; Жукова, 2008; Иванов, Якушев, 2006).
Цель настоящей работы - оценка характера пространственной изменчивости свойств агросерой почвы в масштабе угодья.
Были поставлены задачи:
1) оценить изменчивость общего содержания гумусовых веществ и их подвижных форм, а также величины pH;
2) проанализировать связь отдельных почвенных показателей с рельефом;
3) проанализировать взаимосвязи между этими показателями.
Объекты и методы
Исследования проводились в Брянской области (пос. Кокино), на одном из опытных полей Брянской государственной сельскохозяйственной академии в период с 2007 по 2009 гг.
Почвенный покров угодья представлен комплексом агросерых и агросерых почв со вторым гумусовым горизонтом.
На исследуемой территории были заложены две катены по 4 разреза в каждой, а также проведено площадное опробование. Заложено 95 прикопок. Разрезы были приурочены к разным элементам рельефа. Прикопки закладывались через приблизительно равное расстояние друг от друга с шагом ~ 50 м. Количество прикопок, приуроченных к холму, склону и низине составляет 26, 41 и 28 соответственно.
Отбор образцов проводился летом в 2007, 2008 и 2009 гг. Из разрезов были отобраны образцы по генетическим горизонтам (через каждые 10-15 см.), в прикопках образцы отбира-
лись из пахотного горизонта (0-20 см). Координаты прикопок и разрезов фиксировались при помощи GPS Garmin.
В отобранных образцах был проведен ряд анализов:
содержание общего углерода по методу И.В. Тюрина, содержание углерода в щелочных 0,1 н NaoH почвенных вытяжках, рНН20 (Орлов, Гришина, 1969). Образцы анализировались в трех повторностях.
Результаты и обсуждение
Распределение общего углерода по профилю
Наблюдается общая закономерность снижения содержания углерода вниз по профилю. Содержание углерода в гумусовом горизонте, в разрезе, приуроченном к холму, составляет 1,12%. Почва малогумусированная. Содержание углерода по профилю резко падает, до 0,31%. Такая же закономерность характерна и для разреза, заложенного на склоне, но, по содержанию гумуса в гумусовом горизонте, почва является среднегумусированной. В разрезе в низине возрастает мощность гумусового горизонта, содержание углерода возрастает до 2,05%. Содержание углерода по профилю падает постепенно. Данные факты, в первую очередь, можно объяснить миграцией органического вещества вниз по катене и по профилю.
Характеристика варьирования показателя pH и углерода в почве и почвенных вытяжках по приуроченности к разным элементам рельефа
Как видно из табл. 1, наблюдается закономерное уменьшение средних значений величин рН вниз по склону, хотя диапазон изменчивости крайне мал. Однако при используемых нами объемах выборок разность между «холмом» и «низиной» оказывается значимой.
Таблица 1
Статистические характеристики почвенных свойств
рН С в почве, % С подвижный, %
холм склон низина холм склон низина холм склон низина
Среднее 5,65 5,60 5,51 1,29 1,39 1,96 0,20 0,21 0,42
Минимум 5,60 5,37 5,35 0,89 0,78 1,48 0,10 0,10 0,29
Максимум 5,79 5,69 5,75 1,59 1,98 2,33 0,32 0,32 0,50
Стандартное 0,05 0,07 0,1 0,18 0,29 0,23 0,04 0,06 0,05
отклонение
Коэффициент 1 1 2 14 21 12 20 29 12
вариации, %
Содержание углерода в вершинах и склоне примерно одинаково, с некоторым увеличением на склоне, и составляет 1,39%. По содержанию гумуса эти почвы относятся малогуму-сированным. А в низинах содержание углерода увеличивается до 1,96%, что позволяет выделить почвы как среднегумусированные. Коэффициенты вариации имеют высокое значение.
Содержание углерода в щелочных вытяжках также обнаруживает зависимость от рельефа. Средние значения на холме и склоне практически не различаются, а в низинах увеличиваются почти вдвое. Коэффициенты вариации также высоки, как и для содержания углерода в почве. Отмечается общая тенденция снижения вариации признака для образцов, приуроченных к низинам.
Оценка связи между некоторыми показателями
Как видно из таблицы 2, отмечается заметная корреляции между содержанием углерода в вытяжке и почве. Хотя имеются и точки, выпадающие из этой зависимости, где при достаточно высоком содержании углерода в почве, в вытяжку его переходит немного, а также точки с обратной зависимостью. Если убрать выпадающие точки, то зависимость становится
более заметной и коэффициент корреляции увеличивается от 0,4817 до 0,5347. Корреляция между содержанием углерода в почве и рН выражена слабо.
Таблица 2
Коэффициенты детерминации при оценки связи показателей
С С pH С С pH
подвижный в почве подвижный в почве
С подвижный 1 0,482 0,342 1 0,535 0,457
С почве - 1 0,202 - 1 0,302
pH - - 1 - - 1
Выводы
1. Наблюдается значительная пространственная изменчивость содержания разных форм углерода в пределах угодья, что может сказываться на урожайности культурных растений.
2. Распределение углерода в почве и подвижного органического вещества определяется приуроченностью к различным формам рельефа.
3. Существует значительная корреляция подвижного углерода с общим содержанием углерода почвы и pH.
ЛИТЕРАТУРА
1. Артемьев А.А., Биушкин И.Г., Марченко Н.М., Личман Г.И., Афанасьев Р.А. Дифференцированное применение минеральных удобрений в системе точного земледелия // Главный агроном, 2007, № 2. 7 с.
2. Афанасьев А.А. Применение удобрений в технологиях точного земледелия // Сборник трудов международной научно-практической конференции Агротехнологии XXI века / Российский государственный аграрный университет МСХА им. К. А. Тимирязева, Москва, 2007. 150 с.
3. Биушкин И.Г., Артемьев А.А. Опыт применения точного земледелия // Научные основы производства сельскохозяйственной продукции / Мордовский научно-исследовательский институт сельского хозяйства, Саранск, 2006. 63 с.
4. Воронков В. Точное земледелие уже в России // Техника и оборудование для села, 2008, № 2. 35 с.
5. Жукова О. Точное земледелие за рубежом и в России // Техника и оборудование для села, 2008, № 12. 26 с.
6. Иванов С.В., Якушев В.В. Первые шаги в практическом использовании технологий точного земледелия на северо-западе России // Главный агроном, 2006, № 9. 17 с.
7. Орлов Д. С., Гришина Л.А., Ерошичева Н.Л. Практикум по биохимии гумуса. М., МГУ. 1969. 15 с.
8. Якушев В.Л. На пути к точному земледелию. СПб., 2002. - 457 с.
9. Robert P. Characterization of soil conditions at the field level for soil specific management // Geoderma, 1993; Vol. 60, N 1/4. - P. 57-72.
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.