<<
>>

Агрогенные изменения структуры и плотности в парных разрезах черноземов

Выявленные при морфологических описаниях сильное агроген- ное уплотнение и частичная дезагрегация верхних горизонтов пахотных черноземов находят свое подтверждение при проведении физических анализов.

Проведенные исследования показали, что плотность сложения не только пахотных, но и подпахотных гумусовых горизонтов черноземов значительно и, как правило, достоверно (при п=5 и ст=0.05 или 0.1) выше, чем в аналогичных горизонтах контрольных объектов (рис. 4.1).

Как и следовало ожидать, максимальные различия наблюдаются в парных объектах с наиболее четко выраженным, целинным или условно целинным, контролем (целинный участок степи и широкая столетняя лесополоса в Каменной степи - рис. 4.1.А, старинный лесопарк в Зубриловке - рис. 4.1.В, или разновозрастный лес под Тру- бетчино - рис. 4.1.Г). Здесь они достигают 0.2-0.3 (0.4) г см-3 в пахотном горизонте и 0.2 г см 3 в верхней части подпахотного горизонта. Глубже по профилю различия сглаживаются и принимают разнонаправленный характер.

Почвы интенсивно используемых пастбищ, выгонов и сенокосов сами испытывают агрогенное уплотнение и не могут в данном случае выступать в качестве полноценного контроля. Тем не менее, верхние горизонты соседней пашни, как правило, характеризуются более сильным уплотнением. Разница обычно составляет 1-0.15 г см 3 и проявляется вплоть до глубины 50-60 сантиметров.

В межрядьях молодого сада и при орошении плотность пахотного горизонта возрастает еще на 0.15 г см 3 , превышая порог относительно благоприятной на черноземах плотности в 1.3 гем-3

Примечание к рис. 4.1. А. Контроль-1 - р. 1-92 (пастбище); пашня-1 - р.4-92; контроль-2 - р.5-92 (залежь); пашня-2 - р.6-92; контрольна - р.50-91 (лес). Б. Контроль-1 - р.11-92 (лес); пашня-1 - р.10-92; контроль-2 - р. 13-92 (выгон); пашня-2 - р.12-92. В. Контроль-1 - р.14-92 (парк); пашня-1 - р.

16-92; эрод. пашня - р. 15-92; контроль-2 - р. 18-92 (выпас); пашня-2 - р. 17-92. Г. Контроль-1 - р.20-92 (сад); пашня-1 - р.19-92; контроль-2 - р.21-92 (лес); пашня-2 - р.22-92. Д. Контроль-1 - р.28-91 (сенокос); пашня-1 - р.27-91; пашня-2 - р.45-91; орошение - р.44-91.

Рисунок 4.1 Плотность сложения в парных разрезах черноземов.

(Медведев, 1988; Шишов и др., 1991) . Повышенным уплотнением отличаются и эродированные варианты черноземов.

Степень переуплотнения верхних горизонтов пахотных черноземов хорошо коррелирует с уровнем деградации их структуры. Распределения агрегатов по размерам в верхних горизонтах парных разрезов черноземов показаны на рисунках 4.2-4.14. В большинстве случаев наблюдается явно выраженное упрощение и огрубление структурной организации пахотных и подпахотных горизонтов. Сокращается содержание агрономически наиболее ценных фракций, возрастает содержание агрегатов крупнее 10 миллиметров.

В верхних гумусовых горизонтах пахотного чернозема разреза № 4-92 содержание глыбистой фракции возрастает более, чем в десять раз - с 2-6 % до 50-59 %. Содержание зернистой фракции, от 1 до 3 мм, падает в 2-3 раза (рис. 4.2). Зерна слипаются с формированием крупных комков и бесформенных глыб, что сильно ухудшает водно-воздушный режим чернозема.

Типичный чернозем целинной залежи Каменной Степи обладает сравнительно равномерным распределением структурно-агрегатных фракций с преобладанием хорошо выраженных зерен и прочных комков (рис. 4.3). В основной части пахотного горизонта на соседнем селекционном поле резко падает содержание зернистой фракции, а содержание фракции крупнее 10 мм возрастает до 77%. Это сопровождается формированием практически постоянной системы вертикальных трещин глубиной до 40-50 сантиметров и шириной в верхней части до 1-2 сантиметров. Верхняя часть пахотного горизонта оструктурена значительно лучше - благодаря более частым поверхностным обработкам почвы.

С глубиной выраженность деградации структуры также ослабевает.

Иные закономерности отмечаются для пахотных легкосуглинистых и супесчаных почв Новохоперского района. Здесь деградация структуры пахотных горизонтов проявляется, прежде всего, в ее распылении (рис. 4.4). Содержание неагрегированного материала возрастает в 1.5 раза, порошистой фракции - в 2 раза. Вместе они составляют 60-65 % от общей массы горизонта, создавая благоприятные условия для развития как водной, так и ветровой эрозии.

Не менее ярко выражена деградация структуры и при сравнении пашни с соседним выгоном. Правда и в верхних горизонтах чернозема интенсивно используемого выгона повышено содержание глыбистой фракции (рис. 4.5). Однако в пахотном горизонте ее содержание повышается в два-три раза и достигает половины от


общей массы горизонта, резко ухудшая его физические свойства.

Особое внимание привлекает структура типичного чернозема в старом лесопарке села Зубрилово Пензенской области. Ведь именно здесь В.В. Докучаевым были описаны наиболее богатые гумусом тучные черноземы с отлично выраженной зернистой структурой. Парк старинного имения Разумовских-Голицыных хорошо сохранился. Здесь мы случайно встретили одного из членов известной семьи князей Голицыных, который и показал нам наиболее сохранившиеся уголки парка.

Верхние горизонты мощного тяжелосуглинистого чернозема под лесом характеризуются хорошо выраженной на разных уровнях структурой. Прочные зернистые педы объединены в комки среднего размера, поэтому преобладают структурные отдельности размером от 5 до 10 миллиметров (рис. 4.6 и 4.7).

Слабосмытый чернозем расположен на небольшом опушечном поле, засеянном клевером (рис.

4.6). Несмотря на это, структурная организация его верхних горизонтов настолько сильно деградиро- вана, что содержание глыбистой фракции крупнее 10 мм составляет 65-75% от общей массы горизонтов. Горизонтальная ориентация крупных педов является еще одним свидетельством сильного поверхностного переуплотнения этого выпаханного чернозема.

Расположенное в 300 метрах поле интенсивного использования с периодическим внесением органики характеризуется значительно более благоприятной структурной организацией (рис. 4.7). Преобладает фракция зернистого размера, от 1 до 3 мм, содержание которой достигает 35-38 % от общей массы верхних горизонтов. Содержание глыбистой фракции обычно не превышает 10-15%, достигая 25% только в подпахотном горизонте с выраженной плужной подошвой.

Сравнение структурно-агрегатного состава парных разрезов легкосуглинистых черноземов выпаса и соседней пашни (рис. 4.8) сохраняет в силе закономерности, выявленные на черноземах тяжелосуглинистого состава. Верхние горизонты чернозема на выпасе характеризуются явным преобладанием зернистой фракции с довольно равномерным распределением фракций большего размера. В пахотном горизонте ее содержание резко падает, а содержание глыбистой структуры возрастает в 3-5 раз.

Сравнение черноземов соседних пашни и молодого сада выявляет большую степень деградации верхних горизонтов сада. Содержание глыбистой фракции в них возрастает в два раза и достигает 23-29 % от общей массы горизонтов (рис. 4.9). При этом структура

alt="" />

Рисунок 4.8. Структурно-агрегатный состав почв парных разрезов № 18-92 (выпас) и № 17-92 (пашня).


сильнее деградирована в подпахотном, чем в пахотном горизонте.

Хорошо выражен слой плужной подошвы.

Нижние части гумусовых горизонтов сильно выщелоченных черноземов в лесу и на соседней пашне под Трубетчино обладают принципиальным сходством их структурной организации, с преобладанием фракций 1-3 и 5-10 мм (рис. 4.10). В пахотном горизонте сильно выпаханного чернозема резко возрастает содержание глыбистой фракции - до 57 % от массы горизонта.

Меньшим уровнем деградации структуры отличается пахотный горизонт окультуренного чернозема в спецхозе Марьино (рис. 4.11). В нем содержание глыбистой фракции незначительно превышает пятую часть от общей массы горизонта. В более деградированном состоянии оказывается подпахотный горизонт, содержание фракции крупнее 10 мм возрастает в нем еще в два раза. Вероятно, это является результатом частого применения техники в условиях высокоинтенсивного земледелия.

Отдельного рассмотрения требует вопрос о влиянии на структуру черноземов орошения. Здесь мы рассмотрим только один объект с орошением (рис. 4.12). Сравнение его с соседним неорошаемым черноземом (рис. 4.13) не выявляет серьезных различий по структуре между ними. В пахотном горизонте орошаемого чернозема на 7 % повышено содержание глыбистой фракции и ниже, чем на соседнем поле, содержание неагрегированного материала. В то же время следует отметить устойчивое по профилю повышенное содержание неагрегированного и порошистого материала в нижележащих горизонтах. Вероятно это связано с обесструктуривающим эффектом выщелачивания на черноземах легкого гранулометрического состава.

В завершение обсуждения структуры сравним между собой структурный состав верхних горизонтов черноземов целинной залежи и лесополосы Каменной степи (рис. 4.14). Оба они обладают комковато-зернистой структурой, распределения которой по фракциям очень близки между этими вариантами черноземов.

Можно отметить лишь более равномерную оструктуренность степного чернозема, содержание зернистой фракции в котором достигает 48-50 %, и слабый эффект частичного обесструктуривания чернозема под столетней лесополосой, возможно - в результате ее выщелачивающего действия.

Интегральная оценка структурного состояния верхних горизонтов черноземов приведена на рисунках 4.15 и 4.16. Как и следовало ожидать, наивысшее значение коэффициента структурности

Рисунок 4.10. Структурно-агрегатный состав почв парных разрезов № 21-92 (лес) и № 22-92 (пашня).



Рисунок 4.14. Структурно-агрегатный состав почв парных разрезов № 50-91 (лес) и N2 5-92 (залежь).

(отношение суммарного содержания агрономически ценных фракций от 0.25 мм до 10 мм к сумме содержания неагрегированного материала и фракции крупнее 10 мм) наблюдается в почве степной залежи Каменной Степи. Несколько меньшие значения имеют почвы старого леса под Трубетчино и лесопарка в Зубрилово.

В большинстве случаев наблюдается двух-трехкратная разница по значениям коэффициента структурности между пахотными горизонтами и их аналогами в контрольных объектах. Практически единственное исключение составляют черноземы легкого гранулометрического состава из Новохоперского района.

В пахотных почвах лучшей оструктуренностью выделяются нижние гумусовые горизонты. Их коэффициенты оструктуренности могут быть даже выше своих контрольных аналогов. Возможно, это частично объясняется морфологически наблюдаемыми процессами перераспределения по профилю мобильных органо-минеральных соединений. Верхние 10-12 сантиметров пахотного горизонта также


Рисунок 4.15. Коэффициент структурности в верхних горизонтах парных разрезов черноземов.


Рисунок 4.16. Коэффициент водопрочности агрегатов в верхних горизонтах парных разрезов черноземов.

могут быть лучше оструктурены благодаря более частой и своевременной их обработке.

Особенно интересно проанализировать изменение водопрочно- сти агрегатов в верхних горизонтах парных разрезов черноземов. Она оценивается нами по значениям коэффициента водопрочности, полученным методом Андрианова в модификации Качинского (рис. 4.16). Прежде всего отметим высокую водопрочность структуры в верхних горизонтах черноземов практически всех контрольных объектов сопоставления: около 90 % и более.

Наибольшей водопрочностью структуры снова выделяются региональные контрольные объекты: лесопарк в Зубрилово (коэффициент водопрочности около 100 %) и степная залежь Каменной Степи. Вниз по профилю показатели водопрочности постепенно снижаются и могут достигать 40-60 % на глубине 50-60 сантиметров. При этом, максимальное понижение коэффициента водопрочности наблюдается в случае относительных местных контролей, не имеющих абсолютного ограничения на сельскохозяйственное использование (пастбище, выгон, выпас, сад).

Показатели водопрочности пахотных горизонтов сильно варьируют между различными объектами: от 23 до 83 %, что определяется как гранулометрическим составом черноземов, так и уровнем структурной деградации горизонтов. Разница с аналогичными горизонтами контроля может колебаться от 18 до 70%, являясь дополнительным показателем уровня агрофизической деградации пахотных черноземов. 

<< | >>
Источник: Щербаков А.П., Васенёв И.И. (ред.). Агроэкологическое состояние чернозёмов ЦЧО. 1996

Еще по теме Агрогенные изменения структуры и плотности в парных разрезах черноземов:

  1. Морфологический анализ агрогенных трансформаций черноземов
  2. Агрогенные изменения структуры и плотности в парных разрезах черноземов
  3. Дифференциальная порозность типичных черноземов