<<
>>

Глава 7. Агрохимическое состояние почв

  По проблемам, связанным с агрохимическим состоянием почв ЦЧО, опубликовано большое число монографий, статей, методических пособий (Адерихин, Тихова, 1963; Адерихин, Щербаков, 1974; Щербаков, Рудай, 1983; Щербаков и др., 1990; Акулов, 1992; и др.).
Поэтому при анализе агрохимического состояния черноземов мы опирались в основном на имеющиеся в Центральном Черноземье «реперные» точки В.В. Докучаева (см. картосхему на рис. 1.1) и парные разрезы черноземов, заложенные на них. Мы не ставили перед собой задачу проанализировать общую агрохимическую ситуацию в ЦЧО, но по возможности старались дать более широкую интерпретацию полученных результатов.

Как известно, показателем обеспеченности почв доступным для растений азотом обычно служит фракция легкогидролизуемого (подвижного) азота, включающая его подвижные органические и минеральные соединения. Содержание и запасы легкогидролизуемых соединений азота, как правило, хорошо коррелируют с содержанием в почвах гумуса и валового азота. В черноземах ЦЧО наиболее тесная корреляция наблюдается для фракции щелочногидролизуемого азота, определенного методом Корнфилда (Щербаков, 1978; Щербаков, Рудай, 1983). Он был выбран нами для анализа подвижного азота на «реперных» объектах В.В. Докучаева.

Отображенные на рисунке 7.1 статистические данные по содержанию щелочногидролизуемого азота в верхних горизонтах черноземов «реперных» объектов В.В. Докучаева показывают преобладание в них состояния средней и даже низкой обеспеченности подвижными формами соединений азота. Даже в верхнем 20-сантиметровом слое повышенное содержание щелочногидролизуемого азота отмечается лишь в случае двух контрольных объектов (сенокос - разрез № 27-91 и широкая столетняя лесополоса - разрез № 50-91), а также на участке прифермского севооборота (разрез № 54-91). На глубине 20-40 сантиметров преобладает низкая обеспеченность подвижными формами азотных соединений.

Наиболее низкими значениями отличаются черноземы легкого гранулометрического состава (разрезы №№ 42, 44, 45, 46, 53 -91) и верхние горизонты эродированных черноземов (разрезы №№ 52, 53 - 91). Минимальным содержанием подвижного азота в пахотном горизонте выделяется орошаемый чернозем (разрез № 44-91).

Анализ парных объектов сенокос-пашня и лесополоса-пашня (разрезы №№ 27, 28 -91 и 49, 50 -91) показывает достоверное снижение подвижного азота на пашне по сравнению с контролем. Пахотный горизонт теряет 25-30 % подвижного азота от его содержания в верхнем горизонте контроля. Потери подпахотного горизонта менее значительны - обычно не превышают 10-20 %.

При менее интенсивном режиме использования пдшни (сопоставление разрезов №№ 49 и 51 -91) пахотный горизонт типичного чернозема накапливает до 10 дополнительных процентов щелочногидролизуемого азота (от его содержания под интенсивной пашней).

Активное применение минеральных или органических удобрений (разрезы №№ 28 и 54 -91) значительно повышает пространственное варьирование запасов подвижного азота как в пахотном, так и в подпахотном горизонтах.

Выявленные закономерности подтверждаются и при сравнительном анализе парных разрезов черноземов в 1992 году (рис. 7.2). Все основные контрольные объекты черноземов: на пастбище, залежи, выгоне, в лесу и лесопарке - характеризуются повышенным содержанием щелочногидролизуемой фракции азота в верхней части гумусово-аккумулятивного горизонта, выше 20-25 мг/100 г почвы. Единственное исключение - чернозем на выпасе у с. Гурово (разрез № 18-92), легкосуглинистый и довольно сильно выбитый в результате интенсивного использования в качестве многолетнего неудобряе- мого пастбища. />Уровень обеспеченности подвижным азотом нижележащего горизонта определяется, прежде всего, его гумусовым состоянием.

Богатые гумусом черноземы слабо нарушенных контрольных объектов (разрезы №№ 13 и 14 -92, и разрез № 50-91) характеризуются и более высоким содержанием щелочногидролизуемого азота - 18-23 мг/100 г почвы.

В пахотных черноземах преобладает среднее-низкое содержание подвижного азота, которое во многом определяется как уровнем его фонового содержания в контрольных объектах, так и степенью вы- паханности почвы. Из основных рассмотренных объектов формируется следующий ряд: пахотный окультуренный чернозем у с. Зубрило- во - р. 15-92 -gt; исходно тучный пахотный чернозем у х. Крутое - р. 12- 92 —gt; пахотный чернозем интенсивного использования на селекционном поле в Каменной Степи - р. 6-92 —gt; выпаханный чернозем у с. Хреновое, р. 4-92 —gt; сшъно выпаханный супесчаный чернозем под Новохоперском, р. 10-92.

Рисунок 7.2. Содержание щелочногидролизуемого азота (мг/100г почвы) в верхних горизонтах парных разрезов черноземов.

Подпахотные горизонты, как правило, несильно отличаются от своих целинных аналогов. Отсутствие заметных отличий в эродированном черноземе от его несмытого аналога (разрезы №№ 16 и 15 - 92), по-видимому, объясняется двухлетней культурой клевера. Повышенное, по сравнению с контролем, содержание щелочногидролизуемого азота в пахотном черноземе у с. Гурово связано с влиянием прифермского севооборота.

Полученные нами в 1991-92-м годах результаты для пахотных черноземов ЦЧО оказались ниже выявленных двадцать лет назад вероятных границ типичного содержания щелочногидролизуемого азота для типичных и выщелоченных черноземов ЦЧО: 217 и 189 мг/кг (Щербаков, 1978).

Это позволяет предположить распространенное в черноземах ЦЧО снижение содержания подвижного азота на 10-20 % за последние 20-25 лет. Вероятно, оно является прямым результатом выявленной ранее интенсивной дегумификации черноземов как следствия интенсификации их использования в последние десятилетия.

Содержание и запасы валового фосфора в почвах зависят, главным образом, от их механического состава и содержания гумуса в почвенном профиле. Общее содержание фосфора в пахотном горизонте черноземов ЦЧО обычно составляет 0.1-0.25% массы почвы (Щербаков, Рудай; 1983). При этом лишь 10-20% его количества представлено относительно доступными растениям соединениями.

Помимо гидротермического режима, значительное влияние на подвижность фосфатов в почвах оказывают величина суммы поглощенных оснований и pH, распределение коллоидной фракции по почвенному профилю (Шконде, 1974). В большинстве подтипов черноземов ЦЧО преобладают фосфаты кальция (Щербаков, Рудай; .

Запасы полностью доступных растениям углекислорастворимых фосфатов в пахотном слое черноземов ЦЧО составляют 54-80 кг/га. Количество уксуснокислорастворимых фосфатов, представляющих ближайший резерв фосфорного питания растений, составляет 420- 650 кг/га, причем максимум приходится на типичные черноземы (Шконде, 1974).

Анализ содержания подвижного фосфора в пахотных и подпахотных горизонтах выщелоченных черноземов на «реперных» объектах В.В. Докучаева в ЦЧО (разрезы №№ 6, 8, 23, 28, 44, 48 -91 на рис. 7.3) выявил абсолютное преобладание в них средней обеспеченности фосфором.

В большинстве типичных черноземов преобладает повышенный- высокий уровень обеспеченности: содержание уксуснокислорастворимых фосфатов превышает 10 и, часто, даже 15-20 мг/100 г почвы. Высокое пространственное варьирование содержания подвижного фосфора в типичных черноземах, по-видимому, связано как с пространственной неоднородностью основных характеристик поглощающего комплекса черноземов, так и с неравномерным распределением фосфорных удобрений в пахотных черноземах.

Характерно низкое содержание подвижного фосфора в пахотном горизонте орошаемого чернозема, из которого интенсивно вымываются фосфаты кальция (разрез № 44-91).

Сильно деградированный супесчаный чернозем под Богодуховым с повышенной линией вскипания карбонатов также характеризуется пониженным содержанием подвижного фосфора (разрез № 46-91).

В трех разрезах типичных тяжелосуглинистых черноземов Каменной Степи (№№ 49, 50, 51 -91) содержание подвижного фосфора возрастает с повышением содержания гидролитической кислотности (см. рис. 6.5 и 7.3). Сопоставление с данными сорокалетней давности И.Н. Никаноровой (1953) по этим же объектам выявляет возрастание содержания подвижного фосфора на 4-10 мг/100 г почвы или 30-60 % от его исходного содержания. Напомним, что за это же время возросла кислотность черноземов и степень ненасыщенное™ их ППК. Эродированный типичный чернозем имеет пониженный уровень обеспеченное™ фосфором (разрез № 52-91).

В верхних горизонтах обыкновенных черноземов преобладает повышенное содержание подвижного фосфора (разрезы №№ 53 и 54 -91). В пахотном горизонте чернозема на участке с прифермским севооборотом (разрез № 54-91) оно несколько выше, но одновременно возрастает и коэффициент пространственного варьирования.

В верхних горизонтах парных разрезов черноземов преобладает среднее содержание подвижного фосфора (рис. 7.4). Вероятно, это связано с высокой насыщенностью поглощающего комплекса этих почв катионами кальция и облегченным гранулометрическим составом ряда черноземов. Отметим преобладание средней и низкой обеспеченности подвижным фосфором в основной части северо- восточных районов ЦЧО, обследованных экспедицией в 1992 году (рис. 7.5).

Средним содержанием подвижного фосфора характеризуется абсолютное большинство проанализированных пахотных черноземов. Содержание его в основной части горизонтов черноземов

Рисунок 7.4. Содержание подвижного фосфора (Р205, мг/100г почвы) в верхних горизонтах парных разрезов черноземов.

alt="" />

легкого гранулометрического состава приближается к низкому уровню (разрезы №№ 10, И, 18 и 17 -92).

Анализ агрогенных рядов черноземов g возрастанием кислотности и степени ненасыщенное™ поглощающего комплекса: залежь, р. 92 пашня, р. 6-92 -gt;лес, р. 50-91 и эродированная пашня, р. 15-92 -* пашня интенсивного использования, р. 16-92 -* лесопарк, р. 14-92 - выявляет однонаправленное возрастание в них и содержания подвижного фосфора.

Максимум подвижного фосфора приходится на лесной разрез оподзоленного чернозема (№ 21-92), который характеризуется и максимальным подкислением верхней части профиля (см. рис. 6.2.Г). Нейтрализация актуальной кислотности в верхней часта профиля пахотного оподзоленного чернозема на 1.5 единицы pH сопровождается и резким снижением содержания в нем подвижного фосфора, на две градации: с очень высокой обеспеченности на повышенную в пахотном горизонте и с высокой на среднюю - в подпахотном (разрез № 22-92).

Анализ схематической карты обеспеченности подвижным фосфором почв ЦЧО (рис. 7.5) выявляет сложную картину его распределения. Более четвертой части почв характеризуются пониженным содержанием подвижного фосфора. Основная часть из них находится в Липецкой области, в северной части Тамбовской области и в центре Воронежской области. В западных и восточных районах ЦЧО преобладают почвы с повышенным и средним содержанием подвижного фосфора. При этом, в большинстве районов пахотные черноземы не достигают оптимального уровня содержания подвижного фосфора (Каштанов, Щербаков и др., 1996).

Для калийного питания растений наибольшую практическую ценность представляют водорастворимые и обменные формы соединений калия, определяемые различными методами с помощью водных, солевых и кислотных вытяжек. Содержание водорастворимого калия в почвах незначительно (0.1-0.2 от обменного калия) и не может объективно характеризовать обеспеченность растений калием, поэтому о запасах в почве доступного растениям калия обычно судят по количеству в ней обменного калия (Ониани, 1981; Щербаков, Рудай, 1983).

Представленные на рисунке 7.6 статистические данные по содержанию обменного калия в верхних горизонтах черноземов «реперных» объектов В.В. Докучаева показывают преобладание в них состояния повышенной обеспеченности подвижными формами

калия. В абсолютном большинстве обследованных черноземов верхние гумусово-аккумулятивные горизонты-подгоризонты содержат 10 мг и более обменного калия на 100 г почвы. Исключение составляют только орошаемый чернозем (разрез № 44-91) и сильно деградированный супесчаный чернозем под Богодуховым (разрез № 46-91).

На содержание обменного калия большое влияние оказывает гранулометрический состав почв. В тяжелосуглинистых черноземах его содержание в пахотных- подпахотных горизонтах может достигать высоких и даже очень высоких значений - больше 15-18 мг/100 г почвы (разрезы №№ 6, 8, 22, 49, 51, 52 -91).

Горизонты с высоким содержанием обменного калия характеризуются и повышенным уровнем его варьирования по площади. Вероятно, это связано как с варьированием основных характеристик поглощающего комплекса почв, так и с неравномерным применением и потреблением минеральных удобрений. Влияние второго фактора представляется более предпочтительным при наличии резкого перепада в содержании калия между пахотным (старопахотным) и подпахотным горизонтами (разрезы №№ 22, 27, 28 -91).

Типичные и выщелоченные черноземы облегченного гранулометрического состава (разрезы №№ 42, 43, 44, 45 и 46 -91) характеризуются сравнительно невысоким содержанием обменного калия. На участках прифермского севооборота оно может значительно возрастать (разрез № 47-91).

Содержание обменного калия возрастает в пахотных горизонтах обыкновенных черноземов (разрезы №№ 53, 54 -91). Даже эродированный легкосуглинистый обыкновенный чернозем имеет высокое содержание обменного калия (разрез № 53-91).

Анализ парных объектов черноземов выявляет более сложную картину с содержанием обменного калия (рис. 7.7). Контрольный разрез чернозема на пастбище (№ 1-92) имеет очень высокое содержание обменного калия. А на соседней пашне он сильно вымыт из пахотного горизонта, хотя в подпахотном горизонте его содержание практически не отличается от соответствующего подгоризонта на контроле.

В паре черноземов Каменной Степи и у х. Крутое (разрезы №№ 5, 6 -92 и 13, 12 -92) содержание обменного калия на залежи/выгоне едва относится к повышенному уровню обеспеченности, и содержание калия в верхнем полуметре пахотного чернозема превышает его на 20-50 % относительно фона. Еще более резко этот перепад

Рисунок 7.7. Содержание обменного калия (К20, мг/ЮОг почвы) в верхних горизонтах парных разрезов черноземов.

В черноземах у с. Зубрилово наблюдается постепенное снижение содержания обменного калия в ряду лесопарк -* культурная пашня -* эродированная пашня (разрезы №№ 14, 16, 15 -92). В эродированном черноземе содержание обменного калия падает до низкого уровня обеспеченности - 4 мг/100 г почвы.

Пара оподзоленных черноземов у с. Трубетчино характеризуется очень высоким содержанием обменного калия, причем на пашне оно значительно выше, чем в лесу (разрезы №№ 21, 22 -92). Содержание обменного калия в верхнем подгоризонте чернозема под столетней широкой лесополосой (разрез № 50-91) выше, чем в соседних разрезах на пашне и залежи (№№ 5, 6 -92).

Итак, на содержание обменного калия в почвах ЦЧО влияет целая группа разнонаправленных факторов, среди которых трудно выделить доминирующие в тех или иных условиях. Содержание обменного калия, как правило, снижается при облегчении гранулометрического состава породы, усилении процессов эрозии иУили агроген- ной деградации чернозема.

Содержание обменного калия в пахотных горизонтах проанализированных несмытых оподзоленных, выщелоченных и обыкновенных черноземах, как правило, не выходит из интервалов оптимальных значений для соответствующих подтипов почв ЦЧО (Каштанов, Щербаков и др., 1996). Исключение составляют черноземы легкого' гранулометрического состава или сильно выпаханные чернозем!ы. Большая часть проанализированных типичных черноземов не достигает оптимального уровня содержания обменного калия.

Приведенная на рисунке 7.8 схематическая карта обеспеченности обменным калием почв ЦЧО показывает постепенное нарастание его содержания при движении с северо-запада на юго-восток. Наиболее обеднены обменным калием западные и северные районы ЦЧО, что связано как с особенностями почвообразующих пород и почвенного покрова отмеченных территорий, так и многолетней историей их землепользования.

Наиболее высоким содержанием обменного калия характеризуются южные степные районы Белгородской и Воронежской областей, где преобладают обыкновенные черноземы и значительно более короткий срок интенсивного землепользования. Другим местом преобладания черноземов с высоким содержанием обменного калия являются восточные районы на стыке Воронежской и Тамбовской


Отмеченные закономерности носят самый общий характер. Реальная обстановка гораздо сложнее нарисованной картины. Так, в юго-западных районах Курской области и северных районах Липецкой области преобладает повышенное и высокое содержание обменного калия. В южной части Воронежской области имеются районы с его относительно невысоким содержанием. Высока пестрота содержания обменного калия и внутри районов. Вероятно необходимо вести речь уже не о региональных, а о районированных эталонах плодородия, дифференцированных для основных провинциальногенетических подтипов почв.

* * *

Таким образом, даже краткий анализ имеющихся в ЦЧО «реперных» точек В.В. Докучаева позволил сделать некоторые выводы о современном агрохимическом состоянии черноземов Центрального Черноземья.

В пахотных черноземах ЦЧО преобладает среднее-низкое содержание подвижного азота, которое во многом определяется как уровнем его фонового содержания в контрольных объектах, так и степенью выпаханности почвы. Изменения содержания подвижного азота по профилю в пахотных черноземах выражены слабее, чем в контрольных объектах. Подпахотные горизонты, как правило, несильно отличаются от своих целинных аналогов.

Полученные в 1991-92-м годах результаты для пахотных черноземов ЦЧО оказались ниже выявленных двадцать лет назад вероятных границ типичного содержания щелочногидролизуемого азота для типичных и выщелоченных черноземов ЦЧО: 217 и 189 мг/кг . Это позволяет предположить распространенное в черноземах ЦЧО снижение содержания подвижного азота на 10-20 % за последние 20- 25 лет. Вероятно, оно является прямым результатом выявленной ранее интенсивной дегумификации черноземов как следствия интенсификации их использования в последние десятилетия.

Анализ содержания подвижного фосфора в пахотных и подпахотных горизонтах черноземов ЦЧО выявил абсолютное преобладание почв со средней обеспеченностью фосфором. Содержание его в основной части горизонтов черноземов легкого гранулометрического состава приближается к низкому уровню. Для типичных чер-

ноземов характерно высокое пространственное варьирование содержания подвижного фосфора, связанное прежде всего с территориальной неоднородностью основных характеристик почвенного поглощающего комплекса.

Анализ агрогенных и временных рядов черноземов выявляет возрастание содержания подвижного фосфора с повышением значений гидролитической кислотности и степени ненасыщенности их ППК. Нейтрализация актуальной кислотности в верхней части профиля пахотного оподзоленного чернозема на 1.5 единицы pH сопровождается снижением содержания в нем подвижного фосфора на две качественные градации. В большинстве районов пахотные черноземы не достигают оптимального уровня содержания подвижного фосфора.

Содержание обменного калия в пахотных горизонтах проанализированных несмытых оподзоленных, выщелоченных и обыкновенных черноземах, как правило, не выходит из интервалов оптимальных значений для соответствующих подтипов почв ЦЧО. Оно, как правило, снижается при облегчении гранулометрического состава породы, эрозии и/или агрогенной деградации чернозема. Большая часть проанализированных типичных черноземов не достигает оптимального уровня содержания обменного калия.

Наиболее обеднены обменным калием западные и северные районы ЦЧО, что связано как с особенностями почвообразующих пород и почвенного покрова отмеченных территорий, так и многолетней историей их землепользования. Наиболее высоким содержанием обменного калия характеризуются южные степные районы Белгородской и Воронежской областей, где преобладают .обыкновенные черноземы и значительно более короткий срок интенсивного землепользования, а также восточные районы на стыке Воронежской и Тамбовской областей, где распространены мощные тучные тяжелосуглинистые черноземов.

Отмеченные закономерности носят самый общий характер. Реальная обстановка гораздо сложнее нарисованной картины. Высокая пестрота содержания доступных форм питательных элементов заставляет ставить вопрос уже не о региональных, а о районированных эталонах плодородия, дифференцированных для основных провинциально-генетических подтипов почв. 

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

Еще по теме Глава 7. Агрохимическое состояние почв:

  1. § 3.2.4. МЕТОДИКА ИЗУЧЕНИЯ ОСНОВ ХИМИЧЕСКИХ ПРОИЗВОДСТВ И ВОПРОСОВ ХИМИЗАЦИИ СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА В КУРСЕ ХИМИИ СРЕДНЕЙ ШКОЛЫ
  2. Глава 6 ЗАДАЧИ СПЕЦИАЛИСТОВ-АГРАРНИКОВ ЭКОЛОГИЗАЦИИ ПРИРОДОПОЛЬЗОВАНИЯ
  3. Глава III. ПРАВА И ОБЯЗАННОСТИ СОБСТВЕННИКОВ, ВЛАДЕЛЬЦЕВ, ПОЛЬЗОВАТЕЛЕЙ, В ТОМ ЧИСЛЕ АРЕНДАТОРОВ, ЗЕМЕЛЬНЫХ УЧАСТКОВ В ОБЛАСТИ ОБЕСПЕЧЕНИЯ ПЛОДОРОДИЯ ЗЕМЕЛЬ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОГО НАЗНАЧЕНИЯ
  4. Глава IV. ГОСУДАРСТВЕННОЕ РЕГУЛИРОВАНИЕ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ В ОБЛАСТИ ОБЕСПЕЧЕНИЯ ПЛОДОРОДИЯ ЗЕМЕЛЬ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОГО НАЗНАЧЕНИЯ
  5. Введение
  6. Глава 7. Агрохимическое состояние почв
  7. § 5. Стандарты, нормативы и лимиты в областиприродопользования и охраны окружающей среды