<<
>>

Физико-химические свойства черноземов ЦЧО и их изменение в процессе сельскохозяйственного использования

 

Обобщение большого количества данных по физикохимическим свойствам целинных черноземов позволило выявить определенные закономерности в изменении состояния их почвенного поглощающего комплекса (ППК).

В обобщение были включены профили черноземов,чранее обсуждаемые при анализе агрогенной деградации гумусового состояния основных подтипов черноземов ЦЧО (см. подраздел 5.2). />У целинных черноземов емкость катионного обмена в верхних горизонтах в среднем составляет 47 мг экв на 100 г почвы, а степень насыщенности основаниями, как правило, превышает 90 %. В составе обменных катионов основная часть приходится на кальций (до 80 %); доля магния в среднем составляет 15 % (табл. 6.1). Небольшую часть в составе обменных катионов занимает водород, а в степных подтипах - натрий.

Таблица 6.1.

Средние значения содержания обменных катионов в целинных и пахотных черноземах ЦЧО

Глу-

бина,

см

Обменные катионы, мг-экв/100 г почвы[18]

в целинных черноземах, п=33

в пахотных черноземах, п=196

Са2+

Mg2+

Na+

Н+

Са2+

Mg2+

Na+

Н+

0-10

39.9

7.4

следы

3.1

38.0

5.4

0.2

3.3

10-20

38.5

6.1

следы

2.5

35.6

5.0

0.2

3.0

20-30

36.7

5.9

следы

2.0

35.7

5.0

0.2

2.9

30-40

34.3

5.5

следы

1.8

33.5

4.8

0.2

2.1

40-50

32.0

5.0

следы

1.2

32.8

4.7

0.2

1.8

50-60

29.5

4.8

следы

0.8

30.7

4.3

0.2

1.4

60-70

28.2

4.8

следы

0.6

30.4

4.4

0.1

1.1

70-80

27.9

4.6

следы

0

27.1

4.3

0.2

0.6

80-90

24.7

4.1

следы

0

26.4

4.2

0.1

0

90-100

23.8

4.2

следы

0

25.4

4.2

0.1

0

Анализируя соотношение поглощенных катионов, следует отметить, что в профиле исследуемых подтипов доля кальция в составе ППК с глубиной возрастает, а магния - несколько уменьшается до середины гумусово-аккумулятивных горизонтов и затем вновь увеличивается, достигая абсолютного максимума в подгумусовых слоях.

Указанные изменения соотношений обменных форм кальция и магния, по-видимому, обусловлены различиями в растворимости их солей, в условиях миграции и осаждения, в прочности связи с ППК, а также изменениями водного режима почв (Розанов, 1975; 1985; Щеглов, 1995).

Изменение карбонатно-кальциевого режима черноземов является одной из главных причин трансформации их поглощающего комплекса (Егоров, 1984). Анализ имеющихся данных показывает, что целинные черноземы характеризуются более высоким содержанием свободных карбонатов. В верхнем горизонте их количество варьирует от 0.02 % у оподзоленных до 0.2 % у обыкновенных черноземов.

Общей закономерностью поведения карбонатов в профиле этих почв является почти равномерное распределение их в верхней части гумусового слоя, затем резкое возрастание их содержания на границе карбонатно-иллювиального горизонта и вновь относительно равномерное распределение в карбонатной толще (Самойлова, 1983).

В целом карбонатный профиль черноземов условно можно разделить на три горизонта, характеризующихся определенными градиентами изменения содержания карбонатов и вариационно-статистическими показателями. Верхний - горизонт выщелачивания с абсолютным минимальным содержанием карбонатов и градиентом его изменения с глубиной и слабо выраженным равномерно-аккумулятивным типом распределения.

По характеру пространственной изменчивости признака эта часть профиля, в свою очередь, подразделяется на два подгоризонта - самый верхний слой однонаправленного «фронтального» выщелачивания и нижний подгоризонт - пульсационно-миграционных процессов (Афанасьева, 1966) с наибольшими величинами коэффициентов варьирования и, соответственно, нестабильностью содержания СО2 карбонатов.

Ниже залегает горизонт интенсивного иллювиирования карбонатов, характеризующийся максимальным градиентом изменения их содержания с глубиной и относительно высоким коэффициентом варьирования. И, наконец, идет мощная, собственно карбонатная толща, с высоким содержанием карбонатов и минимальной величиной варьирования рассматриваемого показателя, т.е., с консервативным состоянием признака (рис.

6.1).

Распашка черноземов приводит к усилению подвижности и снижению количества карбонатов в почвенном профиле. При этом, наибольшей интенсивности миграционные процессы достигают у черноземов степных подтипов, что обусловлено близостью залегания к поверхности карбонатного горизонта и, соответственно, частотой «захвата» его восходяще-нисходящими токами почвенной влаги. Последнее обстоятельство нередко приводит к временному поднятию линии вскипания и, соответственно, подщелачиванию почвенной среды у данных подтипов черноземов.

В черноземах лесостепных подтипов соответствующее промачи- вание надкарбонатной толщи в большинстве случаев совпадает с периодическим промачиванием почвенного профиля в целом. Это обусловливает однонаправленное усиление выноса карбонатов за пределы почвенного профиля и, как следствие, подкисление почвенной среды. Основным процессом, обусловливающим отмеченные изменения в карбонатном профиле пахотных черноземов, является водная миграция, определяющая особенности внутрипрофильного перераспределения карбонатов.

Распашка целинных черноземов сопровождается заметной трансформацией ППК. Прежде всего в пахотных черноземах отмечается снижение емкости катионного обмена - примерно на 5-9 %, уменьшение содержания обменных форм кальция и магния - соответственно, на 4-9 % и 20-30 % от их исходного содержания. Указанные изменения охватывают всю толщу гумусово-аккумулятивных горизонтов оподзоленных черноземов и, в основном, ограничиваются пахотными горизонтами черноземов других подтипов.

В ППК пахотных черноземов наблюдается увеличение доли поглощенного водорода, причем последний в окультуренных почвах регистрируется в более глубоких слоях профиля по сравнению с целинными разностями (табл. 6.1).

В ряду рассматриваемых подтипов наибольшие потери кальция фиксируются у оподзоленных черноземов (около 9 %) и несколько меньше - у обыкновенных (до 4%). Количество обменного магния, напротив, в большей степени уменьшается у обыкновенных черноземов (до 30 %) и в меньшей степени - у оподзоленных (до 20 %). В то же время, содержание поглощенного водорода максимально возрастает у оподзоленных и не столь значительно - у обыкновенных черноземов.

• Рисунок 6.1. Схема строения карбонатного

профиля черноземов.

При длительном сельскохозяйственном использовании черноземов в составе их ППК в небольших количествах появляется натрий. В старопахотных черноземах, особенно в верхних горизонтах, происходит возрастание величины соотношения кальция к магнию до 6:1 или даже 7:1 против 5:1 у целинных разностей, вследствие вытеснения обменного магния водородом при подкислении почвенной среды (Орлов, 1985). 

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

Еще по теме Физико-химические свойства черноземов ЦЧО и их изменение в процессе сельскохозяйственного использования:

  1. Физико-химические свойства черноземов ЦЧО и их изменение в процессе сельскохозяйственного использования
  2. Глава 10. Загрязнение почв тяжелыми металлами