<<
>>

Оценка изменений гумусного состояния черноземов ЦЧО по материалам экспедиции “Русский Чернозем’’

Для уточнения сделанных ранее оценок вероятной средней интенсивности столетнего процесса дегумификации черноземов ЦЧО и возможного соотношения эрозионных и биологических составляющих дегумификации черноземов мы обратились к повторному анализу имеющихся в Центральном Черноземье «реперных» точек, обследованных около 100 лет назад.

Напомним, что карта-схема маршрутов экспедиции 1991-92 гг. приведена на рис. 1.1. Примерная точность попадания на «реперную» точку оценивается нами в 100-200 метров (Щербаков, Васенев, 1994). Важной отличительной особенностью приведенных в таблице 5.7 объектов исследования является то, что большинство из них занимает совершенно ровные места или характеризуется очень слабо выраженным уклоном.

Анализ временного сопоставления мощности гумусово-аккумулятивных горизонтов свидетельствует о преобладании незначительных изменений мощности за последние 100-120 лет. Исключение составляют варианты явно эродированных почв (объекты №№ 52-91, 54-91, 16-92) или объекты с сомнительной точностью попадания (№№ 12,13-92).

При анализе гумуса мы расширили набор основных объектов сопоставления по сравнению с морфологическими исследованиями (см. табл. 3.1), поэтому среднее изменение мощности гумусовоаккумулятивных горизонтов в черноземах без явных признаков эрозии несколько выше ранее отмеченного и составляет -3 см (а= 5 при п= 30).

Более высокие значения отклонений могут являться следствием как пространственного варьирования (меньшая точность попадания на исходный объект), так и повышенной аналитической ошибки определения (фактор субъективности описания). 5-сантиметровая точность выделения нижней границы мощных гумусовых горизонтов с постепенным характером перехода к нижележащим горизонтам предусмотрена в соответствующих руководствах и не вызывает беспокойства.

Действие факторов пространственной неоднородности объектов и субъективности описания хорошо иллюстрирует сопоставление наших данных с промежуточными определениями мощности гумусово-аккумулятивных горизонтов из работ С.К.

Чаянова (1929) и И.Н. Никаноровой (1953) или современными определениями мощности, выполненными П.Г. Акуловым (1992).

Данные С.К. Чаянова и И.Н. Никаноровой имеют систематические отклонения как от данных В.В. Докучаева (соответственно, около -10 см и около -5 см), так и от материалов нашей экспедиции (- 6-8 см и - 5-7 см). Эти отклонения сохраняются и под объектами относительного контроля (целина-выгон, залежь, широкая старая

Таблица 5.7.

Изменения мощности гумусово-аккумулятивных горизонтов и содержания валового гумуса в верхних горизонтах луговатого и оподзоленных черноземов на объектах В.В. Докучаева в ЦЧО

Почва, № объекта

Место1

(область)

Вид земле- пользования[4]

Мощность А1+А1В, см

Содержание гумуса, %[5] [6]

1877-1892г.

1991-1995Г.

1877-1892г.

1962-1972г.

1991-1995г.

Чл л/с, №57-91

Чернь (Т), Казарино

пастбище

76

8.11

/>

пашня

72

6.84/7.66

Чоп л/с, № 55-91

Чернь (Т), Б.

Теплое,

Петровское

пашня

46

41

8.73

5.46/6.12

№56-91

пашня эродир.

20

25

4.96

4.45/4.98

Чоп с/с, № 17-91

Поныри

(К)

выгон

6.72

6.80/7.48

пашня(ОП)

66

61

6.11

6.20/6.82

6.36/7.12

Чоп т/сgt; № 7-91

Верховье (О)

пашня

58

49

8.52

6.07/6.80

Чоп т/с,№ 21,22-92

Трубетчино

(Л)

лес-залежь

58

9.60/10.56

9.21/10.32

пашня

56

7.60/8.36

5.58/6.25

лесополоса), поэтому вероятно являются результатом методических расхождений, а не пространственной неоднородности черноземов.

При сопоставлении наших данных с исходными величинами мощности у В.В. Докучаева (1883) отметим также возможное влияние незначительного преобладания скорости многолетней эрозии над скоростью современного почвообразования, агрогенное переуплотнение верхней части почвы под воздействием тяжелой сельскохозяйственной техники и агрогенной проградации почв на участках прифермских севооборотов.

Широкое распространение сильного агрогенного уплотнения было показано при анализе структурного состояния и физических свойств черноземов в 4 главе. Отмеченное повышение плотности сложения верхних горизонтов пахотных и некоторых пастбищных черноземов на 0.1-0.2 г/см3 способно вызвать сокращение их профиля на 4-7 см.

Агрогенная проградация почв на участках прифермских севооборотов описана в 3 главе и предыдущих исследованиях (Акулов, 1992; Каштанов, Щербаков и др., 1996). В литературе известны описания и более значительного возрастания мощности гумусовых горизонтов почв на огородных и прифермских участках - на несколько десятков сантиметров за 50-100 лет (Караваева и др., 1987; Урусев- ская, Соловьева-Волынская, 1989).

Проведенный в третьей главе морфологический анализ черноземов позволяет предположить большое начальное сходство сопоставляемых объектов и возможность отнесения наблюдаемых в них различий, прежде всего, на счет собственно почвенных процессов, в данном случае - процессов дегумификации или трансформации гумусового профиля почв.

Сравнительный анализ временных изменений содержания гумуса в данном небольшом наборе реперных объектов (табл. 5.7-10) позволяет, тем не менее, выявить определенные тенденции в изменении интенсивности процессов дегумификации в зависимости от провинциально-генетических подтипов черноземов, их гранулометрического состава, длительности и вида сельскохозяйственного землепользования.

Для удобства сравнительно-географического анализа объекты сгруппированы по зонально-генетическим подтипам почв, внутри них - по группам гранулометрического состава черноземов.

По возможности, пахотный чернозем сопоставляется с контрольным объектом - целинного, залежного, лесного чернозема или чернозема, на- холящегося в менее интенсивном использовании. Для выделения случаев явных различий в культуре земледелия специально отмечаются опытные поля и прифермские севообороты.

Данные по первому промежуточному сроку исследования взяты из работ И.Н. Никаноровой (1953) - по объектам Каменной Степи й

С.К. Чаянова (1929) - по другим объектам Липецкой и Воронежской областей. Анализ второго промежуточного срока исследования опирается на материалы Н.А. Протасовой (1970), П.Г. Адерихина и А.П. Щербакова (1973), А.П. Щербакова (1978) и А.П. Щербакова, Г.А. Шевченко (1978). Современное состояние почв оценивается по материалам экспедиции «Русский чернозем» 1991-92 гг. (Щербаков, Ва- сенёв, 1994) с привлечением результатов П.Г. Акулова по обследованию объектов В.В. Докучаева в Белгородской области в 1995 году (Каштанов, Щербаков и др., 1996).

Содержание гумуса по определениям последних десятилетий дается как в исходных величинах, так и в пересчете на поправочный коэффициент. Последний учитывает разницу в полноте извлечения углерода методом сухого сжигания (Докучаев, 1883) и современными методами: Тюрина (К= 1.10) - для результатов пятидесятых-семидесятых годов, и Тюрина в модификации Никитина (К= 1.12) - для результатов 1991-1995 годов.

Луговатый легкосуглинистый чернозем исследовался в одной «реперной» точке В.В. Докучаева - под Чернью Тульской области (табл. 5.7). Распашка чернозема не привела к существенному изменению мощности гумусовых горизонтов и сильной дегумификации верхней части почвенного профиля. С учетом поправочного коэффициента на современное определение гумуса (1.12), верхний горизонт луговатого чернозема потерял не более 0.5 % гумуса.

Среди семи объектов оподзоленных черноземов, в одном объекте столетняя дегумификация выражена очень сильно, в двух других - слабее, и в четырех остальных - практически не проявляется (табл.

5.7). Степень выраженности дегумификации зависит от гранулометрического состава почв. Легкосуглинистый чернозем потерял % гумуса, тяжелосуглинистые - 1.7 %.

На одном из объектов (№ 22-92) наблюдается ускоренная столетняя и современная дегумификация - пахотный горизонт потерял 2 % гумуса за последние 30 лет и до 3-4 % гумуса за последнее столетие. Профильное сравнение с контрольным объектом (№ 21-92), заложенным в ста метрах в соседнем лесу, показывает максимальное развитие дегумификации в пахотном и переходном горизонтах (рис.

5.4.Г), что, как было показано в предыдущем разделе, характерно для пахотных оподзоленных черноземов ЦЧО.

Исходно деградированные (эродированные) черноземы сохраняют низкое содержание гумуса, не теряя его. Для легкосуглинистого оподзоленного чернозема таким порогом оказалось содержание гумуса около 5 %. На окультуренной пашне опытного поля наблюдается явление проградации чернозема с повышением содержания гумуса в его верхнем горизонте примерно на 1 %. Это явление проявляется и по результатам промежуточного обследования 25-летней давности.

Возвращаясь к вопросу о поправочном коэффициенте к результатам наших анализов содержания гумуса по Тюрину в модификации Никитина (при сопоставлении их с данными В.В. Докучаева), отметим справедливость ограничения его значения величиной 1.12. Более высокие значения коэффициента привели бы к серьезным противоречиям при сопоставлении материалов по контрольным объектам со сравнительно стабильным содержанием гумуса.

Из пятнадцати объектов выщелоченных черноземов только в двух отмечается очень сильное проявление столетней дегумификации: около 6 % гумуса потеряли, по сравнению с контролем, верхние горизонты пахотных черноземов у с. Зубрилово Пензенской области (табл. 5.8). В трех других проявления дегумификации статистически достоверны - составляют от 0.6 до 1.6 % (Охочевка, Дивны, Грязи).

В случае среднесмытого чернозема (объект № 15-92) основные различия в содержании гумуса начинают проявляться в подпахотном горизонте, где они достигают 3 %.

Ниже по профилю они несколько сглаживаются, но сохраняются до нижней границы гумусово-аккумулятивных горизонтов неэродированной почвы (рис. 5.4.Б).

В остальных случаях наблюдается незначительное (и/или статистически недостоверное) снижение содержания гумуса или даже его возрастание на 0.8-1.9 %. Повышение содержания гумуса обычно наблюдается на участках прифермских севооборотов (объекты №№23,44,47- 91) и более заметно на исходно деградированных черноземах.

При прочих равных условиях проградация лучше выражена на черноземах с более тяжелым гранулометрическим составом (объект № 47-91). Характерно, что она сопровождается снижением степени варьирования содержания гумуса в пахотном горизонте по сравнению с подпахотным (рис. 5.5).


Выщелоченные черноземы на участках прифермских севооборотов не имеют значимых различий по содержанию гумуса от черноземов близлежапщх залежей и могут даже превосходить их в случае интенсивного использования залежи под пастбище (парный объект у с. Гурово). Достоверные различия между ними могут прослеживаться вплоть до переходного горизонта А1В (рис. 5.4.В).

Подобное явление наблюдается и в случае хорошо окультуренной пашни спецхоза «Марьино» (разрезы №№ 27-91 и 28-91 на рис. 5.4.Д), где основная часть гумусового горизонта пахотного чернозема достоверно богаче гумусом, чем контрольный объект чернозема на соседнем участке сенокоса. Разница между ними в подпахотном горизонте достигает 1.5 %.

Безусловно, явление столетней проградации черноземов не имеет очень широкого распространения в ЦЧО - площадь прифермских севооборотов редко превышает 10 % площади хозяйств. То же самое можно сказать и о площади хорошо окультуренных участков пашни. Более представительное участие таких почв в нашей работе связано с историческим положением объектов В.В. Докучаева. Тем не менее, стоит подчеркнуть наличие феномена проградации черноземов в почвенном покрове ЦЧО.

Отдельного рассмотрения требует вопрос о квазиравновесном содержании гумуса в черноземах обычных полевых севооборотов. В качестве таких объектов выступают разрезы №№ 14-91, 42-91, 10-91, 91,8-91, 145Д и 16-92. Принимаем допущение, что 120 лет пахотного использования чернозема при условии стабилизации мощности его гумусово-аккумулятивных горизонтов и/или содержания в них гумуса - достаточный срок для достижения черноземом квазиравно- весного гумусового состояния.

В таком случае, квазиравновесное содержание гумуса в пахотном горизонте легкосуглинистого выщелоченного чернозема Украинской почвенной провинции оценивается нами примерно в 5.5 % (объекты №№ 14-91, 42-91; рис. 5.5). Аналогичный показатель для среднесуглинистого выщелоченного чернозема западной части Среднерусской провинции составляет около 6-6.5 % (объект № 10-91, первая цифра дается для наиболее распространенного в настоящее время метода Тюрина в модификации Никитина, вторая - для эталонного метода определения гумуса).

Для тяжелосуглинистых черноземов Среднерусской провинции квазиравновесное содержание гумуса варьирует, в зависимости от культуры земледелия и степени текущей выпаханности почв, от 6-6.5

до 7-8 %. Мы уже отмечали в 4 главе сильную агрофизическую деградацию мощного чернозема под Ливнами. Сейчас подчеркнем высокий уровень агрономической культуры наблюдаемый нами под Зубрилово.

Сопоставление с материалами по двум объектам (Моховое и Ливны) двадцатипятилетней давности показывает, что квазиравно- весное состояние динамично и может меняться в течение десятилетий как в сторону повышения, так и в сторону снижения содержания гумуса - в зависимости от применяемых агрономических технологий.

В заключение анализа материалов по выщелоченным черноземам отметим высокую стабильность содержания гумуса в контрольных объектах: столетние изменения в верхних горизонтах черноземов лесопарка с. Зубрилово и даже выгона-пастбища у с. Гурово не превышают 0.25 % от веса почвы или 2-3 % от исходного содержания в контроле.

Следует отметить повышенное содержание гумуса в нижней части гумусово-аккумулятивных и переходных горизонтов пахотных вариантов этих объектов (рис. 5.4.В). Это хорошо согласуется с отмеченными в переходных горизонтах А1В и В1 гумусовыми пленками и языками и, вероятно, является следствием элювиальноиллювиальных процессов профильного перераспределения гумуса.

Переходим к анализу столетних изменений гумусового состояния типичных черноземов на объектах В.В. Докучаева в ЦЧО. В таблице 5.9 представлены данные по восемнадцати объектам разных периодов обследования. Объекты с типичными черноземами отличаются от предыдущих повышенными, в среднем, значениями исходного содержания гумуса. Во-первых, многие из них 120 лет назад не распахивались или периодически распахивались и на момент посещения В.В. Докучаева находились в состоянии залежи. Во-вторых, время распашки большинства пахотных угодий степной зоны ЦЧО составляло на тот период не многим более пятидесяти лет, северной части зоны - 100-150 лет (Кириков, 1983).

Пашня периодически сменялась залежью, было широко развито скотоводство и «выпахивание» земель не имело такого широкого распространения, как на более северных подтипах черноземов. Исключение составляли западные районы Курской и Белгородских областей, где уже к концу восемнадцатого века общая площадь распаханных земель превышала 50 % территории (Природноантропогенные геосистемы..., 1989).

Таблица 5.9.

Изменения мощности гумусово-аккумулятивных горизонтов и содержания валового гумуса в верхних горизонтах типичных черноземов на объектах В.В. Докучаева в ЦЧО

Почва, № объекта

Место1

(область)

Вид землепользования[7]

Мощность А1+А1 В, см

Содержание гумуса, %[8] [9]

1877-

1892г.

1929-

1951г.

1991-

1995г.

1877-

1892г.

1929-

1951г.

1962-

1972г.

1991-1995г.

Чт суп, №45-91

Грайворон

(Б)_

пашня

76

76

7.59

4.36o.4i/4.88

Чт суп, №46-91

Богодухов(С)

пашня

95

95

6.59

4.81 о.бв/5.39

Чт с/с, № 19,20-92

Старая Ко- зинка(Т)

пашня

107

107

7.20/7.92

4.75/5.32

сад

103

5.45/6.10

Чт с/с, № 52-91

Волконское

(В)

пашня эродированная

74

58

9.15

5.75о.38/6.44

Чт с/с, № 1,4-92

Хреновое

(В)

пастбище

80

80

9.39

9.23/10.15

9.56/10.71

пашня

77

8.36/9.20

6.40/7.17

Ч™ с/с, № 49-91

Каменная Степь (В)

Каменная Степь (В)

залежь

68

9.37,.2б

9.60/10.56

пашня

67

75

9.00/

9.90

7.80/8.58

7.36o.so/8.24

№50-91

лесополоса

63

70

10.54/

11.59

10.51 о.5б/

11.77

Почва, п

Место1

Вид земле-

Мощность А1+А1В, см

Содержание гумуса

%-

№ объекта

(область)

пользования[10] [11] [12]

1877- />1892г.

1929-

1951г.

1991-

1995г.

1877-

1892г.

1929-

1951г.

1962-

1972г.

1991-1995г.

Чт с/с

Макушева

выгон

81

70

13.57

12.20/

13.42

(В) -Сергач

пашня

68

11.20/

12.32

Чт с/с, №43-91

Белгород, 26 км к

пастбище

61

5.46

Томаровке

пашня(ПфС)

60

5.37о..об/6.01

Чт т/с,№

Гремячье(В)

залежь

80

8.70/9.57

8.51/9.53

23,25а-92

' пашня

82

7.20/7.92

6.54/7.33

Чт т/с,№

Крутое

степь-выгон

120

105

11.62

10.28/11051

13,12-92

(П)

пашня

96

7.45/8.34

Чт т/с

Плоское

залежь

9.20/10.12

(К)

пашня

74

74

7.32

7.30/8.03

6.94о.з4/7.77

Обследования В.В. Докучаевым восточных районов ЦЧО совпали по времени с началом периода активизации земледельческого освоения этих территорий. Результатом интенсификации земледелия явилась ускоренная дегумификация типичных черноземов, наблюдаемая в последнее столетие. Из одиннадцати анализируемых объектов пахотных черноземов в девяти наблюдается статистически достоверное снижение содержания гумуса. В зависимости от особенностей почв и истории их использования, содержание гумуса верхних горизонтов упало за последние сто лет на 1-3 %.

Супесчаные типичные черноземы западных районов ЦЧО и прилегающей Сумской области столетие назад уже распахивались и содержали 6.5-7.5 % гумуса (объекты №№ 45,46- 91). За прошедшие 120 лет его содержание упало на 1.5-2.5%. Более резкое падение произошло в черноземе, исходно более богатом по гумусу, но с меньшей мощностью гумусово-аккумулятивных горизонтов. Современное содержание гумуса конвергировалось на обоих объектах к квазиравновесному уровню около 4.5-5 % (первая цифра дается для наиболее распространенного в настоящее время метода Тюрина в модификации Никитина, вторая - для эталонного метода определения гумуса).

Сильнее деградированный вариант чернозема содержит в пахотном горизонте меньше гумуса, чем в подпахотном (разрез № 45, рис. 5.5), и характеризуется более узким интервалом варьирования содержания гумуса. Вероятно, его нижние пределы диагностируют более устойчивое состояние гумуса в пахотном и подпахотном горизонтах сильно выпаханного супесчаного чернозема.

Из одиннадцати объектов со среднесуглинистыми типичными черноземами в четырех объектах (№№ 52-91, 4,19,20 -92) уровень дегумификации превысил 2 %, варьируя от 2.2 до 2.7 %. Все они находятся в северо-восточной части ЦЧО, в пределах наиболее богатой по гумусу полосы черноземов на картосхеме изогумусовых полос В.В. Докучаева. Деградированные черноземы характеризуются суженными интервалами варьирования содержания гумуса в пахотном горизонте (рис. 5.5) и более равномерным распределением гумуса по почвенному профилю (рис. 5.4.А и Г)-

По двум из четырех рассматриваемых объектов имеются результаты промежуточного обследования начала шестидесятых годов. Сопоставление с ними выявляет, во-первых, сильную активизацию процессов дегумификации в последние три десятилетия (потеря 2.5 % гумуса) и, вй-вторых, постепенную проградацию черноземов пастбищных участков с умеренной нагрузкой.

Примером последних служит чернозем пастбища под Хреновым (разрез № 1-92). Содержание гумуса в его верхнем горизонте возросло на 1.4% за последнее столетие, из них 0.5% приходится на последние тридцать лет. Таким образом, гумусовая проградация чернозема пастбища шла примерно с равной скоростью в первой и второй половине нашего века.

Интересно проанализировать распределение гумуса в верхней части профиля слабоэродированного чернозема у с. Волконское (современное название - Народное). Содержание гумуса в пахотном горизонте лишь несколько выше, чем в подпахотном, и отличается от него значительно меньшим интервалом варьирования значений (рис. 5.5), что позволяет предположить заметный вклад в дегумификацию этой, явно эродированной, почвы также и процессов некомпенсированной минерализации гумуса.

Характерную для начала века пониженную, по сравнению с современной, скорость дегумификации типичного чернозема выявил С.К. Чаянов (1929). На проанализированном им объекте под Сергачем (как и ранее - под Грязями), пятидесятилетние потери гумуса из верхнего горизонта чернозема немногим превышают 1 %. Разница же в мощности гумусово-аккумулятивных горизонтов, как уже отмечалось ранее, скорее всего является результатом субъективного фактора морфологических описаний.

Еще раз отметим наблюдаемые и ранее явления стабилизации или проградации содержания гумуса в контрольных объектах залежи, пастбища, выгона, широкой лесополосы (№№ 49-51, 1-92, под Сергачем и № 50-91), а также на исходно деградированных участках с прифермским севооборотом и в молодом саду (№№ 43-91 и 20-92). Содержание гумуса в верхних (поверхностных) горизонтах этих объектов, как правило, существенно выше, чем в нижележащих (рис. 5.4).

Верхние подгоризонты наиболее богатого гумусом чернозема под широкой столетней лесополосой характеризуются сильным пространственным варьированием содержания гумуса (рис. 5.5). Это указывает на активное развитие в них современных процессов формирования и трансформации гумуса, наличие свойственной лесным экосистемам пространственно-временной динамики гумуса - на фоне стабилизации его среднего содержания в течение последних десятилетий.

Современное квазиравновесное содержание гумуса в верхних горизонтах среднесуглинистых типичных черноземов столетних пашен варьирует от 4.8-5.3 % до 5.8-6.4 %. На столетнем пастбище оно составляет около 9.6-10.7 %. В столетней широкой лесополосе относительная стабилизация наступила при содержании гумуса 11.8%.

Из пяти объектов тяжелосуглинистых типичных черноземов только в одном отмечается сильная дегумификация. Распаханный чернозем у хутора Крутого потерял 3.3 % гумуса. Как и в предыдущем случае среднесуглинистых черноземов, он находится в северо- восточной части ЦЧО с исходно наиболее богатыми черноземами и сохраняет 7.5-8.3 % гумуса даже после его столетней дегумификации.

Чернозем у деревни Плоское Пристенского района Курской области был деградирован уже во времена В.В. Докучаева и за прошедшее столетие его гумусовое состояние практически не изменилось. Постоянные значения мощности гумусово-аккумулятивных горизонтов, слабые временные и пространственные изменения содержания гумуса диагностируют современную стабилизацию гумусового профиля - при содержании гумуса в пахотном горизонте около 6.9-7.8 %.

На пашне под Гремячьим отмечается слабая дегумификация: пахотный горизонт потерял 0.6 % гумуса за последние тридцать лет. Зафиксированное в 1991 году содержание гумуса в пахотном горизонте (6.5-7.3 %) мало отличается от предыдущего объекта и может быть принято за нижний предел современного квазиравновесного содержания гумуса в старопахотном тяжелосуглинистом типичном черноземе.

Отдельно отметим стабильное гумусовое состояние контрольных объектов: черноземов залежи и пастбища неинтенсивного использования (№№ 13, 25а-92). Изменения содержания гумуса в их верхних горизонтах за последние 120-130 лет не превысили 0.1 % от веса почвы и 1 % от исходного содержания в залежи. Чернозем залежи у хутора Крутого сохранил свой гумусовый профиль (рис. 5.4.Б), который был признан В.В. Докучаевым одним из лучших в России.

В анализ включено пять объектов обыкновенных черноземов в ЦЧО (табл. 5.10). Все они находятся в Воронежской области. Два объекта (№№ 5, 6 -92) относятся к известному агролесоландшафту Каменной Степи, ставшему уже классическим примером удачного сочетания леса и пашни в степной зоне.

Таблица 5.10.

Изменения мощности гумусово-аккумулятивных горизонтов и содержания валового гумуса в верхних горизонтах обыкновенных черноземов на объектах В.В. Докучаева в ЦЧО

Почва, № объекта

Место1

(область)

Вид землепользования5

Мощность А1+А1 В, см

Содержание гумуса, %[13] [14] [15]

1877-

1892г.

1929-

1951г.

1991-

1995г.

1877-

1892г.

1929-

1951г.

1962-

1972г.

1991-

1995г.

ЧОБ-Т т/сgt;

№ 5,6-92

Каменная

Степь(В)

залежь

68s

65

72

10.65о.э

11.38/

12.48

11.36/

12.53

10.45/11.70

пашня

60

65

9.54/ 10.49

9.48/

10.40

6.93/7.26

ЧОЕ л/с,

№54-91

Россошь

(В)

целина-выгон

62

52

60

7.96

7.00/7.70

7.36/8.24

пашня (ПфС)

49

55

6.30/ 6.90

6.21/6.96

Ч°б л/с, №53-91

Михай- ловка(В)

целина-выгон

89

4.45

пашня эродир.

46

4.420.38/4.95

/>

Объекты Каменной Степи традиционно описывались как обыкновенные черноземы (Никанорова, 1953; Адерихин, 1964), поэтому рассматриваются в этом подтипе почв, хотя по своему современному состоянию (см. описания в гл. 3) больше соответствуют подтипу типичных черноземов. Вероятно, наблюдаемая здесь «гумидная» трансформация черноземов является суммарным результатом столетнего изменения микроклимата под действием каркаса широких лесополос и накопительных прудов (Труды юбилейной сессии..., 1992).

Эти объекты дают нам возможность проанализировать два очень интересных сопряженных хроноряда: на залежи и на пашне. Имеются статистическая оценка исходного гумусового состояния чернозема столетней давности и результаты двух промежуточных обследований 1951 и 1961 гг.

Основные процессы накопления гумуса в верхних горизонтах чернозема под залежью завершаются в первые шестьдесят-семьдесят лет залежного режима. За это время содержание гумуса в верхнем горизонте чернозема возрастает на 2 % и, в последующем, уже существенно не увеличивается. Следует отметить очень высокую сходимость результатов, полученных через десятилетний период опробы- вания.

Результаты последнего исследования несколько (но не существенно) ниже предыдущего. Это может являться следствием как «гу- мидной» трансформации чернозема, так и несовершенства методических подходов. К последним относятся возможное влияние пространственной неоднородности объекта и несовершенство поправочного коэффициента к результатам определения гумуса по методу Тюрина в модификации Никитина (в случае данных по образцам высокогумусных, исходно обыкновенных, черноземов. Правда, в пользу применяемого коэффициента говорит отсутствие логических разногласий в абсолютном большинстве других объектов, в том числе и на обыкновенных черноземах.

Анализ хроноряда с пахотным черноземом показал очень медленную дегумификацию (практически на грани определения) вплоть до начала шестидесятых годов. Потери гумуса за семьдесят лет не превысили исходную точность его определения - 0.3 %. Последние тридцать лет характеризуются резким ускорением дегумификации. Содержание гумуса в пахотном горизонте за это время упало на % от веса почвы или на 25 % от содержания в 1961 году.

Сопоставление профильного распределения гумуса в черноземе на залежи и на пашне выявляет повышенное содержание гумуса в подпахотном горизонте и переходном горизонте В пахотного чернозема (см. рис. 5.4.А). Это соответствует выявленным ранее закономерностям агрогенной трансформации гумуса в типичных черноземах и позволяет предположить активное протекание в пахотном черноземе Каменной Степи процессов не только минерализации, но и вертикального элювиально-иллювиального перераспределения гумуса. Последние наиболее ярко проявляются на границе пахоты и на смещенной вниз границе вскипания.

По двум следующим объектам (№ 54-91) с легкосуглинистыми обыкновенными черноземами под Россошью также имеются материалы промежуточного исследования (Чаянов, 1929). Контрольный вариант чернозема (на исходно целинном участке с последующим использованием в качестве периодического неинтенсивного пастбища) характеризуется стабильным содержанием гумуса: за последнее столетие оно не отклонялось от исходного содержания более чем на 3 %.

Пахотный чернозем потерял 1 % гумуса за первые 50 лет использования. Сейчас он относится к прифермскому севообороту, и содержание гумуса в пахотном горизонте осталось практически неизменным с 1929 года - 6.2 % - 7.0 % (первая цифра дается для наиболее распространенного в настоящее время метода Тюрина в модификации Никитина, вторая - для эталонного метода определения гумуса).

Последний объект, чернозем под Михайловкой, в настоящее время находится в среднесмытом состоянии. За последнее столетие мощность его гумусово-аккумулятивных горизонтов сократилась примерно вдвое. Содержание гумуса исходно было очень невысоко (по-видимому, данное В.В. Докучаевым определение его состояния как «целина» имело относительное значение). Современное содержание гумуса близко к исходному: не имеет от него статистически достоверных различий, и может быть принято за квазиравновесное состояние для выпаханных легкосуглинистых обыкновенных черноземов степной части ЦЧО.

нии интенсивности процессов дегумификации (в зависимости от провинциально-генетических подтипов черноземов, их гранулометрического состава, длительности и вида сельскохозяйственного использования.

Сопряженный анализ контрольных объектов (с целинными, залежными и лесными черноземами) позволил проверить обоснованность применяемых методических приемов и возможную «чистоту» возрастных рядов почв. Специальное выделение объектов высокой культуры земледелия (опытные поля и прифермские севообороты с высокими регулярными дозами органических удобрений) способствовали разделению деградационных, стабилизационных и програ- дационных трендов агрогенного почвообразования.

Применение поправочного коэффициента на содержание гумуса по определениям последних десятилетий повысило их сопоставимость с исходными результатами столетней давности. Привлеченные материалы по промежуточным срокам исследований помогли детализировать общую картину столетнего изменения черноземов реперных объектов и послужили дополнительным, независимым подтверждением справедливости предлагаемых заключений. Распашка луговатого легкосуглинистого чернозема не привела к существенному изменению его гумусового состояния. Среди пахотных объектов оподзоленных черноземов большинство имеет де- градационный тренд развития с потерей из пахотного горизонта 2.6 % гумуса от веса почвы или 20-30 % от исходного содержания гумуса. Деградационные процессы сильнее выражены в черноземах облегченного гранулометрического состава, которые потеряли в 1.5 раза больше гумуса, чем тяжелосуглинистые варианты почв. Стабилизация гумусового состояния пахотных оподзоленных черноземов наблюдается в случае их деградированных (и/или эродированных) вариантов с содержанием гумуса около 5 %. При окультуривании пашни стабилизация сменяется проградационным трендом развития, который имеет в 2-3 раза меньшую интенсивность, чем деградация. Тучные выщелоченные черноземы восточных районов ЦЧО могут терять в результате распашки до 6 % гумуса из пахотного горизонта. Однако, в большинстве объектов почвы уже во времена В:В. Докучаева не первое десятилетие находились под пашней и были в значительной мере дегумифицированы. Потери гумуса из пахотного горизонта таких почв не превысили 1.6 % за последнее столетие, что примерно соответствует интенсивности проградационно- го процесса на участках с прифермским севооборотом. Квазиравновесное содержание гумуса в пахотном горизонте старопахотного легкосуглинистого выщелоченного чернозема Украинской почвенной провинции составляет около 4.5-5.5 % . Для среднесуглинистого выщелоченного чернозема западной части Среднерусской провинции пороговыми являются 6-6.5% гумуса (здесь и ниже первая цифра дается для метода Тюрина в модификации Никитина, вторая - для эталонного метода определения гумуса). В тяжелосуглинистых черноземах Среднерусской провинции квазиравновесное содержание гумуса варьирует, в зависимости от культуры земледелия и степени текущей выпаханности почв, от 6-6.5 % до 8 %. Деградационный тренд развития преобладает в пахотных объектах типичных средне- и тяжелосуглинистых черноземов, первичные обследования которых В.В. Докучаевым совпали по времени с началом их интенсивного сельскохозяйственного использования. Тем не менее, результаты промежуточных исследований показывают сильную активизацию процессов дегумификации в последние три десятилетия - с потерей до 2-2.5 % гумуса. Супесчаные черноземы западных районов ЦЧО имеют больший период распашки, поэтому часть из них столетие назад уже была сильно дегумифицирована. Квазиравновесное содержание гумуса в пахотном горизонте старопахотного супесчаного типичного чернозема Украинской почвенной провинции составило около 4.5-5 % . Для пахотных среднесуглинистых типичных черноземов Среднерусской провинции оно варьирует от 4.8-5.3 % до 5.8-6.4 % ; на столетнем пастбище - составляет около 9.6-10.7 %. В столетней широкой лесополосе относительная стабилизация наступила при содержании гумуса 11.8 %.Содержание гумуса в старопахотных тяжелосуглинистых черноземах стабилизировалось на уровне 6.5(7)-7.3(8) % . Анализ хроноряда с пахотным обыкновенным тяжелосуглинистым черноземом в Каменной Степи показал его постепенную «гумидизацию»(под действием лесополос и системы прудов) и резкую активизацию процессов дегумификации в последние три десятилетия. Содержание гумуса под залежью стабилизировалось за 60-70 лет залежного режима на уровне 10.45-11.70 %. Квазиравновесное содержание гумуса в старопахотном легкосуглинистом обыкновенном черноземе составило 4.5-5 %. На участке с прифермским севооборотом оно возрастает до 6.2-7 %, на столетнем пастбище неинтенсивного использования - до 7.4-8.2 %. Сопоставление профильного распределения гумуса в черноземе контрольных объектов и на пашне выявляет активное протекание в пахотных черноземах процессов не только минерализации, но и вертикального элювиально-иллювиального перераспределения гумуса. Последние наиболее ярко проявляются на границе пахоты и на смещенной вниз границе вскипания. 

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

Еще по теме Оценка изменений гумусного состояния черноземов ЦЧО по материалам экспедиции “Русский Чернозем’’:

  1. Изменения гумусного состояния черноземов ЦЧО за последние сто лет
  2. Оценка изменений гумусного состояния черноземов ЦЧО по материалам экспедиции “Русский Чернозем’’
  3. Оценка изменений состава поглощаюшего комплекса черноземов по материалам экспедиции «Русский Чернозем»