Оценка изменений состава поглощаюшего комплекса черноземов по материалам экспедиции «Русский Чернозем»

Для уточнения оценки агрогенных изменений в составе ППК черноземов ЦЧО за последнее столетие мы вновь обращаемся к анализу имеющихся в Центральном Черноземье «реперных» точек В.В.

Отчетливо выражены агрогенные изменения актуальной кислотности по профилю черноземов на графиках pH водной вытяжки из образцов парных разрезов (рис. 6.2). В черноземах под Хреновым и в Каменной Степи наблюдается четкий переход от нейтральных к слабощелочным значениям pH на глубине от 35 до 50 сантиметров (рис. 6.2.А). В пахотном типичном среднесуглинистом черноземе под Хреновым (разрез № 4-92) наблюдается выравнивание пахотного горизонта по значению pH, опускание на пять сантиметров зоны нейтральных значений pH и очень слабое подщелачивание средней и нижней части профиля (на 0.2 единицы pH).

Возможно, отсутствие более заметных различий с контролем объясняется интенсивным режимом использования пастбища, что уже отмечалось при анализе физических свойств и содержания гумуса этих объектов. Тем не менее, признавая их исходную близость, мы можем диагностировать наличие слабого процесса подкисления, а точнее элювиально-иллювиального перераспределения части щелочных ионов из нижней части гумусово-аккумулятивного горизонта вниз по профилю.

Более контрастные различия по значениям актуальной кислотности наблюдаются в трех вариантах типичных черноземов Каменной Степи (№№ 5, 6 -92 и 50-91).

Подкисление среды в черноземе на пашне четко выражено по всей толще гумусово-аккумулятивных горизонтов. Максимальная разница с контролем достигается в нижней части пахотного горизонта, где она составляет 1.5 единицы pH. В подпахотном горизонте выраженность различий снижается примерно вдвое, но они однозначно проявляются и в переходном горизонте А1В. На 5-7 сантиметров опускается зона нейтральных значений pH. Изменения по вертикальному профилю хорошо выражены (рис. 6.2.А).

Наиболее явно подкисление выражено в черноземе под широкой столетней лесополосой, где оно захватывает верхние полметра почвенного профиля и достигает разницы 0.2 единицы pH с контрольным вариантом на залежи и нижележащими горизонтами этого же профиля. Глубина основного порога подщелачивания pH опущена на 10 сантиметров по отношению к контролю.

Пара черноземов в Новохоперском районе отличается облегченным гранулометрическим составом и пониженными значениями pH в верхней части почвы (рис. 6.2.Б). Контрольный объект под лесом, типичный легкосуглинистый чернозем (№ 11-92), имеет четко выраженный порог подщелачивания на глубине около 55 сантиметров (что близко ранее рассмотренному чернозему под лесополосой в Каменной Степи). Выше этого порога четко выражено подкисление. В верхних 15-20 сантиметрах достигаются слабокислые значения pH.

Примечание к рис. 6.2. 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; кон- троль-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.

Ниже порога - устойчиво слабощелочная среда со значениями pH 8.0-8.1.

Старопахотный супесчаный чернозем (разрез № 10-92) характеризуется подкислением подпахотного горизонта и вымыванием карбонатов из профиля. Он переходит в подтип выщелоченных черноземов и не имеет в профиле зон со слабощелочными условиями. Сопоставляемая пара черноземов позволяет сделать заключение о возможности резкой активизации промывного режима и процессов выщелачивания в старопахотных супесчаных черноземах ЦЧО.

Следующая пара черноземов была взята у хутора Крутого (№№ 12, 13 -92). Контрольный объект, типичный тяжелосуглинистый чернозем под выгоном-пастбищем, имеет более низкие значения pH, чем пахотный вариант. Возможно, это связано с условиями его использования. Порог подщелачивания находится на нижней границе гумусово-аккумулятивных горизонтов.

Сопоставление трех вариантов выщелоченных тяжелосуглинистых черноземов у села Зубрилово (№№ 14, 16, 15 -92) выявляет наиболее глубокую выщелоченность в контрольном объекте под лесопарком. В гумусово-аккумулятивном горизонте значения pH постепенно падают и достигают слабокислых значений в нижней части горизонта. Переходный горизонт А1В является сложно организованной зоной перехода к нейтрально-слабощелочным значениям pH в нижней части почвенного профиля.

Пахотный вариант интенсивного использования характеризуется постепенным повышением значений pH вниз по профилю: от 6.2- в пахотном горизонте до 8.4 в верхней части горизонта В1. Интересно отметить, что гумусово-аккумулятивные горизонты эродированного чернозема подкислены до слабокислых значений pH. Снижение, по сравнению с контролем, значений pH на 0.5-1 охватывает и верхнюю часть горизонта В1, что делает их сопоставимыми с соответствующими глубинами полнопрофильных аналогов. Таким образом, здесь наблюдается четко выраженное подкисление верхних горизонтов чернозема под саженным лесом и в усеченном профиле после эрозии.

Сопоставление пары легкосуглинистых выщелоченных черноземов под Гурово (разрезы №№ 18, 17 -92) дает результаты, подобные уже рассматриваемой паре черноземов облегченного гранулометрического состава.

Подобная трансформация профиля pH наблюдается и в следующей паре объектов (рис. 6.2.Г). Правда, здесь промываемость профиля улучшается при переходе от пашни (разрез № 19-92) к межрядью сада (разрез № 20-92). Разница в значениях pH нижней части профиля при этом достигает 1.5-2.0 единицы.

Более сложная ситуация наблюдается в парных объектах опод- золенных тяжелосуглинистых черноземов под Трубетчино (№№ 21, 22 -92). В контрольном объекте под лесом гумусово-аккумулятивные горизонты имеют слабокислую реакцию среды, которая в нижней части профиля меняется на нейтральную. В черноземе на пашне подкисление опускается вниз по профилю, а верхние горизонты нейтрализуются в результате известкования почвы. Влияние известкования прослеживается до глубины 60 сантиметров.

Нейтрализующее влияние известкования хорошо видно и в паре выщелоченных среднесуглинистых черноземов в Марьино (разрезы №№ 27, 28 -91 на рисунке 6.2.Д). Однако, здесь эффект нейтрализации не способен перекрыть ярко выраженное агрогенное подкисление подпахотного горизонта в условиях интенсивного использования пашни.

Последние объекты в данном анализе показывают подкисляющее влияние орошения типичного легкосуглинистого чернозема на кислотно-щелочной режим его профиля (разрезы №№ 44, 45 -91). Разница с контрольным вариантом богарной пашни достигает максимума в пахотном горизонте, где она составляет 2.0 единицы pH. Постепенно уменьшаясь с глубиной, она четко прослеживается до переходного горизонта В1 включительно. Горизонты АВ и В1 отмываются от карбонатов, и почва переходит в подтип выщелоченных черноземов.

Проведенный анализ pH водной вытяжки из парных объектов черноземов ЦЧО показал активное развитие в них процессов подкисления в результате сельскохозяйственного использования. Как правило, подкисление проявляется в значительном снижении pH верхних горизонтов и опускании глубины характерного для черноземов порога подщелачивания (смены нейтральных условий среды на слабощелочные).

В случае оподзоленных и/или супесчаных-легкосуглинистых черноземов подкисление может распространяться на глубину до 1 метра и более. Перепад с контролем по значениям pH может достигать 2.0 единиц, что означает возрастание концентрации свободных ионов водорода на два порядка. В ряде случаев значения pH перехо-

Подкисляющее влияние столетней широкой лесополосы распространяется на верхние полметра почвенного профиля, где оно вызывает сдвиг реакции среды на 1.0-2.0 единицы pH. В результате орошения такое подкисление происходит за 20-30 лет. Интенсивное использование черноземов легкого гранулометрического состава сопровождается подкислением и нижней части их профиля. Нейтрализующее влияние известкования способно распространяться на верхние полметра профиля пахотного чернозема.

Распределение по профилю значений pH солевой вытяжки из парных объектов черноземов диагностирует состояние их потенциальной, обменной, кислотности (рис. 6.3). Профильные распределения солевых pH очень близки их водным аналогам, поэтому остановимся на них более кратко - опираясь на ранее выявленные закономерности.

Значения солевых pH, как правило, ниже их водных аналогов на 5 в верхних горизонтах черноземов и на 1.0 - в нижних горизонтах. При этом сохраняются основные закономерности изменения pH по почвенному профилю, а различия состоят, главным образом, в проявлении тех или иных подкисляющих-нейтрализуюгцих эффектов.

При анализе солевых pH подчеркивается эффект подкисления в типичных черноземах Хренового и Каменной Степи (рис. 6.3.А). В верхних горизонтах чернозема под столетней лесополосой pH имеет слабокислые значения, что диагностирует начальный процесс кислотной деградации ППК. Анализ статистических характеристик солевого pH и гидролитической кислотности (рис. 6.4 и 6.5) выявляет высокую пространственную неоднородность этих показателей в черноземе под лесополосой, что вероятно является следствием их

Примечание к рис. 6.3. 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).

Слабокислые значения средних характеристик солевого pH и высокая гидролитическая кислотность верхних горизонтов чернозема под лесополосой (разрез № 50-91) диагностируют достаточно глубоко зашедший процесс трансформации ППК, который характерен для всего объекта в целом и не ограничивается отдельными профилями почв. Выраженность процессов деградации ППК обычно возрастает с приближением к минеральной поверхности. В поверхностном гумусово-аккумулятивном горизонте значения солевого pH могут заходить в зону среднекислых условий среды.

Современные данные по этому объекту можно сопоставить с материалами сорокалетней давности И.Н. Никаноровой (1953). Значения водного pH за это время понизились в нижней части горизонта А1 примерно на 0.5 единицы pH - с 6.7 , которые были отмечены в 1951 году. Примерно такие же результаты дает сопоставление обменной кислотности. Значения солевого pH в верхнем полуметре снизились на 0.5 единицы pH - с 6.2-5.8, отмечаемых в 1951 году.

Близкие значения имеет потенциальная кислотность верхних горизонтов соседнего разреза пахотного чернозема (№ 49-91 на рис. 6.4 и 6.5). Низкие показатели пространственного варьирования свидетельствуют об агрогенной гомогенизации пахотного горизонта не только в вертикальном, но и в горизонтальном направлении.

По этому разрезу у И.Н. Никаноровой (1953) имеются данные только по водной вытяжке. Сравнение с ними показывает более быстрый процесс современного подкисления на пашне, чем в лесополосе. Сорок лет назад значения водного pH для верхнего полуметра почвенного профиля варьировали от 7.2 с поверхности до 8.2 на глубине 40 сантиметров. Сейчас они изменились почти на 1.0.

За это же время в верхних горизонтах чернозема некосимой залежи значения водного и солевого pH не только не понизились, а наоборот возросли - в среднем на 0.5.

До 3.0 единиц возрастает разница в значениях pH верхнего и нижних горизонтов супесчаного чернозема под лесом (разрез №11- 92 на рис. 6.3.Б). Поверхностный горизонт характеризуется кислыми значениями pH. В пахотном черноземе максимум подкисления приходится на подпахотный горизонт.

В зону слабокислых значений pH попадают и гумусово-аккумулятивные горизонты черноземов на пастбищах у хутора Крутого и села Гурово (разрезы №№ 13-92 и 18-92 на графиках 6.3.Б и В). Еще

сильнее подкисляется нижняя часть гумусово-аккумулятивного горизонта в черноземе лесопарка Зубрилово и гумусово-аккумулятивные горизонты эродированного чернозема на соседней небольшой пашне (разрезы №№ 14-92 и 15-92).

До 2 0 единиц pH возрастает вертикальная дифференциация профиля старопахотного оподзоленного чернозема под Трубетчино (разрез № 22-92 на графике 6.3.Г)- В его целинном аналоге наибольшие значения обменной кислотности приходятся на переходные горизонты, что подтверждает справедливость его отнесения к оподзо- ленным черноземам и выделяет зону максимальных трансформаций минеральной части в профиле почвы.

В результате орошения вертикальная дифференциация профиля типичного легкосуглинистого чернозема возрастает до 2.5 единиц pH (разрез № 44-91 на графике 6.3.Д). Отличия орошаемого варианта от контрольного разреза (№ 45-91) на богарной пашне четко проявляются и при сопоставлении статистических характеристик потенциальной кислотности (рис. 6.4 и 6.5).

В результате 20-летнего орошения значения солевого pH пахотного и подпахотного горизонтов падают на 2 единицы (концентрация обменных ионов водорода возрастает на два порядка). Более, чем на порядок возрастает гидролитическая кислотность почв. Нарастание кислотности происходит неравномерно по почвенному покрову и достигает максимальных значений в местах наиболее быстрого промачивания профиля чернозема.

Отдельно отметим более активное подкисление верхних горизонтов черноземов интенсивно используемых сенокосов (разрез № 28-91) по сравнению с соседними участками интенсивной пашни (разрез № 27-91), под которую регулярно вносятся предупредительные дозы мелиоративных материалов.

Активное подкисление верхних горизонтов выщелоченных и/или легкосуглинистых-супесчаных черноземов наблюдается и на реперных объектах В.В. Докучаева в западной части ЦЧО (разрезы №№ 6, 8, 22, 23, 42, 43, 46 и 47 -91 на рис. 6.4 и 6.5). Часть из них попадает в пограничную зону с кислыми условиями, и улучшение гумусового состояния черноземов на участках прифермских севооборотов не способствует нейтрализации Процессов подкисления (разрезы №№ 22 и 43 -91). Скорее наоборот, оно способствует увеличению относительного содержания в почве свободных сложных органических кислот и значений гидролитической кислотности.

Выраженность процессов агрогенного подкисления выщелоченных и типичных черноземов постепенно ослабевает при продвижении на восток ЦЧО: разрезы №№ 48-91 -gt; 49-91 и 51-91 -* 52-91. В обыкновенных черноземах на юге Воронежской области они практически сходят на нет и замещаются обратными процессами подщелачивания (разрезы №№ 53-91 и 54-91).

Основные закономерности территориального распределения интенсивности процессов современного подкисления черноземов отражены на схематической карте (рис. 6.6). Наибольшая интенсивность подкисления отмечается в оподзоленных и выщелоченных черноземах выше ломанной линии Лъгов - Курск - Воронеж - Грязи - Тамбов - Кирсанов. Типичные черноземы проявляют более значительную устойчивость к подкислению, особенно - в восточной части ЦЧО. В обыкновенных черноземах степной зоны чаще бывает выражено не подкисление, а подщелачивание.

Основу поглощающего комплекса черноземов составляют обменные катионы кальция и, в меньшей степени, магния. Их содержание и емкость поглощения в целом сильно зависят от гранулометрического состава почв, поэтому они сильно варьируют между различными парами объектов (рис. 6 7 и 6.8).

Оба варианта типичного чернозема под Хреновым характеризуются близким и слабо дифференцированным по профилю содержанием обменного кальция - между 30 и 35 мг экв/100 г почвы (разрезы №№ 1, 4 -92 на рис. 6.7.А). Минимум содержания приходится на среднюю часть гумусово-аккумулятивного горизонта с глубиной 25-45 сантиметров. Он лучше выражен на пашне, где совпадает с подпахотным горизонтом. Пахотный чернозем отличается от контроля на пастбище повышенным содержанием обменного магния и постепенным возрастанием его содержания вниз по профилю (рис. 6 8.А).

Контрольный вариант типичного чернозема на столетней залежи Каменной Степи выделяется повышенным содержанием обменного кальция с максимумом в нижней части горизонта А1 и переходном горизонте А1В (разрез № 5-92 на рис. 6.7.А). Средняя часть гумусово-аккумулятивного горизонта обеднена основаниями, а верхняя часть - обогащена обменным магнием, который компенси- pyei относительный (относительно нижней части профиля) недостаток кальция (рис. 6.8.А). Черноземы под пашней и лесополосой в значительной степени обеднены обменными основаниями - в сравнении с контролем.

Черноземы легкого гранулометрического состава под Новохоперском отличаются пониженным содержанием обменного кальция. В пахотном черноземе его содержание падает до 5-10 мг экв/100 г почвы с основным минимумом в нижней части пахотного горизонта (разрезы М№ 10, 11 -92 на рис. 6.7.Б). В случае обменного магния минимум в нижней части пахотного горизонта сочетается с иллювиальным максимумом в подпахотном горизонте (рис. 6.8.Б). Распределение обменных оснований по профилю пахотного чернозема диагностирует современный процесс выщелачивания гумусовоаккумулятивных горизонтов.

Контрольные объекты мощных тучных черноземов у хутора Крутого и села Зубрилово имеют высокое содержание обменного кальция и поверхностно-аккумулятивный характер его распределения по профилю (разрезы №№ 13, 14 -92 на рис. 6.7.Б и В). В пахотных вариантах наблюдается снижение содержания кальция в верхнем полуметре на 5-7 мг экв/100 г почвы или 15-20% относительно контроля.

В среднесмытом черноземе результаты выщелачивания проявляются слабее - вероятно, вследствие сравнительно недавнего опускания дневной поверхности почвы. На омоложенном в результате эрозии субстрате более рельефно отражается и элювиально-иллювиальное перераспределение магния в верхнем субпрофиле почвы.

В выщелоченных легкосуглинистых черноземах под Гурово различия между пашней и пастбищем сглажены - на общем фоне пониженной емхости поглощающего комплекса (разрезы №№ 17, 18 -92 на рис. 6.7.Г и 6.8.Г). Отметим только тенденцию к элювиальному распределению обменных оснований в профиле пахотного чернозема.

Примечание к рис. 6.7. 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; кон- троль-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.

Общая тенденция агрогенного выщелачивания сохраняется и в парных объектах черноземов у Козинки и Трубетчино (соответственно, разрезы №№ 19, 20 -92 и 21, 22 -92 на рис. 6.7.Г и 6.8.Г)- Фоновый уровень выщелачивания оподзоленных черноземов под Трубетчино и относительный характер контроля в междурядье сада обусловливают отсутствие более заметных различий, но и здесь они достигают 10-20% от уровня контроля. Интересно отметить последовательное положение иллювиальных максимумов обменных форм кальция и магния в подпахотном горизонте оподзоленного чернозема.

Анализ пары черноземов сенокос - окультуренная пашня подтверждает выявленное ранее распространение нейтрализующего последействия известкования на глубину до 50 сантиметров. Последействие известкования частично «затушевывает» результаты интенсивного процесса выщелачивания из пахотного горизонта, который сопровождается иллювиальным накоплением обменного магния в подпахотном горизонте (разрезы №№ 27,28 -91 на рис. 6.7.Д и 6.8.Д).

В результате интенсивного оросительного выщелачивания из основной части профиля легкосуглинистого чернозема может теряться более половины исходного содержания обменного кальция (разрезы №№ 44, 45 -91 на рис. 6.7.Д и 6.8.Д). Деградационное влияние орошения на ППК прослеживается до глубины более одного метра и сопровождается возрастанием в нем доли обменного магния - особенно в подпахотном горизонте и нижней части профиля.

Проведенный анализ содержания обменных оснований в парных объектах черноземов ЦЧО показал интенсивное развитие в них процессов выщелачивания, активизированных в результате сельскохозяйственного использования. Как правило, выщелачивание наиболее заметно проявляется в верхнем полуметре почвенного профиля и со-

Примечание к рис. 6.8. 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; кон- троль-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.

провождается опусканием верхней границы зоны активных карбонатов, диагностируемой по вскипанию от НС1.

В случае исходно богатых обменными основаниями и активными карбонатами типичных черноземов агрогенное выщелачивание может распространяться за сто лет на глубину до 1 метра и более. Верхние гумусово-аккумулятивные горизонты могут при этом терять от 20 до 50 % и более от исходного содержания обменных оснований в контроле.

Максимальные потери обменных оснований наблюдаются при орошении и на черноземах легкого гранулометрического состава. Они сопровождаются и выявленным ранее наиболее резким подкислением реакции среды. Зоны максимального элювиирования, как правило, приурочены к подпахотному горизонту или нижней части пахотного горизонта.

Известкование не способно полностью компенсировать потери обменных оснований, но нейтрализует реакцию среды. Его влияние прослеживается на верхние полметра почвенного профиля. На выщелачивание приближенных, в результате эрозии, к поверхности кальцийсодержащих горизонтов требуется несколько десятилетий. За столетие процессы агрогенного выщелачивания могут проработать всю толщу гумусово-аккумулятивных горизонтов.

Потенциальные возможности процесса выщелачивания ограничиваются базовой емкостью поглощения, определяемой, прежде всего, гранулометрическим составом черноземов и не испытывающей существенные изменения в результате дегумификации.

Сумма поглощенных оснований в значительной мере определяет емкость поглощающего комплекса черноземов. От соотношения суммы поглощенных оснований и гидролитической кислотности зависит степень насыщенности ППК. Мера отклонение степени насыщенности ППК от характерных для целинных черноземов 95-98 % является надежной диагностикой деградации поглощающего комплекса. Все эти параметры тесно взаимосвязаны между собой, поэтому мы их рассмотрим вместе - при анализе статистических характеристик ППК в черноземах «реперных» объектов В.В. Докучаева в ЦЧО (рис. 6.9-6.11).

Сумма поглощенных оснований в верхних горизонтах черноземов, в зависимости от подтипа чернозема и гранулометрического состава породы, варьирует от 20 до 40-45 мг экв/100 г почвы. Диапазон колебания суммы обменных катионов (или емкости катионного

обмена) - от 26 до 50 мг экв/100 г почвы. Степень насыщенности меняется от 70 до 99 %.

Выщелоченные тяжелосуглинистые черноземы под Моховым и Ливнами (разрезы №№ 6, 8 -91) характеризуются близким средним содержанием обменных оснований - около 30 мг экв/100 г почвы Однако, чернозем под Моховым характеризуется более высокими значениями гидролитической кислотности. Его поглощающий комплекс, хотя и имеет большую емкость, ненасыщен. Активизация процессов подкисления и выщелачивания сопровождается формированием обильной присыпки в переходных горизонтах (см. табл. 3.3).

Аналогичные процессы подкисления и деградации ГТГТК проявляются в черноземах у д. Плоское и Пристени (разрезы №№ 22, 23 - 91), где они зашли еще дальше, и степень насыщенности падает до 80-85 % (рис. 6.11). Известкование насыщает обменными основаниями поглощающий комплекс, но мало влияет на его емкость (разрез № 27-91). На сенокосе, в результате поверхностной подкормки минеральными удобрениями, резко возрастает величина гидролитической кислотности, и до 75-80 % падает степень насыщенности ППК (разрез № 28-91).

Интересные результаты дает сопоставление следующей пары черноземов (разрезы №№ 42, 43 -91). Первый из них - старопахотный легкосуглинистый выщелоченный чернозем с невысокой емкостью поглощения, пониженным содержанием поглощенных оснований в пахотном горизонте, но сравнительно высокой степенью насыщенности - 90-95 %.

Второй - типичный среднесуглинистый горизонт на участке прифермского севооборота, лучше оструктуренный, с более высоким содержанием гумуса и большей емкостью поглощения ППК. Однако как уже отмечалось ранее, улучшение гумусового состояния черноземов на участках прифермских севооборотов не способствует нейтрализации процессов подкисления. Способствуя увеличению относительного содержания в почве свободных сложных органических кислот, оно повышает гидролитическую кислотность черноземов и снижает степень насыщенности их поглощающего комплекса - до 80 % и даже ниже.

К еще более значительной деградации ППК приводит орошение черноземов (разрез № 44-91). Контрольный объект богарного чернозема (№ 45-91) характеризуется средним содержанием поглощенных оснований и насыщенным поглощающим комплексом. В результате длительного орошения происходит некоторое снижение емкости поглощения, но резко падает содержание обменных оснований и степень насыщенности ППК. Последняя может падать до 70 %, что совершенно нехарактерно для черноземов.

Подпахотный горизонт орошаемого чернозема характеризуется высоким варьированием степени насыщенности ППК (рис. 6.11), что хорошо согласуется с отмеченными ранее закономерностями варьирования его кислотности. Вероятно, это связано со значительной пространственной пестротой физических свойств черноземов орошаемого поля, разной интенсивностью их оросительной промывки, а значит и выщелачивания.

Сильно выпаханные дегумифицированные черноземы у Богодухова и Ендовищ характеризуются и сильно деградированным поглощающим комплексом, степень насыщенности которого падает до 80 % и ниже (разрезы №№ 46, 48 -91). В этом отношении показатели старопахотного выщелоченного чернозема на участке современного прифермского севооборота выглядят все же лучше (разрез № 47-91).

Деградирован поглощающий комплекс и в черноземах Каменной Степи, которые формируют следующий ряд по нарастанию деградации ППК: чернозем сравнительно молодой пашни неинтенсивного использования (разрез № 51-91) -gt; чернозем широкой столетней лесополосы (разрез № 50-91) -» чернозем столетней пашни интенсивного использования (разрез № 49-91).

Первый характеризуется наиболее стабильным по площади насыщенным поглощающим комплексом с высоким содержанием поглощенных оснований. Второй - отличается высоким содержанием гидролитической кислотности и очень сильным варьированием основных характеристик ППК. Третий - имеет наименьшее содержание обменных оснований и устойчиво ненасыщенный поглощающий комплекс.

Эродированный тяжело суглинистый типичный чернозем под Волконской (разрез № 52-91) имеет промежуточные характеристики ППК, что хорошо согласуется с его морфологией и гумусовым состоянием.

Старопахотные легкосуглинистые обыкновенные черноземы характеризуются высоконасыщенным ППК, на емкость которого значительное влияние оказывает степень эродированное™ и гумусное состояние чернозема (разрезы №№ 53, 54 -91).

Итак, распашка черноземов приводит к усилению подвижности и снижению количества активных карбонатов в почвенном профиле. В черноземах лесостепных подтипов промачивание надкарбонатной толщи, как правило, совпадает с периодическим промачиванием почвенного профиля в целом. Водная миграция определяет особенности внутрипрофильного перераспределения карбонатов, обусловливает однонаправленное усиление выноса карбонатов за пределы почвенного профиля и, как следствие, подкисление почвенной среды.

В черноземах степных подтипов миграционные процессы достигают наибольшей интенсивности, 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.

Распашка целинных черноземов сопровождается заметной трансформацией ППК. Прежде всего в пахотных черноземах отмечается снижение емкости катионного обмена - примерно на 5-10 %, уменьшение содержания обменных форм кальция и магния - соответственно, на 10-20% и 10-30% от их исходного содержания. Указанные изменения охватывают всю толщу гумусово-аккумулятивных горизонтов оподзоленных черноземов и, в основном, ограничиваются пахотными и подпахотными горизонтами черноземов других подтипов.

В ППК пахотных черноземов наблюдается увеличение доли поглощенного водорода. Подкисление проявляется в значительном снижении pH верхних горизонтов и опускании глубины характерного для черноземов порога подщелачивания (смены нейтральных условий среды на слабощелочные). В оподзоленных и/или супесчаных- легкосуглинистых черноземах подкисление может распространяться на глубину до 1 метра и более. Перепад с контролем по значениям pH может достигать 2.0 единиц. В ряде случаев значения pH переходят в зону нехарактерной для черноземов слабокислой и даже кислой реакции среды. В результате орошения такое подкисление происходит за 20-30 лет.

Выраженность процессов агрогенного подкисления выщелоченных и типичных черноземов постепенно ослабевает при продвижении на восток ЦЧО. Наибольшая интенсивность подкисления отмечается в оподзоленных и выщелоченных черноземах выше ломанной линии Льгов - Курск - Воронеж - Грязи - Тамбов - Кирсанов. Типичные черноземы проявляют более значительную устойчивость к подкислению, особенно - в восточной части ЦЧО. В обыкновенных черноземах степной зоны чаще бывает выражено не подкисление, а подщелачивание.

Улучшение гумусного состояния черноземов на участках при- фермских севооборотов не способствует нейтрализации процессов подкисления. Скорее наоборот, оно способствует увеличению относительного содержания в почве свободных сложных органических кислот и значений гидролитической кислотности. Интенсивное использование черноземов легкого гранулометрического состава сопровождается подкислением и нижней части их профиля. Нейтрализующее влияние известкования способно распространяться на верхние полметра профиля пахотного чернозема, но дает лишь временный эффект, практически не увеличивая емкости поглощающего комплекса.

Сопоставление современных данных с материалами сорокалетней давности выявляет снижение значений водного и солевого pH в пахотном и подпахотном горизонтах типичного тяжелосуглинистого чернозема примерно на 0.5 -1.0 . Низкие показатели пространственного варьирования свидетельствуют об агрогенной гомогенизации пахотного горизонта не только в вертикальном, но и в горизонтальном направлении. Сравнение с изменениями контрольных объектов показывает более быстрый процесс современного подкисления на пашне, чем в лесополосе. За это же время в верхних горизонтах чернозема некосимой залежи наблюдается не подкисление, а обратный процесс дальнейшей нейтрализации реакции среды.