Полная версия

Главная arrow Прочие arrow Актуальные направления научных исследований XXI века: теория и практика: Сборник научных трудов по материалам международной заочной научно-практической конференции, 2015, №4, (15-2) -

  • Увеличить шрифт
  • Уменьшить шрифт


<<   СОДЕРЖАНИЕ ПОСМОТРЕТЬ ОРИГИНАЛ   >>

МЕЛИОРАТИВНОЕ ВОЗДЕЙСТВИЕ ЛЕСНЫХ ПОЛОС НА СОСТАВ И СВОЙСТВА ЧЕРНОЗЕМОВ ЛЕСОСТЕПИ

IMPACT OF RECLAMATION FOREST STRIPS ON THE COMPOSITION AND PROPERTIES OF CHERNOZEMS OF FOREST-STEPPE

Щеглов Д.И., д.б.н., профессор, Беляев А.Б., д.б.н., профессор, Брехова Л.И., к.б.н., доцент ФГБОУ ВПО «Воронежский государственный университет»

г. Воронеж, Россия DOI: 10Л2737/14128

Аннотация: рассмотрено мелиоративное воздействие полезащитных лесных полос на морфологические, физические и физико-химические свойства черноземов. Показано, что древесные насаждения способствуют стабилизации и даже улучшению морфологических показателей чернозема, физических и физико-химических свойств.

Summary: the impact of reclamation forest shelter strips on the morphological, physical and physico-chemical properties of chernozems. It is shown that trees help stabilize and even improve morphological indicators of black earth, physical and physico-chemical properties.

Ключевые слова: черноземы, полезащитные лесные полосы, морфологические признаки, физические и физико-химические свойства.

Keywords: black, forest shelterbelts, morphological traits, physical and physico-chemical properties.

Черноземы составляют основу пахотного фонда нашей страны. Интенсивное использование этих ценнейших и высокоплодородных почв приводит к неизбежному, часто негативному, их изменению [5]. В пахотных черноземах отмечаются снижение содержания гумуса, уменьшение его запасов, изменение физических и химических показателей.

Одним из наиболее эффективных приемов, позволяющих стабилизировать и даже улучшить состояние черноземов, является лесомелиорация. Древесные насаждения в виде лесных полос в зоне их влияния в целом способствуют изменению многих почвенных и климатических режимов. В результате, как отмечают многие исследователи, оптимизируются показатели почвенного плодородия и повышается урожайность сельскохозяйственных культур прилегающей пашни [2,3]. В то же время недостаточно освещенным в литературе является вопрос о влиянии лесных полос на физические и физикохимические показатели почв при различном удалении от них, в том числе при различной ориентации лесных полос в пространстве, в зависимости от преобладающих ветров, от уровня агрикультуры и т.п.

Исследования проводили на территории ОПХ ВНИИСС Рамонского района Воронежской области. Были выбраны ключевые участки в 70- летней кленово-дубовой лесной полосе шириной 15м, расположенной с севера на юг, на пашне и на залежи. Объектом исследования послужили: чернозем выщелоченный среднемощный среднегумусный тяжелосуглинистый (лесная полоса), чернозем типичный среднемощный малогумусный тяжелосуглинистый (пашня) и чернозем выщелоченный среднемощный среднегумусный тяжелосуглинистый (залежь). Почвообразующими породами являются бурые безвалунные карбонатные покровные глины.

На выбранных участках были заложены три полнопрофильных разреза. Кроме того, в направлении на восток и на запад от лесной полосы на пашне закладывались через каждые 20 метров прикопки (5 шт) глубиной 90 см до расстояния 100 метров. В полевых условиях были детально изучены морфологические показатели исследуемых почв. Прежде всего, следует отметить, что характер сельскохозяйственного использования черноземов сказывается на мощности гумусовых горизонтов. На залежи и под лесной полосой мощность гумусовых горизонтов А+АВ, составляет, соответственно, 83 и 78 см, в то время как на пашне - 68 см.

Особенности водного и теплового режимов почвы на залежи и под лесной полосой обусловливают изменение карбонатного профиля. В почве залежи карбонаты залегают на глубине 100 см, в лесной полосе - на глубине 93 см, а на пашне - 60 см.

Изучаемые почвы характеризуются тяжелосуглинистым гранулометрическим составом. Содержание физической глины в слое 0-10 см находится в пределах 47-54%, увеличиваясь вниз по профилю до 65- 70% в почвообразующей породе. Гранулометрический состав изучаемых подтипов чернозема под различными сельскохозяйственными угодьями не претерпевает заметных изменений, что свидетельствует о весьма значительной физической устойчивости их матрицы.

Общие физические свойства изучаемых черноземов благоприятны, однако имеют отличия под различными сельскохозяйственными угодьями. Плотность сложения в слое 0-10 см под лесной полосой и на залежи не превышает 1.00 г/см3 (0.90-0.93 г/см3), в то время как на пашне составляет

1.09 г/см3. Подобные различия сохраняются вплоть до материнской породы, где плотность сложения на залежи составляет 1.37 г/см3 , под лесной полосой 1.40 г/см3, а на пашне - 1.50 г/см3. Аналогичная ситуация наблюдается и по плотности твердой фазы почв. На залежи и под лесной полосой этот показатель в верхнем 10-сантиметровом слое находится в пределах 2.48-2.49 г/см3, возрастая до 2.67-2.69 г/см3 в материнской породе, а на пашне соответственно - 2.56 - 2.70 г/см3. Изменения плотности твердой фазы и плотности сложения почвы влекут за собой соответствующие изменения общей пористости. Под лесной полосой и на залежи ее величина в слое 0-10 см находится в пределах 62.5-63.9% и снижается до 48-49% в материнской породе. На пашне ее величина меньше и в верхнем горизонте (57.4%) и в целом в почвенном профиле, снижаясь до 44% в материнской породе.

Важным показателем происходящих в почве изменений служит ее структура. Залежные черноземы и черноземы под древесными породами характеризуются прекрасной структурой, чего нельзя сказать о структуре в пахотных черноземах. Данные структурного анализа (сухое просеивание) свидетельствуют, что содержание агрономически ценных агрегатов от 10 до 0,25 мм в верхней части гумусового горизонта пахотных почв составляет в среднем 74% , а в черноземах под лесной полосой и на залежи 87 %. Коэффициент структурности под лесополосой и в залежном черноземе составляет в среднем 5-7 единиц, тогда как в пахотном горизонте типичного чернозема в 2-3 раза меньше по сравнению с черноземом залежи и лесополосы.

Результаты мокрого просеивания показывают, что структура изучаемых черноземов под лесополосой и залежью отличаются высокой водопрочностью. Критерий водопрочности агрегатов в верхнем 10- сантиметровом слое под лесополосой и на залежи - 84%. Критерий водопрочности у пахотного чернозема составляет 62%. При этом основные показатели структурно-агрегатного состава старопахотных черноземов не выходят за пределы оптимальных значений, свойственных черноземам [1].

Важнейшим интегрирующим показателем плодородия почв является содержание валового гумуса, количество которого адекватно отражает внешнее воздействие естественного и антропогенного характера, является надежным индикатором происходящих в почве изменений. Содержание гумуса в верхней части почвенного профиля чернозема выщелоченного под лесной полосой и на залежи находится в пределах 7,2-7,3%, что характеризует их как среднегумусные, а на пашне его количество не превышает 5,6-5,7%, т.е. почвы являются малогумусными. Распределение гумуса по профилю происходит по равномерно-аккумулятивному типу. Статистическая обработка его содержания и распределения в зависимости от удаленности пашни от лесной полосы не выявила различий (tf = 0.23 < tt = 2.23) в пространственном и внутрипрофильном распределении гумуса, что характеризует однородность почвенного плодородия на всем изучаемом участке.

Наряду с содержанием гумуса очень важным показателем свойств почвы является реакция среды. Определение pH водной вытяжки показало, что верхний 10-сантиметровый слой почвы под лесной полосой и на залежи имеет нейтральную реакцию (pH - 6,9-7,1 единиц). В то же время почва пашни в верхней части профиля имеет более кислую реакцию (pH водной вытяжки - 5,6) по сравнению с лесной полосой, что обусловлено длительным внесением физиологически кислых удобрений. Статистическая обработка данных по актуальной кислотности в почве пашни при различном удалении от лесной полосы в западном и восточном направлении выявила различия по этому показателю лишь в верхнем 10- сантиметровом слое (tf = 4.51 > tt = 2.23).

Представление об общем содержании в почве поглощенных ионов водорода дает величина гидролитической кислотности, которая служит показателем ненасыщенное™ почв основаниями. Гидролитическая кислотность изменяется по профилю исследуемых почв неоднозначно и в целом коррелирует с изменением реакции среды. Так, в почве лесной полосы этот показатель в верхнем слое на глубине 1-10 составляет 2,2 ммоль(экв)/100 г. Наибольшая гидролитическая кислотность отмечена в слое 20-50 см и составляет 5,4 -5,5 ммоль(экв)/100 г. почвы. Такие значения, очевидно, обусловлены выделением корневыми системами ионов водорода, которые обмениваются на другие катионы и анионы [4]. Далее вниз по профилю гидролитическая кислотность уменьшается и достигает величины 2,5 ммоль(экв)/ 100 г. почвы в слое 60-70см. В почве пашни исследуемый показатель имеет достаточно высокие значения в пахотном горизонте. Величина гидролитической кислотности здесь составляет 8,2 ммоль(экв)/100 г. и быстро убывает с глубиной. Такое подкисление реакции почвенного раствора, не свойственного черноземным почвам, связано с длительным применением на почве физиологически кислых калийных удобрений (KN03 и K2S04) под калиелюбивые культуры (сахарная свекла, кукуруза и т.д.).

Список литературы

  • 1. Агрофизика / Е.В. Шеин, В.М. Гончаров. - Ростов н/Д.: Феникс, 2006. - 400 с.
  • 2. Беляев А. Б. Влияние лесонасаждений на улучшение почв лесостепи / А. Б. Беляев. // Почвоведение.-1991.-№12.-С. 109-119.
  • 3. Брехова Л.И. Трансформация гумусного состояния чернозема обыкновенного под различными древесными породами /Л.И. Брехова, Д.И. Щеглов, А.Б. Беляев, С.П. Чепков // Черноземы России: экологическое состояние и современные почвенные процессы: матер. Всерос. конфер., посвящ. 70-летию каф. почвоведения и агрохимии Воронеж, госуд. ун-та (под ред. Д.И. Щеглова. - Воронеж: ВГУ, 2006. - С. 64-70.
  • 4. Гоголев И.В. О роли прижизненного обмена веществ деревянистых растений в почвообразовании / И.В. Гоголев. // Лес и почва. Тр. Всесоюз. научн. конфер. по лесн. почвоведению (15-19 июля 1965 года). Красноярск. 1968.-С.38-47.
  • 5. Щеглов Д.И. Черноземы центра Русской равнины и их эволюция под влиянием естественных и антропогенных факторов / Д.И. Щеглов.- М. : Наука, 1999.- 213 с.
 
<<   СОДЕРЖАНИЕ ПОСМОТРЕТЬ ОРИГИНАЛ   >>