4 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Изменения свойств почвы

Как изменяются почвы

Если почвы образовались под действием пяти фак­торов и если эти факторы продолжают действовать, то логично ожидать изменений со временем свойств поч­вы. Изменения в свойствах почв связаны лишь с тремя факторами: климатом, живыми организмами и време­нем. Именно эти факторы наиболее динамичны.

В первую очередь меняются климатические показа­тели. Смена обусловливает смену активности животных и растений, изменение суточной температуры воздуха и почвы, влажности воздуха и почвы. Эти изменения цик­личны. Ночью, например, температура воздуха снижа­ется, влажность его повышается, а днем, наоборот, тем­пература повышается и снижается влажность воздуха.

Как же эти изменения отражаются на почве?

Суточные изменения в свойствах почвы. Потребление растениями воды из почвы тем выше, чем выше темпе­ратура воздуха. Поэтому расход ее выше днем. Так как температура воздуха ночью снижается, снижается и температура верхнего слоя почвы. Но днем она нагре­вается до определенной глубины, поэтому ниже гуму­сового горизонта почва ночью может быть теплее. В ре­зультате возможна возгонка паров воды из нижних горизонтов в верхние и конденсации их в гумусовом слое. Поскольку потребление воды растениями ночью снижается, то в ночное время в летние месяцы влаж­ность гумусового слоя может возрастать. Это увеличе­ние достигает 2—4% от веса почвы, как это происходит в каштановых почвах Кулундинской степи и черноземах типичных Горного Алтая.

Ночью снижается активность растений, микроорга­низмов и как следствие снижается выделение углекис­лого газа из почвы и может увеличиться его концентра­ция. Максимальное выделение СО2 из почвы происхо­дит в 13—15 часов.

Ночью прекращается фотосинтез и, возможно, изме­няется интенсивность потребления питательных веществ.

Безусловно, многие изменения в химизме почвы очень незначительны. К тому же в дневные часы прежнее сос­тояние ее восстанавливается.

К сожалению, надежных методов контроля за суточ­ными изменениями в почве нет. Исключение представ­ляет лишь ее влажность. Ночью пахотный слой увели­чивает влажность на 2—4%. Еще более заметны сезон­ные изменения в свойствах почв.

Сезонные изменения в почве, во-первых, связаны с чередованием времени года, а во-вторых, с сезонностью сельскохозяйственных работ. Чем контрастнее сезоны, тем заметнее изменчивость почв. Как показали работы Л. Б. Холоповой, в течение весенне-летне-осеннего сезо­на в горизонте А1 дерново-подзолистых почв под лесом изменяются рН (кислотность почв), содержание подвиж­ных питательных соединений К, Р. Эти изменения в раз­ных точках могут отличаться не только по амплитуде, но и по направлению. Так, около стволов елей в летние месяцы рН снижается, а под средней частью кроны — повышается.

Подвижные соединения К и Р, как показали иссле­дования кандидатов биологических наук Н. П. Ореховой и Е. В. Турченковой, резко увеличивают свою доступ­ность растениям, и их количество возрастает в почве при переходе среднесуточных температур через 5°С. В зимний период содержание этих веществ в почве посте­пенно держится на одном уровне или лишь изредка из­меняется, но при устойчивом переходе температуры че­рез 5° содержание Р и К з горизонте А1 резко подска­кивает. Распустившиеся листья (хвоя) деревьев требу­ют усиленного потребления питательных веществ, и со­держание их в почве в этот период падает. После того как лес надел зеленый свой наряд, на короткий период содержание подвижных питательных веществ в почве снова возрастает. Начало прироста по высоте у деревьев сопровождается новым снижением содержания питатель­ных веществ в почве. Затем прирост по вышине прекра­щается, запас доступных питательных веществ снова пополняется до той поры, пока не начнется интенсив­ный прирост деревьев по диаметру. После прекращения этого процесса запас питательных веществ снова попол­няется, и осенний листопад снова увеличивает запас питательных веществ в почве.

Множество данных накоплено об изменении запасов влаги в почвах в течение сезона. Эту динамику можно коротко охарактеризовать так. Весной, после снеготая­ния, запасы воды в почве возрастают (в верхних слоях — до предела, заполняя все поры). Затем летом иссуше­ние почвы солнцем и растениями приводит к потери во­ды из почвы. После прекращения вегетации и с началом осенних дождей влажность почвы снова возрастает.

Все сказанное относится к нашей лесной полосе. В условиях тропиков и субтропиков динамика и влаги, и питательных веществ может быть совсем иной, к тому же разной, в зависимости от того, есть ли сухие и влаж­ные периоды в течение года и т. д. Например, в засуш­ливый летний период очень часто содержание питатель­ных веществ в коричневых почвах Крыма падает до са­мого нижнего уровня (Г. Ю. Зенкова).

Даже такое, казалось бы, относительно устойчивое свойство почвы, как содержание и состав гумуса, как показали исследования доктора биологических наук М. И. Дергачевой, также меняются в течение сезона. Самое стабильное (в многолетнем цикле) их содержа­ние и состав отмечается в августе, т. е. в период зату­хания ростовых процессов у растений, в период начала плодоношения.

В пахотных почвах также происходят изменения в содержании влаги и питательных элементов, как и в естественных почвах. При этом расход питательных элементов да и воды в посевах сельскохозяйственных растений выше. В течение лета меняется также состоя­ние пахотного горизонта, его плотность, структура. Взрыхленная плугом и прикатанная катком почва в слое 0—20 см имеет невысокую плотность (около 1). В те­чение лета почва в пахотном слое уплотняется до 1,2— 1,4 г/см, становясь «равновесной» с окружающими ус­ловиями. Изменение плотности почвы ведет к изменению ее порозности, влагоемкости, водопроницаемости и ряда других химических свойств.

Суглинки и глины в летние месяцы при интенсивных дождях могут переувлажняться и в них появляются признаки оглеения. Оглеение — это такой процесс, при котором в почве появляется зеленовато-синевато-сизая окраска. Она возникает в результате того, что бурые, охристые пленки железа на почвенных частицах меняют свою окраску на более светлую: это трехвалентный ион Fe переходит в двухвалентный.

Особенно сезонная динамика свойств почв заметна в поймах рек. По исследованиям члена-корреспондента АН СССР Г. В. Добровольского, в поймах распростра­нены 3 типа почв. Это дерновые, у которых верхний гумусовый горизонт подстилается аллювиальными, обыч­но песчаными и супесчаными отложениями; луговые почвы, обычно суглинистые, оглеенные, в гумусовом го­ризонте сизоватого тона; болотные почвы — моховой или осоково-камышовый торф, имеющие иловато-гумусоватый переувлажненный слой, подстилаемый доста­точно мощным глеевым горизонтом. Между этими поч­вами есть переходные подтипы. В течение сезона, по мере спадания паводка, такие почвы, как дерново-луго­вые, могут перейти в тип дерновых почв, лугово-болот­ные — в луговые и т. д.

Итак, в пойме почвенный покров удивительно дина­мичен. Очень часто, в разные периоды сезона он выглядит совсем иначе. В период паводка, когда часть поймы залита, а остальная — подтоплена, увеличивается пло­щадь луговых и болотных, а при обсыхании поймы — дерновых почв. В разные годы в условиях разного па­водка эти изменения могут быть еще больше.

В течение сезона меняется также содержание обмен­ных катионов в почве и ее обменная емкость, хотя, ка­залось бы, это свойство можно считать в достаточной степени консервативным. Исследования Т. А. Полубесо­вой показали, что в осенне-зимние месяцы содержание обменных катионов в горизонтах Ап серых лесных почв повышается, а весной снижается. При этом рН в осен­не-зимний период также повышается, а весной падает, т. е. количество всех обменных катионов (Са, Mg, H) увеличивается в осенне-зимний сезон, при этом на дос­таточно заметную величину — на 7—8 мг-экв/100 г поч­вы.

Сезонные изменения свойств почв — реальный факт. Амплитуда их варьирует по годам. Но можно считать, что эти изменения, эта динамика цикличны. Здесь про­является та связь свойств почв с факторами почвооб­разования, в данном случае с климатом, которую пер­вым выявил В. В. Докучаев.

Так, в сухой, засушливый 1972 г. во многих лесах Подмосковья погибли мшистые парцеллы. Мох исчез. Его место заняла осока. И сразу подзолистый горизонт стал подкрашиваться гумусом, и почва из подтипа под­золистого перешла в подтип дерново-подзолистой. По­явился гумусовый горизонт. Через 5—7 лет моховой по­кров восстановился в некоторых местах, но не во всех. И там, где он восстановился, через 5 лет горизонт А1 почти полностью исчез, и почву снова можно считать подзолистой.

Есть и более закономерные, циклические изменения в почве. Кандидат биологических наук Н. В. Копылова установила, что по мере роста леса в нем происходят закономерные изменения ряда свойств. Так, запасы лес­ной подстилки в первую половину жизни лесного БГЦ нарастают, достигая максимума в приспевающих дре­востоях, а затем снова снижаются. Запасы гумуса и азо­та в горизонте А1, наоборот, в приспевающих древостоях минимальны. То же происходит и с рН почвы. Эти из­менения цикличны с периодом в 100—150 лет.

К сожалению, пока трудно оценить истинную многолетнюю цикличность свойств почв, так как даже кли­матическая цикличность еще далеко не установлена. Точные метеорологические наблюдения за температурой и осадками продолжаются пока около 200 лет и то лишь в некоторых точках планеты. Регулярные наблюдения, охватывающие уже показания погоды всей планеты, ве­дутся лишь 100 лет. За такой небольшой срок трудно установить, насколько наблюдающиеся циклические из­менения погоды обратимы.

Но ясно одно, что изменения растительного покрова, появление одних видов растений вместо других вызы­вает изменения свойств почв (содержание гумуса, рН, состав обменных катионов, уровень обеспеченности дос­тупными питательными элементами, плотность почв, их водные свойства). При этом в первом приближении ха­рактерна циклическая изменчивость в случае сохране­ния одного и того же типа БГЦ или одной и той же агроэкосистемы.

Но есть свойства почв, которые в естественных усло­виях могут изменяться лишь в одном направлении, не восстанавливая своего исходного уровня. Например, ес­ли из почвы в период интенсивного увлажнения выно­сятся растворимые соли и уносятся за пределы ланд­шафта, вообще вымываются из почвенно-грунтовой тол­щи, то даже возврат засушливого периода не приведет к восстановлению запаса этих солей в почве. Изменения гранулометрического состава почв также обычно необ­ратимы. Поэтому, очевидно, прав Гераклит, который го­ворил, что нельзя дважды вступить в одну и ту же ре­ку. Можно также сказать, что нельзя дважды «создать» одну и ту же почву, если в процессе ее жизни произош­ли необратимые изменения.

Сначала меняются свойства локально, у отдельных элементов-педонов, а сам почвенный покров сохраняет­ся без видимых изменений. Но постепенно этот «запас» становится заметным и приводит к определенным изме­нениям всего почвенного покрова. Такое сходство в по­ведении почв и живых организмов в корне отличает их от горных пород и от косных природных тел. Последние бесконечно долго сохраняют свой раз созданный облик (граниты докембрия в Карелии, на Украине, базальто­вые лавы) или же переходят под влиянием других усло­вий (горячие источники, давление, высокие температу­ры) в другие породы. Эти изменения всегда однонаправленные в данных, не изменяющихся условиях. Биокосные же тела, в том числе и почва, живут вместе с живыми организмами, перенимая у них способность «адаптиро­ваться» к окружающим условиям.

Безусловно, минеральная часть почвы не способна к адаптации. Поскольку почва — следствие воздействия факторов, то, наверное, вопрос и ответ надо сформули­ровать иначе: как адаптируют почву поселяющиеся на ней биоценозы? Ведь биоценозы, поселяясь на почве, начинают ее изменять. Они подкисляют ее, накаплива­ют в ней гумус, меняют состав обменных катионов, со­став почвенного раствора, плотность.

В идеальном плане существует два типа воздействия биоценоза на почву. В первом происходит постепенно накопление таких изменений, которые ухудшают усло-ЕИЯ жизни биоценоза и приводят к его смене, к сукцес­сии. Впервые о такой смене и накоплении в почве вред­ных факторов сказал В. Р. Вильямс. При втором типе взаимодействия биоценоз изменяет почву, приспосабли­вая ее к своим нуждам.

Ясно, что в чистом виде эти два пути использования биоценозом почв не проявляются, ведь существуют раз­ные по требованиям к почвенным условиям растения и животные. Кроме того, внешние условия (привнос и унос почвенного материала, дожди, температура) могут способствовать, например, исчезновению «вредных» фак­торов. Вероятно, следует говорить, что почва сама не адаптируется. Она может проявлять свои буферные свойства, сопротивляясь изменениям, которые в ней на­зревают под воздействием внешних факторов. В то же время БГЦ в целом может адаптироваться к внешним условиям и самое главное — адаптировать почву.

Так, в северных районах во многих почвах распрост­ранена многолетняя мерзлота, которая постоянно дер­жится в нижних слоях почвы, в других регионах почва оттаивает очень поздно, иногда в конце июля — начале августа. Длительная сезонная мерзлота сильно влияет на жизнь биоценоза. В горах Камчатки, в горно-луговой (горно-тундровой) зоне можно видеть, как рядом со снежниками в конце июля или в начале августа только еще цветет ива, а в это время уже в долине реки Кам­чатки появляются первые «седые пряди» — желтые листья у берез. В этой зоне формируется органогенный горизонт, в котором 60—90% массы составляют растительные остатки, а остальное — примесь минерального субстрата. Корни таких растений, как черника, голуби­ка, брусника, кедровый стланик, в основном распрост­ранены именно в этом горизонте. Именно отсюда эти растения берут питательные вещества, там живут мик­роорганизмы и грибы, именно этот слой играет актив­ную роль. Он раньше прогревается весной, имеет более высокую температуру летом, равномерно снабжает рас­тения пищей. В этом их большая роль в жизни и сохра­нении данного типа БГЦ.

Читать еще:  Готовый грунт это удобно но…

Органогенный горизонт наших северных почв — это пример адаптации БГЦ. Деревья, живущие в таком БГЦ, свои корни в основном развивают в этом органо­генном горизонте. Он широко распространен в ельниках, черничниках, в сосняках, брусничниках, в лиственичниках, багульниковых, на вересковых пустошах, в горном поясе, под кедровым стлаником, в горной и равнинной тундрах под карликовыми березами.

Органогенный горизонт наиболее «цикличен» среди почвенных горизонтов. Он может полностью выгорать при лесных пожарах, в том числе низовых, когда де­ревья могут сохраниться. И в случае образования гари и последующего ее зарастания, восстановления до сос­тояния исходного лесного БГЦ органогенный горизонт восстанавливается. А вместе с ним восстанавливается полностью плодородие почвы, ее способность снабжать растения водой и пищей.

Цикличность некоторых почвенных процессов связа­на с их обратимостью. Но ряд почвенных процессов не­обратим, и в этом случае почвенный покров может пре­терпевать самые разные изменения.

Изменение свойств дерново-подзолистой почвы в постагрогенный период Текст научной статьи по специальности « Биологические науки»

Аннотация научной статьи по биологическим наукам, автор научной работы — Овчинникова М. Ф., Перова И. А., Карева О. В., Макаров О. А.

В результате многолетних исследований выявлены признаки деградации гумуса , ухудшение физических, физико-химических, биохимических свойств дерново-подзолистой почвы, выведенной из сельскохозяйственного оборота. Негативные изменения качества гумуса проявились в ослаблении признака гуматности и усилении фульватного характера. Наибольшая информативность в оценке постагрогенных изменений свойств почвы отмечена в отношении показателей кислотности и характеристик гумуса.

Похожие темы научных работ по биологическим наукам , автор научной работы — Овчинникова М. Ф., Перова И. А., Карева О. В., Макаров О. А.

Change of sod-podzolic soil properties in postagrogenic period

As a result of long-term researches attributes of degradation humus, deterioration of physical, chemical, biochemical properties of the sod-podzolic soil removed from an agricultural turnover are revealed. Negative changes of quality humus were showed in easing an attribute humate and strengthening fulvate character. The greatest information in an estimation postagrogenic changes of soil properties is noted concerning parameters of acidity and of characteristics humus.

Текст научной работы на тему «Изменение свойств дерново-подзолистой почвы в постагрогенный период»

СВОЙСТВА ПОЧВ И ИХ ПЛОДОРОДИЕ

ИЗМЕНЕНИЕ СВОЙСТВ ДЕРНОВО-ПОДЗОЛИСТОЙ ПОЧВЫ В ПОСТАГРОГЕННЫЙ ПЕРИОД

М.Ф. Овчинникова, д.б.н., И.А. Перова, О.В. Карева, О.А. Макаров, д.б.н.

Учебно-опытный почвенно-экологический центр МГУ им. М.В. Ломоносова,

В результате многолетних исследований выявлены признаки деградации гумуса, ухудшение физических, физико-химических, биохимических свойств дерново-подзолистой почвы, выведенной из сельскохозяйственного оборота. Негативные изменения качества гумуса проявились в ослаблении признака гуматности и усилении фульватного характера. Наибольшая информативность в оценке постагрогенных изменений свойств почвы отмечена в отношении показателей кислотности и характеристик гумуса.

Ключевые слова: изменение свойств почв, деградация гумуса, кислотность, каталазная активность.

CHANGE OF SOD-PODZOLIC SOIL PROPERTIES IN POSTAGROGENIC PERIOD M.F. Ovchinnikova, I.A. Perova, O.V. Kareva, O.A. Makarov

As a result of long-term researches attributes of degradation humus, deterioration of physical, chemical, biochemical properties of the sod-podzolic soil removed from an agricultural turnover are revealed. Negative changes of quality humus were showed in easing an attribute humate and strengthening fulvate character. The greatest information in an estimation postagrogenic changes of soil properties is noted concerning parameters of acidity and of characteristics humus.

Keywords: soil properties changes, humus degradation, acidity, catalase activity.

В условиях несбалансированного землепользования возрастает значимость почвенно-экологического мониторинга, т.е. постоянного слежения за изменением свойств почвы с целью выявления нежелательных отклонений от оптимальных показателей и сохранения потенциального плодородия почвы. Регулярный контроль за агроэкологи-ческим состоянием почв, относящихся к категории земель сельскохозяйственного назначения, важен как в условиях активного агротехнического воздействия, так и в условиях его ослабления или прекращения и выведения земель из сельскохозяйственного оборота. Актуальность подобного рода исследований определяется нарастающими темпами забрасывания земель сельскохозяйственного назначения (перевод их в залежи). Так, в 2006 г. у землепользователей, занимающихся сельскохозяйственным производством, имелось 167,6 млн. га. Из них по назначению не использовалось 41,5 млн. га, из которых 13,9 млн. га — это залежи (www.agronews.ru).

Нами изучено изменение во времени и пространстве показателей физических, физико-химических, биохимических свойств и характеристик гумуса дерново-подзолистой почвы, сформированной на покровных суглинках, подстилаемых тяжелосуглинистой красно-бурой мореной. Исследование проводили на территории Учебно-опытного почвенно-экологического центра МГУ им. М.В. Ломоносова (Московская обл.) в пределах производственного поля площадью 16 га. До 1991 г. поле находилось в структуре четырехпольного зернотраво-пропашного севооборота (чередование культур: подсолнечник, овес или ячмень, травы 1 года, травы 2 года) и активно использовалось в агрохозяйстве. В 1987 г. на поле проведено известкование по 1 гидролитической кислотности и осушительная мелиорация (в виде закрытого гончарного дренажа); в 1988 г. — внесен торфо-

навозный компост под подсолнечник в количестве 95 т/га; в 1988 и 1990 гг. — внесены минеральные удобрения и N^^^8). С 1991 г. поле, засеянное многолетними травами, выведено из сельскохозяйственного оборота. Комплексное изучение свойств почвы проведено в 3 срока с интервалом в 4 года (1991, 1995, 1999).

Главная сложность в исследовании экологического состояния почвы и выявления закономерностей его изменения во времени заключалась в чрезвычайной гетерогенности почвы и пространственной пестроте свойств не только в пределах крупных территорий, но и в пределах такой элементарной единицы землепользования, как пахотное поле. Усиление этих признаков наблюдается, как правило, на территориях с выраженным микро- и мезорельефом. Для исследованного нами поля характерна неоднородность рельефа, наличие выраженных микропонижений. К минимуму пестроты данных за счет сезонной изменчивости свойств образцы почвы отбирали в один и тот же срок — в августе. В первый год мониторинговых наблюдений (1991 г.) исследуемое поле было разбито на 30 примерно равных участков. В пределах каждого участка заложены элементарные учетные площадки размером 1 м2. Отбор образцов проводили буром послойно с интервалом 10 см до глубины 50 см. С каждой элементарной площадки отбирали смешанный образец для каждого слоя из 9 точек. Для определения оптимального объема выборки, с достаточной степенью достоверности характеризующего свойства почвы в пределах всего поля, из 30 элементарных площадок отбирали 10 наиболее характерных, отражающих типичные элементы рельефа. На примере показателей содержания гумуса и каталазной активности в слое 010 см в первый год наблюдений установлено, что различия между средними значениями показателей независимо от объема выборки (30 и 10) находились в пределах

ошибки выборочной средней. В дальнейшем свойства почвы послойно до глубины 50 см с интервалом 10 см оценивали по результатам изучения смешанных образцов, отобранных из 10 площадок, репрезентативно характеризующих исследуемый участок. В образцах почвы определяли плотность твердой фазы (удельная масса), плотность (объемная масса), общую пористость [1], рНКсь активность каталазы, содержание гумуса общепринятыми методами, групповой и фракционный состав гумуса по схеме Тюрина в модификации Пономаревой и Плотниковой [2]. Интенсивность отдельных стадий гумификации характеризовали показателями количественного соотношения гуминовых кислот и фульвокислот первой и второй фракций [3]. Статистическая обработка результатов исследования проведена методами вариационного и дисперсионного анализов по Б.А. Доспехову (1973).

Изученные показатели существенно различались по степени пространственной и временной изменчивости. Наименее вариабельны показатели физических свойств почвы, что особенно характерно для плотности твердой фазы почвы: на фоне очень низкого пространственного варьирования (0,4-1,0%) прослежена тенденция к незначительному увеличению показателя по глубине профиля и в его отдельных слоях через 4 и 8 лет после выведения поля из оборота (табл. 1).

В сравнении с плотностью твердой фазы почвы для показателей плотности и пористости почвы характерно увеличение коэффициента пространственного варьирования до 1 -7% и достоверное изменение показателей в профиле почвы и в первые 4 года после прекращения агрогенных воздействий: возрастание плотности почвы и, соответственно, уменьшение пористости. В последу-

ющие 4 года изменения показателей были несущественными и не имели однозначной направленности.

Пространственная изменчивость рНКС1 в разные сроки исследования и в разных слоях профиля варьировала в пределах низких и средних значений (2-17%), отмечено заметное возрастание кислотности по глубине профиля 0-50 см, что характерно для дерново-подзолистой почвы, сформированной на кислой почвообразующей породе. В первый срок наблюдений (1991 г.), т.е. через 4 года после известкования, пахотный слой почвы (0-20 см) в большинстве исследованных точек характеризовался реакцией среды, близкой к нейтральной, подпахотный (20-30 см) — слабокислой, нижележащие слои (30-40 и 40-50 см) — сильнокислой реакцией (табл. 1). В первые 4 года после отмены агромероприятий в пределах слоя 0-30 см зафиксирована тенденция к возрастанию кислотности. Негативная направленность в изменении кислотности сохранялась до конца наблюдений. За 8 лет пребывания почвы в постагрогенезе величины рНКС1 в пределах слоя 0-30 см снизились на 0,27-0,44 ед.; в пахотном слое наблюдалась смена близкой к нейтральной реакции среды до слабокислой. Повышение кислотности в значительной степени может быть обусловлено инфильтрационными потерями обменных оснований: количество осадков, выпавших за 12 лет после известкования, превысило среднемноголетнюю норму.

Кислотность почвы — один из важнейших факторов, отражающих интенсивность биологических и биохимических процессов (в т.ч. процесса гумификации). В качестве индикаторного показателя состояния почвы мониторингового участка выбрана активность каталазы — фермента, катализирующего окислительно-восстановительные

1. Изменение физических, физико-химических и биохимических свойств дерново__подзолистой почвы в постагрогенный период _

Год Глубина, см V, %

0-10 10-20 20-30 30-40 40-50 0-20 см 20-50 см

Плотность твердой фазы почвы, г/см3

1991 2,61 2,62 2,62 2,63 — 0,5-0,7 0,6-1,0

1995 2,62 2,64 2,67 2,69 2,71 0,4-0,8 0,7-0,9

1999 2,62 2,65 2,67 2,70 2,72 0,5-0,7 0,5-0,7

Изменение свойств почв под влиянием эрозий

Особенности изменения свойств почв под влиянием эрозии зависят главным образом от того, какие горизонта разрушены и на каких горизонтах или почвообразующих породах образуются новые почвы. Если пахотный слой, в связи со смывом, представлен подзолистым горизонтом, для которого обычно характерно меньшее содержание физической глины, то он будет иметь более легкий механический состав. И наоборот, если пахотный горизонт сформировался на иллювиальном, для которого характерно большее содержание физической глины, то он будет иметь более тяжелый механический состав. Следовательно, с увеличением степени эродированности количество физической глины в пахотном горизонте увеличивается.

У почв, подверженных ветровой эрозии, теряется главным образом пылеватая фракция, вследствие чего с увеличением степени эродированности происходит увеличение содержания песчаной фракции.

С увеличением степени эродированности почв происходит увеличение удельного и объемного веса почвы и уменьшение порозности.

С увеличением смытости почв уменьшается капиллярная влагоемкость, степень насыщенности водой, а также аэрация почв. У песчаных почв, подверженных ветровой эрозии, объемный вес значительно выше, чем у неэродированных, а влажность, наоборот, меньше. Под влиянием эрозии почв изменяются и их агрохимические свойства. С увеличением степени эродированности обменная кислотность чаще всего понижается, резко увеличивается количество подвижного фосфора и уменьшается содержание гумуса. В отношении калия каких-либо четких закономерностей в связи со смытостыю не отмечается.

Песчаные почвы, подверженные ветровой эрозии, также значительно изменяют свои агрохимические свойства. Особенно резко уменьшается содержание гумуса в пахотном горизонте. Несколько увеличивается в них обменная кислотность, а гидролитическая кислотность, сумма поглощенных оснований и содержание подвижного фосфора уменьшается.

Под влиянием водной эрозии с увеличением степени эродированности уменьшается содержание кремнезема и кальция и увеличивается количество алюминия, железа, калия, натрия и магния.

Таким образом, данные валового химического состава эродированных почв показывают, что свойства верхних горизонтов этих почв под влиянием эрозионных процессов (смыва водой и развевания ветром) изменяются и в большинстве случаев они принимают свойства нижележащих горизонтов.

В процессе развития эрозионных процессов смываются водой и разрушаются ветром в основном верхние горизонты почв, в результате формируются почвы с иными свойствами — эродированные. В зависимости от того, какие горизонты разрушены и на каких горизонтах или почвообразующих породах образовываются новые почвы, свойства их будут разными.

Читать еще:  2 какой навоз лучше

Малая мощность культурного гумусового горизонта дерново-подзолистых почв делает проявление эрозии особенно заметным, ибо наряду с морфологическими изменениями почвы происходят большие изменения водно-физических и агрохимических свойств.

Так, если верхний пахотный горизонт в связи со смывом в основном представлен подзолистым горизонтом, для которого обычно характерно меньшее содержание физической глины, то он будет иметь более легкий гранулометрический состав. И, наоборот, если верхний пахотный горизонт сформировался на иллювиальных горизонтах, для которых характерно большее содержание физической глины, то он будет иметь более тяжелый гранулометрический состав. Так, с увеличением степени эродированности и на лёссовидных суглинках, и на моренных суглинках количество физической глины увеличивается, а содержание крупной пыли уменьшается 5-10 %.

Ввиду снижения содержания гумуса на эродированных почвах ухудшаются агрохимические показатели: снижается содержание элементов питания, растет кислотность за счет припахивания нижних обедненных и кислых горизонтов.

Валовой химический состав верхних горизонтов и суглинистых, и песчаных почв Беларуси под влиянием эрозионных процессов (смыва водой и развевания ветром) изменяются, в большинстве случаев они принимают свойства нижележащих горизонтов.

Изменение агрофизических свойств почвы и водного режима под влиянием различных сельскохозяйственных культур

С массой и структурой надземных органов сельскохозяйственных растений, с массой их корневых систем, с их распространением по толще почвенного профиля, с технологией возделывания культур тесно связано влияние севооборота на агрофизические свойства почвы, водный баланс в земледелии различных почвенно-климатических зон нашей страны.

Большинство сельскохозяйственных культур своим зеленым покровом защищает почву от эрозии, а их корневые и послеуборочные остатки улучшают ее структуру и другие агрофизические свойства почвы.

Структура почвы является одним из важнейших свойств, от которого зависят важные в современных агроландшафтах агроэкологические свойства — степень устойчивости к водной и ветровой эрозии. Структура почвы определяет ее агроэкологические свойства, а также многие физические свойства: строение пахотного слоя, плотность почвы, ее пористость, твердость, пластичность, липкость, физическую спелость и др. Со структурой тесно связаны воднофизические свойства почвы — влагоемкость, водопроницаемость и др.

Такая многозначность структуры почвы в земледелии в какой-то степени оправдывает чрезмерное увлечение В. Р. Вильямса этим особым свойством почвенных частиц — склеиваться в водопрочные агрегаты, которые придают почве устойчивость, а вместе с ней и стабильность водно-воздушному, тепловому и питательному режимам, заданным человеком для системы «почва-растение-атмосфера».

Результаты многочисленных исследований, проведенных на разных типах и видах почв, показали, что среди большого количества факторов образования агрономически ценных агрегатов диаметром больше 1 мм ведущая роль принадлежит растениям, точнее их корням. Установлено, что на дерновоподзолистых среднесуглинистых почвах Нечерноземной зоны доля растений в формировании наиболее ценных структурных агрегатов почвы составляет около 70%, а на долю остальных факторов приходится чуть больше 30% (Воробьев С. А.,1982).

Наиболее благоприятное влияние на структуру и другие физические свойства почвы оказывают культуры сплошного посева с хорошо развитой корневой системой. Это многолетние бобовые и злаковые травы, а также их смеси. У этих культур масса корневых и поукосных остатков примерно равна массе убираемого урожая.

Корневая система многолетних трав, проникая на большую глубину, своими многочисленными корешками пронизывает почву и разделяет ее на отдельные комочки.

С глубиной проникновения и массой корней многолетних трав связано и их влияние на подпахотные слои почвы. На дерново-подзолистых почвах клевер своей глубоко проникающей корневой системой обогащает нижележащие слои органическим веществом и способствует созданию более глубокого окультуренного слоя почвы. На засоленных почвах аналогично действие люцерны, разрыхляющей своими корнями плотный подпахотный слой почвы, что создает благоприятные условия для последующего возделывания зерновых культур.

Однолетние травы (вико-овсяные и другие злако-бобовые смеси) также положительно влияют на формирование водопрочных структурных агрегатов, но их эффективность в этом направлении ниже многолетних из-за короткого периода вегетации.

Среди зерновых культур наиболее благоприятное влияние на физические свойства почвы оказывают озимые. По сравнению с яровыми зерновыми культурами они имеют более продолжительный период вегетации и лучше развитую корневую систему. В осенний и весенний периоды они своей корневой системой скрепляют почву и сплошным зеленым покровом предохраняют ее от разрушения атмосферными осадками и талыми водами.

Пропашные культуры из-за небольшого количества растительных остатков, широкорядных посевов и интенсивных обработок, как до посева, так и во время вегетации в большинстве случаев способствуют разрушению почвенной структуры и не могут надежно защитить почву от эрозии, особенно если они возделываются повторно или бессменно. Еще больше структура почвы разрушается в чистых парах.

Такая краткая характеристика основных культур позволяет их схематично поставить в следующий ряд по степени убывания их влияния в севообороте на структуру почвы: многолетние бобово-злаковые смеси — однолетние бобовозлаковые смеси — озимые зерновые культуры — кукуруза — яровые зерновые и зернобобовые культуры — лен — картофель — сахарная свекла и другие корнеплоды.

Этот ряд может изменяться и уточняться в зависимости от почвенно-климатических условий, уровня интенсификации земледелия и других условий, но в конкретном севообороте итоговая картина влияния на структуру почвы и другие физические и водно-физические свойства почвы будет определяться структурой посевных площадей этого севооборота. И с учетом структурообразующей способности тех или иных культур имеется возможность корректировки структуры посевных площадей и самого чередования культур в сторону оптимизации структуры почвы вместе с другими агрофизическими свойствами.

При этом надо учитывать, что в условиях интенсивного земледелия может возрастать разрушающее действие на структуру и другие физические свойства почвы интенсивных обработок, орошения, уплотнения почвы тяжелыми движителями, больших доз минеральных удобрений, выщелачивающих почву и т. п.

С состоянием структуры и других физических свойств почвы тесно связано влияние культурных растений как предшественников в севообороте на водно-физические свойства почвы и на запасы продуктивной влаги в почве. Наряду с непосредственным влиянием (потребление растениями) почвенная влага оказывает опосредованно самое различное влияние на основные свойства почвы, воздушный, тепловой, пищевой режимы и биологические процесс, происходящие в системе «почва, растение — атмосфера». Это связано также и с тем, что потребность растений в воде неодинакова, о чем можно судить по транспирационному коэффициенту, который для растений кукурузы и проса составляет 200-300, то для пшеницы и ячменя — 400 и более, для клевера — 500-600, для люцерны — 700-800.

Обеспечение посевов тех или иных культур водой, расход воды на формирование урожая определяется коэффициентом водопотребления, который слагается из расхода воды непосредственно растениями (транспирация) и испарения ее с поверхности почвы, и зависит также от характера растительного покрова, создаваемого на поле культурой. На почве, занятой растительностью, большая часть величины общего расхода воды падает на транспирацию, так как величина испарения воды из почвы зависит от степени затенения ее растениями и продолжительности периода, когда вся поверхность не защищена зеленой массой растений.

Многолетние травы, озимые зерновые культуры, зимующие растения, рано образующие весной сплошной зеленый покров, почти всю расходуемую воду используют на транспирацию. Медленно растущие яровые поздние растения с большой площадью питания (кукуруза, картофель и др.) в первый период роста не требуют большого количества воды. В то же время значительная часть ее испаряется с открытой поверхности почвы. Первая группа растений предъявляет повышенные требования к влаге весной и в первую половину лета, а вторая — в июле-августе, а в южных районах — и в сентябре.

Для создания в почве необходимых запасов продуктивной влаги большое значение имеет продолжительность периода от уборки предшественника до посева последующей культуры. Чем он продолжительнее, тем больше накапливается в почве влаги за счет летних атмосферных осадков или сохранения талых вод. Это особенно важно в условиях засушливых районов нашей страны, где гарантией устойчивого земледелия являются чистые пары, главная задача которых — накопление, сохранение и рациональное использование влаги атмосферных осадков. Влияние чистых кулисных паров на водный режим почвы настолько велико, что накопленной за годы парования почвенной влаги хватает на формирование урожаев двух последующих культур севооборота.

Влага атмосферных осадков используется в севообороте лучше, если культуры с глубокопроникающей корневой системой чередуются с культурами мелкокорневыми или с чистыми парами.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

4.4. Изменение свойств почв при различных кислотных нагрузках

На современном этапе антропогенные воздействия на все компоненты окружающей среды, в том числе и на естественные экосистемы, неуклонно растут. Они не ограничиваются только прямым воздействием на локальном уровне, а оказывают значительное косвенное воздействие посредством выпадения загрязняющих веществ на территории экосистем в результате трансграничного переноса. Чем выше уровень антропогенной нагрузки на экосистему, тем выше риск нарушения механизмов, обеспечивающих ее устойчивость к поступлению загрязняющих веществ.

Оценка трансформации экосистем в результате воздействия хозяйственной деятельности на окружающую среду с учетом трансграничного переноса возможна с использованием критерия «критическая нагрузка». Этот критерий оценки ущерба в рамках Конвенции о трансграничном загрязнении воздуха на большие расстояния (КТЗВБР) определяется как «количественная оценка выражения одного или более загрязнителей, ниже которой не наблюдаются значительные вредные воздействия на определенные чувствительные элементы окружающей среды, согласно данным на сегодняшний день» (Шарыгина, 2012).

Количественная оценка величин критических нагрузок основана на определении баланса вещества в экосистеме с учетом его приходной и расходной составляющих. Превышение реальных выпадений загрязняющих веществ над критическими нагрузками и объем этих превышений является показателем состояния экосистемы. Необходимость использования методологии критических на1рузок для регулирования интенсивности антропогенных нагрузок на различных территориях объясняется предоставляемыми возможностями по установлению количественных зависимостей между уровнем выбросов, сбросов или стоков загрязняющих веществ и возникающими в окружающей среде ответными неблагоприятными эффектами и нарушениями.

Российская законодательная база также предусматривает’ использование критической нагрузки в качестве норматива допустимого воздействия на окружающую среду. Федеральный закон «Об охране окружающей среды» предусматривает, что нормирование в области охраны окружающей среды производится с целью установления нормативов качества окружающей среды и нормативов допустимого воздействия на окружающую среду при осуществлении хозяйственной и иной деятельности, гарантирующих экологическую безопасность населения, сохранение генофонда, обеспечивающих рациональное использование и воспроизводство природных ресурсов в условиях устойчивого развития хозяйственной деятельности. При этом под воздействием понимается антропогенная деятельность, связанная с реализацией экономических, рекреационных, культурных интересов и вносящая физические, химические, биологические изменения в окружающую среду (Шарыгина, 2012).

Нормирование допустимого воздействия на окружающую среду предполагает учет допустимой нагрузки на экосистемы и другие рецепторы. Допустимой считается такая нагрузка, иод воздействием которой отклонение от нормального состояния системы не превышает естественных изменений и, следовательно, не вызывает нежелательных последствий у живых организмов и не ведет к ухудшению качества окружающей среды. Таким нормативом, устанавливающим допустимую нагрузку на окружающую среду, являегся предельно допустимая (критическая) на1рузка.

Федеральным законом «Об охране атмосферного воздуха» предписано использование критических нагрузок в системе нормирования выбросов загрязняющих веществ в атмосферу. В законе говорится, что «норматив предельно допустимого выброса вредного (загрязняющего) вещества в атмосферный воздух устанавливается для стационарного источника загрязнения атмосферного воздуха с учетом технических нормативов выбросов и фонового загрязнения атмосферного воздуха при условии непревышения данным источником гигиенических и экологических нормативов качества атмосферного воздуха и предельно допустимых (критических) нагрузок на экологические системы.

При расчетах величин критических нагрузок серы и азота последовательно определяются несколько показателей, характеризующих устойчивость экосистем в отношении данного класса загрязняющих веществ: максимальная нагрузка но сере (CI (S)max); минимальная нагрузка по азоту (CI (N)min); нагрузка по «питательному» азоту (CI (N)nutr); максимальная нагрузка по азоту (CI (N)max).

Использование комплекса показателей обусловлено спецификой воздействия оксидов серы и азота на экосистемы, а именно: совокупным действием этих соединений как кислотных агентов и полифункциональностью поведения азота в окружающей среде (загрязняющее вещество и элемент питания одновременно) (Ша- рыгина, 2012).

  • • Максимальная нагрузка по сере определяет допустимые параметры поступления в экосистемы соединений подкисляющего действия, при котором щелочно-кислотные условия в почвах не опускаются ниже установленной для соответствующего растительного сообщества критической (пороговой) концентрации.
  • • Минимальная на1рузка по азоту характеризует тот наименьший уровень поступления азота, который обеспечивает сохранение продуктивности рассматриваемых экосистем.
  • • Нагрузка по «питательному» азоту позволяет, напротив, оценить количественно поступление азота, не вызывающее его избытка в экосистемах (эвтрофирования), что может быть причиной смены видового разнообразия биоценозов.
  • • Максимальная на1рузка по азоту определяет допустимые параметры поступления в экосистемы оксидов азота, при которых не происходит падения уровня кислотности ниже критического уровня и, одновременно, сохраняется благоприятный для биоты питательный режим почв.
Читать еще:  Как посадить почвопокровные розы весной пошаговая инструкция с фото

Расчет критических нагрузок для наземных экосистем осуществляется для всех возможных комбинаций почв и растительных видов. Принимая во внимание широкое разнообразие экосистем, величины критических нагрузок кислотности серы и азота сравниваются с поступлением этих соединений с атмосферными осадками и выявляются экосистемы, для которых величины критических нагрузок превышены.

Расчет и картографирование критических нагрузок при мониторинге атмосферных выпадений серы и азота могут быть использованы для идентификации регионов, где современные выпадения превышают величины критических нагрузок. Устойчивость экосистем является одним из важнейших критериев их оценки с позиций взаимодействия общества с природой. В условиях растущего воздействия человека на среду его обитания все более осознается необходимость количественного определения степени этой устойчивости. В частности, с возрастанием эмиссии соединений азота и серы в атмосферу возникает необходимость количественной оценки устойчивости различных экосистем к подкислению, за меру которой берется критическая нагрузка по кислотности. Природное почвенное подкисление вызвано незамкнутостью циклов элементов в экосистеме. Основными элементами, изменения в циклах которых влияют на продукцию или редукцию кислотности, являются С, N1, Б и физиологически активные катионы. Избыточное (выше величины критической нагрузки) поступление подкисляющих соединений в экосистемы из атмосферы приводит к изменению геохимической обстановки, трофического статуса экосистем, высвобождению и накоплению ранее связанных токсичных элементов.

Почва представляет собой важнейший геохимический барьер на пути мшрации загрязняющих веществ и, как компонент биогеоценоза, во многом определяет устойчивость экосистем к подкислению. Характер и степень проявления негативных последствий воздействия кислотных выпадений определяются, прежде всего, особенностями функционирования и емкостью буферных систем в разных почвах. Самой крупной буферной кислотно-основной системой в почвах является почвенно-поглощающий комплекс, свойства которого определяются содержанием органического вещества и составом глинистых минералов. Интегральным показателем изменения физико-химических свойств почвы под влиянием кислотных осадков может считаться снижение значений pH почв. Кроме того, кислотные осадки вызывают увеличение обменной и гидролитической форм кислотности (Коицик, Макаров, Киселева, 1998).

Как указывают данные авторы, характер взаимодействия кислотных осадков с почвой зависит от преобладания в почвах органических или минеральных компонентов, pH и Ей почв, генетических особенностей почв. В лесных подстилках подзолистых почв прогон кислоты связывается с анионом угольной кислоты и органическими анионами. Способность почвенного раствора нейтрализовать кислоту может быть ориентировочно оценена но содержанию в растворе кальция, магния, калия.

Кислые осадки могут вызывать снижение pH почвенного раствора. Они обусловливают изменение структуры кислотности в верхних горизонтах почв, а именно повышение вклада минеральных источников кислотности по сравнению с органическими. Кислые осадки снижают насыщенность почв основаниями, способствуют выносу ионов Са» и М§

из почвенного поглощающего комплекса.

Подкисление сопровождается повышением растворимости соединений металлов, в результате чего содержание их в растворе может возрасти до токсичных уровней. Кислые осадки ведут к повышению подвижности ионов железа и алюминия. Эти условия способствуют грансформации окриеталлизованных форм оксидов железа в аморфные. Процесс закисления почв сопровождается снижением окислительно-восстановительного потенциала. В почвенном растворе при ег о подкислении изменяется соотношение ионов. В частности, в растворе кислых почв не только новышаегся общее содержание алюминия, но и увеличивается доля свободных ионов, более токсичных, чем связанные (Копцик, Макаров, Киселева, 1998).

Изменение кислотно-основных условий влияет на состояние коллоидов амфолигоидной природы, к которым относятся протеины, гидроксиды железа и алюминия. В силу изменения заряда поглотительная способность этих компонентов почвы в отношении катионов и анионов меняется. При подкислении почв поглощение загрязняющих веществ в катионной форме снижается, а в анионной форме увеличивается.

Закисление ведет к угнетению биоты. Наблюдается снижение общей численности микроорганизмов, снижение интенсивности дыхания, нарушение цикла азота. Прежде всего страдают нитрифицирующие и аммонифицирующие микроорганизмы. Грибы более устойчивы, поэтому их доля в микробоценозе возрастает. Под влиянием кислых осадков происходит снижение скорости деструкции растительных остатков, скорости минерализации гумуса, повышение количества фульвокислот и агрегации гуминовых кислот, уменьшение содержания водорастворимых органических веществ, изменение элементного состава гумусовых кислот

В почвах действуют механизмы сопротивления воздействию кислых осадков. Явление кислотно-основной буферное™ почв открыто давно. Ранние работы в этой области были посвящены преимущественно исследованию механизмов буферное™ почв в связи с расчетами доз извести, необходимой для нейтрализации избыточной кислотности. В последние десятилегия интерес к этой проблеме возрос в связи с воздействием кислых осадков на почвы и экосистемы в целом стран северного полушария. Кислотноосновная буферное™ определяется как способность почвы противостоять изменению pH при добавлении кислоты или основания. В зависимости от свойств почв и диапазона значений pH буферные реакции почвы обусловливают различные почвенные компоненты. Разработан ряд классификаций механизмов буферное™ почв.

Некоторые авторы (Башкин и др., 1998) полагают, что при увеличении кислотной нагрузки происходит смена реакций, протекающих с участием прогона кислотных выпадений. При наличии карбонатов кислотные выпадения растворяют их, при этом карбонаты переходят в бикарбонаты, в раствор поступает дополнительное количество ионов Са : .

При отсутствии карбонатов протон вступает во взаимодействие с глинистыми минералами, при этом идет высвобождение из структур минералов катионов 1 и II групп. Эта область носит название силикатной области, она соответствует диапазону pH 5,0-6,2.

При более кислой реакции (pH 4,2-5,0) протон включается предположительно в реакции катионного обмена. В результате внедрения протона в ППК в почвенный раствор поступают обменные основания.

При pH 3,0-4,2 происходит растворение алюмосодержащих минералов, освобождение мономеров А Г . Это гак называемая алюминиевая область буферное™ почв. При pH ниже 3,0 (3,0-2,5) происходит растворение свободных несиликатных форм железа и

переход в раствор ионов ге .

Оценка и картофафирование критических нафузок кислотных выпадений и их превышений для лесных почв европейской территории бывшего Советского Союза были проведены с помощью простого балансового метода в квадратах сети 1,0° долготы на 0,5° широты. Современный уровень кислотных выпадений на большей части территории России не приводит к подкислению почв, в том числе самых чувствительных песчаных подзолов. Однако высокое поступление кислотных компонентов из атмосферы на Кольском полуострове, в западных регионах России, некоторых областях Белоруссии, Украины и стран Балтии превышает их критические нафузки и увеличивает риск повреждения лесных экосистем. Неопределенность в оценке величин критических нафузок может быть достаточно велика благодаря неопределенности пороговых значений химических критериев подкисления почв, методов оценки и данных. Неопределенность данных обусловлена как офаниченным экспериментальным материалом, так и высоким просфанственным варьированием свойств почв. Безусловно, полученные результаты являются предварительными и отражают текущее состояние проблемы оценки критических нафузок кислотных выпадений в России. Составленные карты могут быть дополнены и уточнены по мере накопления исходных данных и совершенствования методов оценки (Башкин и др., 1998).

Соотношение основных катионов (Са, М§, К, 1Ма) с алюминием, а также концентрация свободного иона А Г’ 1 используются как индикаторы равновесных геохимических и биогеохимических процессов. На основании многочисленных экспериментальных данных принято, что критическое соотношение основных катионов с алюминием должно быть выше 1:1, а концентрация АГ в почвенном растворе — меньше или равна 1,8 мг/л (0,2 мг экв/л)

В зависимости от типа воздействия наиболее чувствительными элементами в наземных и водных экосистемах могут быть (Заиков, Маслов, 1991):

  • 1) почвенные микроорганизмы и почвенная фауна, водные и донные организмы, ответственные за биогеохимические циклы (например, снижение их биоразнообразия);
  • 2) наземная фауна и водные растения (например, снижение воспроизводства, отсутствие биоразнообразия, эв грофирование);

3) человек, как замыкающее звено в биогеохимической пищевой цепи (например, возрастающая в кислых условиях миграция тяжелых металлов в почвах и водах приводит к их избыточному поступлению в организм человека и др.).

Как указывает Л.К. Садовникова (2006), критическая нагрузка представляет собой индикатор устойчивости экосистемы, поскольку показывает величину максимально допустимого поступления загрязняющих веществ, выше которой существует риск повреждения биогеохимической структуры и функций городской экосистемы. Путем измерения или оценки определенных звеньев биогеохимических циклов серы, азота, основных катионов и некоторых других сопряженных элементов можно определить уровень устойчивости или чувствительности как биогеохимических циклов, так и общей структуры экосистемы к поступлению подкисляющих и эвтрофирующих соединений. Может быть рассчитан критический уровень поступления кислотности и / или критический уровень поступления питательных веществ, который определяет возможность изменения биоразнообразия в экосистеме (табл. 4.7).

Критические нагрузки по веществам, влияющие на растительность и водные экосистемы (Гинзбург, 2004)

Изменение свойств почв при культуре винограда

Содержание материала

Для виноградного растения более благоприятны почвы рыхлого сложения, с содержанием некоторого количества скелета (каменисто-щебенчатого материала), относительно сухие, хорошо прогреваемые.
Чтобы создать рыхлое сложение у почв различного механического состава, перед посадкой растений на участке, отводимом под виноградник, производят перевал (плантаж), то есть рыхлят почву на глубину 50-70 см и более со снятием верхнего самого плодородного слоя почвы и перемещением его вниз на дно плантажируемого слоя. Плантаж сильно изменяет физические свойства почвы, ее водный и пищевой режимы, создавая более благоприятные условия для роста и развития винограда.
Освоенный под виноградник массив обычно занят этой культурой в течение длительного времени. При этом на винограднике осуществляется принятая в хозяйстве система ухода за почвой, которая направлена на сохранение и повышение плодородия почвы. Эта система включает и применение удобрений.
Чтобы правильно использовать удобрения, надо знать, какие изменения происходят в почве при подъеме плантажа и позже — при длительной культуре винограда. Рассмотрим этот вопрос по результатам исследований, проведенных на черноземных и темно-каштановых почвах, где размещаются основные массивы виноградников Украины (А. Ф. Яхонтов, 1973).
В таблице 1 показано перераспределение составных частей почвы при плантаже, проведенном на черноземе южном карбонатном суглинистом в предгорной Степи (Предгорное опытное хозяйство ВНИИВиВ «Магарач», Бахчисарайский район Крымской области) и на темно-каштановой тяжелосуглинистой почве (Степное опытное хозяйство ВНИИВиВ «Магарач» близ г. Джанкой).

1, Перераспределение составных частей

Чернозем южный карбонатный
тяжело

Азот общий, %

мг на
До плантажа

почвы при проведении плантажа

Темно-каштановая почва тяжелосуглинистая —

мг на 100 г грунта

В черноземной почве в результате плантажа наблюдается обогащение нижнего слоя (40-60 см) гумусом, азотом и подвижными формами калия за счет верхнего гумусового горизонта; обогащение верхнего слоя (20-30 см) карбонатами при снижении их содержания в нижнем; в отличие от этого отмечено повышение содержания подвижных форм фосфора по всему профилю почвы.
В темно-каштановой почве отмечены аналогичные изменения в содержании гумуса и подвижного калия.
В таблице 2 показано изменение физических свойств почвы при подъеме плантажа. Плотность сложения почвы, ее объемный вес во всем плантажированном слое (0-60 см) сильно изменяется: он становится близким к объемному весу почвы свежевспаханного поля (около 1 г/см 3 ), возрастает общая морозность почвы на всю глубину плантажа.
Повышенная пористость почвы при перевале, более рыхлое ее сложение способствуют лучшему накоплению и сохранению влаги атмосферных осадков. На рисунке 2 показаны результаты наблюдений за влажностью почвы на двух участках: на черноземной почве естественного сложения и на рядом расположенном участке этой же чернозёмной почвы, где летом предшествующего года был поднят плантаж. Как видно, влажность плантажированной почвы в течение всего вегетационного сезона была выше, чем почвы естественного сложения, на 2- 5%. Как показывает расчет, на почве, где поднят плантаж, за осенне-зимний период дополнительно накопилось до 20 мм (200 м 3 /га) влаги, а в течение вегетационного периода это различие возросло до 50 мм (500 м 3 /га).

Рис. 2. Динамика влажности в черноземе южном карбонатном:
1 -; плантаж; 2 — неплантажированная почва.

Таким. образом, при подъеме плантажа на черноземных и темно-каштановых почвах создаются благоприятные условия для виноградного растения: почва имеет рыхлое сложение, приобретает способность лучше поглощать и накапливать атмосферные осадки. Более рыхлое сложение плантажированной почвы, а следовательно, и лучшая ее аэрация в сочетании с повышенной влажностью способствует усилению микробиологической активности почвы, что ведет к значительному накоплению нитратов, некоторому увеличению содержания в ней подвижных форм фосфора. При этом количество подвижного калия существенно не изменяется (рис. 3-5). Все это надо учитывать при расчете состава удобрений, вносимых под плантаж.
Поэтому при подъеме плантажа на этих почвах не рекомендуется вносить азотные удобрения; обогащают почву элементами питания обычно внесением фосфорных и калийных удобрений в сочетании с органическими.
В последующие годы после посадки винограда почву обычно содержат под черным паром; периодически (через каждые 3-5 лет) по мере уплотнения ее плантаж

2. Изменение физических свойств почвы под воздействием плантажа
(данные А. Ф. Яхонтова, 1973)

Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector
×
×