Изменение структурно-агрегатного состава чернозема, выщелоченного при вовлечении его в пашню



Общеизвестно, что черноземы считаются лучшими почвами на наше планете. Они обладают уникальными свойствами, сочетая в себе всё, что необходимо для жизнедеятельности любых растений. «Секретом» их плодородия является определенное сочетание факторов почвообразования, однако ученые уже доказали, что высокое плодородие черноземов напрямую связано с травянистой растительностью и климатом. Смена растительности при переводе целинного чернозема в пахотный, приводит к кардинальному изменению поступления растительных остатков, а также к изменению водного режима [1, 2]. В конечном итоге, под действием ежегодных механических обработок происходит изменение структурно-агрегатного состава пахотного слоя, который является основополагающим показателем плодородия почв [3]. Проводя периодический мониторинг структурно-агрегатного состояния можно составить оптимизационную модель динамики плодородия и разработать методы по его восстановлению.

Условия иметодика изучения.

В 1968 году в северной лесостепи Тюменской области был заложен стационар. Почва — чернозем выщелоченный, среднемощный, среднесуглинистый сформировавшийся на карбонатном лёссовидном суглинке. После подробного анализа почвенного профиля, часть стационара была распахана и до настоящего времени находится под пашней. Промежуточные исследования в 1990 и 2006 году позволили выявить ряд изменений антропогенного характера и естественного почвообразовательного процесса.

Коэффициент структурности (Кс) определяли по отношению между суммой агрономически ценных (0,25–10,0 мм) и не ценных агрегатов (>10 мм и <0.25 мм). При Кс>1 почва структурная; при Кс<1 — слабооструктурной, при Кс<0,3 бесструктурной.

Результаты исследований.

В наших исследованиях коэффициент структурности целинного чернозема не снизился и составил 7,9–8,2, в то время как при распашке в 1990 году этот показатель составил 2,3, что в 3,6 раза меньше целины (рис.1). За период с 1990 по 2006 год коэффициент структурности не снизился, что указывает на стабилизацию структурно-агрегатного состояния пахотного чернозема.

Рис. 1. Изменение коэффициента структурности при распашке целинного чернозема выщелоченного, ед.

Помимо сухого агрегатного анализа, отражающего количественные показатели, необходим анализ водопрочности структурных агрегатов, который является качественным показателем структурно-агрегатного состояния почвы. Мокрое просеивание в 1968 году показывает, что содержание агрономически ценных агрегатов достигает 76,6 %, это указывает на отличную водопрочность целинного чернозема. За 38 лет этот показатель увеличился до 78,4 %, что указывает на благоприятное воздействие многолетней травянистой растительности на агрегатный состав почвы.

В результате длительного использования чернозема под пашней водопрочность существенно изменилась. Содержание агрономически ценных агрегатов снизилось до 65,5 %, при этом произошло увеличение частиц размерами менее 0,25 мм до 17,7 %, в то время как на целине в этот же год их было 8,9 %, то есть в 2 раза меньше.

За последующие 16 лет содержание водопрочных агрегатов снизилось еще на 2 %, но это незначительное ухудшение водопрочности так как находилось в пределах ошибки анализа. Отмеченная закономерность формирования агрегатного состава после распашки целины обусловлено изменением баланса органического вещества на пашне и отмечалась в ранее проведенных исследованиях.

Практически во всех почвенно-климатических зонах прослеживается ухудшение структуры и ее водопрочности в первые годы введения в сельскохозяйственное использование целинных и залежных земель.

Заключение.

Целинные черноземы выщелоченные характеризуются отличным структурно-агрегатным состоянием (К_стр=7,9–8,2) и избыточно-высокой водопрочностью (>75 %). Средневзвешенный диаметр частиц составляет 3,30 мм, что обуславливает оптимальные водно-воздушные и физико-механические свойства. Распашка чернозема выщелоченного привела к снижению агрономически ценной структуры до 69,3 % (К_стр=2,3) за счет формирования неводопрочной глыбистой макроструктуры. Содержание водопрочных агрономически ценных агрегатов снизилось до 63,6–65,6 %, что соответствует хорошей водопрочности.

Литература:

1. Еремин Д. И. Изменение гумусного состояния при распашке целинного чернозема выщелоченного в условиях лесостепной зоны Зауралья / Д. И. Еремин, В. Л. Телицын, Г. Д. Притчина // Достижение науки и техники АПК. – 2012. – № 10. – С. 17–19.
2. Моисеев А. Н. Оценка севооборотов по влагообеспеченности культур в условиях лесостепной зоны Зауралья // Аграрный вестник Урала, 2012. – № 11. – С. 18–20.
3. Лазарев А. П. Экологические аспекты использования черноземов Западной Сибири / А. П. Лазарев, А. А. Ваймер, Л. Н. Скипин // Тюмень. 2014. 362 с.