Черноземы по праву считаются самыми плодородными почвами на нашей планете. Благодаря уникальному сочетанию свойств эти почвы способны давать высокие урожаи сельскохозяйственных культур с минимальными затратами [1–4]. Поэтому неудивительно, что именно черноземы испытывают колоссальную антропогенную нагрузку. Вовлечение любых почв в сельскохозяйственный оборот неминуемо приводит к серьезному изменению почвообразовательного процесса и, как показывает практика, эти изменения не всегда положительны [5]. Исчезновение дернины, которая служит естественной защитой черноземам от ветровой и водной эрозии, приводит к очень быстрой потере плодородного слоя. Особенно это касается тех черноземов, которые сформировались на склонах. Даже небольшая крутизна, не превышающая 5 градусов, способствует возникновению плоскостного смыва на участках, где дернина отсутствует. Негативная ситуация усугубляется неправильно выбранной системой земледелия. Механизаторы, обрабатывающие поля, зная о риске потери плодородного слоя земли, часто обрабатывают поля вдоль склона. Результаты этого видны уже в настоящее время — почва на вершинах холмов приобрела бурый цвет, свидетельствующий о сильной выпаханности.
Современный рельеф лесостепной зоны Зауралья характеризуется чередованием понижений, размытых древними водотоками и относительно плоских водоразделов, на которых размещаются гривы длиной до 7 км и шириной до 2 км, высота грив до 10 метров. Перепад высот с учетом глубины понижений составляет 15–25 метров [6]. Такой рельеф неминуемо приводит к появлению склоновых полей, обладающих своеобразным типом почвообразования и требующих индивидуального подхода.
Целью наших исследований было изучение морфологических признаков пахотных черноземов, в разных частях склонового поля
Условия иметодика исследований
Работа выполнялась по материалам исследований черноземов выщелоченных Заводоуковского района Тюменской области кафедры почвоведения и агрохимии. Район располагается в северной колочной лесостепи Тобол-Ишимского междуречья. Наклонная слабоволнистая равнина, окраина водораздельного плато в Притоболье. Почвообразующие породы иловато-пылеватые лессовидные суглинки.
Объектом исследования были черноземы выщелоченные сформировавшиеся на гривных элементах рельефа. Полевые работы проводились на этих разрезах в 2012–2016 гг., где изучались морфологические признаки строения почвенного профиля. Сравнение проводилось с разрезом, заложенными на целине, в непосредственной близости от поля, что исключает отличия по условиям почвообразования (осадки, глубина промерзания, почвообразующие породы).
Результаты исследований
Целинная почва, как видно из представленного ниже морфологического описания, обладает всеми характерными признаками выщелоченных черноземов Тобол-Ишимского междуречья [7,8]. При описании разрезов, заложенных на разных участках склонового поля, в первую очередь отмечалось изменение окраски пахотного слоя. На вершине пахотный слой был темно-серой окраски; в середине склона — окраска была буровато-черной, а в нижней — интенсивно черной. Данный факт указывает на проявление антропогенного фактора, поскольку на целине окраска оставалась постоянной на протяжении всего склона.
Ниже мы приводим морфологическое описание почвенных разрезов, сделанных на целине и пашне.
Таблица 1
Разрез 1. Целина. Растительность разнотравно-злаковая. Чернозем выщелоченный среднемощный среднесуглинистый на покровном карбонатном суглинке
|
Ад0–3 см 3 |
Корешковая дернина |
|
А 3–40 см 37 |
Черный, сухой среднесуглинистый, зернисто-комковатый, уплотнен, трещиноватый, пронизан корнями растений, переход постепенный |
|
АВ140–56 см 16 |
Буровато-серый, сухой, тяжелосуглинистый, ореховато-комковатый, много корней, переход ясный, языковатый. |
|
В256–100 см 44 |
Светло-бурый, свежий, тяжелосуглинистый, средне и мелко-ореховатый, плотный, много корней, часто гумусовые карманы и кротовины, гумусовые языки до 80 см. Переход заметный. |
|
Вк100–160 см 60 |
Светло-бурый, светлее предыдущего, свежий, тяжелосуглинистый, непрочноореховатый, бурно вскипает. Карбонаты в виде вертикальных прожилков длиной от 5 до 8 см при толщине 1–2 см. Снизу количество их сильно уменьшается, редко журавчики и белоглазка, вкрапления. Переход постепенный. |
|
С 160 см и глубже |
Желто-палевый, свежий, среднесуглинистый, бесструктурный, уплотнен до 210 см, ниже рыхлый, тонкопористый, вскипает, карбонаты в виде редкой белоглазки. |
Таблица 2
Разрез 2. Пашня, верхняя часть склона. Посев пшеницы.
Чернозем выщелоченный среднемощный среднесуглинистый на покровном карбонатном суглинке слабо эродированный на покровном карбонатном суглинке
|
Апах 0–22 см 22 |
Во влажном состоянии — черный, в сухом — темно-серый, сухой среднесуглинистый, глыбисто-комковатый, уплотнен, рыхлый, много корней, остатков соломы. Переход ясный. |
|
А 22–36 см 14 |
Черный, сухой, среднесуглинистый, зернисто-комковатый, уплотнен, трещиноватый, пронизан корнями растений, переход постепенный |
|
АВ1 36–52 см 16 |
Гумусовый переходный, буровато-серый, сухой, тяжелосуглинистый, ореховато-комковатый, плотный, много корней, переход ясный, языковатый. |
|
В2 52–100 см 48 |
Светло-бурый, свежий, тяжелосуглинистый, средне и мелко-ореховатый, плотный, много корней, часто гумусовые карманы и кротовины, гумусовые языки до 80 см. Переход заметный. |
|
Вк 100–160 см 60 |
Светло-бурый, светлее предыдущего, свежий, тяжелосуглинистый, непрочноореховатый, бурно вскипает. Карбонаты в виде вертикальных прожилков длиной от 5 до 8 см при толщине 1–2 см. Снизу количество их сильно уменьшается, редко журавчики и белоглазка, вкрапления. Переход постепенный. |
|
С 160 и > |
Желто-палевый, свежий, среднесуглинистый, бесструктурный, уплотнен до 210 см, ниже рыхлый, тонкопористый, вскипает, карбонаты в виде редкой белоглазки. |
Изменения морфологии этой почвы при распашке касаются, в основном, верхней части профиля, где наблюдаются деградация структуры, резкая дифференциация верхней части профиля вследствие образования плужной подошвы, измененный характер распределения корневой системы.
Внешние признаки материнской породы аналогичны таковой целинного участка, что свидетельствует об однотипных условиях почвообразования на карбонатных осадочных породах.
Наибольшей деградации внешних признаков чернозема выщелоченного подвержена средняя часть склона (разрез 3). Даже внешние признаки почвы показывают, что на склоновых землях идут интенсивно эрозионные процессы, и почвы деградируют. Изменения в почве видны с поверхности, что выражается в осветлении окраски. Ближе к поверхности почвы обнаруживаются карбонаты кальция, разрушается структура, уменьшается мощность гумусово-аккумулятивного горизонта.
Таблица 3
Разрез 3. Пашня, средняя часть склона. Посев пшеницы.
Чернозем выщелоченный маломощный легкосуглинистый на покровном карбонатном суглинке средне эродированный покровном карбонатном суглинке
|
Апах 0–20 см 20 |
Во влажном состоянии — черный, в сухом — темно-серый с буровато-коричневым оттенком, сухой, легкосуглинистый, глыбисто-комковатый, рыхлый, много корней, остатков соломы. Переход ясный. |
|
А 20–25 см 5 |
Черный, сухой, среднесуглинистый, зернисто-комковатый, уплотнен, трещиноватый, пронизан корнями растений, переход постепенный |
|
АВ1 25–41 см 16 |
Гумусовый переходный, буровато-серый, сухой, тяжелосуглинистый, ореховато-комковатый, плотный, много корней, переход ясный, языковатый. |
|
В2 41–91 см 50 |
Светло-бурый, свежий, тяжелосуглинистый, средне и мелко-ореховатый, плотный, много корней, часто гумусовые карманы и кротовины, гумусовые языки до 80 см. Переход заметный. |
|
Вк 91–152 см 61 |
Светло-бурый, светлее предыдущего, свежий, тяжелосуглинистый, непрочноореховатый, бурно вскипает. Карбонаты в виде вертикальных прожилков длиной от 5 до 8 см при толщине 1–2 см. Снизу количество их сильно уменьшается, редко журавчики и белоглазка, вкрапления. Переход постепенный. |
|
С 152 и > |
Желто-палевый, свежий, среднесуглинистый, бесструктурный, уплотнен до 210 см, ниже рыхлый, тонкопористый, вскипает, карбонаты в виде редкой белоглазки. |
Почва нижней части склона (разрез 4) имеет явные признаки аккумуляции мелкозема, что также способствует изменению внешних признаков черноземов выщелоченных. При этом увеличивается мощность профиля и отдельных его горизонтов, окраска почвы становится более темной, а гранулометрический состав — более тяжелым, карбонаты кальция находятся глубже, чем в средней части склона.
Таблица 4
Разрез 4. Пашня, нижняя часть склона. Посев пшеницы.
Чернозем выщелоченный среднемощный тяжелосуглинистый на покровном карбонатном суглинке
|
Апах 0–22 см 22 |
Черный, сухой, пылевато-комковатый, тяжелый суглинок, рыхлый, пожнивные остатки и корни растений, переход заметный по плотности |
|
А 22–42 см 20 |
Темно-серый, влажный, призматически-комковатый, тяжелый суглинок, корней много, переход постепенный |
|
АВ1 42–59 см 17 |
Темно-серый с буроватым оттенком, влажный, ореховатый, тяжелый суглинок, плотный, корней много, переход очень постепенный |
|
В2 59–111 см 52 |
Неоднородный по цвету, бурый с белесоватым оттенком и с сероватыми затеками, влажный, комковато-ореховатый, плотный, тяжелый суглинок, вскипает от соляной кислоты, карбонаты в виде пятен и пропитки, корни, переход постепенный |
|
Вк 111–172 см 61 |
Карбонатный горизонт, бурый с белесыми пятнами, влажный, призматический, тяжелый суглинок, плотный, бурно вскипает, карбонаты в виде белоглазки, переход заметный |
|
С 172 см и > |
Материнская порода, палевый, влажный, легкий суглинок, призматический, плотный, бурно вскипает от соляной кислоты, карбонаты в виде белоглазки |
Заключение
Рассмотренные морфологические признаки чернозема выщелоченного на верхней, средней и нижней частях склона свидетельствуют о внешних отличиях этих почв в зависимости от рельефа, что является следствием разрушения почвы в средней части склона, появлении различий в гидротермическом режиме почвы и концентрации корневой массы.
Черноземы, распаханные в средней части склона с крутизной 5˚, характеризуются признаками, свойственными эродированным почвам: уменьшением мощности гумусового горизонта, повышением глубины вскипания от соляной кислоты и залегания горизонта максимального скопления карбонатов, изменением гранулометрического состава.
Для стабилизации профиля почвы средней части склона и увеличения мощности биологически активного слоя необходимо разрабатывать системы земледелия с новыми природоохранными требованиями, используя потенциал растений с различной мощностью корневой системы, создавая корнеоборот в почвах.
Литература:
- Ерёмин Д. И. Продуктивность севооборотов на черноземе выщелоченном в Северной Лесостепи Тюменской области /Д. И. Еремин, А. Н. Моисеев//Земледелие. 2013. № 5. С. 10–11.
- Власенко А. Н. Урожайность зерновых культур в звеньях севооборотов лесостепи Приобья /А. Н. Власенко, В. Н. Шоба, Г. М. Захаров, Т. Н. Крупская //Земледелие. 2016. № 5. С.12–15.
- Абрамов Н. В., Ерёмин Д. И. Проблемы получения максимально возможной урожайности яровой пшеницы в условиях Северного Зауралья//Аграрный вестник Урала. 2009. № 1. С. 31–34.
- Лазарев А. П., Скипин Л. Н. Возможности использования климатического фактора на черноземах Западной Сибири//Вестник Красноярского государственного аграрного университета. 2013. № 10. С. 59–64.
- Ерёмин Д. И. Агрогенная трансформация чернозема выщелоченного Северного Зауралья: дисс. д-ра биол. наук. Тюмень 2012. 452 с.
- Каретин Л. Н. Почвы Тюменской области. Новосибирск. Наука, Сиб. Отд-ние. -1990. -285 с.
- Абрамов Н. В., Ерёмин Д. И. Морфогенетические особенности черноземных почв Восточной окраины Зауральской лесостепи//Аграрный вестник Урала. 2008. № 2. С. 62–64.
- Абрамов Н. В. Морфогенетические особенности черноземных почв восточной окраины Зауральской лесостепи/Н. В. Абрамов, Д. И. Ерёмин//Аграрный вестник Урала. 2008. № 2. С. 62–64.
