Мониторинг почв малого опытного поля Омского государственного аграрного университета имени П.А. Столыпина

Малое опытное поле ОмГАУ им. П.А. Столыпина было создано в 1922 году и с тех пор является основным местом постановки опытов и получения результатов научных исследований. Поэтому знание основных агропроизводственных свойств почвы занимает особое место в интерпретации данных и распространении передового опыта.

Цель нашего исследования – изучить трансформацию почв малого опытного поля ОмГАУ имени П.А. Столыпина на участке кафедры агрохимии. Объектом исследования является почвенный покров.

Мониторинг почвенного покрова необходимо проводить с учетом быстро меняющихся экологических процессов, оказывающих влияние на развитие и эволюцию почв. Полученные знания открывают большие возможности для продолжения развернутых исследований, с целью сохранения и обогащения почв как составного элемента биосферы, ландшафтов и объекта хозяйственной деятельности людей. [2, с.326]

Методы исследования – отбор почвенных образцов проводился из каждого горизонта в средней его части; отбор воды проводился с глубины 2,64м. Влажность определяли весовым методом на кафедре почвоведения ОмГАУ имени П.А. Столыпина, кроме этого проведено определение общей щелочности, хлорид-ионов, сульфат-ионов, кальция и магния – титрованием, сумма натрия и калия – расчетным методом, сухой остаток выпариванием, реакция среды – потенциометрически, гумус по Тюрину, нитраты – фотометрически, растворенный кислород – титриметрически.

При характеристике почвенного покрова на территории опытного поля ОмГАУ имени П.А. Столыпина сохранен региональный подход к выделению горизонтов и их обозначению. При ведущих зональных факторах почвообразования немаловажную роль играют интразональные, такие как: микрорельефность территории, грунтовые воды, их минерализация и тип засоления, карбонатность и отличие пород по гранулометрическому составу. Ведущим почвообразовательным процессом на данной территории является – черноземный, из интразональных процессов в настоящее время наиболее четко выражен глеевый процесс почвообразования. [1, с. 11]

Опытное поле расположено на второй надпойменной террасе р. Иртыш, так называемом Прииртышском увале – самом высоком месте в долине реки. Терраса сложена верхнечетвертичными аллювиальными отложениями с характерным чередованием глин с донной горизонтальной слоистостью. Поверх глин залегают пески с гравием и галькой, перекрытые желтовато-бурыми лессовидными суглинками, которые служат почвообразующими породами. [1, с. 5-7]

Почвенные исследования на территории малого опытного поля проводились в 50, 70 и 90 годы, затем в 2011 году сотрудниками кафедры почвоведения, с участием студентов. В первых работах отмечается автоморфность режимов почвообразования и выделение в основном черноземов среднемощных среднегумусовых и серых лесных почв. В связи с существенным изменением в экологической обстановке окружающей территории (исчез из ландшафта овраг, зарегулирован шоссейными дорогами естественный водоток, построен огромный жилой массив и т.д.), то в целях выявления генетической принадлежности почв, в 1981г. на опытном поле были заложены разрезы (под руководством проф. А.И. Кузьмина) с последующим изучение почв. В 1996-97гг. изучение почв опытного поля проводились под руководством доцента Л.Н. Мищенко. Проведенными исследованиями было установлено близкое расположение грунтовых вод к поверхности (2,7-4,5м), находящихся в большой сезонной, годовой и многолетней динамике. В связи с постоянным и многолетним переувлажнением нижней части профиля развился глеевый процесс. Исследованиями 2011 года установлено, что глубина залегания грунтовых вод – 2, 64м, в средней части профиля накапливаются окислы железа, конкреции марганца и карбонатов кальция (в первом метре почвенной толщи), это позволяет утверждать об эволюции черноземов в лугово-черноземные и черноземно-луговые почвы. При создании опытного поля почвенный покров на участке кафедры агрохимии был представлен черноземом обыкновенным, в 90е годы исследованиями установлено наибольшее распространение лугово-черноземных маломощных почв на территории всего опытного поля (с низким и средним содержанием гумуса), в настоящее время территория участка кафедры агрохимии представлена черноземно-луговой очень маломощной малогумусовой суглинистой почвой.

По данным 1996-97гг. установлена мощность пахотного слоя до 32см, пылевато-комковато-глыбистая структура, а содержание гумуса варьировало от 3 до 6%, при этом гумус резко убывал с глубиной и основные его запасы находились в первом полуметре (70-80%). В результате исследований 2011 года определена мощность пахотного слоя 0-22см, содержание гумуса составило в верхнем горизонте 4,92% (Апах 0-22см), в горизонте В₁ содержание гумуса резко сократились до 1,7%, основные запасы гумуса находятся в верхней части профиля до 56см, структура в пахотном слое не изменилась. Все это объясняется многими причинами: развитием эрозии, ускоренной минерализацией органического вещества при многочисленных обработках и поливах, сокращением биологического круговорота веществ. Также отмечается ухудшение структурного состава агрегатов и водопрочности (в неорошаемой почве в пахотном горизонте содержание водопрочных агрегатов составило 30,3-33,0%, а при орошении снизилось до 8-12%). Следовательно, пахотный слой, системно обрабатываемый тяжелой техникой, в настоящее время разрушается и обесструктуривается. Неводопрочная структура в почве склонна к заплыванию и образованию почвенной корки.

Особое значение для понимания процессов формирования свойств и режимов почвы имеет гранулометрический состав. На изучаемом участке наблюдаемая слоистость гранулометрического состава влияет на распределение влаги, ее удержание отдельными горизонтами, а также создает предпосылки для образования верховодки и контактно-глеевых горизонтов. По данным исследований 2011 года в первом полуметре общая сумма песка составила 50,0%, а во втором превысила 65,0%. С агрономической точки зрения это определяет хорошую водопроницаемость почв, но слабую ее водоудерживающую способность. Опесчаненые верхние горизонты быстро прогреваются и испаряют влагу, поэтому почвы требуют строгого соблюдения технологических приемов обработки, сохранения и сбережения влаги.

В составе поглощенных катионов преобладают кальций и магний, обменного натрия в верхних горизонтах почти нет. В корнеобитаемом слое реакция среды нейтральная и благоприятная для роста и развития возделываемых культур.

С глубины 2,64м были отобраны образцы воды и определены ее основные химические показатели (Таблица 1).

Таблица 1

Паспорт химического анализа воды (2011г.)

Оценка воды

Вода пресная хлоридно-гидрокарбонатная магниево-натриево-кальциевая, с нейтральной реакцией среды (PH = 7,08). Данная реакция среды благоприятна для произрастания большинства сельскохозяйственных культур. Необходимо отметить повышенные значения показателей: окисляемости и нитратов, а также достаточно высокое содержание катионов Na⁺+K⁺. Накопление нитратов в почве связано с активным использованием, на протяжении длительного периода проведения опытов, минеральных удобрений. Так как проблема накопления нитратов в растениеводческой продукции остро стоит в настоящее время, необходимо постоянное определение нитратов не только в продуктах питания, но и в почвах для правильного определения и корректировки доз азотных удобрений.

Таким образом, мониторинг, начавшийся еще сотрудниками кафедры почвоведения ОмСХИ в 1950г. под руководством профессора К.П. Горшенина и продолженный в дальнейшем показывает, что почвы малого опытного поля испытывают мощное воздействие меняющихся экологических условий и антропогенного воздействия. Они эволюционировали за период наблюдений из черноземов в черноземно-луговые почвы. Для повышения продуктивности почв опытного поля необходимо проведение комплексного почвенного обследования всей территории.

Литература:

1. Мищенко, Л.Н. Почвы Омской области и их сельскохозяйственное использование: учеб. Пособие/ Л.Н. Мищенко, ОмСХИ. – Омск, 1991. – 164с.

2. Земля на которой мы живем. Природа и природопользование Омского Прииртышья. – Омск: Изд-во Манифест, 2006. – 575с.