Чернозём обыкновенный Центральной Правобережной микрозоны

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Содержание гумуса сильно зависит  от условий почвообразования и механического состава материнских пород. Максимальные запасы гумуса имеют глинистые и тяжелосуглинистые типичные, обыкновенные и выщелоченные черноземы центральной фации.

В соответствии с содержанием гумуса колеблется и количество азота (0,2-0,5%). Валовое содержание кремнекислоты и полутораокисей равномерно по профилю, что свидетельствует об отсутствии процессов разрушения почвенных минералов. Небольшое обеднение R₂O₃ и обогащение кремнекислотой верхней части профиля отмечаются в оподзоленных и в меньшей мере в выщелоченных черноземах, а также у солонцеватых и осолоделых обыкновенных и южных черноземов, что связано с особенностями их генезиса.

Состав обменных оснований                          Таблица 20
Глубина,см	В м-экв на 100г почвы					В % от суммы
	Са	Mg	H	Na	Сумма	Са	Mg	Na	H
0-6	42,25	7,1		0,61	49,96	84,56
22-27	35,7	7,69		0,6	43,99	81,15
40-46	32,35	6,54		0,5	39,39	82,12
67-75	31	7,11		0,72	38,83	79,83
110-114	28,12	8,32		0,6	37,04	75,91

Иллювиальный характер распределения  карбонатов кальция в черноземах обусловлен особенностями их водного  и термического режимов, динамики СО₂ в почвенном воздухе и почвенном растворе. Весной, в период наибольшего развития нисходящих токов, происходит вымывание карбонатов. Однако если оно не достигает глубины максимального промачивания, как это отмечается для легкорастворимых солей, а задерживается из-за очень слабой растворимости карбонатов кальция и низких концентраций углекислоты в почвенном воздухе и почвенном растворе, поскольку в это время в почве еще не протекают активные биологические процессы. Последующее повышение температуры активизирует дыхание корней и активизирует деятельность микроорганизмов, что приводит к увеличению концентрации СО₂ в почвенном растворе и, как следствие, к большему образованию бикарбоната кальция, который с восходящими токами начинает подниматься вверх по профилю. Вследствие повышения температуры при движении растворов вверх по профилю и удалению углекислоты бикарбонат переходит в карбонат и выпадает из раствора. Выпадение карбонатов по мере их поднятия с восходящими токами также связано с расходом воды на испарение и потребление растениями.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Так складывается характерное для  черноземов сезонное колебание верхней  границы распространения карбонатов: она опускается весной и осенью и опускается летом. Масштабы этих колебаний зависят от зональных и фациальных условий почвообразования, а также от механического состава почв.

Богатство черноземов гумусом, интенсивная  миграция биогенного кальция определяют их благоприятные физико-химические свойства: черноземы характеризуются высокой емкостью поглощения, насыщенностью поглощающего комплекса основаниями, близкой к нейтральной реакцией верхних горизонтов и высокой буферностью. В составе обменных катионов главная роль принадлежит кальцию. Магний составляет 15-20% от суммы. В оподзоленных и выщелоченных черноземах в поглощающем комплексе присутствует водород и гидролитическая кислотность может достигать заметной величины. В обыкновенных и южных черноземах в составе поглощенных катионов находится небольшое количество Na⁺ и несколько возрастает доля Mg²⁺ по сравнению с другими подтипами черноземов. В черноземах солонцеватых отмечается большое количество поглощенного иона натрия. Горизонты, содержащие свободные карбонаты, имеют слабощелочную реакцию.

Физические свойства черноземных  почв в значительной мере определяется высоким содержанием в них  гумуса, мощностью гумусовых горизонтов и хорошей структурированностью. Поэтому черноземы характеризуются благоприятными физическими свойствами: рыхлым сложением в гумусовом слое, высокой влагоемкостью и хорошей влагопроницаемостью.

Лучше всего оструктурены выщелоченные, типичные и обыкновенные черноземы  тяжелосуглинистые и глинистые. Оподзоленные и южные черноземы отличаются пониженным содержанием водопрочных агрегатов. При распашке черноземов и длительном их сельскохозяйственном использовании количество водопрочных агрегатов в пахотном горизонте снижается, однако в типичных и обыкновенных черноземах оно сохраняется еще на довольно высоком уровне.

Благодаря хорошей оструктуренности плотность черноземов в гумусовых  горизонтах невысокая и колеблется в пределах 1-1,22 г/см³ и лишь в подгумусовых возрастает до 1,4-1,5 г/см³. Плотность может заметно увеличиваться в выщелоченных иллювиальных горизонтах обыкновенных и южных черноземов. Солонцеватые черноземы отличаются повышенной плотностью в горизонте В₁.

Плотность твердой фазы черноземов в верхних горизонтах невысокая (2,4-2,5 г/см³), что обусловлено богатством верхних частей профиля гумусом. В подгумусовых горизонтах и в породе ее величина возрастает до 2,55-2,65. Хорошая структурированность черноземов определяет их высокую пористость в гумусовых горизонтах (50-60%), которая постепенно уменьшается с глубиной. Для черноземных почв характерно благоприятное содержание капиллярной и некапиллярной пористости.

Некапиллярная пористость может составлять 1/3 общей пористости, что обеспечивает хорошую воздухо- и водопроницаемость  черноземов.

Наибольшая водопроницаемость у пахотных горизонтов А и верхней части горизонта В₁, где хорошо выражена водопрочная комковатая и зернистая структура. Пахотная часть горизонта А впитывает влагу в 1,5-2,5 раза медленнее, чем подпахотная, что обусловлено распылением структуры и уплотнением горизонта. Глубокая обработка черноземных почв и поддержание их поверхности в рыхлом состоянии способствует наилучшему поглощению осадков. Мощный гумусовый слой определяет высокую влагоемкость черноземов.

Специализация Пригородной микрозоны  – скотоводческая с развитым птицеводством, овощеводство, плодоводство, возделывание подсолнечника и многолетних трав на корм.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3. Мероприятия по регулированию свойств почв.

 

 

Для сохранения и поддержания плодородия почв на стабильном уровне необходим постоянный возврат элементов питания в виде минеральных и органических удобрений. Контроль за расходом  из почвы элементов питания и их поступлением осуществляется балансовым методом. Баланс биогенных элементов является наиболее точным показателем круговорота питательных  веществ в системе почва – растение – удобрение и свидетельствует о состоянии системы земледелия в целом. С его помощью можно регулировать уровень возврата элементов питания и стабилизировать плодородие почв.

 

 

Баланс питательных веществ Пригородной микрозоны.    Таблица 21
Статьи баланса	N, кг/га	Р2О5, кг/га	К2О, кг/га	Минерализация гумуса, т/га
Расход	-45	-13,9	-48	0,84
Приход	23,5	3,4	2,7
Баланс + -	-21,5	-10,5	-45,3
Интенсивность боланса,%	52,2	24,4	5,6

 

При составлении баланса  Пригородной  микрозоны  в расходной части  учитывали  вынос элементов питания  с основной  и побочной продукцией (на основе разработанной структуры посевных площадей и прогнозируемого уровня урожайности за этот период), потери элементов питания на эрозию и газообразные потери азота на денитрификацию. В приходную часть включили поступление элементов питания на эрозию и газообразные потери азота на денитрификацию. В приходную часть включили поступление элементов питания с минеральными и органическими удобрениями, с посевным материалом, за счёт биологической азотфиксации клубеньковыми и свободноживущими микроорганизмами, поступления азота с осадками.

Как видно из данных, по всем микрозонам Саратовской области расходные  статьи баланса превышают приходные. Возмещение выноса калия составляет 1,3 в Центральной Правобережной зоне.

Главные пути улучшения баланса  питательных веществ – применение минеральных и органических веществ, расширение  посевов многолетних  трав бобовых и зернобобовых культур, использование на удобрительные цели соломы. Достижение оптимального уровня возврата питательных веществ приводит к повышению эффективности вносимых удобрений. В длительных стационарных  опытах НИИСХ Юго-Востока на вариантах с оптимальным балансом наблюдался систематический рост урожаев. Если в первую ротацию среднегодовая продуктивность севооборота составляла 2,5 т/га з.ед., то к концу четвёртой ротации при тех же дозах удобрений она достигла 3,65 т/га з.ед.

Оптимальные дозы удобрений рассчитаны на компенсацию прямых потерь элементов питания из почвы. Для составления системы удобрений в севообороте среднегодовая доза умножается на число полей севооборота. Полученная сумма питательных веществ распределяется между культурами севооборота в соответствии с их требованиями и с учётом наиболее эффективного использования данной дозы и вида удобрений: подкормка, внесение в рядки, под основную обработку и т.д.

 

 

 

Показатели  уровня окультуренности почв.                                       Таблица 22
Освоенные	Окультуренные	Культурные(высокоокультуренные)	Приёмы регулирования
Чернозём обыкновенный
площадь поля,га
30-50	50-100	50-100	Организационные, мелиоративные и ккультуротехнические мероприятия
Конфигурация  поля, отношение длины гона к ширине квадрата
<0,8	0,8-1,2	>1,2	Увеличение  длины гона, приблежение по форме  к горизонтали
смытость, % от несмытой почвы
>25	<25	отсутствует	Противоэроззионные  мероприятия
Содержание  физической глины в пахотном слое,%
<20 или>60	20-60	45-50	Глинование,пескование
Мощность пахотного  слоя,см
<40	40-80	>80	Углубление  пахотного слоя
Запас доступной  растениями влаги в 1м слоя почвы  в начале вегетации,мм
<130	130-150	>150	Оструктуривание,рыхление
Плотность пахотного  слоя, г/см3
>1,2	1,1-1,2	1,2-1,0	Известкование,травосеяние
Общая порозность пахотного слоя, %
<50	50-55	55-60	Оструктуривание,рыхление
Содержание  в пахотном слое водопрочных агрегатов >0,25 мм,%
<45	45-55	>55	Оструктуривание,травосеяние
Водопроницаемость за первый час, мм
<45	45-55	>55	Сидерация,внесение  органических и минеральных удобрений, травосеяние
Легко гидролизируемый  азот, мг на 1 кг почвы
<4	4,0-5,0	>5
Обменная кислотность,рН KCl			внесение калийсодержащих  соединений
<7	5,6-6,0	6,0-7,0
Насыщенность  основаниями,%
<90	90-95	>95
Содержание  в пахотном слое обменного натрия, мг-экв на 1кг почвы
>50	30-50	<30	Гипсование
Содержание  в пахотном слое подвижного фосфора, мг-экв на 1кг почвы
<80	80-120	>120	внесение фосфорных  удобрений
Содержание  обменного калия, мг-экв на 1 кг почвы
<150	150-200	>200	внесение калийных удобрений
нитрификационная  способность(N-NO3),мг на 1 кг почвы
<30	30-50	>50	Система мероприятий
Урожайность зерновых культур т/га
<2	2,0-4,0	>4	Система мероприятий

 

 

 

Для сокращения дефицита питательных  веществ, в первую очередь азота, возделывают многолетние бобовые травы, зернобобовые культуры и злакобобовые сидераты. Использование, накапливаемого ими биологического азота – самый дешевый путь пополнения почвенных запасов данного элемента. Так, на каждую выращенную тонну сена люцерны приходится 25-30 кг азота, которым обогащается почва. Каждая тонна урожая зернобобовых и однолетних злаково-бобовых смесей (вико-овес) оставляет после себя около 10 кг азота на 1 га.

Хорошие результаты даёт применение зеленого удобрения в сидеральных парах. Расчёты показывают: при дефицитном балансе питательных веществ в почвах Саратовской области в ближайшие годы сохранится дефицитный баланс гумуса,поскольку растения вынуждены для своего жизнеобеспечения  использовать почвенные запасы. Минерализация азота идёт быстрее в тех микрозонах, в которых получают более высокие урожаи.

По многолетним данным, после  разложения пожнивно-корневых остатков зерновых культур в почве накапливается 0,4 т/га гумуса в год, после пропашных  – 0,2 т/га, после многолетних трав – 0,6 т/га. Если сравнить эти показатели с данными по минерализации гумуса под различными культурами, то становятся очевидными причины дефицита гумуса в неудобряемой почве. Для покрытия такого дефицита, как показывают расчёты, необходимо вносить в почву в среднем в год от 5,9 до 9,1 т/га навоза(30-40 т/га в 4-6 м севооборотах). Однако имеющиеся ресурсы навоза не позволяют  сделать этого. Восполнение существующего дефицита также возможно при ежегодном внесении3,9-6,1 т/га соломы. Такими ресурсами область не обладает. За счет внесения навоза, получаемого в области,  дефицит гумуса может быть уменьшен на 75 кг/га в год. Для эффективного разложения соломы необходимо на каждую её тонну добавлять 8-10кг азота минеральных удобрений.

Потери почвенного плодородия можно значительно уменьшать при планомерном переходе к адаптивно-ландшафтным системам земледелия.

При адаптивно-ландшафтных системах земледелия стабилизирующим фактором плодородия является плодородный комплекс (ПЭК). Для определённой территории ПЭК является важным ограничительным фактором активности эрозионных процессов. Элементы противоэрозионного комплекса – лесные полосы, простейшие гидротехнические сооружения в лесной полосе и межполосном пространстве – на 70% снижают активность эрозионных процессов в ландшафтной полосе, аккумулируя мелкозём по границам рубежей первого порядка.

 Внедрение организации территории  по ландшафтному принципу позволяет  значительно сократить потери  почвы от эрозии.

 

Влияние элементов  ПЭК на процесс эрозии в склоново-ложбинном агроландшафте                                              Таблица 23
Элементы противоэрозионного комплекса (ПЭК)
Показатели	Необлесенное  поле	Поле+лесная полоса	Поле+валы,канавы	Поле+ валы, террасы  на поле
Почва, кг/га	5900	2600	2000	900
Гумус, кг/га	192	85	65	29