Влияние физических и химических свойств черноземов южных солонцеватых и солонцов степных глубоких средненатриевых на запасы продуктивной влаги

Влияние физических и химических свойств черноземов южных солонцеватых и солонцов степных глубоких средненатриевых на запасы продуктивной влаги

Н. Н. Дубачинская, д.с.-х.н, Оренбургский ГАУ; А. С. Верещагина, ст.науч.сотрудник, Оренбургский НИИСХ

Обеспечение населения продуктами питания, а животноводство кормами — основная задача земледелия. Однако немаловажное значение для земледелия при этом представляет сохранение плодородия почвы.

Под плодородием почвы понимают объективное качество почвы на основе ее физических, химических и биологических свойств, служащей возделываемым растениям средой обитания и обеспечивающей водой и питательными веществами — необходимыми условиями роста растений.

В связи с антропогенной нагрузкой на агроландшафт изменяется и качественный состав почвы, особенно это касается солонцовых и эрозионных комплексов.

Исследования проводились на опытном стационаре № 3, расположенном в опытном хозяйстве им. Куйбышева Оренбургского НИИ сельского хозяйства Оренбургского района Оренбургской области.

Стационар был заложен в 1993 г. на участке, представленном сочетанием чернозема южного солонцеватого среднемощного слабосмытого (склон до 1 и 3 гр.) в комплексе с черноземом южным солонцеватым маломощным среднесмытым (склон до 5 гр.) и солонцом степным глубоким эрозионным (склон до 5 гр.).

Почвы весьма разнообразны по агромелиоративным свойствам, и на практике невозможно

применять индивидуальные приемы повышения их плодородия для каждого отдельного вида. Поэтому их принято объединять в группы, включая в них почвы с близкими мелиоративными показателями и, соответственно, близкими требованиями в отношении мелиорации и использования.

В этой связи нами на опытном стационаре после детального обследования, проведенного совместно с А. М. Прутковым (1991), исходя из агромелиоративных свойств почв и степени эродирован-ности, включая местообитание, выделены

4 агроэкологических группы земель:

1. Чернозем южный солонцеватый среднемощный слабозасоленный, склон до 1°.

2. Чернозем южный солонцеватый среднемощный слабосмытый слабозасоленный, склон до 3°.

3. Чернозем южный солонцеватый маломощный среднесмытый, среднезасоленный, склон до 5°.

3. Солонец глубокий высококарбонатный со-лончаковатый среднезасоленный, склон до 5°.

Характеристика физических и химических свойств этих почв представлена в таблице 1.

Почвы комплекса характеризуются среднетяжелосуглинистым — механическим составом. При этом солонцеватые почвы отличаются от солонцов большей аккумуляцией тонкодисперсного материала в иллювиальных горизонтах.

По мощности гумусового профиля и содержанию гумуса почвы участка являются типичными для подтипов черноземов южных.

Важнейшей особенностью солонцов и солонцеватых почв, отличающей их от черноземов юж-

1. Водно-физические свойства почв опытного стационара по агроэкологическим группам земель (1—4), 1991 г., ВПХ им. Куйбышева

Глубина слоя, см Плотность почвы, г/см3 Влажность устойчивого завядания растений (вуз) Полевая влагоемкость (ПВ) Продуктивный запас влаги при ПВ

% мм % мм мм

1-группа. Разрез 3. Чернозем южный солонцеватый среднемощный слабозасоленный, склон до 1 гр.

АВП 0-10 1,16 10,5 12,2 33,5 38,9 26,7

В! 31-41 1,30 10,8 14,0 35,4 46,0 32,0

В2 41-51 1,36 10,1 13,7 33,1 45,0 31,3

ВС 72-82 1,46 10,2 14,9 30,6 44,7 29,8

С! 82-92 1,48 9,5 14,1 30,6 45,3 31,2

С2150-160 1,51 9,9 14,9 25,3 38,2 23,3

2-я группа. Разрез 5. Чернозем южный солонцеватый среднемощный слабосмытый слабозасоленный, склон до 3 гр.

АВ 0-10 1,17 9,5 11,1 32,0 35,5 24,4

В! 19-29 1,33 9,7 12,9 34,5 45,9 32,9

В! 29-39 1,39 10,1 14,0 30,7 42,6 28,6

ВС 66-76 1,47 13,1 19,3 26,6 39,1 19,8

С1 76-145 1,55 12,5 19,4 24,5 37,9 18,6

3-я группа. Разрез 9. Чернозем южный солонцеватый маломощный среднесмытый, среднезасоленный, склон до 5 гр.

АВ 0-10 1,19 11,5 13,7 31,5 37,5 23,8

В! 25-35 1,37 10,8 14,9 32,4 44,4 29,5

В^5-45 1,41 11,1 15,7 30,1 42,4 26,7

ВС 46-68 1,47 12,2 17,9 28,6 42,0 24,1

С 68-79 1,50 12,5 18,8 26,6 39,9 27,4

С!100-110 1,55 13,9 21,5 23,3 36,1 22,2

4-я группа. Разрез 7. Солонец глубокий высококарбонатный солончаковатый среднезасоленный, склон до 5 гр.

АВ 0-10 1,18 10,7 12,6 30,5 36,0 23,4

В1 26-36 1,35 11,6 15,7 30,8 41,6 25,9

В23-46 1,41 12,8 18,1 29,8 42,0 23,9

ВС 58-68 1,48 12,3 18,2 24,5 36,3 18,1

ВС! 68-78 1,50 13,8 20,7 22,7 34,0 13,3

С! 100-110 1,55 14,5 22,5 20,9 32,4 9,9

ных, являются их неблагоприятные физические свойства.

Как видно из таблицы 1, солонцовые почвы характеризуются более высокой плотностью сложения в верхней части профиля (1,25—1,41 и 1,20—

1,30 г/см3) по сравнению с черноземом южным солонцеватым, меньшей водопроницаемостью и полевой влагоемкостью (33,5—25,3 и 33,5—20,9%), большей влажностью устойчивого завядания растений (16,6—19,6 и 16,7 и 26,7%).

Для солонцеватых маломощных почв и солонцов характерны укороченный гумусовый профиль и более низкое содержание гумуса (1,9—3,1%) по сравнению с черноземом южным среднемощным (4,1—3,9—2,9%). Солонцеватый чернозем среднемощный характеризуется слабым засолением в горизонте В2—ВС, а чернозем солонцеватый маломощный в комплексе с солонцами глубокими — средним засолением (сумма солей 0,730—0,812%) с горизонта С.

Содержание обменного натрия в черноземах солонцеватых колеблется в пределах 3,6—6,9% в горизонтах В;, В2, что характерно для солонцеватых почв.

В солонцах глубоких содержание обменного натрия достигает 26,6—28,6% от емкости обмена, что

можно отнести к разряду средненатриевых, а по степени засоления токсичными солями — к сред-незасоленным. Количество карбонатов в этих почвах в горизонте В2 — 3,6—5,5%.

Почвы стационара характеризуются высокой обеспеченностью обменным калием (24,8—29,7 мг/ 100 г почвы), средней — подвижным фосфором (1,5—2,3 мг/100 г почвы).

Почвы черноземов южных и их комплексы стационара соответствуют преобладающим почвам Южного Урала [1].

Многолетними исследованиями российских и зарубежных ученых выявлено, что на плодородие почвы большое влияние оказывает научно обоснованная структура посевных площадей. Правильное соотношение полевых культур, установленное с учетом конкретных условий местообитания, помогает экономно расходовать запасы гумуса питательных веществ в почве с учетом требований культур. С помощью органических веществ, оставляемых растениями за счет пожнивных и корневых остатков, при одновременном внесении удобрений, можно учитывать степень минерализации гумуса и вынос питательных элементов с урожаем полевых культур.

Следует отметить, что до закладки опытного

2. Водно-физические свойства почв опытного стационара в зернопаровом севообороте по агроэколо-гическим группам земель (1,2), 2001 г, ВПХ им. Куйбышева

Глубина слоя, см Плотность почвы, г/см3 Влажность устойчивого завядания растений (ВУЗ) Полевая влагоемкость (ПВ) Продуктивный запас влаги при ПВ

% мм % мм мм

1. Чернозем южный солонцеватый среднемощный слабосмытый слабозасоленный, склон до 1 гр.

0-10 1,15 8,7 10,0 35.0 40,3 30,3

10-20 1,16 9,1 10,5 34.7 40,2 29,7

20-30 1,21 8,4 10,7 33.9 43,0 32,3

30-40 1,30 8,7 11,9 32.5 44,2 32,3

40-50 1,40 9,2 12,9 29,9 41,7 28,8

50-60 1,41 9,8 13,9 22,1 31,2 17,3

60-70 1,42 10,2 14,5 21,7 30,8 16,3

70-80 1,45 9,9 14,3 19,5 28,3 14,0

80-90 1,50 9,7 14,5 18,5 27,7 13,2

90-100 1,51 10,0 15,5 18,9 29,3 13,8

0-100 - - 128,7 - 356,7 228,0

2. Чернозем южный солонцеватый среднемощный слабосмытый слабозасоленный, склон до 3 гр.

0-10 1,16 8,9 10,3 33,5 38,8 28,5

10-20 1,18 8,8 10,4 35,4 41,7 31,3

20-30 1,23 8,0 10,3 33,1 42,4 32,1

30-40 1,31 9,4 12,8 31,5 41,2 28,9

40-50 1,40 9,1 12,8 29,4 41,2 28,9

50-60 1,41 8,6 12,1 21,8 30,7 18,6

60-70 1,41 9,8 13,8 20,3 28,6 14,8

70-80 1,45 9,9 14,3 21,0 30,5 16,2

80-90 1,50 9,5 14,2 21,1 31,6 17,4

90-100 1,51 9,6 15,0 20,7 31,2 16,2

0-100 - - 125,5 - 352,7 232,4

3. Водно-физические свойства почв опытного стационара в зернопаровом севообороте по агроэколо-гическим группам земель (3, 4) 2001 г., ВПХ им. Куйбышева

Глубина слоя, см Плотность почвы, г/см3 Влажность устойчивого завядания растений (ВУЗ) Предельно-полевая влагоемкость (ППВ) Продуктивный запас влаги при ПВ

% мм % мм мм

3. Чернозем южный солонцеватый маломощный среднезасоленный, склон до 5 гр.

0-10 1,16 8,9 10,3 31,6 36,6 26,3

10-20 1,19 8,7 10,4 31,8 37,8 27,4

20-30 1,25 8,3 10,7 30,3 39,0 28,3

30-40 1,36 9,6 13,1 24,1 32,8 19,7

40-50 1,49 9,7 14,5 22,4 33,3 18,8

50-60 1,50 10,5 15,7 21,6 32,4 16,7

60-70 1,55 12,2 18,9 19,2 29,8 10,9

70-80 1,50 13,1 19,6 17,7 26,6 7,0

80-90 1,50 13,0 19,5 18,0 27,0 7,5

90-100 1,45 14,0 20,3 17,5 25,4 5,1

0-100 - - 153,0 - 320,7 167,7

4. Солонец глубокий высококарбонатный солончаковатый среднезасоленный, склон до 5 гр.

0-10 1,18 9,8 11,6 29,8 35,2 23,6

10-20 1,22 9,5 11,6 30,6 37,3 25,7

20-30 1,27 11,5 15,3 30,1 40,8 25,5

30-40 1,39 12,3 17,1 25,9 33,6 16,5

40-50 1,49 12,1 18,0 23,1 33,1 15,1

50-60 1,50 13,0 19,5 21,8 31,8 12,3

60-70 1,55 14,3 22,1 20,3 31,0 8,9

70-80 1,50 13,8 20,7 21,0 28,5 7,8

80-90 1,50 13,7 20,6 21,1 27,4 6,8

90-100 1,45 14,0 20,3 20,7 25,2 4,9

0-100 - - 176,8 - 323,9 147,1

стационара на участке повторно возделывались зерновые культуры с применением в последние

5 лет нулевой обработки.

Прослеживается изменение плотности в пахотном слое почвы, что положительно повлияло на влагоемкость, уменьшение влажности завядания растений, увеличение запаса продуктивной влаги. Однако в агроэкологических группах земель по этим показателям существует разница, что связано с различными агромелиоративными свойствами почв (табл. 6).

Требуется и оптимизация обработки почвы в соответствии с ее агромелиоративными свойствами, что оказывает воздействие на водно-физичес-

кие и химические свойства почв. В наших опытах в выборе варианта отвальной глубокой вспашки на 30 см без предплужников на черноземе солонцеватом в паровом поле мы исходили из опытов, проведенных на других стационарах [2]. Данная обработка способствует созданию гомогенного пахотного слоя, усреднению гумусового горизонта, а это положительно влияет на водно-физические свойства почвы, что подтверждается данными, полученными нами в течение десятилетнего периода (табл. 2, 3).

В результате комплекса агротехнических мероприятий полумелиоративной обработки на 30 см с постановкой пласта на «ребро» и системы бе-

4. Физико-химические свойства почв опытного стационара, 2001 г.

Содержание Тип засоления Механический состав почвы, частицы меньше 0,01 мм

PH гумуса, % СО2 карбо- натов, % SO4 гипса, % суммы солей, % обменного натрия, % от емкости обмена емкости поглощения, мг.экв. на 100 г почвы

Разрез 3А. Чернозем южный солонцеватый среднемощный

слабосмытый слабозасоленный, склон до 1 гр.

Сульфат-

АВП 0-10 7,8 4,1 нет нет 0,050 2,2 28,56 но-хло- 48,3

ридный

В1 31-41 7,9 3,9 4,8 нет 0,080 5,5 26,11 -«- 47,6

В241-51 8,1 3,2 5,3 0,08 0,106 6,3 22,9 -«- 48,4

ВС 72-82 8,2 не опр. 6,7 0,24 0,180 5,1 20,7 «- 49,4

С1 82-92 8,4 не опр. 6,5 0,24 0120 8,2 не опр. -«- 48,2

С2150-160 8,8 не опр. 5,5 0,09 0,099 - не опр. -«- 46,7

Разрез 5А. Чернозем южный солонцеватый среднемощный

слабосмытый слабозасоленный, склон до 3 гр.

Сульфат-

АВ 0-10 7,9 3,6 нет нет 0,044 1,5 31,78 но-хло- 48,7

ридный

В1 19-29 7,8 3,5 нет нет 0,066 4,2 32,06 -«- 47,9

В2 29-42 8,4 3,3 5,6 0,04 0,056 5,6 31,16 -«- 47,0

ВС 66-76 8,6 не опр. 6,1 0, 32 0,530 4,9 21,04 -«- 49,4

С1 76-145 8,2 не опр. 5,2 0,05 0,634 4,8 17,72 -«- 48,0

Разрез 9А. Чернозем южный солонцеватый маломощный

среднезасоленный, склон до 5 гр.

Сульфат-

0-10 7,9 3,18 нет нет 0,108 2,2 32,1 но-хло- 48,9

ридный

25-35 8,0 3,28 4,9 нет 0,120 4,9 32,4 -«- 50,3

35-40 8,1 1,4 5,6 0,43 0,232 6,8 26,8 -«- 51,1

46-68 8,3 не опр. 6,5 0,33 0,396 5,2 22,0 -«- 53,553,5

68-79 8,5 не опр. 5,3 0,23 0,490 4,5 23,0 -«-

100-110 8,8 0,55 06546 3,5 20,1 -«-

Разрез 7А. Солонец глубокий высококарбонатный солончаковатый

среднезасоленный, склон до 5 гр

Сульфат-но-

АВ 0-10 8,2 3,17 Нет Нет 0,110 3,80 34,04 содо- 50,8

вый

В1 26-36 8,3 3,28 3,6 Нет 0,156 3,08 33,20 -«- 52,4

В2 36-46 8,9 1,22 5,7 0,05 0,262 28,57 33,50 -«- 56,5

ВС 58-68 9,6 не опр 6,9 0,32 0,210 26,66 24,64 -«- 57,2

ВС1 68-78 8,4 не опр. 6,3 0,24 0,842 1,90 24,12 -«- 54,6

С1 100-110 8,6 не опр. 4,5 0,08 0,894 1,28 18,9 -«- 49,8

зотвального рыхления в севообороте на 20—22 и 25 см, подбора солонце- и солеустойчивых культур в севооборотах, сочетания возделывания зерновых, однолетних и многолетних кормовых культур существенно изменились водно-физические свойства почв по сравнению с первоначальным состоянием (табл. 1).

Особенно это заметно по 1-й и 2-й группам, где в результате промывки солей во второй полуметровый слой почвы тип засоления меняется на сульфатно-хлоридный, менее токсичный для растений. Отмечено также снижение РН-реакции среды, приближающейся к нейтральной (7,8—7,9). Прослеживается более выравненное содержание гумуса в пахотном слое почвы и механического состава, что связано с глубокой обработкой.

Изменения химических свойств почв на солонцах произошли в меньшей степени, что определялось применением безотвального рыхления и вы-

сокого содержания обменного натрия в ППК. Это способствовало плохой водопроницаемости почвы, тем самым сдерживало промывку легкорастворимых солей в нижележащие горизонты.

Засоление почвообразующей породы сказалось на увеличении содержания влажности устойчивого завядания растений, особенно во втором полуметровом слое почвы. В результате, как показали определения, разница в запасах продуктивной влаги в метровом слое почвы составила между 1-й и 4-й агроэкологическими группами земель 80,9 мм, при предельно полевой влагоем-кости 356,7 и 323,9 мм, между 2-й и 3-ей — соответственно 64,7мм.

Литература

1 Климентьев, А. И. Почвенно-экологические основы степного землепользования. Екатеринбург, 1997. 248 с.

2 Дубачинская, Н. Н. Адаптивно-ландшафтные системы земледелия на солонцовых землях Южного Урала. Оренбург, 2000. 332 с.