Морфология структурной организации черноземов и серых лесных почв Красноярской лесостепи

УДК 631.43 Н.Л. Кураченко

МОРФОЛОГИЯ СТРУКТУРНОЙ ОРГАНИЗАЦИИ ЧЕРНОЗЕМОВ И СЕРЫХ ЛЕСНЫХ ПОЧВ КРАСНОЯРСКОЙ ЛЕСОСТЕПИ

В черноземах и серых лесных почвах лесостепной зоны установлено, что в результате агроген-ного воздействия происходит изменение структуры. Оно проявляется в деформации форм, размеров педов и их внутрипедной организации.

Ключевые слова: серые лесные почвы, антропогенное воздействие, толща профиля, деформация форм, размер педов.

N.L. Kurachenko MORPHOLOGY OF THE STRUCTURE ORGANIZATION OF THECHERNOZEM AND GRAY FOREST SOILS IN THE KRASNOYARSK FOREST-STEPPE

It is discovered that due to agricultural influence some chernozem and gray forest soil structure is changed. It causes deformation of the form sizes, of peds and its inpeds organization.

Key words: gray forest soils, anthropogenetic influence, shape thickness, form deformation, ped size.

Интенсивная эксплуатация природного плодородия почв без соответствующих компенсационных мер может привести к их антропогенной физической деградации. На горизонтном уровне она сводится к разрушению почвенной структуры: деформации порового пространства, уплотнению, дезагрегации, формированию трещинно-блочной структуры [1]. При выделении форм структуры наибольшее распространение получил морфометрический подход, при котором в основу понятия «структура» положены морфометрические особенности агрегатов и их соотношение в почве - размеры, форма [4; 10-12]. Подробные исследования величины и формы педов сообщают незаменимые сведения о генезисе почв, их природной и антропогенной эволюции.

Цель настоящих исследований - изучить морфологию структурной организации генетических горизонтов ненарушенных и антропогенно измененных черноземов и серых лесных почв; выявить особенности агро-генной трансформации морфологически выраженных структур.

Объекты и методы исследований. Объектами исследований явились наиболее распространенные подтипы черноземов (выщелоченные, обыкновенные) и серых лесных почв (темно-серые, серые) Красноярской лесостепи. Морфологическое изучение почвенной структуры проведено по генетическим горизонтам в 45 разрезах, заложенных в различных частях территории. Исследуемые ненарушенные и пахотные почвы обладают тяжелосуглинистым и легкоглинистым крупнопылевато-иловатым гранулометрическим составом. Заметной дифференциации профилей по гранулометрическому составу не обнаружено. Среди черноземов выщелоченных распространены мощные и среднемощные виды. Черноземы обыкновенные на видовом уровне характеризуются как мало- и среднемощные. Подтипы темно-серых и серых лесных почв представлены мало-, среднемощными и мощными видами, среди которых господствуют среднемощные. Особенностью серых лесных почв является их слабая оподзоленность, что отражается в морфологии структурной организации их генетических горизонтов. Принятая в исследованиях типология почвенной структуры основана на классификации С.А. Захарова [5].

Результаты и их обсуждение. Сочетание гранулометрического состава и специфики почвообразовательных процессов приводит к формированию структуры, характерной для разных типов генетических горизонтов. Тяжелый гранулометрический состав черноземов и серых лесных почв Красноярской лесостепи обуславливает формирование морфологически хорошо выраженных структур. В зависимости от типа почвообразования морфология структурной организации генетических горизонтов изученных почв имеет специфические особенности. Структурные агрегаты генетических горизонтов черноземов и серых лесных почв по ос-

новной форме относятся к типу округло-кубовидных структур. Родовая и видовая принадлежность структурных элементов обусловлена генезисом почв и характером их использования.

Гумусово-аккумулятивные горизонты целинных черноземов выщелоченных (табл.1) обладают наиболее ценной в агрономическом отношении зернистой и комковато-зернистой структурой, обеспечивающей благоприятное сочетание водно-воздушного и пищевого режима почв. Происхождение данных видов структур травянисто-корневое [2]. Под влиянием корней исчезает ясная геометрическая очерченность агрегатов и выраженность ребер и граней. В большинстве случаев эта структура развивается в условиях обогащения почвы гумусом. В переходных горизонтах В отмечено усложнение структурной организации за счет появления кубовидно-ореховатых и глыбистых структурных элементов. Причем ореховато-глыбистая структура здесь является доминирующей. Следует добавить, что в природе часто наблюдаются переходные и смешанные виды структуры почв. Поэтому при описании приходится употреблять такие характеристики структуры, как ореховато-глыбистая, комковато-глыбистая и т.д.

Таблица 1

Морфология структуры черноземов выщелоченных

Угодье Горизонт Классификация структуры

Род Вид Качество

Целина (п = 4) А+АВ Комковатая зернистая Зернистая, комковато-зернистая Умеренная

В Кубовидно- ореховатая, глыбистая, комковатая зернистая Ореховато-зернистая, ореховато-глыбистая, комковато-глыбистая, глыбисто-ореховатая Умеренно прочная

Пашня (п = 8) Ап(А)+АВ Комковатая зернистая, глыбистая, кубовидно- ореховатая Комковато-зернистая, зернистая, комковато-глыбистая, комковато- пороховидная, зернисто-ореховатая, зернисто-пороховидная Умеренная

В Зернистая, кубовидно- ореховатая, комковатая глыбистая Зернисто-ореховатая, ореховатая, ореховато-глыбистая, комковато-глыбистая Умеренно прочная

Примечание. Здесь и далее жирным выделены преобладающие виды структур.

По мнению [3], наличие гумуса и карбонатов в глинистой плазме приводит к образованию рыхлой матрицы без четкой ориентации, в результате чего образуются многогранные педы. В верхних гумусированных горизонтах черноземов образуется зернистая структура. В карбонатных же формируются ореховатые элементы. Но существует и другая точка зрения. Т.А. Зубкова, Л.О. Карпачевский [7] утверждают, что известь скрепляет элементарные почвенные частицы по карбонатному и гидросиликатному типу твердения, способствуя образованию или укреплению микроагрегатов и конкреций на мезо- и микроморфологическом уровнях организации почвенной структуры. На макроморфологическом уровне вероятно появление противоположных свойств: разрыхление, понижение плотности сложения. На наш взгляд, появление неправильной формы и неровной поверхности глыбистых агрегатов в безгумусовых горизонтах черноземов является тому причиной.

Гумусовые горизонты черноземов обыкновенных (табл. 2) в условиях целины отличаются более выраженной полиагрегатностью, проявляющейся в разнообразии форм и размеров структурных отдельностей. В почвах, не затронутых обработкой, выделяются комковатые, зернистые, пороховидные, глыбистые и оре-ховатые отдельности. Господствующим видом, так же как и в черноземах выщелоченных, является зернистая и комковато-зернистая структура. Такая качественная генетическая особенность черноземов обыкновенных определяется влиянием комплекса местных условий. Это приводит к выделению нескольких родов в

данном подтипе (обычные, карбонатные, солонцеватые), а значит и различиям в механизмах структурообра-зования. В безгумусовых горизонтах В черноземов обыкновенных преобладают глыбистые и комковатоглыбистые отдельности. Ореховатые элементы в чистых и смешанных структурах встречаются в условиях проявления солонцеватого процесса. Чаще всего глинистое вещество в черноземах обыкновенных находится в коагулированном виде и не обнаруживает передвижения по профилю почвы.

Сопоставление господствующих видов агрегатов целинных и пахотных почв указывает на изменение характера агрегатной организации горизонтов при сельскохозяйственном использовании. Большим разнообразием форм агрегатов отличаются гумусовые горизонты агроценозов. В большинстве случаев в них сохраняется комковато-зернистая структура. Агрогенная трансформация морфологически выраженных структур сопровождается уменьшением доли монотипных агрегатов зернистой формы и появлением глыбистых, комковатых и пороховидных структур.

Таблица 2

Морфология структуры черноземов обыкновенных

Угодье Горизонт Классификация структуры

Род Вид Качество

Целина (п = 6) А+АВ Зернистая, комковатая, кубовидно- ореховатая Мелкозернистая, зернистая, комковато- зернистая, комковато- пороховидная, комковато- ореховатая, ореховато-зернистая, ореховатая Умеренно прочная

В Комковатая, кубовидно- ореховатая, глыбистая Комковато- ореховатая, глыбистая, глыбисто-ореховатая Умеренно прочная

Пашня (п = 9) Ап(А)+АВ Комковатая, зернистая, глыбистая Комковато- зернистая, комковато- пороховидная, зернисто- комковатая, зернистая, глыбисто- комковатая, комковатая Умеренная

В Комковатая, глыбистая, зернистая, кубовидно- ореховатая Комковато- глыбистая, комковатая, зернисто-ореховатая, глыбистая Умеренная

Агротехническая, или полевая, структура создается под влиянием почвообрабатывающих орудий. Характерной особенностью её является округлость агрегатов и неясность граней и ребер. Агрономическая ценность такой структуры определяется условиями применяемой агротехники. Разнообразные формы агрегатов в одном горизонте обеспечивают сохранность и устойчивость агрегатной структуры почв [6; 14; 7]. Они создают некоторую пестроту почвенных свойств, неоднородность таких почвенных параметров, как водопроницаемость, влажность, химический состав и пр. Наличие в почве микро-, макрополостей и агрегатов разного размера обеспечивает высокое разнообразие пространственных ниш, заселяемых разными группами организмов. При из-

меняющихся условиях внешней среды одни формы агрегатов могут сменяться другими. Механические воздействия (распашка, уплотнение техникой) затрагивают лишь горизонтный уровень структурной организации. При этом агрегаты чаще сохраняют свою внутреннюю структуру, так как главный фактор их устойчивости к механическому воздействию - гранулометрический состав - сравнительно устойчив.

Гумусовые и гумусово-элювиальные горизонты серых и темно-серых лесных почв под лесом обладают преимущественно зернистой и мелкозернистой структурой (табл. 3). В иллювиальных горизонтах чаще выделяются монотипные ореховатые отдельности или смешанные ореховато-глыбистые структуры. В пахотных горизонтах серых лесных почв изменение структурной организации выражается в появлении зерни-сто-ореховатых, ореховато-глыбистых, ореховатых и зернисто-комковатых структур. Укрупнение морфологии структурных элементов до ореховатых и глыбистых, которые являются здесь доминирующими структурами, на наш взгляд, обусловлено фактором «стесненности». При обработке почвы макроструктурные отдельности возникают не только в результате крошения почвенной массы, но и в результате взаимодействия элементарных почвенных частиц и микроагрегатов. Отмечающееся уплотнение гумусовых горизонтов серых лесных почв при их сельскохозяйственном использовании [13] снижает пористость агрегатов и увеличивает число контактов. Изменение силы индивидуального контакта становится заметным в прочностных свойствах целого агрегата лишь при близком межчастичном контактировании, которое создается глинистым гранулометрическим составом [9; 7]. Вероятно, разнообразие химических свойств с максимальным межчастичным контактированием обуславливает и морфологическое разнообразие агрегатов.

Таблица 3

Морфология структуры серых лесных почв

Подтип, угодье Горизонт Классификация структуры

Род Вид Качество

Серая лесная (лес, п = 3) А1+А1А2 Зернистая, комковатая, кубовидно- ореховатая Комковато-зернистая, зернистая, ореховатая Умеренно прочная

А2В+В Кубовидно- ореховатая Ореховатая Прочная

Серая лесная (пашня, п = 6) Ап(Аі)+АіА2 Зернистая, кубовидно- ореховатая, глыбистая Зернисто- ореховатая, ореховато- глыбистая Умеренно прочная

А2В+В Кубовидно- ореховатая Ореховатая Прочная

Темно-серая лесная (лес, п = 4) А1+А1А2 Зернистая Мелкозернистая, зернистая Умеренная

А2В+В Кубовидно- ореховатая, глыбистая Ореховато- глыбистая, ореховатая Умеренно прочная

Темно-серая лесная (пашня,п = 5) Ап(А1)+А1А2 Кубовидно- ореховатая, зернистая, комковатая, глыбистая Ореховато-зернистая, мелкозернистая, комковато-зернистая, ореховатая, зернисто- комковатая, ореховато- глыбистая Умеренно прочная

А2В+В Кубовидно- ореховатая, глыбистая Ореховатая, ореховато- глыбистая Умеренно прочная

Проведенная типология почвенной структуры черноземов и серых лесных почв дала возможность оценить её качество. Под качеством структуры понимается степень оструктуренности, отражающая разницу между когезией внутри агрегатов и адгезией между агрегатами в условиях «нормального» увлажнения. Качественная оценка проведена с использованием разработок по морфологии структуры почвоведов США [15].

Качество гумусово-аккумулятивных горизонтов черноземов и серых лесных почв характеризуется как умеренное. Здесь обнаруживаются хорошо оформленные различимые агрегаты, умеренно прочные и почти невидимые в ненарушенном состоянии. При нарушении почва распадается на много целых агрегатов, немного разломанных и мало неагрегированного материала. Для переходных горизонтов АВ, В черноземов и А1А2; А2В серых лесных почв характерно проявление умеренной и прочной по качеству структуры. В иллювиальных горизонтах серых лесных почв структура оценивается только как прочная. Для неё характерны хорошо оформленные устойчивые агрегаты, ясно различающиеся в ненарушенном состоянии. Они слабо связаны друг с другом и полностью отделяются при нарушении почвы. Кутаны иллювиирования обеспечивают на гранях ореховатых отдельностей прочность и устойчивость такой структуры. Иллювиальные пленки около педов близки по своему составу к почвенному илу, следовательно, имеют повышенные адсорбционные свойства. Они адсорбируют, как органические вещества, так и минеральные клеи-связки, следовательно, имеют более прочное покрытие, защищающее внутрипедную массу [6]. По мнению [8], в серых лесных почвах наряду с процессами коагуляционного оструктуривания заметно проявляются элементарные почвенные процессы по типу вертикального шлирового оструктуривания. Формирование ореховатых структур является тому подтверждением. При цементации органо-железистой пленкой агрегатов, образованных при шли-ровом оструктуривании, последние обладают большой прочностью.

Выводы

1. Черноземы и серые лесные почвы Красноярской лесостепи обладают морфологически хорошо выраженными округло-кубовидными структурами. Родовая и видовая принадлежность структурных элементов подтипов обусловлена их генезисом и характером использования.

2. Агрогенная трансформация морфологически выраженных структур в черноземах сопровождается уменьшением доли монотипных агрегатов зернистой формы и появлением глыбистых, комковатых и пороховидных структур. В серых лесных почвах агроценозов происходит укрупнение педов с образованием ореховатых и глыбистых отдельностей.

Литература

1. Березин, П.Н. Физическая деградация почв: параметры состояния / П.Н. Березин, И.И. Гудима // Почвоведение. - 1994. - № 11. - С.67-70.

2. Основы агрофизики / П.В. Вершинин, М.К. Мельникова, Б.Н. Мичурин [и др.]. - М.: Изд-во физ.-мат. лит., 1959. - 903 с.

3. Воронин, А.Д. Основы физики почв / А.Д. Воронин. - М.: Изд-во МГУ, 1986. - 244 с.

4. Захаров, С.А. Курс почвоведения / С.А. Захаров. - М.-Л.: Госиздат, 1927. - 440 с.

5. Захаров, С.А. Краткий курс практических занятий по почвоведению / С.А. Захаров. - М.-Л.: Госиздат, 1930. - 245 с.

6. Зубкова, Т.А. Структурная организация почв и устойчивость экосистем / Т.А. Зубкова // Экология и почвы. - Пущино, 1998. - С.42-52.

7. Зубкова, Т.А. Матричная организация почв / Т.А. Зубкова, Л.О. Карпачевский. - М.: Русаки, 2001. - 295 с.

8. Ильичев, Б.А. ЭПП переорганизации почвенной массы. Оструктуривание / Б.А. Ильичев // Элементарные почвообразовательные процессы. - М.: Наука, 1992. - С. 59-62.

9. Карпачевский, Л.О. Экологическое почвоведение / Л.О. Карпачевский. - М.: Изд-во МГУ, 1993. - 183 с.

10. Корнблюм, Э.А. Основные уровни морфологической организации почвенной массы / Э.А. Корнблюм // Почвоведение. - 1975. - № 9. - С.36-48.

11. Розанов, Б.Г. Морфология почв / Б.Г.Розанов. - М.: Изд-во МГУ, 1983. - 320 с.

12. Скворцова, Е.Б. Строение порового пространства естественных и антропогенно измененных почв: автореф. дис. ... д-ра с.-х. наук / Е.Б. Скворцова. - М., 1999. - 31с.

13. Сорокина, О.А. Агрогенная трансформация серых лесных почв / О.А. Сорокина. - Красноярск, 2008. -174 с.

14. Стриганова, Б.Р. Адаптивные стратегии освоения животными почвенного яруса / Б.Р.Стриганова // Почвоведение. - 199б. - № 6. - С.714-721.

15. FAO. Guidelines for soil profile description. Multigraphica. - Poma, 1967. - Р.21—87.

УДК 635.2:631.5 (571.54) Л.Н. Езепчук

ПУТИ ПОВЫШЕНИЯ УРОЖАЙНОСТИ И КАЧЕСТВА ОВОЩНЫХ КУЛЬТУР ОТКРЫТОГО ГРУНТА

В РЕСПУБЛИКЕ БУРЯТИЯ

Автором статьи выявлено влияние оптимальных сроков посева и посадки, схем размещения, густоты стояния растений на урожайность и качество товарной продукции капусты белокочанной, моркови столовой в сухостепной, степной, лесостепной зонах региона.

Ключевые слова: урожайность, срок посева, товарная продукция, капуста белокочанная, морковь столовая.

L.N. Yezepchuk

THE WAYS OF THE PRODUCTIVITY AND QUALITY INCREASE OF THE VEGETABLES ON THE OPEN SOIL IN ZABAIKALIYE

The influence of the optimum time for sowing, planting, schemes of arragement, density of the plants on the productivity and the quality of the stock goods of cabbage, table carrot in the dry steppe, steppe, forest steppe zones of the region is revealed by the author.

Key words: productivity, sowing time, stock goods, cabbage, table carrot.

Овощеводство открытого грунта в Республике Бурятия функционирует в границах территорий, относящихся к числу регионов рискованного земледелия. Особенностью функционирования отрасли в данных агроэкологических условиях является то, что в структуре посевов и посадок открытого грунта преобладают холодостойкие овощные культуры, которые занимают 72,8% посевной площади овощных культур открытого грунта. Капуста белокочанная и морковь столовая - основные овощные культуры открытого грунта (44,9 и 13,7% посевной площади). Урожайность данных культур низкая - 22 и 18 т/га, поэтому разработка и внедрение элементов адаптивных ресурсосберегающих технологий особенно важна [1-2].

Цель настоящего исследования - определить влияние сроков посева и посадки, схем размещения, густоты стояния растений на урожайность и качество товарной продукции капусты белокочанной, моркови столовой.

Материалы исследований. Исследования проводились в 2000-2008 гг. на аллювиальных луговых почвах Иволгинского, Тарбагатайского, Прибайкальского, Кабанского районов Республики Бурятия. Объектами изучения были районированные среднеспелые сорта: Слава грибовская 231, Нантская 4.

Учетная площадь делянки капусты белокочанной, моркови столовой - 21 м2, повторность 4-кратная, размещение вариантов на делянках рендомизированное. Схема посадки среднеспелых сортов капусты белокочанной - 70x40; схема посева моркови столовой - 40+40+60. Агротехника в опытах общепринятая для данного региона и исследуемых культур.

Фенологические наблюдения, учет урожайности проводились по «Методике опытного дела в овощеводстве и бахчеводстве» (1992).

Урожай учитывали путем взвешивания всей продукции с делянки, как товарной, так и нетоварной. В товарной части урожая учитывали стандартную, которую определяли согласно требованиям ГОСТа, и нестандартную.

Оценка качества товарной продукции проводилась следующими методами: сухое вещество - весовым методом, свободных нитратов - ионометрическим методом, каротин - по Цирелю.

Статистическая обработка данных по урожайности проведена по методике Б.А. Доспехова (1985).