Влияние степени эродированности на показатели экологического состояния черноземных почв

УДК 631.164:004.6

влияние степени эродированности на показатели экологического состояния

черноземных почв

Н.П. МАСЮТЕНКО, доктор сельскохозяйственных наук, зам. директора

Г.П. ГЛАЗУНОВ, кандидат сельскохозяйственных наук, зав. лабораторией

А.И. САНЖАРОВ, кандидат биологических наук, старший научный сотрудник

A.В. КУЗНЕЦОВ, кандидат сельскохозяйственных наук, старший научный сотрудник

Н.В. АФОНЧЕНКО, кандидат сельскохозяйственных наук, старший научный сотрудник

B.В. ОЛЕШИЦКИЙ, старший научный сотрудник

ВНИИ земледелия и защиты почв от эрозии, ул.

Карла Маркса, 70б, Курск, 305021, Россия

E-mail: vninp@kursknet.ru

Резюме. Исследования проводили в 2011-2015 гг. на опытном поле ВНИИЗиЗПЭ (Курская область) на типичном участке пашни на водоразделе и склоне северной экспозиции размером 542 х 347м с уклоном 6,3°. На основе анализа экспериментальных данных с применением ГИС-технологий мы установили особенности влияния эродированности черноземных почв на показатели их экологического состояния. В пахотном слое чернозема типичного неэродиро-ванного содержание следующих элементов значимо выше, чем в слабоэродированной почве того же типа: гумуса на 0,35%, щелочногидролизуемого азота на 1,35 мг/100 г, магния на 0,17 мг*экв/100 г и подвижного фосфора на 2,13 мг/100 г почвы. Количество обменного кальция при этом на 0,33мг*экв/100 г ниже. В намытых почвах количество гумуса, щелочногидролизуемого азота, подвижного фосфора и калия значимо больше, соответственно, на 0,66%, 1,52, 3,86 и 11,02 мг/100 г почвы, чем в слабоэродированных почвах, и выше, но незначимо, чем в неэродированных. Эродиро-ванность почвы влияет на тип гумуса в профиле почв и на фракционно-групповой состав. В слабоэродированной почве уменьшается содержание гуминовых кислот в пахотном слое на 13% за счет снижения всех трех фракций, особенно связанной с глинистыми минералами; гуматный тип гумуса отмечен только в слое почвы 0-10 см. В слабоэродированных почвах установлено уменьшение на 0,03-0,04 мм средневзвешенного диаметра водоустойчивых агрегатов, значимое снижение коэффициента структурности в черноземе типичном и сокращение вариабельности этих показателей в 1,6-3,4 раза. Эродированность почвы оказывает влияние на содержание микроэлементов в пахотном слое черноземов в зависимости от их вида. В слабоэродированной почве валовое содержание Pb, Sr, Co, Cr, Cu, Cd, Ni значимо меньше, а подвижных форм Mn и Zn - на 20-22% больше, чем в неэродированной.

Ключевые слова: черноземы, эродированные почвы, гумус, фракционно-групповой состав, агрохимические и агрофизические свойства, микроэлементы, электронные картограммы, ГИС-технологии.

Для цитирования: Влияние степени эродированности на показатели экологического состояния черноземных почв/Н.П. Масютенко, Г.П. Глазунов, А.И. Санжаров, А.В. Кузнецов, Н.В. Афонченко, В.В. Олешицкий //Достижения науки и техники АПК. 2015. Т. 29. № 8. С. 19-23.

Возрастающие потребности в продукции растениеводства и животноводства требуют сохранения и рационального использования почв не только равнинных территорий, но и склонов. Общая площадь эрозионно-опасных и подверженных водной эрозии сельскохозяйственных земель в России превышает 56 млн га. Эродированные почвы занимают до четверти площади пашни, и за последние 25 лет их ежегодный

прирост составляет 0,5-0,6 млн га [1]. Почвы склонов, подверженные воздействию водной эрозии, характеризуются, как правило, пониженным плодородием [2, 3, 4].

В условиях деградации почвенных ресурсов в целях рационального землепользования и обеспечения страны продовольствием необходим переход к адаптивно-ландшафтным системам земледелия и проведение агроэкологической оценки почв. Быстрое нарастание информатизации и компьютеризации сельскохозяйственного производства предполагает осуществление такой оценки с применением компьютерных и ГИС-технологий [5]. Однако вопросы влияния степени эродированности черноземов на их экологическое состояние недостаточно изучены с применением ГИС-технологий. Экологическое состояние почвы характеризуется её химическими, физическими, биологическими свойствами (показателями, параметрами) и (или) их совокупностью, обеспечивающими выполнение её биосферных функций.

Цель нашей работы - изучить влияние степени эродированности черноземных почв на показатели их экологического состояния (содержание гумуса и микроэлементов, его фракционно-групповой состав, агрохимические и агрофизические свойства) с применением ГИС-технологий.

Условия, материалы и методы. Исследования проводили в 2011-2015 гг. на территории опытного поля ВНИИ земледелия и защиты почв от эрозии (Медвенский район, Курская область) на типичном участке пашни на водоразделе и склоне северной экспозиции размером 542 х 347 м площадью 18,8 га на черноземных почвах. Поверхность склона отличалась явно выраженной волнистостью, средний уклон территории составляет 6,3°. Высота территории над уровнем моря - от 170 до 220 м. Мы выбрали 5 микропрофилей - серий почвенных выборок длиной 50-150 м. В точках исследования определяли координаты (с помощью GPS-приемника), глубину вскипания карбонатов и уровень залегания почвенных горизонтов (А, А+АВ), проводили топографическую съемку и картирование почв, исследовали структуру почвенного покрова, брали пробы почвы в пахотном слое для определения свойств почвы. В черноземе типичном неэродированном и слабоэродированном заложили почвенные разрезы, в которых отбирали образцы почвы по генетическим горизонтам.

В этих образцах определяли показатели экологического состояния почв разной степени эродированности. Содержание гумуса измеряли по методу И.В. Тюрина в модификации Б.А. Никитина со спектрофотометриче-ским окончанием по Д.С. Орлову и Н.М. Гриндель [6, 7], а фракционно-групповой состав гумуса - по В.В. Пономаревой и Т.А. Плотниковой. Содержание общего азота определяли по Кьельдалю; щелочногидролизуемого азота - по методу Корнфильда; подвижных форм фосфора и калия - по методу Чирикова (ГОСТ 26204-91); обменных оснований - трилонометрическим методом (ГОСТ 27821 -88) [8]. Кислотность (рН) солевой вытяжки

Таблица 1. Агрохимические свойства черноземных почв в зависимости от степени эродированности

Степень эродированности почвы Гумус, % Nщг, мг/100г Подвижные Обменные PHKCl

P O 2 5 K2O Ca2+ Mg2+

мг/100 г мг-экв/100 г

Неэродированные 5,39 17,83 18,27 13,68 23,08 3,25 5,8

Слабоэродированные 5,04 16,47 16,14 11,43 23,41 3,08 6,1

Намытые 5,66 17,99 20,00 22,45 23,30 3,10 5,8

Стандартное отклонение (S) 0,31 0,84 1,94 5,82 0,23 0,09 0,16

устанавливали потенциометрическим методом (ГОСТ 26483-85) [9]; структурно-агрегатный состав (сухое и мокрое просеивание) почвы - по методу Н.И. Саввино-ва [10, 11]. Валовое содержание микроэлементов (Fe, Mn, Pb, Sr, Cd, Co, Zn, Cu, Cr, Ni) определяли атомно-адсорбционным методом, а содержание их подвижных форм - в вытяжке ацетатно-аммонийного буферного раствора (рН 4,8).

Оценку гумусного состояния изучаемых почв проводили по Л.А. Гришиной и Д.С. Орлову [12]. Электронные картограммы полученных данных были построены с применением программы Surfer ver. 8.0. Для обработки полученных данных применялись статистические методы анализа [13] с использованием программных средств Microsoft Office EXCEL, STATISTICA.

результаты и обсуждение. Выявлено, что чернозем типичный занимает 73,95% площади, в том числе мощный - 49,9%; среднемощный - 10,48%; слабос-мытый - 10,97% (из них карбонатный - на 2,65%), намытый - 2,6%. Чернозем выщелоченный отмечен на 26,05% площади, в том числе мощный - 11,54%; среднемощный - 9,59%; слабосмытый - 3,18%, намытый - 1,74%. Таким образом, слабосмытые почвы занимают 14,15% площади исследуемого участка, намытые - 4,34%. Следовательно, примерно пятая часть исследованного участка представлена эродированными почвами.

В результате наложения картограмм структуры почвенного покрова и гумуса установлено, что его содержание в пахотном слое неэродированных почв составляет от 5,08 до 5,90%, а в среднем - 5,39%, что значимо выше (табл. 1), по сравнению со слабоэродированными почвами (5,04%). В намытых почвах содержание гумуса достоверно выше (5,66%), чем в слабоэродированных почвах, и выше, но несущественно, чем в неэродированных (табл. 1).

Изучение фракционно-группового состава гумуса в черноземе типичном показало, что в эродированных почвах изменяется тип гумуса в профиле почв, снижается содержание гуминовых кислот (ГК) в пахотном слое (1-ая и 2-ая и особенно 3-я фракции ГК) и несколько увеличивается содержание фракции ФК-2 фульвокислот (ФК) (табл. 2). Общее содержание гумусовых кислот (ГК + ФК) в пахотном горизонте эродированных почв на 13% меньше, чем в неэродированных. А количество гуминовых кислот, связанных с глинистыми минералами и устойчивыми полуторными окислами, в профиле слабоэродированной почвы уменьшается в среднем на 17-42%, по сравнению с неэродированной.

Содержание гумуса в пахотных горизонтах чернозема типичного мощного неэродированного и слабоэродированного среднее, т.е. находится в пределах 4-6%. Профильное распределение гумуса в метровой толще постепенно убывающее. Степень гумификации органического вещества (отношение углерода гуминовых кислот к углероду органического вещества почвы) в черноземе типичном очень высокая, более 40%.

Таблица 2. Фракционно-групповой состав гумуса чернозема типичного неэродированного и слабоэ-родированного

Горизонт Глубина, Сорг*, Сгк, % Сфк, % Сгк/ НО,

см % ГК-1 ГК-2 1 ГК-3 Сумма ФК-1а\ Ф-1 ФК-2 ФК-3 Сумма Сфк %

Апах 0-10 3,44 3,84 32,97 Неэродированный 13,61 49,42 1,83 4,43 5,98 5,57 17,81 2,77 32,77

10-20 3,40 3,62 32,44 11,36 47,42 2,03 4,44 6,92 7,14 20,53 2,31 32,05

А 20-30 3,21 1,47 31,40 8,21 41,08 2,77 2,09 8,18 6,47 19,51 2,11 39,41

30-40 3,05 0,65 32,64 7,90 41,19 2,71 1,58 11,51 6,89 22,69 1,82 36,12

40-50 2,76 0,81 33,47 8,57 42,85 3,35 0,28 17,19 3,72 24,54 1,75 32,61

50-60 2,35 0,69 32,49 9,91 43,09 2,67 1,51 12,71 8,19 25,08 1,72 31,83

АВ 60-70 1,97 0,80 36,49 5,33 42,62 3,87 0,62 13,24 7,48 25,21 1,69 32,17

70-80 1,73 0,65 29,35 11,76 41,76 3,35 1,06 14,87 6,47 25,75 1,62 32,49

Вк 80-90 1,62 0,95 29,80 10,05 40,80 3,39 0,58 14,65 7,19 25,81 1,58 33,39

90-100 1,45 0,97 29,13 10,06 40,16 2,79 1,74 20,79 5,71 31,03 1,29 28,81

Апах 0-10 3,26 3,75 32,34 Слабоэродированный 8,02 44,11 3,01 4,43 5,56 7,07 20,07 2,30 36,82

10-20 3,19 3,28 29,90 8,29 41,47 2,86 4,44 9,20 6,88 23,38 1,77 35,15

А 20-30 2,89 1,26 31,96 8,68 41,90 3,24 2,09 13,54 6,35 25,22 1,66 32,88

30-40 2,62 0,56 34,12 8,67 43,35 3,39 1,58 16,72 5,32 27,01 1,60 29,64

АВ 40-50 2,12 0,70 34,98 8,23 43,91 2,42 0,28 18,02 5,65 26,37 1,67 29,72

50-60 1,98 0,63 34,55 8,45 43,63 2,90 0,13 17,37 5,48 25,88 1,69 30,49

60-70 1,75 0,70 34,98 8,23 43,91 2,42 0,24 18,02 5,65 26,33 1,67 29,76

Вк 70-80 1,61 0,63 34,48 8,24 43,35 2,82 0,26 19,47 6,59 29,14 1,49 27,51

80-90 1,14 0,56 33,98 8,25 42,79 3,22 0,26 20,93 7,52 31,93 1,34 25,28

90-100 1,02 0,49 33,49 8,27 42,25 3,63 0,28 22,38 8,46 34,75 1,22 23,00

* Сорг - органический углерод почвы; Сгк - углерод гуминовых кислот; Сфк - углерод фульвокислот; ГК-1 - фракция гуминовых кислот, свободных и связанных с подвижными полуторными окислами; ГК-2 - фракция гуминовых кислот, связанных с кальцием; ГК-3 - фракция гуминовых кислот, связанных с глинистыми минералами и устойчивыми полуторными окислами; ФК-1а - «агрессивная» фракция фульвокислот; ФК-1 - фракция фульвокислот, связанная с ГК-1; ФК-2 - фракция фульвокислот, связанная с ГК-2; ФК-3 - фракция фульвокислот, связанная с ГК-3; НО - негидролизуемый остаток

рис. 1. Содержание щелочногидролизуемого азота (А) и подвижного фосфора (Б) в пахотном слое почвы (мг/100г).

Тип гумуса в профиле изученных почв различается в зависимости от эродированности (табл. 2). В черноземе типичном неэродированном он в слое 0-30 см - гуматный (СГК/СФК > 2), ниже - фульватно-гуматный (СГК/СФК = 1-2). А в профиле чернозема типичного слабоэродированного гуматный тип гумуса отмечен только в слое 0-10 см, а ниже - фульватно-гуматный.

Таблица 3. Агрофизическая характеристика черноземных почв

Почва Коэффициент структурности Средневзвешенный диаметр водоустойчивых агрегатов Сумма водоустойчивых агрегатов

М V, % М, мм | V, % М, % V, %

Чернозем типичный

мощный 4,7 22,2 0,39 13,2 44,7 12,5

Чернозем типичный

слабосмытый 4,0 13,3 0,36 3,8 43,0 5,6

нср05 Чернозем выщело- 0,47 0,021 2,57

ченный мощный 4,4 27,5 0,37 16,3 40,0 12,6

Чернозём выщело-

ченный слабосмытый 4,0 16,8 0,33 9,0 39,2 7,9

нср05 0,56 0,026 2,38

М - среднее арифметическое, V - коэффициент вариации

Содержание «свободных» гуминовых кислот в черноземе типичном неэродированном и слабоэро-дированном крайне низкое (< 10%). «Свободные» гуминовые кислоты характерны для почв гумидного климата. Содержание наиболее ценной фракции гуминовых кислот, связанных с Са - высокое (67-76%). Содержание негидролизуемого остатка - низкое (23-39,41%).

Значимые различия в пахотном слое между неэро-дированными и слабоэродированными почвами отмечены по щелочногидролизуемому азоту и подвижному фосфору (см. табл. 1, рис. 1). Их среднее содержание в неэродированных почвах существенно выше, чем в слабоэродированных. В намытых почвах доля щелоч-

ногидролизуемого азота и подвижного фосфора, соответственно, значимо выше, чем в слабоэродированных почвах, и выше, но недостоверно, чем в неэроди-рованных.

По содержанию в пахотном слое подвижного калия отсутствуют значимые различия междунеэродирован-ными и эродированными почвами, однако в намытых почвах отмечено его повышенное количество, что, вероятно, связано с лабильностью этого элемента(см. табл. 1).

Достоверные различия в пахотном слое между неэродированными и сла-боэродированными почвами отмечены по обменному кальцию и магнию. Среднее содержание обменного кальция в неэродированных почвах значимо меньше, чем в слабоэродированных, а магния - наоборот. Слабоэродированные почвы отличаются нейтральной степенью кислотности, что связано с повышением уровня залегания карбонатов, а неэродированные -близкой к нейтральной(см.табл.1).

Коэффициент структурности в пахотном слое чернозема типичного, рассчитанный по данным сухого просеивания, значимо больше в неэро-дированной почве, чем в слабоэродированной (табл. 3). По сумме водоустойчивых агрегатов в пахотном слое отсутствуют значимые различия между неэродированными и эродированными почвами. Однако подтипы почвы различаются по величине этого показателя: в черноземе типичном доля водоустойчивых агрегатов хорошая, в выщелоченном -удовлетворительная.

Установлено уменьшение средневзвешенного диаметра водоустойчивых агрегатов (на 0,03-0,04 мм) в пахотном слое слабоэродированных почв, по сравнению с неэродированными. Следует отметить, что в слабоэ-родированных черноземах отмечено более низкое (в 1,6-3,4 раза) варьирование в пахотном слое коэффициента структурности, средневзвешенного диаметра водоустойчивых агрегатов, суммы водоустойчивых агрегатов, по сравнению с таковыми в неэродированных. Картограммы средневзвешенного диаметра водоустойчивых агрегатов и суммы водоустойчивых

Таблица 4. валовое содержание микроэлементов в пахотном слое чернозема типичного и коэффициенты обеспеченности почв ими

Показатель Ре Мп РЬ Бг Cd Со гп Си Сг М

Среднее значение, мг/кг почвы 14819 279 6,44 23,3 0,066 4,41 25,9 5,86 18,8 15,0

Стандартное отклонение, мг/кг почвы 1471 74 0,28 1,7 0,013 0,26 1,4 0,45 1,2 1,02

Коэффициент вариации (г), % 9,9 26,7 4,4 7,2 20,1 5,9 5,3 7,7 6,3 6,8

Коэффициент обеспеченности почв ми-

кроэлементами 0,39 0,32 0,64 0,08 0,41 0,44 0,43 0,29 0,09 0,37

рис. 2. Картограмма средневзвешенного диаметра (мм) водоустойчивых агрегатов (А) и суммы (Б) водоустойчивых агрегатов (%) в пахотном слое почвы.

агрегатов в пахотном слое почвы в определенной степени идентичны (рис. 2).

Мы определили валовое содержание микроэлементов в пахотном слое чернозема типичного (табл. 4). Из изучаемых микроэлементов, согласно ГОСТ 17.4.1.0283 [14], Cd, Zn, Сг относят к высоко опасным, РЬ, Со, Си, N - к умеренно опасным, Мп, Sr - к мало опасным элементам.

В результате наложения картограмм структуры почвенного покрова и содержания микроэлементов в пахотном слое (рис. 3) выявлено, что в слабоэро-дированной почве валовое содержание РЬ, Sr, Со, Сг, Си, Cd, N соответственно, на 12, 24, 12, 13, 21, 26, 18% меньше, чем в неэродиро-ванной, Zn и Мп - примерно одинаково, Fe в пахотном слое слабоэродированной почвы, наоборот, на 10% больше, чем в неэродиро-ванной.

В слабоэродирован-ной почве отмечено повышенное содержание подвижных форм Мп и Zn (на 20-22%), по сравнению с неэродированной. По остальным микроэлементам различия незначительные (табл. 5).

Доля подвижных форм микроэлементов составляет от 0,07 до 88% их валового содержания. При этом для Sr, Cd, Zn, Мп и Си в черноземе типичном слабоэроди-рованном она на 18-54% выше, чем в неэродированном. По остальным элементам различий не выявлено.

рис. 3. Картограммы распределения валового содержания Сс1, РЬ и Fe (мг/кг почвы) в пахотном слое в черноземных почвах.

Наибольшей вариабельностью обладают Мп и СС, наименьшей - РЬ. Коэффициенты обеспеченности микроэлементами чернозема типичного, в отличие от содержания таковых в почвах Русской равнины [7], для всех микроэлементов меньше 1. Это означает, что почва в пахотном слое недостаточно обеспечена валовыми формами исследуемых микроэлементов и тяжелых металлов.

выводы. На основе анализа экспериментальных данных, полученных при обследовании типичного для ЦЧЗ участка пашни с применением ГИС-технологий, установлены особенности влияния эродированности на показатели экологического состояния черноземных почв. Выявлено, что, кроме гумуса, в пахотном слое чернозема типичного неэродированного содержание щелочногидролизуемого азота и подвижного фосфора

Таблица 5. Содержание подвижных форм микроэлементов в черноземе типичном в зависимости от

степени эродированности

Степень эродированности Fe Mn Pb Sr Cd Zn N

мг/кг почвы

Неэродированный 16,2 136 2,61 9,9 0,055 0,19 1,00 0,20 0,15 0,36

Слабоэродированный 16,9 163 2,54 9,8 0,059 0,19 1,22 0,17 0,15 0,32

доля от валового содержания, %

Неэродированный 0,08 25,9 36,9 40,1 60 3,9 3,8 1,1 0,8 1,5

Слабоэродированный 0,07 31,9 40,7 47,4 81 4,4 5,6 1,7 0,9 1,4

значимо выше, чем в слабоэродированном. Среднее количество обменного кальция в неэродированных почвах значимо меньше, чем в слабоэродированных, для магния наблюдается обратная ситуация. В намытых почвах содержание гумуса, щелочногидролизуемого азота, подвижного фосфора и калия значимо выше, чем в слабоэродированных почвах, и выше, но незначимо, чем в неэродированных.

Эродированность почвы влияет на тип гумуса в профиле почв, изменяя его в сторону фульватности, снижая содержание в пахотном слое гуминовых кислот, свободных и связанных с подвижными полуторными окислами и с кальцием, а по профилю почвы - гуминовых кислот, связанных с глинистыми минералами и устойчивыми полуторными окислами.

В слабоэродированных почвах, по сравнению с неэродированными, установлено значимое уменьшение средневзвешенного диаметра водоустойчивых

агрегатов, коэффициента структурности в черноземе типичном и снижение их вариабельности в пространстве.

Выявлено, что эродированность почвы оказывает влияние на валовое содержание микроэлементов и их подвижных форм в пахотном слое черноземов в зависимости от их вида. В слабоэродированной почве валовое содержание РЬ, Sr, Со, Сг, Си, Cd, N значимо меньше, чем в неэродированной, а Fe - наоборот. Установлено, что при изучении эродированных почв относительное содержание подвижных форм микроэлементов (в процентах от валового) служит более информативным показателем, чем абсолютные величины (в мг/100 кг почвы).

Полученные результаты будут использованы для разработки системы показателей агроэкологической оценки эродированных черноземов на основе применения ГИС-технологий.

Литература.

1. Каштанов А.Н., Извеков А.С., Рожков В.А. и др. Теоретические и практические основы предотвращения водной эрозии почв // Научные основы предотвращения деградации почв (земель) сельскохозяйственных угодий России и формирования систем воспроизводства их плодородия в адаптивно-ландшафтном земледелии. М.: Почв. ин-т им. В.В. Докучаева Россель-хоакадемии, 2013. Т.1. С. 213-287.

2. Чуян Г.А., Ермаков В.В., Чуян С.И. Агрохимические свойства типичного чернозема в зависимости от экспозиции склона // Почвоведение. 1987. № 12. С. 39-46.

3. Иванова М.Е., Морковкин Г.Г., ТайлашевД.А. Изменение фракционного состава гумуса эродированных черноземов при длительном паровании // Вестник Алтайского государственного аграрного университета. 2009. № 9 (59). С. 26-32.

4. Хасанова Р.Ф., Суюндукова М.Б., Суюндуков Я.Т. идр. Оптимизация агрофизических свойств чернозема обыкновенного // Фундаментальные исследования. Биологические науки. 2014. № 8. С. 1095-1099.

5. Агроэкологическая оценка земель, проектирование адаптивно-ландшафтных систем земледелия и агротехнологий. Методическое руководство/под ред. В.И. Кирюшина и А.Л. Иванова. М.: ФГНУ «Росинформагротех», 2005. 784 с.

6. Никитин Б.А. Методы определения содержания гумуса в почве //Агрохимия. 1972. № 3. С. 123-125.

7. Никитин Б.А. Уточнение к методике определения гумуса в почве //Агрохимия. 1983. № 8. С. 101-106.

8. Агрохимические методы исследования почв / под ред. А.В. Соколова. 5-е изд., перераб. и доп. М: Наука, 1975. 656 с.

9. Александрова Л.Н., Найденова О.А. Лабораторно-практические занятия по почвоведению. 3-е изд., перераб. и доп. Л.: Колос, 1976. 280 с.

10. Вадюнина А.Ф., Корчагина З.А. Методы исследования физических свойств почв. М.: Агропромиздат, 1986. 416 с.

11. Теория и методы физики почв. Коллективная монография / под ред. Е.В. Шеина и Л.О. Карпачевского. М.: «Гриф и К», 2007. 616 с.

12. ГришинаЛ.А., Орлов Д.С. Система показателей гумусного состояния почв//Проблемы почвоведения. М.: Наука, 1978. С. 42-47.

13. Доспехов Б.А. Методика полевого опыта (с основами статистической обработки результатов исследований). 5-е изд., доп. и перераб. М.: Агропромиздат, 1985. 351 с.

14. ГОСТ 17.4.1.02-83 Охрана природы. Почвы. Классификация химических веществ для контроля загрязнения. URL: http:// www.gostbaza.ru/?gost=21047.

influence of the degree of erosion degradation on the indicators

of ecological state of black soils

N.P. Masyutenko, G.P. Glazunov, A.I. Sanzharov, A.V. Kuznetsov, N.V. Afonchenko, V.V. Oleshitskii

Russian Research Institute of Agriculture and Soil Erosion Control, K.Marx str., 70 b, Kursk, 305021, Russia

Summary.The studies were carried out in 2011 -2015 on the experimental field of Russian Research Institute of Agriculture and Soil Erosion Control (Kursk Region) on a typical plot of arable land on a watershed and a slope of northern exposure. The plot size was 542 m x 347 m with the inclination 6.3 deg. On the basis of the experimental data analysis using GIS technologies we found out the peculiarities of the influence of erosion degree of black soils on the indicators of their condition. In the topsoil layer of noneroded typical black soil the content of the following elements is reliably higher than in weakly eroded soil of the same type: humus - by 0.35%, alkali-hydrolyzable nitrogen - by 1.35/100 g, magnesium - by 0.17 mg-eq/100 g and mobile phosphorus - by 2.13 mg/100 g of soil. Quantity of calcium is lower by 0.33 mg-eq/100 g. In drift soils the content of humus, alkali-hydrolyzable nitrogen, mobile phosphorus and potassium is significantly higher than in slightly eroded soils by 0.66%, 1.52 mg-eq/100 g, 3.86 and 11.02 mg/100 g, respectively. These values are also insignificantly higher than in noneroded soils. Soil erodibility influences a humus type in the soil profile and fractional-group composition. In slightly eroded soil the content of humic acids in the topsoil layer is 13% less because of the decrease of all three fractions, especially of the fraction connected with clay minerals; humate humus type was registered only in the soil layer 0-10 cm. In slightly eroded soils the decrease by 0.03-0.04 mm of the average weighted diameter of water stable aggregates, a decrease in the structure index and reduction of the aggregate variability 1.6-3.4 times are found out. Soil erodibility influences the content of micronutrient elements in the topsoil of black soils depending on their type. In slightly eroded soil the total content of Pb, Sr, Co, Cr, Cu, Cd, Ni is significantly less, and that of mobile forms of Mn and Zn is by 20-22% more than in noneroded soil.

Keywords: black soils, eroded soils, humus, fractional-group composition, agrochemical and agrophysical properties, micronutrient elements, electronic maps, GIS technologies.

Author Details: N.P. Masyutenko, Dr. Sc. (Agr.), Deputy Director; G.P. Glazunov, Cand. Sc. (Agr.), Head of Laboratory; A.I. Sanzharov, Cand. Sc. (Biol.), Senior Researcher; A.V. Kuznetsov, Cand. Sc. (Agr.), Senior Researcher; N.V. Afonchenko, Cand. Sc. (Agr.), Senior Researcher; V.V. Oleshitskii, Senior Researcher.

For citation: Masyutenko N.P., Glazunov G.P., Sanzharov A.I., Kuznetsov A.V., Afonchenko N.V., Oleshitskii V.V. Influence of the degree of erosion degradation on the indicators of ecological state of black soils // Dostizheniya nauki i tekhniki APK. 2015. V. 29. No 8. pp. 19-23 (In Russ).