Морфогенетические особенности черноземных почв восточной окраины зауральской лесостепи

Агрономия. Почвоведение

МОРФОГЕНЕТИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ ЧЕРНОЗЕМНЫХ ПОЧВ ВОСТОЧНОЙ ОКРАИНЫ ЗАУРАЛЬСКОЙ ЛЕСОСТЕПИ

Н.В. АБРАМОВ,

доктор сельскохозяйственных наук, профессор, ректор Д.И. ЕРЕМИН,

кандидат сельскохозяйственных наук, доцент Тюменская ГСХА, г Тюмень

Ключевые слова: выщелоченный чернозем, луговочерноземная почва, серая лесная почва, емкость поглощения, структура почвы, гумусовый горизонт.

Зауральская лесостепь представляет собой равнину, постепенно понижающуюся к востоку от Урала и заканчивающуюся в пределах лесостепной зоны тремя уступами, разделенными между собой современными и древними долинами рек Туры, Пышмы, Исети и Тобола.

Тура-Пышминский уступ представлен водораздельной слабоволнистой равниной шириной 100-110 км, высотные отметки 100-120 м. Четвертичные отложения представлены лёссовидными суглинками субаэрального генезиса.

Водораздельную равнину окаймляет древняя надпойменная терраса шириной 60-70 км, высотные отметки 80100 м. Четвертичные отложения представлены лёссовидными суглинками озерно-аллювиального генезиса. На севере эта терраса ограничена р. Турой, в заречной части которой начинается подтаежная зона с серыми лесными и подзолистыми почвами. На юг и восток к надпойменной террасе примыкает древняя пойма, состоящая из аллювиально-песчаных отложений

Валовой химический состав черноземных почв

Глубина, CM Гигроскопическая влага Потеря при прокаливании 8 SiO2 AI2O3 Fe2 O3 TiO2 MnO CaO MgO Na2O K2O P2O5 Молекулярные отношения

% на сухую массу SiO2 ROT S1O2

A/2O3

Чернозем выщелоченный

5-15 5,59 11,09 нет 74,8 12,79 4,68 0,78 0,18 2,79 1,52 1,41 2,10 0,24 7,9 9,9

35-40 5,69 5,65 «» 73,3 13,48 5,13 0,82 0,17 1,81 1,69 1,48 2,25 7,3 9,1

55-65 5,84 3,36 «» 74 14,12 5,32 0,78 0,10 1,43 1,73 1,57 2,20 0,06 7,1 8,8

100-110 4,70 3,24 0,24 72,8 13,21 5,13 0,73 0,11 1,72 1,93 1,72 2,10 0,06 7,6 9,4

150-160 4,33 4,89 2,04 72,0 13,68 5,00 0,74 0,15 4,10 2,01 1,41 2,21 7,3 9,0

300-330 3,64 1,08 73,9 15,10 4,01 0,82 0,06 2,43 1,33 1,57 1,92 0,02 7,1 8,3

Черноземно-луговая почва оподзоленная

5-10 4,70 8,00 Нет 73,8 14,29 5,00 0,84 0,08 1,52 1,51 1,30 2,24 0,15 7,2 8,8

20-25 5,24 8,17 «» 73,2 12,82 5,28 0,74 0,14 1,59 1,59 1,25 2,14 0,13 7,8 9,7

30-35 4,95 4,73 «» 69,9 15,71 5,91 0,84 0,12 2,08 2,10 1,25 2,15 0,08 6,1 7,6

50-60 4,45 2,19 0,49 68,0 18,13 5,63 1,12 0,13 2,12 1,81 1,10 1,89 0,06 5,4 6,5

95-105 2,90 1,87 0,74 76,8 10,41 3,55 0,55 0,07 1,95 1,93 0,88 1,60 0,02 8,7 12,5

210-220 5,55 0,46 78,7 11,19 3,59 0,46 0,04 1,83 1,83 1,10 1,74 0,03 9,9 12,0

донного характера. Понижения между дюнами заняты торфяниками, подстилаемые песчаными отложениями мощностью до 2-5 метров. Ширина древней поймы от 60 до 250 км. Высотные отметки - 60-80 м. Древняя пойма рассекается современной долиной реки Пышмы шириной до 6-7 км, с высотными отметками 40-60 м.

Лесостепные почвы сосредоточены и абсолютно преобладают в почвенном покрове водораздельной равнины и верхней террасы, занимающую около 30 % анализируемой территории. На остальной части территории с высотными отметками ниже 80 м. почвенный покров представлен боровыми песками, торфяно-болотными и пойменными почвами.

Лесостепные почвы водораздельной равнины и древней надпойменной террасы представлены выщелоченными черноземами, черноземно-луговыми и серыми лесными почвами. Выщелоченные черноземы расположены в основном на древней надпойменной террасе в сочетании с темно-серыми

Таблица 1

и серыми почвами, приуроченными к возвышенным элементам рельефа, и черноземно-луговыми в пониженных равнинах. Черноземно-луговые почвы, кроме пониженных равнин надпойменной террасы занимают плоские пониженные равнины и невысокие увалы восточной оконечности водораздельной равнины. На оставшейся части уступа водораздельной равнины почвенный покров представлен серыми лесными почвами в сочетании с довольно большими массивами дерновоподзолистых почв [1].

Методика исследований При исследовании были заложены 15 опорных разрезов, в которых по всем генетическим горизонтам и подстилающей породы определялся:

валовой химический состав -атомно-абсорбционным методом;

гранулометрический состав - методом Качинского

физико-химические показатели по методикам прописанным в Руководстве химического анализа под редакцией Е. В. Аринушкиной (1952).

Результаты исследований По морфологическому строению черноземные почвы не отличаются разнообразием. Обычно имеют черный гумусовый горизонт глыбисто-комковатой структуры на пашне и зернисто-комковатый на целине. Мощность гумусового горизонта, как правило, не превышает 40-45 см, при этом он очень часто представлен гумусовыми языками проникающими до глубины 75-85 см. Горизонт В, темно-бурый, сухой, ореховатой структуры. Заметно уплотнен.

Горизонт В2 довольно хорошо выделяется, особенно у черноземно-луговых почв по бурой окраске и орехо-ватой структуре. Карбонатный горизонт у черноземно-луговых почв

Leached chernozem, chernozem-like meadow soil, grey-forest soil, capacity base exchange, aggregate of soil, humus horizon.

Таблица 2

Гранулометрический состав черноземных почв

Глубина, см Содержание фракций, % (размер частиц в мм) Потеря при обработ ке

1,0- 0,25 0,25- 0,05 0,05- 0,01 0,01- 0,005 0,005- 0,001 <0,001 <0,01

Чернозем выщелоченный

15-25 0,4 3,7 27,5 12,7 5,1 42,4 60,2 8,2

35-40 1,1 12,1 21,6 6,8 11,9 41,5 60,2 6,0

56-66 0,5 13,3 21,8 8,1 4,7 45,4 58,2 6,2

100-110 0,4 19,8 26,0 6,3 8,0 34,0 48,3 5,5

150-160 2,3 7,7 24,8 5,9 9,2 32,8 47,9 17,3

300-330 1,8 1,0 13,7 11,2 15,4 49,1 75,7 7,8

Черноземно-луговая оподзоленная

5-10 2,2 10,8 25,7 9,4 17,0 31,0 57,1 4,2

20-25 2,3 8,8 26,3 9,0 16,5 32,4 57,4 4,7

30-35 1,6 8,5 25,2 7,4 12,4 41,5 61,4 3,3

50-60 1,5 10,5 25,2 6,1 9,4 43,3 58,9 3,9

95-105 11,8 44,3 8,9 1,4 4,5 24,3 30,3 4,7

210-220 19,3 16,2 11,0 3,4 7,1 39,2 49,7 3,8

Таблица 3

Физико-химические показатели черноземных почв

Глубина, см Гумус, % Общий азот, % Подвижные формы Поглощенные основания Емкость поглоще ния

Р2О5 К2О Са2+ Мд2+ Сумма

мг/100 г почвы мг/экв. на 100 г почвы

Чернозем выщелоченный тяжелосуглинистый иловато-пылеватый

5-15 6,42 0,51 11,2 23,1 35 4,5 39,5 41,8

25-30 6,60 0,30 7,2 20,3 34,7 5,5 40,2 42,7

32-37 4,72 0,23 7,2 23,1 22,9 3,7 26,6 28,6

60-70 0,25 - 3,0 25,2 14,3 9,5 23,8 25,5

100-110 - - 5,6 22,4 25,1 8 33,1 -

140-150 - - 3,0 20,3 - - - 22,2

Черноземно-луговая оподзоленная тяжелосуглинистая иловато-пылеватая

5-15 8,63 0,55 1,75 11,2 33,9 8,7 42,6 45,1

25-35 5,87 0,36 1,25 11,2 31,4 5,3 36,7 39,3

35-40 4,95 0,34 1,75 15,4 25,6 8,9 34,5 36,6

50-60 0,73 - 1,25 18,2 - - 23

80-90 - - 2,12 - - - 17,3

150-160 - - 2,12 20,3 - - - 15,8

залегает с глубины 75-90 см, карбонаты представлены псевдомицелием, белоглазкой, плесенью, журавчиками. У выщелоченных черноземов карбонаты залегают несколько глубже - 120130 см и представлены более крупными скоплениями в виде желваков и жил толщиной 3-7 см.

У черноземно-луговых почв на глубине 140-150 см имеются хорошо заметные глеевые пятна. Глубина грунтовых вод 210-280 см. У выщелоченных черноземов признаки оглеения проявляются лишь на глубине 400-420 см. Грунтовые воды находятся на глубине 5-7 метров.

С глубины 260-280 см чернозем-

но-луговые и с 340-380 см выщелоченные черноземы подстилаются лёссовидными средне-и легкосуглинистыми породами.

Данные валового и гранулометрического анализа (табл. 1, 2) свидетельствуют о процессах выщелачивания. Более отчетливо картина перераспределения полуторных окислов и иловатой фракции выражена у черноземнолуговых почв, занятых в прошлом и на значительных площадях в настоящее время лиственными лесами.

Большинство черноземных почв имеют неоднородный валовой химический состав не только в верхней части профиля, но и в нижележащих

Агрономия. Почвоведение

горизонтах, что объясняется неоднородностью гранулометрического состава почвообразующих пород.

По гранулометрическому составу породы носят трехчленный характер. Изменение с глубиной идет следующим образом: верхняя часть до глубины 90-120 см тяжелые суглинки; 180220 см - средние суглинки иногда на переходе к легким суглинкам; еще ниже до глубины 280-320 см тяжелые суглинки, которые подстилаются средними и легкими глинами.

Физико-химические свойства черноземных почв, анализируемой территории в той или иной степени отличаются как от аналогичных почв зауральской лесостепи, более удаленных от ее окраины [2], так и от черноземных почв лесостепи Ишимской и Барабин-ской равнины [3, 4].

Черноземные почвы восточной окраины Зауральской лесостепи имеют небольшую мощность гумусового горизонта и сравнительно невысокое содержание гумуса. Уменьшение содержания гумуса с глубиной особенно при переходе от горизонта В, к В2 довольно резкое.

Емкость поглощения черноземных почв исследуемого района небольшая, в гумусовом горизонте не превышает 42-44 мг/экв на 100 г почвы (табл.3).

В составе поглощенных оснований абсолютно преобладает кальций, составляющий 80-85 % от суммы в гумусовых горизонтах. Глубже, в составе поглощенных катионов увеличивается количество магния - до 25-30 % от суммы. Поглощенный натрий ни в одном из опорных разрезов по всему профилю в значительных количествах не был обнаружен.

Степень насыщенности почвы основаниями довольно высокая, у выщелоченных черноземов она колеблется в пределах 94-97 %, несколько ниже у черноземно-луговых - 82-92 %. Величина рН солевой вытяжки также отклоняется в более кислую сторону у черноземно-луговых почв, достигая 5,2-5,6, в то время как у выщелоченных черноземов - 6,0-6,2.

Почвы, изучаемого района, характеризуются малыми запасами валового и подвижного фосфора по всему профилю почвы. Содержание валового фосфора в гумусовом горизонте у выщелоченных черноземов составляет 0,19-0,21, в почвообразующей породе -0,04-0,07 %; у черноземно-луговых почв соответственно 0,14-0,15 и 0,01-0,04 %. Количество подвижного фосфора по всему профилю обоих типов почв в основном колеблется в пределах от 2 до 5 мг на 100 г почвы и лишь на удобренной пашен иногда увеличивается содержание Р205 (по Чирикову) до 8-12мг в верхнем горизонте.

Содержание валового и подвижного калия по всему профилю черноземных почв значительное - валовое со-

держание варьирует в пределах 2,12,3 % от веса сухой почвы; подвижных форм (по Масловой) у выщелоченных черноземов 20-25, у черноземнолуговых - 12-18 мг/100 г почвы.

Выводы На окраине зауральской лесостепи черноземные почвы представлены выщелоченными черноземами, луговочерноземными и черноземно-луговыми почвами, которые приурочены к геоморфологическим районам - на водораздельной возвышенной недрениро-

ванной равнине формируются полугид-роморфные; автоморфные занимают ее оконечность и террасу, окаймляющую водораздельную равнину.

Между типами почв имеются различия по морфологическим признакам: полугидроморфные имеют более короткий профиль и выше горизонт вскипания. Карбонатный горизонт заканчивается в пределах профиля, более тонкая структура новообразований карбонатов, тогда как у черноземов карбонаты встречаются и в материнской породе.

Агрономия

Данные валового и гранулометрического анализа свидетельствуют о наличие в изучаемых типах почв процессов выщелачивания, более отчетливо выраженных у полугидроморных почв.

По агрохимическим показателям и физико-химическим свойствам черноземные почвы окраины зауральской лесостепи не отличаются от подобных типов почв лесостепи Западной Сибири. Для почв характерна слабая обеспеченность подвижным фосфором, средняя и хорошая подвижным калием.

Литература

1. Каретин Л. Н. Почвы Тюменской области. - Новосибирск Наука, Сиб. Отд-ние. - 1990. - 285с.

2. Афанасьева Е. А., Бахтин П.У. Генетическая характеристика почв Зауральской лесостепи. В кн. Исследования в области генезиса почв. - М., АН СССР, 1963, 600с.

3. Горшенин К. П. Почвы южной части Сибири (от Урала до Байкала). - М., АН СССР, 1959, 611 с.

4. Ерохина А. А., Розов Н. Н. Почвы Урала, Западной и Центральной Сибири. - М. АН. СССР, 1962, 460 с.

МИКРОБИОЛОГИЧЕСКАЯ АКТИВНОСТЬ КАК ОДИН ИЗ ФАКТОРОВ РЕГУЛИРОВАНИЯ УРОЖАЙНОСТИ ЯЧМЕНЯ

Г.Н. КОЗИНА,

старший преподаватель, Волгоградская ГСХА, г. Волгоград

Ключевые слова: ячмень, урожайность ячменя, микробиологическая активность, чередование культур, система обработки и удобрения почвы, чередование сельскохозяйственных культур.

Результаты почвенно-микробиологических исследований не закладываются в технологические решения при создании зональных систем земледелия. Между тем почвенная микробиология как наука должна определять общую стратегию земледелия и вместе с почвоведением, агрохимией, агрофизикой и физиологией растений выработать необходимые параметры для разработки конкретных агротехнологий в зональных системах. Только при этом условии может быть решена одна из основных задач земледелия - сохранение и повышение почвенного плодородия.

Цель и методика исследований В условиях Волгоградской области на опытных полях учхоза «Горная Поляна» и производственных посевах перед нами стояла задача определить уровень биологической активности в посевах ячменя «Донецкий-8», размещенных в системе севооборотов по различным предшественникам. Посев проводили по предшественникам: пар, кукуруза, сорго, озимая пшеница, ячмень. Более того, предполагалось выявить влияние минеральных и органоминеральных удобрений на активность микробиологических процессов, происходящих в степной зоне светло-каштановых и южно-черноземных почв Вол-

гоградской области.

Изучение микробиологической активности проводилось методом аппликаций [1]. Данный метод приближает исследования к естественным условиям, применим к различным типам почв и может характеризовать различные агрохимические и агротехнические мероприятия.

Отрезки льняной ткани закапывались на глубину 30 см, то есть изучение проводилось непосредственно в пахотном слое почвы, в зоне ризосферы ячменя, где по данным ранее проведенных исследований деятельность микроорганизмов проявляется наиболее сильно. На развитие и размножение бактерий оказывают влияние температура и влажность почвы. При содержании воды в почве ниже 20% развитие бактерий ослаблено. Для успешного развития бактерий требуется не менее 20% влажности почвы.

Поскольку исследования проводились в зоне сухих степей, характеризующейся недостаточным увлажнением, то срок экспозиции, выбранный нами, равнялся 15 дням, 1 месяцу, 45 дням, 2 месяцам.

Данные по климатическим условиям в период вегетации ячменя приведены в таблице 1.

Полотна практически находились в почве весь период вегетации ячменя.

Руководствуясь значимостью аминокислот в жизнедеятельности почвы и основываясь на методике, была проведена работа по выявлению динамики накопления аминокислот. Исследования были проведены в период времени с 1992 по 1994 годы на светло-каштановых и 2001-2002 годы на южно-черноземных почвах. Анализируя значения среднего накопления аминокислот за вегетационный период в 1992-1994 гг., отмечено следующее: в посевах ячменя по предшественнику пар величина накопления аминокислот выше, чем по всем другим предшественникам и даже на варианте «контроль» достигает уровня 74 мкг/г полотна. Под влиянием минеральных удобрений увеличение происходит до 97,6 мкг/г полотна, под влиянием же органоминеральных удобрений количество свободных аминокислот увеличивает-

Barley, productivity of barley, microbiological activity, alternation of cultures, system of processing and fertilizer of ground, alternation of agricultural crops.