Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Почвенно-агрохимические основы адаптивно-ландшафтной организации систем земледелия ВКЗП. Учебное пособие
.pdf
Локальные особенности почвенно-климатических условий
сведены леса, где особенно велика их почвоохранная,
влагонакопительная роль, и это привело к развитию
эрозионных процессов, особенно на пашне.
1.3. Почвенный покров
Разнообразие литолого-геоморфологических, климатических условий в зоне перехода южной тайги к широколиственным лесам, характер и интенсивность процессов, режимов, специфичных в данных условиях сочетания почвообразующих факторов, предопределили
неоднородность и мозаичность почвенного покрова отдельных контуров не только в плане, но и по профилю.
1.3.1. Пестрота ПП (Юлушев И.Г., Смирнова О.А.)
Основные четвертичные отложения, на которых
сформировались почвы земледельческой провинции,
можно подразделить на группы легкого и тяжелого
гранулометрического состава. Первые представлены
водноледниковыми и древнеаллювиальными песками
и супесями, элювием песчаников. Эти почвы территориально распределены неравномерно, занимают примерно до 20–25% пахотных угодий (табл. 1). Они отличаются высокой кислотностью, низкой емкостью поглощения, слабо гумусированы, обеспеченность элементами
питания растений низкая и должны быть отнесены к
маргинальным почвам, т. е. к почвам, где при существующих материально-технических ресурсах весьма проблематично получение урожаев выше компенсационного уровня.
Около 20% пашни представлены почвами на двучленных отложениях. Чаще всего это легкие песчаные
и супесчаные плащи на отложениях тяжелого механического состава. Если подстилающая порода находится не глубже 50 см, эти почвы вполне пригодны для
освоения под пашню.
Наибольшую ценность представляют почвы среднего и тяжелого гранулометрического состава, сформированные на покровных глинах и суглинках, моренных отложениях, элювий пермских глин (которые мо-
31
гут быть карбонатными и бескарбонатными) и известняков. На долю этих почв приходится примерно 60%
пашни. Они богаче элементами питания, высока их
поглотительная способность, реакция почвенного раствора может быть от кислой до близкой к нейтральной.
На бескарбонатных породах эти почвы отличаются высокой кислотностью, которая сохраняется по всему профилю, часто с глубиной смещается в более кислый интервал (по меньшей мере в слое 0–60 см, где
располагается корневая система и находится продуктивная влага). Для всего профиля характерно высокое содержание подвижного алюминия, в отдельных
случаях его меньше в пахотном горизонте, что, по-видимому, объясняется выносом элемента из этого горизонта или с образованием нерастворимых фосфатов, гидратов алюминия. По всему профилю содержание оснований, количество фосфора и калия
невысокое. В качестве примера в таблице 1.8 представлены показатели некоторых агрохимических
свойств генетических горизонтов профиля дерновоподзолистой почвы со вторым гумусовым горизонтом
на покровных суглинках.
Статистическая обработка материалов почвенных
исследований дает представление о значительной вариабельности показателей кислотных характеристик
почв (табл. 1.9).
Обращает на себя внимание низкая вариабельность показателей рН. Вероятно, это следствие некорректных математических действий с символом рН (что
неверно), а не с натуральными числами (в данном случае мг Н
до 6,0 (при шаге в 0,2 рН массив данных 11) средневзвешенный показатель составляет 5,04, а при работе
с натуральными числами — рН 4,61. Разница на целый
класс принятой в стране градации почв по величине
рН. Колебания величины содержания подвижного алюминия значительно существенны и просматриваются
при анализе показателей индивидуальных почвенных
профилей.
32
+
/л). Так, при расчетах по величине рН от 4,0
Глава I
Локальные особенности почвенно-климатических условий
Таблица 1.8. Показатели агрохимических свойств генетичес
ких горизонтов. Разрез 25. Фаленский район, у д. Верхосунье,
Кировская область. Пашня [Тюлин, 1976. С. 154–183]
Показатели À
Глубина горизонта, см 0-23 23-27 27-35 35-67 67-112 …170
ðÍ 4,2 4,0 4,2 4,3 4,6 5,0
Ír, ìýêâ/100 7,75 8,69 7,75 7,56 4,62 2,54
Í
, ìýêâ/100 1,40 2,24 3,03 3,08 1,07 0,18
îáì.
Ñà2+, ìýêâ/100 6,5 5,24 8,10 16,59 17,38 19,05
Mg2+, ìýêâ/100 1,84 2,31 3,41 7,23 7,62 7,54
S, ìýêâ/100 16,96 16,40 18,36 27,33 28,31 28,01
Al
, ìã/100 11,8 18,5 25,2 22,7 8,4 0,8
ïîäâ.
P2O5, ìã/100 3,8 6,6 10,7 10,5 - 10,4
Ê2Î, ìã/100 7,6 4,9 7,2 14,1 - 10,4
Гумус, % 2,83 1,74 0,71 0,64 0,47 0,08
Азот общий, % 0,124 0,081 0,047 0,041 0,037 0,034
“Физическая” глина, % 39 33 37 51 48 47
À1 À2 À2 Â Â
ïàõ.
Â
1
Ñ
2
Таблица 1.9. Агрохимические свойства А
золистых почв на покровных суглинках среднетаежной
дерновопод
пах
подзоны [Тюлин, 1976. С. 88]
Показатели n M V, %
ðÍ 39 4.70 8.94
Ír, ìýêâ/100 39 4.10 28.54
Í
, ìýêâ/100 33 0.56 106.05
îáì.
Al
, ìã/100 33 0.49 120.20
ïîäâ.
P2O5, ìã/100 38 4.20 55.82
Ê2Î, ìã/100 38 8.30 47.40
Для сравнения с данными таблицы 1.8 приводятся
показатели агрохимических свойств генетических горизонтов разреза 4, заложенного около д. Парфеновщина Куменского района Кировской области (морфологическое описание разреза в приложении 1). Почва
также дерново-подзолистая на покровном суглинке
(табл. 1.10).
В профиле этой почвы мало подвижного алюминия, несколько меньше величина гидролитической кислотности.
Значительная часть дерново-подзолистых почв
сформирована (или подстилается) на мергелизованных
породах: элювий пермских мергелизованных глин,
известняков, фосфоритов, карбонатные покровные
суглинки. Характерные особенности этих почв:
n отсутствие или слабая прочерченность собственно
подзолистого горизонта;
n высокая насыщенность основаниями, вскипание
возможно с глубины 45–60 см;
33
n значительные валовые запасы фосфора в иллюви-
,
,
,
,
ð
,
,
g
альных горизонтах при отсутствии подвижного
алюминия, в подгумусных горизонтах профиля
чаще всего отмечается сдвиг реакции среды в сторону щелочного интервала. [Коротаев, 1962; Тюлин,
1976; Старцев, 1985].
В таблице 1.11 представлены некоторые агрохимические показатели генетических горизонтов дерновоподзолистой почвы, сформированной на элювий пермских мергелизованных глин (морфологическое описание профиля в приложении 2).
Таблица 1.10. Показатели некоторых агрохимических
свойств генетических горизонтов. Разрез 4. П
Показатели À
Глубина 0-18 18-20 20-32 32-55 55-112 >112
ðÍ
4,68 4,30 4,50 4,25 4,43 4,57
ñîë.
Hr, ìýêâ/100 ã 4,93 4,07 3,79 5,09 3,42 3,13
Í
, ìýêâ/100 ã 0,15 0,16 0,26 0,75 0,22 0,14
îáì.
Ca2+, ìýêâ/100 ã 12,8 12,5 15,7 22,2 22,7 21,9
Mg2+, ìýêâ/100 ã 4,0 4,0 5,7 9,0 8,3 9,4
Al
ìã/10 0 ã 0,80 0,95 1,40
ïîäâ,.
Ê2Î â 0,2 í HCl, ìã/100 ã 12,3 7,8 9,3 10,5 10,6 10,8
P2O5 â 0,2 í HCl, ìã/100 ã 5,0 -
Фракции
минеральных фос-
фатов,
ìã/100 ã
“Физ ическ ая” глина, % 13,7 25,0 - 35,9 33,4 33,2
сумма 39,99 30,05 33,56
Ca-P
5
Ca-P
3
Al-P 3,62 3,40 1,66 4,03 3,63 0,98
Fe-P 21,15 11,00 11,55 17,55 17,70 12,00
6
Ca-P
Гумус, % 2,41 - 0,79 0,64 0,50 0,41
À2 À2Â1 Â1 Â2 Ñ
ïàõ.
8,0 7,7 9,0 11,0
41 4,70 6,67 6,17 7,35 7,35
70 3,80 6,60 6,60 7,70 8,25
11 7,15 7,08 7,50 9,08 16,75
Таблица 1.11. Показатели некоторых агрохимических
свойств генетических горизонтов. Разрез 60. П
[Юлушев,1989]
Показатели Åä. èçì. À
Глубина ñì 0-24 24-58 58-89 89-106 106-142
Í 4
Ír ìýêâ/100 3,63 1,77 1,68 1,35 0,79
Í
- ~ - 0,05 0,03 0,03 0,03 0,01
2+
Ñà
2+
M
- ~ - 6,7 12,8 10,5 19,2 16,6
S - ~ - 14,4 25,9 22,2 30,5 27,2
Al
Ê
PO â 0,2 í HCl - ~ - 11,4 1,5 2,9 3,3 9,3
Фракции
минераль-
фосфатов,
Гумус % 1,65 0,62 0,56 0,53 0,27
Àçîò î áùèé - ~ - 0,11 0,07 0,07 0,06 0,04
“Физическая” глина - ~ - 44,5 36,1 63,0 65,6 52,4
34
ìã/100 0,13 - - 0,09 0,06
Î â 0,2 í HCl - ~ - 16,3 15,1 17,0 18,9 18,4
сумма - ~ - 55,1 37,7 41,5 58,8 58,0
Ca-P
Ca-P
íûõ
Al-P - ~ - 11,40 2,63 2,57 6,25 7,88
Fe-P - ~ - 17,62 7,50 8,17 8,75 6,82
Ca-P
- ~ - 15,8 25,8 20,6 27,8 21,6
- ~ - 8,52 9,69 10,13 8,13 9,38
- ~ - 13,64 13,22 13,68 19,36 16,44
- ~ - 3,90 4,69 3,50 16,32 17,44
ÀÂ Â
74
5
59 5,18 5,64 5,93
[Юлушев, 1989]
5,63
41
0,41 0,40
85 45,46 45,33
Â
Глава I
д
2
д
тЭ
2
Ñ Ñ
уП
2
Локальные особенности почвенно-климатических условий
Основные отличия в показателях агрохимических
свойств генетических горизонтов этого профиля заключаются в следующем:
n смещении реакции среды от А
казателям рН, величине Н
гидр.
к породе (по по-
пах.
, Н
) в сторону
обмен.
щелочного интервала;
n отсутствие подвижного алюминия;
n стабильно высокое содержание обменных оснований;
n при скромных показателях содержания усвояемо-
го фосфора, сумма фракций минеральных фосфа-
тов представляет значительную величину.
Пахотный слой этих почв в ходе длительного почвообразовательного процесса в условиях промывного режима потерял свою былую карбонатность
(табл.1.12).
Таблица 1.12. Показатели некоторых агрохимических
свойств пахотного слоя дерновоподзолистых почв на
моренных отложениях [Тюлин, 1976]
Показатель
Гумус % 26 1,12 - 2,22 1,71 12 1,3 – 2,29 1,73
Èë (< 0,001 ìì) - ~ - 10 5,2 – 12,0 7,0 6 3,3 – 18,8 8,4
Физ. глина (< 0,01 мм) - ~ - 10 21,2 – 38,3 26,7 6 20,6 – 31,9 23,9
ЕКО ìýêâ/100 30 6,6 – 19,5 11,3 15 7,2 – 16,1 10,9
S - ~ - 30 1,3 – 12,4 6,1 15 2,0 – 1,0 6,3
Hr - ~ - 30 3,5 – 2,5 5,5 15 2,4 – 0,2 4,6
Í
- ~ - 29 0,11 – 3,80 1,26 11 0, 11 – 2,51 0,84
обмен.
pH
- ~ - 30 4,0 – 5,5 4,5 15 4,1 – 5,7 4,6
KCI
Подвижный Al ìã/100 29 0,14 – 28,3 10,5 11 0,1 – 21,43 1,5
V % 30 18 - 70 52 15 43 - 75 59
Общий азот - ~ - 6 0,04 – 0,08 0,06 4 0,05 – 0,09 0,07
Валовый фосфор - ~ - 6 0,04 – 0, 07 0,06 4 0,04 – 0,08 0,07
Валовый калий - ~ - 6 0,7 – 1,4 1,2 4 0,8 – 1,4 1,2
P2O5 â 0,2 í HCl ìã/100 28 1,0 – 17,5 3,6 15 1,0 – 8,5 3,6
K2O â 0,2 í HCl - ~ - 30 0,5 – 17,0 7,8 15 1,9 – 17,0 6,6
Åä.
измер.
Бескарбонатная
морена
n L M n L M
Карбонатная
морена
Примечание. n — число выборок, L — лимиты колебаний,
M — среднеарифметические значения, S — сумма поглощенных оснований, V — степень насыщенности основаниями.
Таким образом, существенные различия в свойствах генетических горизонтов по многим определяющим плодородие показателям не могут не оказывать
решающего влияния на все элементы земледельческой
практики, особенно применения извести и минеральных удобрений, обработки почвы.
35
Для того, чтобы установить степень различий в
свойствах генетических горизонтов почв, сформированных на различных почвообразующих породах (а на
двучленах при нахождении подстилающей породы не
глубже 50 см) были обработаны аналитические данные
366 разрезов дерново-подзолистых суглинистых почв,
заложенных на пахотных угодьях хозяйств центральной агропроизводственной зоны Кировской области.
Использовались материалы почвенных обследований
Кировского филиала института Волговятгипрозем после 1984 года, когда эти работы проводились по единой
методике [Краткие указания..., 1983]. При рассмотрении показателей свойств отдельных генетических горизонтов почвенного профиля четко просматривается
высокая их вариабельность в зависимости от характера почвообразующей породы и, вероятно, других условий почвообразования.
В таблице 1.13 приведены некоторые агрохимические показатели по генетическим горизонтам почвенных разрезов, которые объединены в три агрогруппы.
Критерием для такой группировки почв служили показатели, в основном, кислотных свойств генетических
горизонтов. К 1-й агрогруппе отнесены почвы, где содержание подвижного алюминия в А
выше 4,0 мг/100 г
пах
почвы, в иллювиальных, как правило, еще больше,
величина рН
сохраняется по всему профилю на
сол
уровне показателей пахотного слоя или смещается в
сторону более кислого интервала (16 разрезов).
Почвы 2-й агрогруппы отличались от предыдущей
только содержанием подвижного алюминия в пахотном слое — ниже 4,0 мг/100 г почвы (203 разреза).
В почвах 3-й агрогруппы подвижного алюминия
практически нет, рН
в иллювиальных горизонтах
сол
профиля смещается в сторону щелочного интервала
(147 разреза).
При всей условности и недостаточной жесткости
используемых критериев, возможных ошибок в оценке
отдельных разрезов, результаты обработки большого
числа выборок показали наличие статистически доказуемых различий кислотных характеристик в профиле
почвенных разрезов, сформированных на карбонатных
и бескарбонатных породах.
36
Глава I
Локальные особенности почвенно-климатических условий
Таблица 1.13.. Показатели некоторых агрохимических
свойств генетических горизонтов почв на карбонатных
и бескарбонатных породах [Юлушев, 1989]
Показател и Группы почв А
рН – среднеарифметичес
кие значения
+
по концентрации Н
Нr, ìýêâ/100 ã
Al
, ìã/100 ã
ïîäâ.
+2
Ca
+ Mg+2, ìýêâ/100 ã
1 4,11 3,89 3,73 Íå îïð.
2 4,56 4,15 4,10 4,38
3 4,70 4,74 5,83 6,58
2 4,33 3,97 3,95 4,04 рН – средняя величин а
3 4,38 4,41 5,04 6,00
1 5,31 7,83 8,68 Íå îï ð.
2 4,75 5,09 4,95 4,07
3 3,78 3,13 1,46 0,76
t
0,43 0,43 0,33 0,29
05
1 3,9 18,9 22,6 Íå îïð.
2 1,3 5,6 9,3 Íå îïð.
3 следы следы следы Íå îïð .
2 13,9 20,2 24,1 26,0
3 16,2 26,7 28,8 35,1
1,61 1,72 1,88 1,82
t
05
2 9,2 12,5 16,8 18,8 P2O5, ìã/100 ã
3 6,6 8,2 15,3 17,3
2 12,0 8,6 9,0 8,6 Ê2Î, ìã/100 ã
3 10,5 9,0 7,7 4,1
Примечание. t°5 — достоверный интервал при 95% вероятности средней разности показателей соответствующих генетических горизонтов 2 и 3 групп почв. Подчеркнуты данные, где
нулевая гипотеза отвергается.
Â1 Â2 Ñ
ïàõ
Таким образом:
n существуют статистически доказуемые различия в
параметрах важнейших свойств генетических го-
ризонтов почвенного профиля, принадлежащих к
одной таксономической единице по принятой в
стране классификации почв;
n отсутствуют методические подходы учета этой мо-
заичности свойств в профиле почв для решения
практических задач земледелия;
n требуются новые принципы классификации почв,
учитывающие локальные особенности строения и
свойств не только пахотного слоя, а всего почвен-
ного профиля.
1.3.2. Плодородие почв
Плодородие — способность почвы обеспечивать
растения энергией и элементами питания для синтеза
органического вещества, соответственно, его интегральным показателем является величина урожая. В свою оче-
37
редь, урожай есть производное от величины факторов
плодородия, которые могут быть подразделены на:
n элементы и энергию (пища, вода, свет, тепло и т. д.);
n биохимические, физико-механические условия (рН,
физические свойства, фитосанитарное состояние и т. д.);
n процессы и режимы (физико-химические, биоло-
гические и др.).
Различают:
n естественное плодородие, определяемое фактора-
ми генезиса;
n искусственное плодородие, как результат агрогенно-
го усиления или ослабления факторов плодородия;
n эффективное плодородие — суммарное проявление
естественного и искусственного плодородия через
урожай в определенном пространстве и времени
(его производное — экономическое).
С биологической точки зрения плодородие можно
определить, как способность почвы обеспечивать оп
тимальный режим связывания, усвоения растениями
солнечной энергии и биогенных элементов в процессе
синтеза органического вещества. Отсюда возникает
необходимость установления оптимальных величин
факторов плодородия, которые:
n взаимообусловлены и взаимозависимы, должны со-
ответствовать потенциалу гидротермических фак-
торов среды;
n индивидуальны для каждой культуры, даже сорта,
должны соответствовать их биопотенциалу;
n характеризуются высокой изменчивостью во вре-
мени, даже в течение вегетационного периода;
n оптимальное плато каждого из них имеет опреде-
ленную протяженность.
Таким образом, понятие об оптимальных параметрах факторов плодородия имеет относительный характер. К тому же, верхние и нижние границы оптимальных уровней большинства из них для сельскохозяйственных культур не установлены. Тем не менее,
определенные придержки для основных факторов необходимо иметь для реализации целесообразного сочетания интенсивности антропогенного воздействия на
почву с уровнем оптимальных параметров факторов
плодородия. Так, для применения факторов интенси-
38
Глава I
Локальные особенности почвенно-климатических условий
фикации земледелия (сорта, удобрения и др.) почва
должна быть соответствующим образом подготовлена,
только тогда эти факторы могут проявить свой потенциал. Основными почвенными факторами плодородия
представляются следующие.
Минералогический и гранулометрический состав
корнеобитаемого слоя почвенного профиля (не только
пахотного слоя). Первый имеет большое значение с
точки зрения химизма биогенных и вредных элементов и веществ, но изучен слабо. Второй определяет в
основном водно-физические свойства, сопротивляемость к механической обработке, следовательно, характер обработки почвы. Например, на заплывающих
почвах, где возможно образование корки, надо свести
к минимуму применение бороны. Она крошит и превращает структурные агрегаты в пыль. Лучше иметь
грубое «одеяло» и твердое семенное ложе из крупных
почвенных комков и структурных агрегатов.
Зависимость урожайности некоторых культур от
гранулометрического состава может быть охарактеризована следующими данными (табл. 1.14).
Таблица 1.14. Зависимость урожайности некоторых куль
тур от гранулометрического состава, т/га [Ганжара, 2001]
Озимая рожь 1,68 2,20 2,46 1,89 1,53
чаные
Îâåñ 1,93 2,14 2,23 2,28 2,10
Картофель 17,8 21,6 22,7 22,1 18,2
Клевер 1 г.п. - 4,74 4,97 4,96 4,05
Легко- Средне- Тяжело- Культура Песчаные Супес-
суглинистые
Пригодность почв по гранулометрическому составу для возделывания отдельных сельскохозяйственных культур представляется в следующем виде
(табл. 1.15).
Таблица 1.15. Эдафическая совместимость грану
лометрического состава почв с биологией сельско
хозяйственных культур
Грануломет рический
состав
Песчаный и супесчаный Рожь, картофель, люцерна, сераделла, эспарцет
Легк о- и среднесуглинистый
Тяжелосуглинистый,
глинистый
Рожь, картофель, люцерна, сераделла, эспарцет овес, просо,
сорго, ячмень, гречиха, горох, подсолнечник, лен
Пшеница, ячмень, кукуруза, подсолнечник, вика, клевер
Культуры
39
Глава I
Содержание усвояемых форм соединений элемен
тов питания. Разработаны приблизительные градации
почв по степени обеспеченности макро- и микроэлементами. Вероятно, термин «оптимальное содержание»
применительно к отдельным элементам питания растений не совсем корректен. Так, для усвояемых соединений фосфора и калия важно установить минимальные уровни содержания, ниже которых проявляется их
недостаток (при обеспеченности растений другими
факторами роста и развития). Для таких элементов, как
цинк, медь, железо и др., необходимо знать еще максимальные значения содержания подвижных форм во
избежание проявления их токсичности.
В свое время ученые пытались определить степень
обеспеченности элементами питания, доз удобрений для
различных почвенных таксонов и сельскохозяйственных культур и уровень урожаев. Однако удовлетворительных методик для таких разработок не удалось создать ввиду множества привходящих факторов. Тем не
менее, примерные оптимальные параметры свойств
А
для отдельных групп сельскохозяйственных куль-
пах
тур и уровень плодородия разработаны (приложение 3).
Плодородие почв в значительной степени определяется содержанием органического вещества, макрои микроэлементов, реакцией среды и другими факторами, значение которых раскрывается в соответствующих разделах данной работы.
1.3.3. Классификация почв
Первая научная классификация почв в России была
разработана В.В. Докучаевым: в каждой природной зоне
были выделены зональные типы почв по их происхождению и по характеру факторов почвообразования (генетическая классификация). С развертыванием масштабной химизации земледелия (после 1964 года) появилась потребность в знаниях состава, свойств отдельных
почвенных контуров для разработки рациональных
приемов использования извести и удобрений в условиях конкретных почвенно-климатических земледельческих провинций. С этого периода начинаются системные исследования почвенного покрова. К 80-м го-
40
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]