Магнитные профили почв Кубани разного сельскохозяйственного использования

Размещено на http://www.allbest.ru/

Магнитные профили почв Кубани разного сельскохозяйственного использования

Шеуджен Асхад Хазретович

д.б.н., профессор, академик РАН, зав. кафедрой агрохимии, зав. отделом прецизионных технологий, SPIN-код (РИНЦ): 9370-9411

Гуторова Оксана Александровна

к.б.н., доцент кафедры агрохимии, ведущий научный сотрудник, SPIN-код (РИНЦ): 3443-8774

1 - Кубанский государственный аграрный университет имени И.Т. Трубилина, г. Краснодар, Россия

2 - Всероссийский научно-исследовательский институт риса, г. Краснодар, п. Белозерный, Россия

В статье рассмотрено изменение магнитных свойств почв разного сельскохозяйственного использования в зависимости от условий почвообразования. Объекты исследования - чернозем выщелоченный Западного Предкавказья, лугово-черноземная и лугово-болотная почвы рисовых агроландшафтов. Результаты показали, что с увеличением степени гидроморфизма величина магнитной восприимчивости почв уменьшается. Наибольшей намагниченностью профиля обладает чернозем выщелоченный. В почвах, сформированных под влиянием гидроморфного почвообразования, магнитная восприимчивость снижена в 3,0-3,5 раза в условиях богары и залежи, и в 6,0-12,0 раз в почвах рисовых агроценозов

Ключевые слова: РИСОВЫЕ АГРОЛАНДШАФТЫ, ЧЕРНОЗЕМ ВЫЩЕЛОЧЕННЫЙ, МАГНИТНАЯ ВОСПРИИМЧИВОСТЬ, МАГНИТНЫЙ ПРОФИЛЬ

Magnetic profiles of Kuban soils of various agricultural use

Sheudzhen Askhad Khazretovich, Gutorova Oksana Alexandrovna

The article discusses the change in the magnetic properties of soils of different agricultural use, depending on the conditions of soil formation. The objects of study are leached chernozem of Western Ciscaucasia, meadow chernozem and meadow bog soils of rice agrolandscapes. The results showed that with an increase in the degree of hydromorphism, the magnitude of the magnetic susceptibility of the soil decreases. The leached chernozem has the highest magnetization of the profile. In soils formed under the influence of hydromorphic soil formation, magnetic susceptibility is reduced by 3.0-3.5 times in rainfed conditions and deposits, and by 6.0-12.0 times in soils of rice agrocenoses

Keywords: RICE AGROLANDSCAPES, LEACHED CHERNOZEM, MAGNETIC SUSTAINABILITY, MAGNETIC PROFILE

Все компоненты почв обладают определенной магнитной активностью, одной из характеристик которой является магнитная восприимчивость, отражающая образование сильномагнитных минералов железа в хорошо оструктуренной и аэрированной почве и может служить дополнительным критерием, характеризующим водно-воздушные и структурные ее свойства [1]. Минералы железа, обусловливающие магнитную восприимчивость почв, представляют собой оксиды и гидроксиды, в различной степени окристаллизованные и отличающиеся типами кристаллических решеток [2]. В автоморфных почвах с хорошей аэрацией и преобладанием окислительных условий над восстановительными соединения железа, накапливаются в виде оксидов и гидроксидов трехвалентного железа. В гидроморфных почвах с устойчивым режимом переувлажнения преобладают соединения двухвалентного железа [3]. Величина магнитной восприимчивости повышается с нарастанием интенсивности дернового процесса и накоплением гуминовых кислот, оглинением почвы [4]. На снижение ее значений влияют процессы оподзаливания, оглеения, осолодения, низкие величины рН, фульватный состав гумуса, а также развитие плоскостной водной эрозии и наличие в почве свободных карбонатов [4, 5].

Цель работы - изучить изменение магнитной восприимчивости по профилю почв разного сельскохозяйственного использования.

Объекты и методы исследования. Исследования проводили на рисовой оросительной системе "Красное" Красноармейского района Краснодарского края и стационарном опыте кафедры агрохимии Кубанского государственного аграрного университета имени И.Т. Трубилина (г. Краснодар, учхоз "Кубань"). Объекты - лугово-черноземная и лугово-болотная почвы рисовых агроландшафтов, чернозем выщелоченный Западного Предкавказья. Подробная характеристика исследуемых почв опубликована ранее [6, 7].

В пределах оросительной системы, функционирующей с 1937 г., были заложены почвенные разрезы на лугово-черноземной (№ 1-4, 7, 10, 12, 13) и лугово-болотной почвах (№ 5, 8, 9, 14). В ареале лугово-черноземной почвы разрезы закладывались и на участках, не используемых в рисовом севообороте - залежи, расположенной на оросительной системе (№ 15); рисового поля, выведенного из-под рисосеяния (№ 16); богары, расположенных на повышенных (№ 11) и пониженных (№ 6) формах рельефа. В автоморфных условиях почвенный разрез закладывали на черноземе выщелоченном.

Магнитную восприимчивость почвы (ч, ед. СИ) измеряли каппаметром КМ-7 (Чехия). Метод не требует химического или физического разрушения почвенного образца. Датчик измерителя прикладывали к стенке почвенно-генетического горизонта и регистрировали показания прибором.

Результаты и обсуждение. Каждый тип почвы характеризуется свои магнитным профилем, то есть закономерностями изменения магнитной восприимчивости по генетическим горизонтам. Магнитный профиль результат сложных процессов энергии массообмена, приводящих к закономерной вертикальной дифференциации исходной почвообразующей породы по составу и свойствам, а специфические особенности магнитных профилей конкретных почв определяются как биоклиматическими и геоморфологическими условиями, так и предысторией почвообразующих пород [8].

Гидроморфные почвы обладают значительно меньшими величинами магнитной восприимчивости, чем автоморфные [1]. В черноземе выщелоченном Западного Предкавказья зафиксированы довольно высокие значения, колеблющиеся в пределах от 1,045 в пахотном горизонте до 0,797 Ч 10-3 ед. СИ в почвообразующей породе. Почве свойственен аккумулятивный характер магнитного профиля: с глубиной значения ч постепенно уменьшаются. В верхнем аэрируемом слое формируются сильномагнитные минералы железа, поэтому пахотный горизонт обладает наибольшей намагниченностью (рис. 1).

В почвах рисовых агроландшафтов магнитная восприимчивость уменьшается - в лугово-черноземной почве под богарными культурами до 0,300Ч10-3 ед. СИ, а в лугово-черноземной и лугово-болотной почвах рисовых полей до 0,085-0,163Ч10-3 ед. СИ (рис. 2). При этом в лугово-болотной почве, обладающей более выраженными анаэробными процессами, отмечены более низкие величины ч, чем в лугово-черноземной (0,085-0,100 против 0,119-0,163Ч10-3 ед. СИ). Невысокие значения магнитной восприимчивости указывают на низкое содержание в почвах окристаллизованных сильномагнитных минералов [9].

Рис. 1. Изменение магнитной восприимчивости по профилю чернозема выщелоченного

магнитный почва кубань сельскохозяйственный

Магнитные профили рисовых почв дифференцированы по показателю магнитной восприимчивости. В них чётко прослеживается уменьшение величины ч в пахотном слое и увеличение в горизонтах А или АВ, что связано с миграцией и осаждением илистых частиц, в которых сосредоточены в дисперсном состоянии ферромагнитные минералы [10]. В нижележащих горизонтах, характеризующихся наличием карбонатов, значения ч снижаются и слабо изменяются с глубиной почвенного профиля (рис. 3). Это объясняется с диамагнитностью карбонатной аллювиальной подстилающей породой [2].

Рис. 2. Вариационно-статистические показатели магнитной восприимчивости пахотного горизонта почв рисовых агроландшафтов

А В

Рис. 3. Изменение магнитной восприимчивости по профилю почв, вовлеченных в рисовый севооборот: А - лугово-черноземная почва; В -лугово-болотная почва

А В

С D

Рис. 4. Изменение магнитной восприимчивости по профилю почв вне рисового севооборота: А - почва, выведенная из рисового севооборота; В - залежь; С ? богара на повышенных формах рельефа; D ? богара на пониженных формах рельефа

В результате периодического затопления почв рисовых полей в течении 4-5 месяцев и последующим их иссушении значения магнитной восприимчивости в пахотном горизонте меньше в 2,0-3,0 раза по сравнению с богарой, расположенной на повышенных формах рельефа (рис. 2). После выведения почвы из рисового севооборота величина ч близка к значениям, измеренных в почвах, вовлеченных в рисосеяние. Вниз по профилю она снижается с 0,181 в горизонте Апах до 169Ч10-3 ед. СИ в горизонте В, а в погребенном горизонте [А] резко увеличивается до 0,199Ч10-3 ед. и вновь снижается в почвообразующей породе до 0,132Ч10-3 ед. СИ (рис. 4 А).

Участок залежи, расположенный на оросительной системе и не вовлеченный в рисовый севооборот, имеет дифференцированный на две зоны магнитный профиль (рис. 4 В). Наиболее высокие значения магнитной восприимчивости отмечены в гумусированной верхней части почвы до глубины 51 см (Ад+АВ1), варьируя от 0,178 до 0,222Ч10-3 ед. СИ. Нижележащие горизонты, в результате развивающихся восстановительных процессов, обладают более низкими величинами ч (0,168-0,186Ч10-3 ед. СИ).

Магнитные профили богарных почв между собой различны (рис. 4 С, В). Наибольшие значения магнитной восприимчивости отмечены в почвенном профиле богары, расположенной на повышенных формах плавневой равнины. Его магнитный профиль характеризуется постепенным уменьшением значений ч с 0,300Ч10-3 в горизонте Апах до 0,165Ч10-3 ед. СИ в горизонте С. На другом участке богары, приуроченной к пониженным элементам рельефа, имеющей в своём строении погребенные горизонты, величина ч слабо изменяется в пределах профиля и близка к почвам, вовлеченных в рисовый севооборот.

Таким образом, с увеличением степени гидроморфизма величина магнитной восприимчивости почв уменьшается. Наибольшей намагниченностью профиля обладает чернозем выщелоченный. В почвах, сформированных в условиях гидроморфного почвообразования магнитная восприимчивость снижена в 3,0-3,5 раза в богаре и залежи, и в 6,0-12,0 раз в почвах рисовых агроценозов.

Литература

1. Вадюнина А.Ф. Магнитная восприимчивость некоторых почв СССР / А.Ф. Вадюнина, В.Ф. Бабанин // Почвоведение. 1972. № 10. С. 55-66.

2. Бабанин В.Ф. Магнетизм почв / В.Ф. Бабанин, В.И. Трухин, Л.О. Карпачевский, А.В. Иванов, В.В. Морозов. М.: Изд-во: ЯГТУ, 1995. 222 с.

3. Водяницкий, Ю.Н. Магнитный метод / Ю.Н. Водяницкий, М.И. Скрипникова // Руководство по изучению палеоэкологии культурных слоев древних поселений. М.: РАН, МГУ, 2000. 88 с.

4. Вадюнина А.Ф. Использование магнитной для изучения почв и их картирования / А.Ф. Вадюнина, Ю.А. Смирнов // Почвоведение. 1978. № 7. С. 87-96.

5. Ковриго В.П. Почвоведение с основами геологии / В.П. Ковриго, И.С. Кауричев, Л.М. Бурлакова / Под ред. В.П. Ковриго. М.: Колос, 2000. 416 с.

6. Шеуджен А.Х. Влияние мелиоративного состояния на свойства почв рисовых агроландшафтов Кубани и их продуктивность / А.Х. Шеуджен, О.А. Гуторова, В.В. Аношенков, Е.П. Максименко, В.П. Кащиц // Политематический сетевой электронный научный журнал Кубанского ГАУ. 2017. № 132. С. 218-230.

7. Шеуджен А.Х. Физические, водно-физические и физико-химические показатели чернозема выщелоченного / А.Х. Шеуджен, О.А. Гуторова, Х.Д. Хурум, И.А. Лебедовский, М.А. Осипов, С.В. Есипенко // Международный научно-исследовательский журнал. 2017. № 4-1 (58). С. 166-171.

8. Фаттахова Л.А. Магнитные профили почв волжско-камской лесостепи / Л.А. Фаттахова, А.А. Шинкарев, Л.Р. Косарева // Ученые записки Казанского университета. Серия естественные науки. 2016. Т. 158. Кн. 3. С. 391-403.

9. Водяницкий Ю.Н. Связь магнитных и агрономических свойств в бурой почве Литвы / Ю.Н. Водяницкий, О.Л. Багина, А.Н. Щетинина // Доклады ВАСХНИЛ. 1987. № 8. С. 21-23.

10. Муха В.Д. Агропочвоведение / В.Д. Муха, Н.И. Картамышев, Д.В. Муха / Под ред. В.Д. Муха. М.: Колос С, 2003. 528 с.

References

1. Vadyunina A.F. Magnitnaya vospriimchivost' nekotoryh pochv SSSR / A.F. Vadyunina, V.F. Babanin // Pochvovedenie. 1972. № 10. S. 55-66.

2. Babanin V.F. Magnetizm pochv / V.F. Babanin, V.I. Truhin, L.O. Karpachevskij, A.V. Ivanov, V.V. Morozov. M.: Izd-vo: YAGTU, 1995. 222 s.

3. Vodyanickij, YU.N. Magnitnyj metod / YU.N. Vodyanickij, M.I. Skripnikova // Rukovodstvo po izucheniyu paleoehkologii kul'turnyh sloev drevnih poselenij. M.: RAN, MGU, 2000. 88 s.

4. Vadyunina A.F. Ispol'zovanie magnitnoj dlya izucheniya pochv i ih kartirovaniya / A.F. Vadyunina, YU.A. Smirnov // Pochvovedenie. 1978. № 7

5. Kovrigo V.P. Pochvovedenie s osnovami geologii / V.P. Kovrigo, I.S. Kaurichev, L.M. Burlakova / Pod red. V.P. Kovrigo. M.: Kolos, 2000. 416 s.

6. Sheudzhen A.H. Vliyanie meliorativnogo sostoyaniya na svojstva pochv risovyh agrolandshaftov Kubani i ih produktivnost' / A.H. Sheudzhen, O.A. Gutorova, V.V. Anoshenkov, E.P. Maksimenko, V.P. Kashchic // Politematicheskij setevoj ehlektronnyj nauchnyj zhurnal Kubanskogo GAU. 2017. № 132. S. 218-230.

7. Sheudzhen A.H. Fizicheskie, vodno-fizicheskie i fiziko-himicheskie pokazateli chernozema vyshchelochennogo / A.H. Sheudzhen, O.A. Gutorova, H.D. Hurum, I.A. Lebedovskij, M.A. Osipov, S.V. Esipenko // Mezhdunarodnyj nauchno-issledovatel'skij zhurnal. 2017. № 4-1 (58). S. 166-171.

8. Fattahova L.A. Magnitnye profili pochv volzhsko-kamskoj lesostepi / L.A. Fattahova, A.A. SHinkarev, L.R. Kosareva // Uchenye zapiski Kazanskogo universiteta. Seriya estestvennye nauki. 2016. T. 158. Kn. 3. S. 391-403.

9. Vodyanickij Yu.N. Svyaz' magnitnyh i agronomicheskih svojstv v buroj pochve Litvy / Yu.N. Vodyanickij, O.L. Bagina, A.N. SHCHetinina // Doklady VASKHNIL. 1987. № 8. S. 21-23.

10. Muha V.D. Agropochvovedenie / V.D. Muha, N.I. Kartamyshev, D.V. Muha / Pod red. V.D. Muha. M.: Kolos S, 2003. 528 s.

Размещено на Allbest.ru