Гранулометрия агропочв юга Западной Сибири и их физическое состояние

Обогащение верхней части профиля почв сухой степи илом обусловлено ослабленным (по сравнению с другими зонами) проявлением миграционных процессов, способных перемещать тонкодисперсный материал. Вынос ила составляет не более 5% от исходного содержания ила в породе, что равно примерно 1% абсолютного содержания ила.

Горизонт АВ чернозёмов луговой степи оказывается наиболее обогащён илом по сравнению с другими зональными почвами. И.И. Карманов (1965) объяснил это явление внутрипочвенным выветриванием минералов и накоплением ила.

По мере движения от луговой степи в сторону сухой степи и в сторону лесостепи Присалаирья потери ила в пахотном горизонте возрастают, в первом случае, в связи с миграцией внутрь профиля и развитием дефляции, во втором - миграции и развития эрозии. Причём самые высокие потери илистой фракции отмечаются в чернозёмах Присалаирья.

Таблица 4

Коэффициенты концентрации илистой фракции по почвенным зонам (класс среднесуглинистые)

Внутризональные особенности развития процессов выноса-накопления ила показаны на примере среднесуглинистых почв средней лесостепи (табл. 5).

Из данных следует, что самые высокие потери ила наблюдаются в пахотном горизонте почв. Высокие потери ила из пахотного горизонта обусловлены совместным проявлением процессов смыва почвы и вертикальным переносом в глубь профиля. Самое высокое накопление ила отмечается в иллювиальной зоне профиля. Особенно высокое (по сравнению с породой) накопление ила характерно для чернозёмов выщелоченных. Процесс накопления ила в иллювиальной зоне чернозёмов оподзоленных и тёмно-серых лесных почв протекает слабее, поскольку ЭПЧ разрушаются до простых оксидов, мигрирующих в глубь профиля.

Таблица 5

Коэффициенты концентрации ила в среднесуглинистых почвах средней лесостепи

В почвах средней лесостепи среднесуглинистого состава самое высокое накопление ила по сравнению с породой обнаружено в песчано-крупнопылеватых разновидностях. В почвах этой же разновидности сильнее проявляется элювиально-иллювиальное перераспределение илистой фракции с максимальным её накоплением в иллювиальном горизонте. По мере повышения дисперсности почв вынос ила ослабевает.

Отметим, что интенсивность перераспределения илистой фракции зависит от класса почвы по гранулометрическому составу, напряжённости почвообразовательного процесса и структуры гранулометрического состава. При установлении степени выноса-накопления ила необходимо сравнивать почвы в рамках одной разновидности, принадлежащей к одному классу. В противном случае можно получить искажённые представления об интенсивности процессов иллювиирования фракции мельче 0,001 мм.

5. ФИЗИЧЕСКОЕ СОСТОЯНИЕ АГРОПОЧВ ПРЕДАЛТАЙСКИХ РАВНИН В ЗАВИСИМОСТИ ОТ ГРАНУЛОМЕТРИЧЕСКОГО СОСТАВА

5.1 Состояние проблемы

В разделе излагается история исследований физического состояния почв юга Западной Сибири.

Отмечается заслуга учёных института почвоведения и агрохимии СО РАН (Агрофизическая характеристика…, 1976; Почвенно-физические условия…, 1977), а также агрофизиков Алтайского НИИСХ (Журавлёва, 1977), Алтайского государственного аграрного университета (Карпачевский, 1959; Трофимов, 1967; Татаринцев Л.М., 1993, 2005; Кудрявцев, 1995; Татаринцев В.Л.. 1998, 2004, 2008).

5.2 Зональные особенности физического состояния агропочв

Чтобы установить зональные особенности уровня микроагрегированности агропочв, мы рассчитали абсолютное содержание истинных водопрочных микроагрегатов (Baver, 1956; Low, 1966 и др.), получаемое по разности однозначных фракций (0,25-0,01 мм) микроагрегатного и гранулометрического анализов почв.

Абсолютное содержание истинных микроагрегатов размером 0,25-0,01 мм и других физических свойств определялось в пределах трёх классов почв по гранулометрическому составу - легко-, средне- и тяжелосуглинистого. Результаты исследований приведены в таблице 6.

Судя по материалам, минимальная способность к микроагрегированию наблюдается в легкосуглинистых почвах.

Более оптимальные условия для микроагрегирования создаются в среднесуглинистых почвах, в которых количество истинных микроагрегатов почти в 2 раза выше, чем в легкосуглинистых.

В тяжелосуглинистых почвах способность минеральной основы к микроагрегированию чуть ниже, чем в среднесуглинистых почвах.

Таблица 6

Физическое состояние пахотного горизонта зональных агропочв Алтайского Приобья

*) Примечание: 1 - каштановые почвы сухой степи, 2 - чернозёмы южные засушливой степи, 3 - чернозёмы колочной степи, 4 - чернозёмы луговой степи, 5 - чернозёмы средней лесостепи, 6 - чернозёмы Присалаирья

Абсолютное содержание истинных микроагрегатов в классе легкосуглинистых почв незначительно растёт от почв сухой степи к почвам засушливой степи, оставаясь практически неизменным вплоть до почв средней лесостепи. В средне- и тяжелосуглинистых почвах самый высокий потенциал к микроагрегированию отмечается в почвах луговой степи предгорий и низкогорий Алтая, минимальный - в почвах засушливой степи и средней лесостепи. Высокий потенциал микроагрегирования в почвах луговой степи обусловлен высокой выветрелостью минералов, накоплением высокодисперсных минералов слюда-смектитовой группы (монтмориллонита), минералов полуторооксидов, высоким количеством гумусовых веществ связанных с глинистыми минералами и гидрооксидами Fe и Al (Трофимов, 1967; Хмелёв, 1982; Татаринцев Л.М., 1993). Снижение степени микроагрегированности в чернозёмах южных засушливой степи обусловлено разрушением микроагрегатов в результате развития процессов осолонцевания-осолодения, в средней лесостепи - в связи с развитием процессов выщелачивания-оподзоливания, приводящих как в первом, так и во втором случаях, к выносу оксидов Fe и Al, глинистого материала, участвующих в первичном микроагрегировании.

Интенсивность образования водопрочных агрегатов размером 5-0,25 мм определяется также гранулометрическим составом исходных почвообразующих пород, на которых протекало формирование почв. Закономерности агрегатообразования повторяют закономерности микроагрегирования и находятся в полном соответствии с широтной зональностью почв и почвообразовательных процессов.

В классах легко- и среднесуглинистых почв по мере движения от зоны сухой степи к зоне лесостепи уменьшается плотность почвы, что обусловлено уменьшением содержания песчаных частиц, ростом гумусности и агрегированности почв. По мере нарастания биоклиматического потенциала почвообразования увеличивается разница между плотностью почвообразующей породы и пахотного горизонта. Так, эта разница в почвах сухой степи равна 0,17 г/см³, в почвах средней лесостепи - 0,38 г/см³. В классе тяжелосуглинистых почв чернозёмы луговой степи, как наиболее гумусированные, высокоагрегированные и более оглиненные, характеризуются самой низкой плотностью, а чернозёмы колочной степи - самой высокой. Повышение плотности почв лесостепи по сравнению с почвами луговой степи обусловлено агрогенным уплотнением, вследствие меньшей агрегированности первых.

Изменение величин плотности твёрдой фазы почвы связано с динамикой содержания гумуса, изменением соотношения гранулометрических фракций, первичных и вторичных минералов.

Общая порозность является функцией изменения плотности и плотности твёрдой фазы почвы. Наиболее плотные каштановые почвы отличаются низкими значениями общей порозности. В то же время чернозёмы луговой степи и Присалаирья (самые рыхлые) имеют наибольшие значения общей порозности.

Порозность аэрации изменяется в полном соответствии с изменением величин общей порозности. Величины порозности аэрации во всех почвах вне зависимости от класса находятся в пределах 20-25%. Только в чернозёмах лесостепи и луговой степи порозность аэрации увеличивается до 30%. При этом её величины при увлажнении до НВ не выходят за пределы критических значений (15% объёма почвы).

Величины максимальной гигроскопической влаги (МГ) обнаруживают тесную связь с содержанием гумуса и содержанием средней и мелкой пыли (см. раздел 4.2.). Величины МГ возрастают от легкосуглинистых почв к тяжелосуглинистым с 3 до 11%. В легкосуглинистых почвах средние значения МГ лежат в интервале 4-5%, среднесуглинистых 5-9% и тяжелосуглинистых - 7,5-11%. Самые высокие величины МГ наблюдаются в чернозёмах Присалаирья, самые низкие - в каштановых почвах сухой степи. В пахотном горизонте среднесуглинистых почв по мере продвижения от зоны сухой степи к зоне чернозёмов Присалаирья величина МГ увеличивается на 4,5%, в почвообразующей породе только на 1,1%.

Величины наименьшей влагоёмкости (НВ) закономерно уменьшаются от почв тяжелосуглинистого состава (30-36%) к почвам легкосуглинистого состава (18-25%) и от почв Присалаирья к почвам сухой степи. В классе легкосуглинистых почв наибольшей водоудерживающей способностью (НВ) отличаются чернозёмы колочной степи, в классах средне- и тяжелосуглинистых почв - чернозёмы Присалаирья. В классе среднесуглинистых почв разница между величинами НВ пахотного горизонта и почвообразующей породой в каштановых почвах составляет 6,5%, в чернозёмах Присалаирья - 15,5% массы почвы.

Фильтрация влаги за 3-й час наблюдений в 2-3 раза ниже, чем скорость впитывания. Легкосуглинистые почвы фильтруют влагу лучше, чем среднесуглинистые, но хуже чем тяжелосуглинистые. В классе легкосуглинистых почв скорость фильтрации уменьшается от каштановых почв до чернозёмов колочной степи, что связано со снижением количества песчаных частиц. В классе среднесуглинистых почв наименьшей скоростью фильтрации характеризуются чернозёмы южные и чернозёмы выщелоченные средней лесостепи. В классе тяжелосуглинистых почв минимальную скорость фильтрации имеют чернозёмы обыкновенные колочной степи. Чернозёмы обыкновенные колочной степи независимо от класса почв по гранулометрическому составу фильтруют влагу с одинаковой скоростью. Чернозёмы луговой степи и Присалаирья тяжелосуглинистого состава фильтруют влагу в 1,9-2 раза быстрее, чем те же почвы среднесуглинистого гранулометрического состава, а чернозёмы средней лесостепи только в 1,4 раза. Более высокая фильтрация чернозёмов луговой степи и Присалаирья обусловлена высокой водопрочностью агрегатов и низкой плотностью. Скорость фильтрации нижележащих горизонтов во всех почвах (кроме чернозёмов южных) выше, чем через пахотный горизонт. Снижение скорости фильтрации в подпахотном горизонте чернозёмов южных обусловлено солонцеватостью почв.

5.3 Внутризональные особенности физического состояния агропочв

В супесчаных почвах сухой степи плотность пахотного горизонта остаётся практически одинаковой и от светло-каштановых почв к лугово-каштановым почти не изменяется (табл. 7). Рост количества адсорбированной влаги обусловлен слабым ростом количества гумуса, а также средней и мелкой пыли. Рост величины НВ связан с некоторым снижением количества песка и ростом содержания крупной пыли. Повышение скорости впитывания (К^в) от светло-каштановых почв к тёмно-каштановым вызвано приближением к поверхности (кроме лугово-каштановых почв) слоёв почвы с бульшим содержанием песка.

В почвах легкосуглинистого состава наблюдается рост плотности до тёмно-каштановых почв вследствие облегчения гранулометрического состава, а некоторое снижение её величины в лугово-каштановых почвах происходит по причине накопления пылеватых частиц и снижения песчаных. В исследуемом ряду почв незначительно растёт НВ и снижается К^в. Последняя величина особенно сильно уменьшается в наиболее плотных тёмно-каштановых почвах.

В среднесуглинистых почвах самые низкие величины плотности, плотности твёрдой фазы, К^в отмечаются в лугово-каштановых почвах, которые более других почв обогащены пылеватыми частицами.

Таблица 7

Физические свойства пахотного горизонта агропочв

Между чернозёмами южными и лугово-чернозёмными почвами засушливой степи различия обнаруживаются только по величине НВ и порозности аэрации. Более высокой НВ обладают лугово-чернозёмные почвы, что приводит к снижению порозности аэрации. В среднесуглинистых почвах более высокая плотность пахотного слоя характерна для чернозёмов южных, что обусловлено их меньшей влажностью.

В среднесуглинистых почвах колочной степи плотность пахотного горизонта лежит в границах оптимума (1,0-1,3 г/см³). При этом более плотный пахотный горизонт (как, впрочем, и весь профиль) имеют чернозёмы обыкновенные.

Это объясняется их местоположением на инсолируемых склонах, бульшей иссушенностью по сравнению с другими почвами подзоны, бульшим количеством крупной пыли и карбонатов. Лугово-чернозёмные почвы, занимающие транзитные позиции ландшафта, имеют меньшие величины МГ и более высокие величины НВ.

Пахотный горизонт чернозёмов выщелоченных среднесуглинистых луговой степи плотнее, чем чернозёмов обыкновенных. Повышение плотности связано с техногенным уплотнением более влажного, чем в чернозёмах обыкновенных горизонта.

Все остальные горизонты чернозёмов выщелоченных менее плотные по сравнению с чернозёмами обыкновенными.

Меньшая плотность чернозёмов выщелоченных в нижних горизонтах определяет в них повышение скорости впитывания почти в 2 раза. Среди тяжелосуглинистых почв наиболее плотными являются чернозёмы обыкновенные. Для них характерны меньшие величины всех физических и водно-физических свойств. Меньшие значения обусловлены снижением количества крупной пыли, ила и гумуса, которые определяют агрегированность и водопрочность агрегатов.

Чернозёмы оподзоленные средней лесостепи средне- и тяжелосуглинистого состава имеют бульшие величины МГ и НВ. Повышенное содержание адсорбированной влаги и более высокое содержание подвешенной влаги (НВ) обусловлено более высоким содержанием физической глины. Судя по величине коэффициента впитывания (К^в), чернозёмы выщелоченные тяжелосуглинистые сильнее подвержены смыву, поскольку скорость впитывания в 1,7 раза ниже, чем в чернозёмах оподзоленных.

В Присалаирьи самыми лучшими физическими свойствами отличаются чернозёмы оподзоленные, для которых характерны низкая плотность, высокие величины МГ, НВ и К^в, общей порозности. Серые лесные почвы имеют менее благоприятное физическое состояние, которое является результатом почвообразовательного процесса и дифференциации почвенного профиля.

5.4 Сравнительная характеристика физического состояния разновидностей агропочв

Сравнительная оценка физических и водно-физических свойств в зависимости от разновидности проведена по среднеарифметическим величинам и эмпирическим кривым распределения величин. Результаты сопоставления представлены в таблице 8.

Таблица 8

Физические и водно-физические свойства агропочв в зависимости от разновидности (средние значения)

В таблице разновидности расположены в порядке уменьшения средневзвешенного эффективного диаметра частиц, то есть верхняя разновидность более грубодисперсная по сравнению с нижней. Анализ данных показывает, что в почвах сухой и засушливой степей, по мере движения от грубодисперсной почвы к тонкодисперсной уменьшается плотность пахотного горизонта, увеличивается плотность твёрдой фазы почвы, общая порозность, МГ и НВ. В чернозёмах луговой степи кроме плотности почвы ещё уменьшается НВ, а растут общая порозность и МГ. В тоже время разновидности почв в каждой зоне обладают одинаковой скоростью впитывания.

В чернозёмах колочной степи, средней и северной лесостепи Присалаирья по мере нарастания дисперсности почв, растут плотность, плотность твёрдой фазы почвы и величина МГ. В почвах лесостепи кроме названных величин также повышаются величины НВ и К^в. Исключением являются чернозёмы обыкновенные колочной степи, в которых максимальные значения НВ и К^в характерны для песчано-крупнопылеватых почв.

Рост плотности в иловато-крупнопылеватых чернозёмах колочной степи, сформировавшихся на инсолируемых склонах, обусловлен, очевидно, бульшим иссушением чернозёмов этой разновидности, а следовательно, имеющих бульшую усадку и уплотнение. Увеличение плотности высокодисперсных чернозёмов лесостепной зоны вызвано их меньшей устойчивостью к воздействию сельскохозяйственной техники. Не исключено, что иловато-крупнопылеватые чернозёмы имеют худшие условия агрегирования (см. раздел 5.2.).

5.5 Моделирование мелиоративного состояния агропочв по данным гранулометрического состава

Оценка влияния содержания гранулометрических фракций на некоторые параметры мелиоративного состояния почв проведена с помощью информационно-логического анализа (Пузаченко и др., 1969, 1970), который основан на теории информации. Этот метод, как и корреляционный, изучает зависимость явлений от факторов. Однако информационно-логический метод более универсален, так как не требует линейности, метричности и позволяет делать логические высказывания, которые можно использовать для прогнозов. Одним из главных преимуществ информационно-логического метода является расчёт количества информации, передаваемой каждым фактором явлению, определение логической функции связи факторов и явления и построения на этой основе логических моделей состояния параметров. Степень связи между изучаемыми явлениями и каким-либо фактором (или факторами) определяется величиной общей информативности (Т) и коэффициентом эффективности каналов связи (К).

Например, при изучении взаимосвязей между удельным сопротивлением и почвенными свойствами определены коэффициенты Т и К, которые представлены в таблице 9.

Таблица 9

Информативность (Т) и эффективность канала связи (К) между удельным сопротивлением и различными факторами

Сравнение коэффициентов К показывает, что на величину удельного сопротивления самое высокое влияние оказывает глыбистость почвы. Далее факторы располагаются в порядке убывания их влияния на удельное сопротивление. Самое слабое влияние на величину удельного сопротивления оказывает влажность почвы. Таким же образом, определены общая информативность и коэффициент эффективности передачи информации от изучаемых факторов к физическим свойствам. На основе изучения таких взаимосвязей составлены логические функции нелинейного произведения:

УС=СА (КП С (П ФГ (И В))) (1)

УП=С (Г Мп (И ФГ))(2)

А=С (ФГ Г (Мп И УП))(3)

с=C В (Г (А ФГ))(4)

с_s=С (Г П (ФГ И))(5)

МГ=УП С (ФГ Мп (Г И))(6)

КВ=В с (А Ма (ФГ Кп))(7)

где УС - удельное сопротивление; УП - удельная поверхность; А - содержание водопрочных агрегатов размером 5-0,25 мм; с - плотность почвы; с_s - плотность твёрдой фазы почвы; МГ - максимальная гигроскопическая влага; КВ - коэффициент впитывания; СА - содержание глыб 10 мм; С - структура гранулометрического состава; Г - содержание гумуса; ФГ - содержание физической глины; Мп - содержание мелкой пыли; И - содержание илистой фракции; В - влажность полевая; П - содержание фракций песка (1-0,05 мм); Кп - содержание крупной пыли; Ма - содержание истинных микроагрегатов размером 0,25-0,01 мм; - знак нелинейного произведения.

Все логические функции сделаны для почв среднесуглинистого гранулометрического состава. Судя по формуле (2), на величину удельной поверхности самое высокое влияние оказывает структура гранулометрического состава (разновидность почвы). Меньше влияет на этот показатель содержание гумуса. Из формул 3-5 следует, что количество водопрочных агрегатов размером 5-0,25 мм, плотность почвы, плотность твёрдой фазы почвы в очень высокой степени зависят от структуры гранулометрического состава. Максимальная гигроскопическая влажность тесно связана с величиной удельной поверхности и соотношением фракций ЭПЧ. Полевая влажность почвы - главный фактор, от которого зависит коэффициент впитывания. Влажность почвы оказывается вторым по значению фактором, после структуры гранулометрического состава, влияющим на величину плотности почвы.

Используя информационный анализ, выявлено влияние гранулометрических фракций на показатели солесодержания в почвах. В результате изучения взаимосвязей определены коэффициенты информативности и эффективности канала связи (К).

Сравнение коэффициентов информативности и эффективности канала связи позволило заключить, что влияние фракций гранулометрического состава на накопление солей увеличивается от класса супесчаных почв к классу среднесуглинистых.

В супесчаных почвах на накопление солей самое высокое влияние оказывает содержание песка (0,25-0,05 мм). В легко- и среднесуглинистых каштановых почвах сухой степи ведущую роль в соленакоплении играет содержание физической глины (частицы мельче 0,01 мм). На основе информационного анализа выведены логические формулы для среднесуглинистых почв сухой степи:

S=ФГ Кп (Сп П (Мп И))(8)

СО₃^2-=Кп П (Мп Сп (ФГ И))(9)

SO₄^2-=ФГ Кп (П Сп (Мп И))(10)

Cl-=Кп ФГ (Сп П (Мп И))(11)

Са²⁺=Кп П (Фг Сп (Мп И))(12)

Mg²⁺=Кп Сп (Мп Фг (П И))(13)

Na⁺=Кп П (Сп Мп (ФГ И))(14)

где S - сумма солей; SO₄^2- - содержание сульфат-иона; СО₃^2- - содержание карбонат-иона; Cl- - содержание хлор-иона; Са²⁺ - содержание кальций-иона; Mg²⁺ - содержание магний-иона; Na⁺ - содержание натрий-иона; П - содержание частиц 0,25-0,05 мм; Кп - содержание частиц 0,05-0,01 мм; Сп - содержание частиц 0,01-0,005; Мп - содержание частиц 0,005-0,001 мм; И - содержание частиц мельче 0,001 мм; ФГ - содержание частиц мельче 0,01 мм; - знак нелинейного произведения.

В логических формулах все факторы соленакопления расположены в порядке убывания их влияния на содержание солей и ионов в водной вытяжке.

Из формул 8-14 следует, что в среднесуглинистых почвах решающее влияние на содержание суммы солей и сульфат-иона оказывает физическая глина и в меньшей степени - крупная пыль. Содержание карбонат-иона, хлор-иона и катионов кальция, магния и натрия в водной вытяжке определяется количеством крупной пыли, как преобладающей фракции.

Подставляя в логические формулы соответствующие значения рангов факторов-аргументов, и, проводя сложную операцию функции нелинейного произведения, можно получить ранг состояния удельного сопротивления, удельной поверхности, содержания суммы солей и других свойств мелиоративного состояния почв.

Выведенные логические формулы позволяют определить ранги параметров мелиоративного состояния почв в зависимости от структуры гранулометрического состава с удовлетворительной прогнозной точностью. Безошибочный прогнозирующий эффект вышеприведённых формул составляет для разных параметров мелиоративного состояния от 56 до 71%.

При сравнении коэффициентов общей информативности (Т) и эффективности канала связи (К) установлено, что гранулометрический состав в бульшей степени влияет на физические параметры мелиоративного состояния, чем на содержание солей и ионов в почве.

Степень влияния гранулометрического состава возрастает по мере увеличения количества тонкодисперсных фракций ЭПЧ. Изменение соотношения гранулометрических фракций ЭПЧ влияет на степень их промытости атмосферными осадками.

Грубодисперсные почвы содержат меньше солей, тонкодисперсные - больше. При наличии в профиле почв капиллярной каймы характер соленакопления начинает определяться динамикой залегания грунтовых вод и высотой их поднятия, зависящей от структуры гранулометрического состава.

ВЫВОДЫ

1. Почвы низких озёрных террас Кулундинской депрессии, ложбин древнего стока и их дельт, I и II надпойменных террас Бие-Чумышской возвышенности сформировались на аллювиальных отложениях супесчаного, реже легкосуглинистого гранулометрического состава. Почвы высоких озёрных террас Кулунды, террас ложбин древнего стока Приобского плато также сформированы на аллювиальных отложениях, но существенно преобразованных процессами делювиального смыва. Породы чаще всего имеют среднесуглинистый состав. На водоразделах Приобского плато, Бие-Чумышской возвышенности и в Присалаирьи почвообразование протекало на лёссовидных средних и тяжёлых суглинках, изначально имеющих аллювиальное происхождение. Чернозёмы предгорий Алтая сформировались на элюво-делювии коренных пород, реже лёссовидных суглинках средне-, тяжелосуглинистого и глинистого состава.

2. На региональное разнообразие агропочв по гранулометрическому составу влияют гипсометрические отметки, продолжительность процессов субаэрального седиментогенеза и почвообразования, делювиальные процессы, ленточные сосновые боры. По мере движения от Кулундинской депрессии к горам Салаира и Алтая содержание песчаных частиц (1-0,05 мм) уменьшается в 7-8 раз, количество средней и мелкой пыли (0,01-0,001 мм), а также илистой фракции (0,001 мм), напротив увеличивается в 4-5 раз. Содержание крупной пыли (0,05-0,01 мм) до среднесуглинистых почв возрастает в 4-5 раз, а затем к глинистым почвам уменьшается в 1,5-1,7 раза.

3. Зональные особенности гранулометрического состава агропочв проявляются по содержанию крупной пыли, структуре гранулометрического состава и степени дифференциации почвенного профиля по содержанию илистой фракции.

4. Независимо от класса почв по гранулометрическому составу максимальное количество крупной пыли наблюдается в чернозёмах средней и северной лесостепи. По мере движения от каштановых почв к чернозёмам средней лесостепи содержание крупной пыли в легкосуглинистых почвах в зависимости от генетических горизонтов увеличивается на 29-36%, в среднесуглинистых - на 25-27%. Более высокое накопление крупной пыли в легкосуглинистых почвах обусловлено их расположением возле ленточных боров и боровых террас правобережной лесостепной части Алтайского Приобья. На этих территориях вследствие снижения скорости ветра и выпадения конвективных атмосферных осадков усиливается субаэральный седиментогенез крупной пыли. Среднесуглинистые почвы, приуроченные к водоразделам увалов Приобского плато и возвышенным террасам Бие-Чумышского плато, получают меньше крупной пыли. В Присалаирьи и предгорьях Алтая скорость движения воздушных масс становится ещё меньше, что приводит к осаждению из атмосферы средней и мелкой пыли и их накоплению в почвах этих зон.

5. Иловато-крупнопылевато-песчаные разновидности распространены среди каштановых почв, чернозёмов южных легко- и среднесуглинистого состава и чернозёмов колочной степи легкосуглинистого состава. Иловато-песчано-крупнопылеватые разновидности чаще встречаются в чернозёмах луговой степи, лесостепи и Присалаирья среднесуглинистого и чернозёмах средней лесостепи легкосуглинистого состава. тяжелосуглинистые почвы всех зон имеют песчано-иловато-крупнопылеватый гранулометрический состав. Несмотря на принадлежность к одной разновидности зональные почвы легко- и среднесуглинистого классов существенно (НСР₀₅d) различаются по содержанию песка и крупной пыли, тяжелосуглинистого класса - по количеству средней, мелкой пыли и ила. Независимо от класса почв по гранулометрическому составу чернозёмы луговой степи, средней лесостепи и Присалаирья содержат больше средней и мелкой пыли, чем ила.

6. Генетико-гранулометрический анализ педогенеза, проведённый по коэффициентам концентрации ила показал, что степень дифференциации почвенного профиля по содержанию илистой фракции возрастает от каштановых почв к чернозёмам оподзоленным Присалаирья. степень проявления миграционных процессов илистой фракции растёт по мере движения от луговой степи к засушливой степи и северной лесостепи Присалаирья. В чернозёмах южных засушливой степи потери ила обусловлены развитием процессов осолодения-осолонцевания, а в Присалаирьи они связаны с развитием процессов оподзоливания-выщелачивания. Степень аккумуляции ила в иллювиальном горизонте нарастает от чернозёмов засушливой степи к чернозёмам Присалаирья. Накопление ила в чернозёмах луговой степи обусловлено выветриванием in situ.

7. Внутризональные различия гранулометрического состава агропочв проявляются по характеру профильного распределения содержания ЭПЧ, а также степени однородности (неоднородности) почв по содержанию гранулометрических фракций. В частности, тёмно-каштановые почвы имеют элювиально-иллювиальный, лугово-каштановые - аккумулятивный тип профильного распределения физической глины. Тёмно-каштановые почвы более однородны по содержанию песчаных фракций, чем каштановые. Кроме того, различие гранулометрического состава почв внутри зоны устанавливается по степени выноса (аккумуляции) илистой фракции.

8. Разновидности почв супесчаного, легко- и среднесуглинистого классов различаются по содержанию фракций песка и крупной пыли, а тяжелосуглинистого класса - по содержанию средней, мелкой пыли и ила, интенсивности элювиально-иллювиального перераспределения ила по профилю почвы. В связи с этим при выявлении степени влияния почвообразовательного процесса на вынос (накопление) илистой фракции, необходимо сравнивать почвы в рамках разновидности. Иначе получаем искажённое представление об интенсивности процесса лессиважа тонкодисперсной фракции (частиц менее 0,001 мм).

9. Опираясь на исследования, предлагаем в Классификацию почв Российской Федерации ввести ещё одну таксономическую единицу «класс» (может «серию»). Класс - это таксономическая единица, отражающая разделение почв по гранулометрическому составу (песчаные, супесчаные, легкосуглинистые и т.д.), каменистости и скелетности почвенного профиля (до почвообразующей породы). В почвах, развитых на слоистых породах, выделять 2-3-х ярусные гранулометрические классы. В системе таксономических единиц «класс» займёт положение между «видом» и «разновидностью». Разновидность как таксономическую единицу выделять по структуре (формуле) гранулометрического состава.

10. Микроагрегатный состав зональных пахотных почв унаследован от почвообразующей породы. Наилучшая микроагрегированность характерна для чернозёмов колочной степи и луговой степи предгорий Алтая. В доземледельческую стадию почвообразования в каштановых почвах, в чернозёмах засушливой и луговой степи произошло увеличение количества истинных водопрочных микроагрегатов. В других зонах отмечается снижение их количества по сравнению с почвообразующей породой. Дезагрегация при распашке в наибольшей степени выражена в чернозёмах колочной степи и средней лесостепи. Эталонные условия для образования водопрочной макроструктуры создаются в чернозёмах луговой степи к югу от этой зоны (каштановые почвы) и к северу (Присалаирье) водопрочность структуры сильно уменьшается.

11. Зональные различия почв по физическому состоянию обусловлены изменением структуры гранулометрического состава и нарастанием биоклиматического потенциала почвообразования. Например, в классе среднесуглинистых почв по мере движения от сухой степи к лесостепи Присалаирья растут агрегированность, общая порозность, порозность аэрации, адсорбционная и водоудерживающая способности, количество доступной для растений влаги и уменьшается плотность. Лучшая водопроницаемость отмечается в каштановых (опесчаненых) почвах и хорошо агрегированных чернозёмах предгорий Алтая.

12. Внутризональные особенности почв по физическому состоянию связаны с изменением соотношения гранулометрических фракций. Повышение доли песчаных частиц увеличивает водопроницаемость, снижает величины МГ и НВ, а повышение доли пыли, наоборот. Рост доли ила сопровождается повышением агрегированности почв, улучшением физических свойств.

13. Физические и водно-физические свойства одноимённых разновидностей не имеют различий (НСР₀₅d). Почвы с разными структурами гранулометрического состава существенно различаются по всем физическим и гидрофизическим свойствам, кроме коэффициентов впитывания и фильтрации.

14. На основе изучения влияния различных гранулометрических фракций на физические свойства почв получен ряд информационно-логических моделей, по которым возможно прогнозирование наиболее вероятных состояний параметров физических свойств почв. Прогнозная точность таких моделей равна 56-71%.

Рекомендации производству: Предлагаем при проектировании мелиоративных объектов расчёт почвенно-физических параметров мелиоративного состояния почво-грунтов проводить по данным гранулометрического состава, используя логические модели прогноза, что существенно сократит затраты средств и времени на проектирование.

СПИСОК ОПУБЛИКОВАННЫХ РАБОТ

1. Татаринцев Л.М. Каштановые почвы Кулундинской степи и их изменение при орошении / Л.М. Татаринцев, В.Л. Татаринцев, Т.И. Пушкарёва; Под ред. Л.М. Татаринцева / Алтайский госуниверситет. Барнаул: Изд-во АГУ, 2002. 117 с.

2. Татаринцев Л.М. Структуры гранулометрического состава и их влияние на засоление почв Алтайской Кулунды / Л.М. Татаринцев, В.Л. Татаринцев, Н.Ю. Каблова / Алтайский госагроуниверситет. Барнаул: Изд-во АГАУ, 2003. 123 с.

3. Татаринцев В.Л. Структура гранулометрического состава почвы и её физическое состояние / В.Л. Татаринцев / Алтайский госагроуниверситет. Барнаул: Изд-во АГАУ, 2004. 150 с.

4. Татаринцев Л.М. Факторы плодородия каштановых почв сухой степи юга Западной Сибири и урожайность яровой пшеницы / Л.М. Татаринцев, В.Л. Татаринцев, О.Г. Пахомя / Алтайский госагроуниверситет. Барнаул: Изд-во АГАУ, 2005. 105 с.

5. Татаринцев В.Л. Гранулометрия почв юга Западной Сибири и их физическое состояние / В.Л. Татаринцев / Алтайский госагроуниверситет. Барнаул: Изд-во АГАУ, 2008. 261 с.

6. Татаринцев Л.М. Физическое состояние агропочв лесостепной зоны Предалтайской провинции и его изменение под влиянием эрозии / Л.М. Татаринцев, П.А. Мягкий, В.Л. Татаринцев / Алтайский госагроуниверситет. Барнаул: Изд-во АГАУ, 2008. 155 с.

7. Татаринцев Л.М. Орошение Кулундинской степи: Мелиоративное состояние почв, проблема повышения урожайности / Л.М. Татаринцев, В.Л. Татаринцев, Т.И. Пушкарёва // Мелиорация и водное хозяйство. № 4. 2001. С.36-38.

8. Татаринцев Л.М. Экологические проблемы орошения в степной зоне Западной Сибири / Л.М. Татаринцев, В.Л. Татаринцев, Т.И. Пушкарёва, В.А. Евсюков // Мелиорация и водное хозяйство. № 2. 2004. С.30-32.

9. Татаринцев В.Л. Структура гранулометрического состава почв Кулундинской пониженной равнины и её мелиоративное значение / В.Л. Татаринцев // Вестник Томского государственного университета № 15. Томск: Томский госуниверситет, 2005. С. 253-255.

10. Татаринцев Л.М. Современные вопросы рационального использования земельных ресурсов Алтайского края / Л.М. Татаринцев, В.Л. Татаринцев // Вестник Томского государственного университета № 15. Томск: Томский госуниверситет, 2005. С. 205-206.

11. Татаринцев В.Л. Зональные особенности гранулометрического состава агропочв Алтайского Приобья / В.Л. Татаринцев // Вестник Саратовского государственного аграрного университета № 4. Саратов: Саратовский госагроуниверситет, 2008. С. 48-51.

12. Татаринцев В.Л. Зональные особенности физического состояния агропочв Алтайского Приобья / В.Л. Татаринцев // Вестник Саратовского государственного аграрного университета № 5. Саратов: Саратовский госагроуниверситет, 2008. С. 43-46.

13. Татаринцев В.Л. Физическое состояние агропочв колочной степи в зависимости от текстуры гранулометрического состава / В.Л. Татаринцев, Л.М. Татаринцев // Вестник Алтайского государственного аграрного университета № 10 (48). Барнаул: Алтайский госагроуниверситет, 2008. С. 33-38.

14. Татаринцев В.Л. Агроэкологическая оценка гранулометрического состава почв Алтайского Приобья / В.Л. Татаринцев, Л.М. Татаринцев // Известия Тимирязевской сельскохозяйственной академии № 4. Москва: Российский государственный аграрный университет - МСХА им. К.А. Тимирязева, 2008. С. 69-74.

15. Татаринцев В.Л. Физическое состояние черноземов колочной степи в зависимости от особенностей их гранулометрического состава / В.Л. Татаринцев // Экологические проблемы сельского хозяйства Алтая: Тез. к к...