Шпаруватість чорнозему типового за різного використання

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Харківський національний аграрний університет ім. В.В. Докучаєва

Шпаруватість чорнозему типового за різного використання

А.О. Казюта, канд. с.-г. наук

Ґрунт, як фізичне дисперсне гетерогенне тіло, володіє фізичними властивостями. Останні, у свою чергу, поділяються на основні та функціональні, що пов'язані з різноманітними режимами. За низкою ознак ґрунту, щодо основних загальних фізичних властивостей, відносять і шпаруватість.

Шпаруватість - це динамічний, індивідуальний і генетично обумовлений показник. Дослідженнями багатьох науковців було доведено, що вона перебуває у взаємозв'язку з іншими властивостями та процесами, що характеризують тіло ґрунту та які обумовлюють основну його ознаку - родючість. Тому шпаруватість можна назвати однією з найважливіших характеристик ґрунтового профілю та вважати інтегральним показником рівня родючості ґрунту і стану біогеоценозу (Воронин, 1984, Гаськевич, 2007, Качинский, 1965, Ковда, 1973, Медведєв, Цибулько, 1978, Партика, 2013).

Об'єкти і методи досліджень. Об'єктами дослідження були загальні фізичні властивості, а саме: шпаруватість чорнозему типового важкосуглинкового на лесовидному суглинку південно-східного Лісостепу України, що знаходиться у межах ННВЦ «Дослідне поле» ХНАУ ім. В.В. Докучаєва Харківського району Харківської області, під перелогом, лісосмугою та ріллею, яким понад 50 років. На варіанті з оранкою зразки відбирали у полі з ячменем, що вирощували в короткоротаційній сівозміні, яка має таку схему: чорний пар - пшениця озима - гречка - ячмінь ярий. Зразки ґрунту відбирали влітку згідно з ДСТУ ISO 10381-2:2004 по горизонтах, а до глибини 40 см - через 10 см (ДСТУ ISO 10381-2:2004, 2006). Різні види шпаруватості й коефіцієнт шпаруватості визначали розрахунково. Статистичний аналіз отриманих даних проводили за Б. А. Доспєховим (Доспехов, 1985).

Результати та обговорення. Отримані дані загальної шпаруватості відображено на рис. 1.

Рис. 1. Загальна шпаруватість і шпаруватість аерації чорнозему типового за різного використання

Загальна шпаруватість чорнозему типового під ріллею коливалася від 36,89 до 44,30 %. Із глибиною шпаруватість збільшувалася. Найменша шпаруватість 36,89 % притаманна 0-10 см шару ґрунту. Шар 10-20 см відрізнявся збільшенням шпаруватості на 2,49 % до рівня 39,38 %. Майже на такому рівні вона проявлялась і у шарі 20-30 см - 40,09 %. Два наступних шари ґрунту збільшують свою шпаруватість порівняно з розташованими вище приблизно на 2 %. Нижній перехідний горизонт 58-90 см мав дещо меншу загальну шпаруватість 43,42 % відносно розташованого вище горизонту. У шарі ґрунтотворної породи вона незначно зменшувалася порівняно з нижнім перехідним горизонтом до рівня 43,16 %. Середня шпаруватість по профілю ґрунту становила 41,36 %. Найменша суттєва різниця дорівнювала 4,28 %.

Чорнозем типовий у перелоговому використанні мав порівняно більшу з орним ґрунтом загальну шпаруватість на рівні 43,97 % в середньому за профілем. Із глибиною зберігалася тенденція до її збільшення. Найменші показники шпаруватості притаманні шарам ґрунту 0-10, 10-20 та 104-120 см - відповідно 40,36, 41,78 і 43,16 %. На глибині 20-30 см кількість шпарин суттєво різко збільшувалася до 46,02 %. Далі в напрямку до ґрунтотворної породи до глибини 104 см шпаруватість не суттєво зменшувалася і знаходилася в одному діапазоні. У шарі 30-40 см - 45,81 %, у 40-80 см - 45,81 % і у шарі 80-104 см - 45,22 %. Найменша суттєва різниця дорівнювала 2,40 %.

За використання чорнозему типового під лісосмугу з чагарниково-деревними насадженнями середня загальна шпаруватість за профілем ґрунту мала найвищий показник серед варіантів, що досліджували - 44,21 %. Із глибиною кількість шпарин зменшувалася. Максимальна їх кількість була зосереджена у 0-10 см шарі чорнозему типового - 47,77 %. Із глибиною у наступному десятисантиметровому шарі цей показник зменшувався на 4,08 % і загальна шпаруватість дорівнювала 43,69 %. До глибини 70 см показник, що досліджувався, мав тенденцію до незначного збільшення. Глибше 70 см (до 120 см) загальна шпаруватість порівняно різко зменшується. У шарах ґрунту 20-30 і 30-40 см шпаруватість приблизно однакова та становила, відповідно, 44,69 і 44,93 %. Верхній перехідний горизонт 40-70 см відрізняється деяким підвищенням загальної пористості до 45,61 %. Нижній перехідний горизонт 70-107 см та ґрунтотворна порода 107-120 см мали найнижчі показники загальної шпаруватості на цьому варіанті - відповідно 41,74 і 41,03 %.

Шпаруватість аерації - це загальна кількість шпарин ґрунту, що заповнені повітрям і являє собою складову частину шпаруватості ґрунту.

Розподіл шпаруватості аерації чорнозему типового залежно від використання ілюструє рис. 1.

У ґрунті під інтенсивним сільськогосподарським використанням шпаруватість аерації дорівнювала 11,10-14,76 %. Із глибиною прослідковувалася загальна тенденція до збільшення кількості шпарин з повітрям. До глибини 20 см шпаруватість аерації у шарах, що досліджувалися, була майже однаковою. У шарі 0-10 см - 11,10 %, у шарі 10-20 см - 11,98 %. На такому ж рівні вона була і на глибині 58-90 см - 11,97 %. Із глибини 20 см до 58 см відбулося збільшення кількості шпарин з повітрям. У шарі 20-30 см шпаруватість аерації 13,35 %, у шарі 30-40 см - 12,16 %, у шарі 40-58 см - 14,76 %. У шарі 90-120 см вона була на рівні 14,66 %. Найменша суттєва різниця дорівнювала 2,84 %.

У варіанті з перелогом шпаруватість аерації ґрунтової маси була від 12,55 до 18,30 % від загальної шпаруватості. Із глибиною прослідковувалося деяке зниження кількості шпарин, що заповнені повітрям. У шарі 0-10 см шпаруватість аерації дорівнювала 16,63 %. Із глибиною зафіксовано суттєве зменшення кількості шпарин з повітрям до рівня 12,55 % у шарі 10-20 см. У наступному шарі ґрунту 20-30 см вид шпаруватості, що описується, досягала максимального значення 18,30 % для профілю ґрунту. У шарах 30-40 та 40-80 см зафіксовані суттєві зменшення шпарин аерації до рівня, відповідно,

16,08 і 13,09 %. Нижній перехідний горизонт 80-104 см характеризувався суттєвим підвищенням цього показника до 15,91 %. Карбонатна материнська порода (104-120 см) мала один з найменших показників шпаруватості аерації - 13,57 %, що є суттєвим зменшенням порівняно з показником для розташованого вище горизонту. Найменша суттєва різниця 1,71 %.

Використання ґрунту під лісосмугу забезпечило шпаруватість аерації чорнозему типового на рівні 17,98-24,11 %. Максимальний показник було розраховано для 0-10-сантиметрового шару ґрунту - 24,11 %. Із глибиною кількість шпарин аерації зменшувалася та досягала мінімуму на глибинах 70-107 і 107-120 см - відповідно, 17,98 і 18,17 %. У шарі ґрунту 10-20 см шпаруватість аерації різко суттєво зменшувалася до 18,76 %. З 20 см до 70 см кількість шпарин з повітрям дещо збільшувалася і була у шарі 20-30 см - 20,17 %, у шарі 30-40 см - 21,20 %, у шарі 40-70 см - 21,23 %. Як було зазначено вище, шпаруватість аерації з подальшим наростанням глибини різко суттєво зменшувалася. Найменша суттєва різниця становила 2,55 %.

Коефіцієнт шпаруватості - один із найважливіших параметрів ґрунту, що характеризує щільність його будови (чим він менший, тим щільніший ґрунт) і безпосередньо використовується в розрахунках.

Розподіл коефіцієнта шпаруватості за профілем чорнозему типового залежно від використання проілюстровано на рис. 2.

Орний чорнозем типовий мав коефіцієнт шпаруватості на рівні 0,58-0,80. З глибиною цей показник збільшувався. Мінімальний показник було розраховано для приповерхневого 0-10 см шару ґрунту - 0,58. Максимальний показник - притаманний для верхнього перехідного горизонту - 0,80. Коефіцієнт шпаруватості повторював тенденції розподілу загальної шпаруватості. Так, із глибиною він дещо збільшується до максимального значення у верхньому перехідному горизонті, як було зазначено вище. А потім, глибше за профілем, він зменшується, та у ґрунтотворній породі відповідає значенню 0,76. Суттєво між собою різняться за коефіцієнтом шпаруватості 0-10-сантиметровий шар ґрунту і шари ґрунту 30-40, 40-58, 58-90 і 90-120 см. Найменша суттєва різниця - 0,13.

Перелоговий спосіб використання чорнозему призвів до деяких змін показників коефіцієнта шпаруватості порівняно з попереднім варіантом. Він був у межах 0,68-0,85. Із глибиною цей показник збільшувався. Шари ґрунту 0-10 і 10-20 см за показником, що описується, суттєво не відрізнялися (відповідно 0,68 і 0,72). Із глибини 20 см і до 104 см було зафіксовано суттєве підвищення коефіцієнта шпаруватості порівняно з параметрами 0-10 см шару. Між собою згадані шари ґрунту не відрізнялися за показником, що вивчається. У шарах 20-30 і 30-40 см коефіцієнт шпаруватості дорівнює 0,85, а у перехідних горизонтах з глибинами 40-80 і 80-104 см - 0,83. У товщі лесовидної породи (104-120 см) коефіцієнт шпаруватості дещо знижувався до 0,76. У цьому варіанті середній коефіцієнт шпаруватості за профілем ґрунту вищий порівняно з попереднім варіантом і дорівнював 0,79. Найменша суттєва різниця між показниками 0,08.

У варіанті з лісосмугою коефіцієнт шпаруватості коливався в межах 0,70-0,91 і з глибиною зменшувався. У середньому за профілем ґрунту рівень коефіцієнта досягав значення 0,80. Найбільший він був розрахований для приповерхневого 0-10-сантиметрового шару ґрунту. У наступному 10-20 см шарі ґрунту цей показник досить значно зменшується до 0,78. У шарі 20-30 см і до 70 см він дещо збільшувався. У шарі 20-30 см він становив 0,81, у шарі 3040 см - 0,82, у шарі 40-70 см - 0,84. У нижньому перехідному горизонті коефіцієнт шпаруватості порівняно з верхнім перехідним горизонтом зменшується на 0,12 і становив 0,72. У материнській породі коефіцієнт дорівнював найменшому значенню - 0,70. Найменшу суттєву різницю між отриманими даними в цьому варіанті не існує.

Висновки. 1. Чорнозем типовий незалежно від використання характеризується порівняно високим рівнем шпаруватості.

Загальна шпаруватість чорнозему типового коливалася від 36,89 % під ріллею до 47,77 % під лісосмугою з чагарниково-деревними насадженнями. Узагалі найменша шпаруватість притаманна орному ґрунту, особливо вона низька у приповерхневих горизонтах, а найбільшу шпаруватість забезпечувало використання чорнозему під лісосмугу. Перелоговий спосіб використання сприяв незначному зменшенню шпаруватості порівняно з варіантом з лісосмугою. Розподіл шпаруватості з глибиною залежав від варіанта. Під ріллею та перелогом із глибиною вона збільшувалася, під лісосмугою максимальні значення притаманні приповерхневому горизонту та середній частині профілю ґрунту.

Шпаруватість аерації коливалася в широких межах - 11,10-24,11 %. Мінімальні показники було розраховано для ґрунту під сільськогосподарським угіддям, а максимальні - для варіанта з лісосмугою. Найменшу кількість шпарин аерації для шару 0-40 см було виявлено у сільськогосподарському використанні чорнозему типового.

Коефіцієнт шпаруватості коливається в межах 0,58-0,91, а тенденція його розподілу подібна до розподілу загальної шпаруватості.

Список літератури

шпаруватість чорнозем орний ґрунт

1. Воронин А.Д. Структурно-функциональная гидрофизика почв / А.Д. Воронин. - М.: Изд- во МГУ, 1984. - 204 с.

2. Voronin A.D., 1984, "Structurally functional soil hydrophysics", Moscow, MGU, 204p.

3. Гаськевич В.Г. Трансформація загальних фізичних властивостей лучних ґрунтів долини ріки Полтви під впливом осушення / В.Г. Гаськевич // Вісник Національний університет водного господарства та природокористування. - 2007. - Вип. 3, Ч. 1(39). - С. 236-241.

4. Has'kevyich V.H., 2007, "Transformation of general physical properties of meadow soils of the Poltvy valley under the influence of drainage", Bulletin National University of Water Management and Nature Management, Issue 3, Ch. 1 (39), рр. 236-241.

5. Доспехов Б.А. Методика полевого опыта / Б.А. Доспехов. - М.: Агропромиздат, 1985. - 351 с.

6. Dospekhov B.A., 1985, "Methods of field experience", Moscow, Agropromizdat, 351 p.

7. Качинский Н.А. Физика почвы / Н.А. Качинский. - М.: Высш. шк., 1965. - Ч. 1. - 323 с.

8. Kachinskiy N.A., 1965, "Physics of soil", Moscow, Higher school, Ch. 1, 323 p.

9. Ковда В.А. Основы учения о почвах. Книга первая: Общая теория почвообразовательного процесса / В.А. Ковда. - М.: Наука, 1973. - 447 с.

10. Kovda V.A., 1973, "Fundamentals of the doctrine of soils. Book One: The General Theory of the Soil-Formative Process", Moscow, Science, 447p.

11. Медведев В.В. Зміни фізичних властивостей орного шару грунту залежно від питомого тиску сільськогосподарських машин (за даними модельного досліду)/ В.В. Медведєв, В.Г. Цибулько // Агрохімія і грунтознавство. - 1978. - Вип. 35 - С. 48-53.

12. Medvediev V.V., Tsyibul'ko V.G., 1978, "Changes in the physical properties of the arable soil layer depending on the specific pressure of agricultural machines (according to the model experiment) ", Agrochemistry and soil science, Issue 35, pp. 48-53.

13. Партика Т. Фізичні властивості мінеральних грунтів верхньодністерської рівнини: специфіка формування та їх екологічна роль / Т. Партика // Фізична географія. Наукові записки. - 2013. - № 1. - С. 82-94.

14. Partika T., 2013, "Physical properties of mineral soils of the Upper Dnister plain: specificity of formation and their ecological role ", Physical geography. Proceedings, № 1, pp. 82-94.

15. Якість ґрунту. Відбирання проб. Ч. 2 Настанови з методів відбирання проб (ISO 103812:2002, IDT): ДсТУ ISO 10381 - 2:2004. - [Чинний від 2006-04-01]. - К.: Держстандарт України, 2006. - 30 c.

16. "Soil quality. Sampling Part 2 Guidelines for sampling methods (ISO 10381 - 2:2002, IDT), 2006, DSTUISO 10381 - 2:2004", 2006, Existing from 2006-04-01, Kiev, State standard of Ukraine, 30p.

Размещено на Allbest.ru