Трансформация свойств темно-каштановой почвы под влиянием сельскохозяйственного использования и орошения
Морфологическое описание профиля целинной темно-каштановой слабосолонцеватой почвы. Солевые профиля темно-каштановой солонцеватой почвы при различном ее использовании. Химический состав и ирригационная оценка воды из Каховского магистрального канала.
Рубрика | Сельское, лесное хозяйство и землепользование |
Вид | статья |
Язык | русский |
Дата добавления | 25.01.2019 |
Размер файла | 2,2 M |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
ПОЧВенные РеСУРСы И ИХ РаЦИОнаЛЬнОе ИСПОЛЬЗОВанИе
Размещено на http://www.allbest.ru//
Размещено на http://www.allbest.ru//
Институт почвоведения и агрохимии им. А.Н. Соколовского
Трансформация свойств темно-каштановой почвы под влиянием сельскохозяйственного использования и орошения
Л.И. Воротынцева
ВВЕДЕНИЕ
Почва - один из ключевых базовых ресурсов, который имеет важное значение для создания огромного количества товаров и услуг, являющихся неотъемлемым элементом экосистем и благосостояния человека. Поэтому сохранение или приумножение почвенных ресурсов необходимо для удовлетворения первоочередной потребности человечества в продовольственной, водной и энергетической безопасности [1].
Хозяйственная деятельность человека как фактор почвообразования еще в прошлом веке имела локальное значение, а в настоящее время масштабы ее изменяются до глобальных. Воздействие на почву и почвообразовательные процессы осуществляется как прямо, так и опосредованно через влияние на биосферу, атмосферу и гидросферу.
Влияние человека на биоту и биологический круговорот веществ заключается в вырубке лесов, распахивании значительных площадей и выращивании сельскохозяйственных культур, оказывающих различное воздействие на свойства почв, в отчуждении с урожаем значительного количества элементов питания, в применении органических и минеральных удобрений, пестицидов и др. В зависимости от степени воздействия изменения свойств почв могут носить деградационный характер. Различные виды деградации почв угрожают продовольственной безопасности и экологическому равновесию.
Деградация почв определяется как изменение состояния («здоровья») почвы, приводящее к уменьшению способности экосистемы предоставлять товары и услуги для своих бенефициаров. Деградированные почвы характеризуются таким качественным состоянием, при котором они не могут на должном уровне выполнять экосистемные услуги и обеспечивать нормальными товарами (например, давать урожай высокого качества) [2].
Деградация почв и ухудшение их качественного состава является серьезной глобальной экологической проблемой, которая может усилиться в условиях изменения климата и угрожать глобальной продовольственной и энергетической безопасности Украины, доступности воды для потребностей людей, возможностей адаптации к изменению климата и смягчению его последствий [1, 2]. актуальными являются вопросы почвоохранной политики, борьбы с деградацией и национальной безопасности. В связи с этим на конференции ФаО (Рим, 39 сессия) в июне 2015 г. была утверждена новая редакция Всемирной хартии почв, в которой определено, что «первостепенной задачей для всех сторон является обеспечение устойчивого землепользования и оздоровление или восстановление подвергшихся деградации почв» [1].
Одной из стратегических целей ФаО (продовольственной и сельскохозяйственной организации ООн) и евразийского почвенного партнерства является устойчивое управление земельными ресурсами, пропаганда знаний о том, что здоровые почвы и устойчивое землепользование являются предпосылкой для экономического благосостояния страны и населения, и, следовательно, играют ключевую роль в устойчивом развитии. Одним из факторов смягчения негативных последствий изменений климата и адаптации к ним является устойчивое управление водными и земельными ресурсами [3].
Для рационального использования, охраны и снижения развития деградации земель в Украине разработан и утвержден Кабинетом Министров (распоряжение от 30.03.2016 г. № 271-р) национальный план действий по борьбе с деградацией земель и опустыниванием, который является вкладом страны в реализацию решений Конференции ООн по устойчивому развитию «Рио+ 20» (2012 г.), достижением утвержденных в 2015 г. Генеральной ассамблеей ООн новых целей устойчивого развития на период до 2030 года и выполнение Конвенции ООн по борьбе с опустыниванием, в частности, стремление достичь нейтрального уровня деградации земель в мире.
В результате сельскохозяйственного освоения почв и использования их в пашне изменяется направленность процессов почвообразования и их свойства. Масштабы трансформаций зависят от степени воздействия человека на почву. При экстенсивном использовании земель почвенные процессы, как правило, имеют ту же направленность, что и в естественных условиях, а при проведении мелиоративных мероприятий (орошение, осушение, известкование и др.) они меняются [4-6]. Поэтому во избежание развития деградационных процессов и негативных экологических последствий для обеспечения устойчивого развития сельскохозяйственного производства степень воздействия человека на почвы должна быть не чрезмерной, а минимальной и направлена на улучшение, окультуривание и повышение плодородия почв.
Главная проблема мирового земельного фонда - деградация сельскохозяйственных земель. Под этим термином понимают истощение почвенного плодородия, эрозию почв, их загрязнение, снижение биологической продуктивности естественных пастбищных угодий, засоление и заболачивание орошаемых площадей, отчуждение земель для нужд жилищного, промышленного и транспортного строительства. В научной литературе имеются различные подходы к определению деградации земель [7]: крупномасштабная и локальная экспертная оценка, определение производительности сельскохозяйственного производства, дистанционное зондирование, определение возможных рисков и т.д. При этом конечной целью мониторинга и оценки деградации земель является повышение устойчивости в управлении земельными ресурсами. В Украине также большое внимание уделяется изучению вопросов деградации почв (физической, химической, биологической): ее основных причин, диагностических признаков, изменению свойств почв, а также разработке приемов по предупреждению и устранению развития деградационных процессов [8-11], введены в действие государственные стандарты [12, 13].
Для оценки изменения состояния темно-каштановой почвы под влиянием сельскохозяйственного использования и орошения нами использован интегрированный метод, базирующийся на системном подходе - определении качества оросительной воды, свойств почвы (на целинном, орошаемом и неорошаемом участках) и экосистемных услуг почвы на основании ее качественного состояния. Для изучения направленности изменения свойств и качества почвы использовали перечень определенных индикаторов: солевой состав почвы, катионный состав поглощающего комплекса, содержание карбонатов кальция, гумуса, агрофизические показатели.
Поэтому в связи с возрастающей антропогенной нагрузкой на почвы вследствие интенсивного сельскохозяйственного использования, необходимости развития и расширения площадей орошения в условиях засушливости климата и низкой влагообеспеченности, актуальными являются исследования по изучению почвенных процессов и режимов, направленности эволюции почв, использующихся в сельскохозяйственном производстве, для обеспечения сбалансированного землепользования. на основании оценки плодородия почв, современного экологоагромелиративного их состояния, возможным является принятие управленческих решений о направлении рационального использования почв, возможности восстановления орошения, о разработке противодеградационных приемов и повышении плодородия почв.
Цель исследований - изучение трансформации свойств темно-каштановой почвы под влиянием сельскохозяйственного использования и длительного орошения.
ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ
Исследования проводили в 2014-2016 гг. на стационарных мониторинговых площадках, заложенных на целинном (природный биосферный заповедник «асканиянова»), орошаемом и неорошаемом участках в Южной Степи (Херсонская область). Орошение в данном районе проводится из Каховского магистрального канала с использованием сети межхозяйственных и внутрихозяйственных каналов. Почвенный покров объектов исследований представлен темно-каштановой слабосолонцеватой среднеглинистой почвой на лессе и лессовидном суглинке. Почвенный покров объектов исследований представлен темно-каштановой природно слабосолонцеватой среднеглинистой почвой на лессовидном суглинке - целинный участок и используется в сельскохозяйственном производстве - орошаемый и неорошаемый участки. По уровню залегания грунтовых вод (УГВ) земли характеризуются автоморфными условиями (УГВ более 10 м от поверхности).
Орошаемый и неорошаемый участки используются в сельскохозяйственном производстве - в полевом севообороте. на протяжении проведения исследований изучали ротацию севооборотов: на орошаемом участке - сорго - озимая пшеница - соя, на неорошаемом - озимая пшеница - ячмень - сорго.
на стационарных площадках были заложены почвенные разрезы и скважины для изучения морфологии почв и свойств. Образцы почвы отбирали в период максимального солепроявления - в августе-сентябре.
Методы исследования - полевые мониторинговые исследования на стационарных площадках; методы системного анализа, статистической обработки, аналитических исследований.
В почве определяли солевой состав методом водной вытяжки (ГСТУ 7908- 7909:2015, 7909:2015, 7943-7945:2015), катионный состав поглощающего комплекса - методом Тюрина (ГСТУ 7604:20140); содержание карбонатов кальция - по методу Соколовича в модификации ннЦ «Институт почвоведения и агрохимии им. А.н. Соколовского» (МВВ 31-497058-021), углерод органического вещества (ГСТУ 4289:2004), гранулометрический и микроагрегатный состав - методом пипетки в модификации н.а. Качинского (ГСТУ 4730:2007, ГСТУ 4728:2007).
РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
Результаты исследований показали, что освоение и распашка целинной почвы приводит к изменению природных фитоценозов, преобразованию верхней части профиля в качественно новый культурный горизонт с измененными показателями и свойствами (табл. 1-3). Изменение ландшафтно-экологических условий приводит к развитию новых по сути и интенсивности элементарных почвообразующих процессов, под влиянием которых трансформируются исходные почвы. Орошение дополнительно усиливает изменения направленности природных почвенных процессов и режимов, трансформацию показателей состава и свойств почв, которые определяются химическим составом поливной воды, исходными свойствами почвы, ландшафтно-геохимическими условиями [5, 7].
Освоение целинных почв и их сельскохозяйственное использование привели к морфологическим изменениям в почвенном профиле и мощности генетических горизонтов, о чем свидетельствуют приведенные ниже морфологические описания почв. номенклатура исследуемых почв приводится согласно действующей в Украине классификации, системе символов а.н. Соколовского [14, 15].
Разрез № 1 заложен на целинном участке природного биосферного заповедника «аскания-нова» (географические координаты: 46°50350 с.ш., 34°03416 в.д.). Территория покрыта типчаково-ковыльной растительностью.
Таблица 1 Морфологическое описание профиля целинной темно-каштановой слабосолонцеватой почвы
Генетический горизонт, мощность |
Морфологические признаки |
|
н(е)d 0-10 см |
Темно-серый, рыхлый, сверху покрыт дерниной |
|
н(е) 10-30 см |
Гумусово-элювиальный, слабо элювиированный, темно-серый, сухой, плотный, комковато-зернистый, обильно пронизан корнями растений. При высыхании почва растрескивается на вертикальные призмовидные отдельности. Переход постепен- ный по плотности и цвету |
|
нрі/к 30-50 см |
Переходный, буровато-серый, сухой, более плотный, чем предыдущий, комковато-ореховатая структура, вскипание от 10 % нСl с 40 см, слабая коллоидная лакировка, встречаются корни растений. Переход постепенный по цвету |
|
Рhік 50-66 см |
Переходный, серо-коричневый, плотный, сухой, отмечаются вертикальные призматические отдельности, комковато-ореховатая структура, слабоструктурный, встречаются корни растений. Переход постепенный по цвету |
|
Р(h)к 66-95 см |
Лесс, темно-палевый, свежий, встречается кротовина с гумусированным материалом, горизонт белоглазки, бесструктурный с призмовидными отдельностями. Переход постепенный по цвету |
|
РК > 95 см |
Палевый карбонатный лесс, свежий плотный |
Разрез № 2 заложен на неорошаемом участке (географические координаты: 46°51230 с.ш., 34°06033 в.д.). Поле после уборки озимой пшеницы, стерня.
Таблица 2 Морфологическое описание профиля неорошаемой темно-каштановой слабосолонцеватой почвы
Генетический горизонт, мощность |
Морфологические признаки |
|
н(е) пах. 0-10 см |
Пахотный, темно-серый, влажный, рыхлый, пороховато-зернистый. Переход резкий по плотности и структуре |
|
н(е) 1-32 см |
Подпахотный, гумусово-элювиальный, серый, свежий, плотный, слабо выраженная комковато-зернистая структура, встречаются корни растений. Переход ясный по цвету |
|
Генетический горизонт, мощность |
Морфологические признаки |
|
нрі/к 32-54 см |
Переходный, серо-коричневый, свежий, плотный, зернистоореховатый, вскипание от 10 % нСl с глубины 44 см, слабая коллоидная лакировка. Переход ясный по цвет |
|
Рhік 54-92 см |
Переходный, палево-бурый, свежий, видны затеки гумуса по корням растений, плотный, комковато-ореховатая структура, слабоструктурный, обильная белоглазка. Переход постепен- ный по цвет |
|
РК > 92 см |
Лессовидный суглинок, желто-палевый, карбонатный, свежий |
Разрез № 3 заложен на орошаемом участке (географические координаты: 46°51404 с.ш., 34°06180 в.д.). Поле после уборки сорго, стерня.
Таблица 3 Морфологическое описание профиля орошаемой темно-каштановой слабосолонцеватой почвы
Генетический горизонт, мощность |
Морфологические признаки |
|
н(е) пах. 0-13 см |
Пахотный, гумусово-элювиальный, темно-серый, влажный, рыхлый, пороховато-зернистая структура, встречаются корни растений. Переход резкий по плотности и структуре |
|
не(і) 13-54 см |
Гумусово-элювиальный, серый, свежий, плотный, комковатозернисто-ореховатая структура, встречаются корни растений, коллоидная лакировка по структурным отдельностям. Переход постепенный по цвету |
|
нрі/к 54-69 см |
Переходный, серо-коричневый, свежий, плотный, комковатоореховатый, вскипание от 10 % нСl с глубины 69 см, слабая коллоидная лакировка. Переход постепенный по цвету |
|
Рhк 69-102 см |
Переходный, палево-бурый, свежий, видны затеки гумуса по корням растений, плотный, комковато-ореховатая структура, обильная белоглазка. Переход постепенный по цвету |
|
РК > 102 см |
Лессовидный суглинок, желто-палевый, карбонатный, свежий |
Профиль орошаемой темно-каштановой почвы по сравнению с неорошаемой характеризовался большей мощностью почвенного профиля (более 102 см) благодаря улучшению водного режима, промывке почвенной массы нисходящими потоками воды вглубь и созданию благоприятных условий для развития растений. Отмечается уменьшение текстурной дифференциации профиля, увеличение мощности гумусово-аккумулятивного горизонта соответственно с 92 см (в неорошаемой почве) до 102 см (в орошаемой), размывание горизонта аккумуляции белоглазки с аккумуляцией на глубине 69-102 см.
Изменение типа использования угодий и усиление антропогенного влияния на почву приводит к преобразованию природных фитоценозов, нарушению направленности почвенных процессов и режимов, что влияет на свойства почвы и показатели ее плодородия. Так, изучение солевого режима исследуемых почв показало, что по содержанию водорастворимых солей они характеризуются как незасолённые в соответствии с действующей классификацией [8]. В автоморфных условиях отмечается элювиирование солей из верхних горизонтов с постепенным увеличением их количества в нижних, что определяется водным режимом почвы и климатическими характеристиками региона (рис. 1).
ПОЧВенные РеСУРСы И ИХ РаЦИОнаЛЬнОе ИСПОЛЬЗОВанИе
Размещено на http://www.allbest.ru//
Размещено на http://www.allbest.ru//
Целинная почва неорошаемая почва
Орошаемая почва
ПОЧВенные РеСУРСы И ИХ РаЦИОнаЛЬнОе ИСПОЛЬЗОВанИе
Размещено на http://www.allbest.ru//
Размещено на http://www.allbest.ru//
Рис. 1. Солевые профиля темно-каштановой солонцеватой почвы при различном ее использовании
Так, в целинной почве общее количество солей варьировало в пределах профиля почвы от 0,08-0,11 % (слой 0-100 см) до 0,11-0,35 % (слой 100-300 см), а токсичных солей соответственно 0,03-0,04 % в верхних горизонтах и 0,05- 0,10 % в нижних. Формирование горизонта аккумуляции солей отмечается на глубине 200-250 см (см. рис. 1). По составу водорастворимых солей темно-каштановая почва характеризовалась гидрокарбонатным магниево-кальциевым типом. Полученные данные свидетельствуют о более высоком содержании водорастворимого кальция в верхнем 0-25 см слое темно-каштановой почвы. Следует отметить высокое содержание водорастворимых солей магния в водной вытяжке, что влияет на солонцеватость почвы и ее агрофизические свойства [16]. рн водный в верхнем 0-50 слое составлял 7,2-7,5, что характеризует реакцию среды как нейтральную, а с глубиной увеличивался до 7,8-8,1 (щелочная реакция). Соотношение Са/Nа в верхнем 0-50 см слое составляет 15-17, на глубине 50-100 см - 5-10, а в нижних горизонтах сужается до 1-2, что свидетельствует об усилении развития процесса осолонцевания почвы.
Неорошаемая почва, которая использовалась в сельскохозяйственном производстве, по содержанию водорастворимых и токсичных солей существенно не отличалась от целинной почвы. Следует отметить некоторое снижение значений соотношения Са/Nа до 8-13 в верхнем 0-50 см слое и 4-8 - в слое 50-100 см, что связано с изменением водного и воздушного режима почвы, выщелачиванием водорастворимых соединений вглубь почвы.
Вследствие освоения целинной почвы (сельскохозяйственного использования, орошения) произошли изменения направленности элементарных процессов и эволюции почв, изменение исходных генетических признаков и свойств. Для орошения в данном регионе используется вода из Каховского магистрального канала, которая характеризовалась как пригодная для орошения по агрономическим (ГСТУ 2730:2015) и экологическим (ГСТУ 7286:2012) критериям (табл. 4). Минерализация поливной воды составляла 0,35-0,39 мекв/дм3, рн - 7,5-7,8 (щелочная реакция), состав солей - гидрокарбонатно-кальциевый.
Таблица 4 Химический состав и ирригационная оценка воды из Каховского магистрального канала (усредненные данные)
Сумма солей, г/дм3 |
рн |
Содержание ионов, мекв/дм3 |
Ирригационная оценка воды по опасности |
||||||||
HCO3- |
Cl- |
SO42- |
Ca2+ |
Mg2+ |
Na+ + К+ |
засоления |
осолонцевания |
ощелачивания |
|||
0,36 |
7,8 |
3,5 |
1,14 |
0,31 |
2,6 |
1,13 |
1,20 |
1 класс |
1 класс |
1 класс |
|
Содержание тяжелых металлов, мг/дм3 |
Ирригационная оценка воды |
||||||||||
Zn |
Mn |
Fe |
Cu |
Ni |
Co |
Pb |
Cd |
Cr |
по экологическим критериям |
||
0,009 |
0,010 |
0,27 |
0,030 |
0,006 |
0,007 |
0,011 |
0,0004 |
0,006 |
1 класс |
орошение каштановый почва канал
анализ состава водорастворимых солей темно-каштановой орошаемой почвы свидетельствует о некоторой тенденции увеличения в слое 0-100 см общего количества водорастворимых солей до 0,14-0,16 % и токсичных солей - до 0,06- 0,07 %. Вследствие промывного водного режима повышается растворимость солей и происходит выщелачивание их в нижние горизонты с аккумуляцией в слое 250-300 см. В составе водорастворимых солей увеличилась концентрация катионов натрия и сульфат-, хлорид анионов в результате дополнительного приноса их с оросительной водой. Об изменении качественного состава солей свидетельствует снижение значений показателя Са/Nа до 2,6-3,2 в слое 0-50 см и 1,2-2,0 - в слое 50-200 см. В горизонте аккумуляции солей соотношение сужается до 0,4-0,5, что свидетельствует об усилении процесса осолонцевания почвы.
Для карбонатов кальция характерным является дифференцированное распределение в почвенном профиле: в верхнем пахотном слое содержание их составляло 1,1-1,3 %, а с глубиной увеличивалось до 14-19 % (слой 75-100 см). Следует отметить, что в условиях орошения подвижность и миграционная способность карбонатов несколько возрастала.
Нашими предыдущими исследованиями на темно-каштановой почве, орошаемой минерализованной водой из Ингулецкой оросительной системы, установлены несколько низкие значения соотношения Са/Nа по сравнению с орошением пресной водой - 0,6-0,9, что свидетельствует об усилении развития процесса осолонцевания почвы при ухудшении качества воды [17].
В ходе многолетних исследований установлена годовая сезонно-обратимая миграция-аккумуляция водорастворимых солей, что определяется условиями увлажнения и количеством осадков в осенне-зимний период. В поливной вегетационный период отмечается некоторая тенденция к увеличению их концентрации, а в зимне-весенний период за счет промывки почвы осадками.
Изменение ландшафтно-экологических условий вследствие освоения целинной почвы, изменение факторов среды и интенсивное ее использование повлияло на состав почвенного поглощающего комплекса, который определяет свойства и уровень плодородия темно-каштановой почвы. Исследуемые почвы (слои 0-25, 25-50 см) характеризовались слабой степенью природной солонцеватости, при этом наиболее высокой она была на площадке с целинной почвой - соответственно в среднем 4,3 и 3,6 % Na + К от суммы поглощенных катионов (рис. 2). При этом хотелось бы указать на роль калия в солонцеватости целинной почвы, абсолютные значения содержания данного катиона были выше, чем натрия.
Рис. 2. Степень солонцеватости темно-каштановой почвы при различном ее использовании
В неорошаемой почве в результате механической обработки и изменения условий почвообразования отмечается некоторое уменьшение концентрации солонцующих почву катионов до 4,1 % и 3,1 % Na + К от суммы поглощенных катионов. Вследствие орошения водой 1 класса, гидрокарбонатного состава произошло достоверное уменьшение количества натрия и калия соответственно до 3,3 и 2,4 %, что свидетельствует о рассолонцевании темно-каштановой почвы под действием воды и положительно влияет на свойства почвы. аналогичная закономерность была установлена исследованиями на каштановых почвах в зоне ирригации пресной водой 1 класса (пригодной) из Краснознаменской оросительной системы. При этом следует отметить, что более подвижным был калий, концентрация которого уменьшилась в почвенном комплексе вследствие промывного водного режима.
В составе поглощенных катионов исследуемых почв преобладает кальций, содержание которого в целинной почве в слое 0-25 см составляет 65-65 % от сумы всех катионов. Вследствие сельскохозяйственного использования темно-каштановой почвы и трансформации ее водного, воздушного, биологического режимов произошли количественные изменения в катионном составе поглощенных катионов: в неорошаемой почве содержание поглощенного кальция уменьшилось до 56-60 %, а в условиях орошения - до 54-56 %. но при этом возросла концентрация поглощенного магния с 31-35 % на целине до 40-44 % на пашне и в условиях орошения. Поэтому мы можем предположить, что поглощенный магний может влиять на солонцеватость почвы, что находит свое выражение прежде всего в морфологии и агрофизических показателях (глыбистости, слитости, вязкости). О солонцующей способности магния указывается в работах П.М. Брешковского, С.И. Соколова, И.н. антипова-Каратаева [16, 18].
Распашка темно-каштановой солонцеватой почвы повлияла на ее агрофизические показатели. По данным В.В. Медведева [8, 9], почвы пашни характеризуются значительной потенциальной склонностью к переуплотнению, что в конечном итоге влияет на всхожесть семян, изреженность посевов, развитие растений в течение вегетации. Механическая обработка является наиболее существенным фактором, способным вызвать негативные и устойчивые изменения физического статуса почв.
Так, определение плотности сложения темно-каштановой почвы при разном типе ее использования свидетельствует о существенных различиях по данному показателю между слоями 0-10, 10-20, 20-30 см. В целинной темно-каштановой почве равновесная плотность в верхнем 0-10 см слое составляла 1,0 г/см3, а с глубиной увеличивалась до 1,22 г/см3 (слой 20-30 см) и 1,37 г/см3 (слой 30-40 см). Сравнительная характеристика исследуемых почв свидетельствует (рис. 3), что вследствие использования темно-каштановой почвы в пашне в слое 0-10 см происходит достоверное увеличение данного показателя до 1,14 г/см3 (неорошаемая почва) и 1,23 г/см3 (орошаема почва) - наименьшая существенная разница (нИР) - 0,08. В пахотных почвах на глубине 10-30 см формируется плужная подошва вследствие разной глубины обработки почвы, а плотность сложения при этом достоверно возрастает до 1,30-1,47 (нСР для слоя 10-20 см - 0,08; 20-30 см - 0,14). на наш взгляд, снижение плотности в слое 20-30 см орошаемой почвы связано с выращиванием в севообороте сои, которая характеризуется фитомелиоративным эффектом. В целинной почве данный показатель составлял соответственно 1,10-1,21 г/см3. Таким образом, в пахотных почвах в результате механической обработки, образования плужной почвы, а также изменения состава почвенного поглощающего комплекса происходит ее уплотнение. Во многом плотность сложения почвы также зависит от культуры земледелия.
Исследуемые темно-каштановые почвы характеризуются среднеглинистым пыловато-илистым гранулометрическим составом с содержанием физической глины 59-64 % в слое 0-50 см. Для профильного распределения характерным является увеличение содержания физической глины в горизонте вмывания коллоидов - ні за счет возрастания количества илистой фракции. В условиях орошения это повышение несколько выше по сравнению с целинной почвой. Под действием воды происходит более интенсивное разрушение песчаной и пыловатой фракций гранулометрического состава.
Рис. 3. Плотность сложения исследуемых почв
Фактор дисперсности по н.а. Качинскому, который характеризует степень разрушения микроагрегатов в воде и является показателем прочности микроструктуры, в результате сельскозяйственного использования почвы и применения орошения увеличивается, устойчивость микроструктуры соответственно снижается. Фактор структурности, который характеризует водоустойчивость агрегатов, соответственно при орошении и сельскохозяйственном использовании снижается.
Важным показателем почвы является ее структурно-агрегатный состав. Результаты исследований свидетельствуют, что под влиянием орошения и сельскохозяйственного использования происходит снижения коэффициента структурности. Так, в целинной почве данный показатель в слоях 0-10 см и 15-25 см составлял 2,4-2,5, а в орошаемой снизился до 1,2-1,4, что свидетельствует об ухудшении структуры почвы в результате разрушения и уменьшения количества агрономически ценных агрегатов размером 0,25-10 мм, и увеличения количества глыбистой фракции размером больше 10 мм.
Изменение ландшафтно-экологических условий вследствие освоения целины и вовлечения ее в сельскохозяйственное использование привело к изменению гумусного состояния темно-каштановой почвы. Так, в целинной почве отмечается дифференциация профиля по содержанию общего гумуса: в элювиальном горизонте оно составляло 5,5 %, а в иллювиальном - уменьшилось до 3,3%, что в соответствии с ГСТУ 4362 соответствует очень высокому содержанию (рис. 4). В результате распашки и сельскохозяйственного использования произошло ускорение процессов минерализации органического вещества, вследствие чего уменьшилось количество гумуса соответственно до 3,0-3,2 % (слой не) и 1,9-2,2% (слой ні) - повышенное и среднее содержание.
Рис. 4. Содержание гумуса в темно-каштановой почве при различном ее использовании
ВЫВОДЫ
В результате сельскохозяйственного освоения почв и использования их в пашне изменяется направленность процессов почвообразования, что влияет на свойства темно-каштановой почвы и экосистемные услуги, которые она оказывает. Верхняя часть профиля преобразуется в качественно новый культурный горизонт с измененными показателями и свойствами. Орошение является дополнительным фактором трансформации почв, которые определяются химическим составом поливной воды, исходными свойствами почвы и ландшафтно-геохимическими условиями.
Изменение типа использования повлияло на морфологию темно-каштановой почвы, мощность генетических горизонтов, агрофизические и физико-химические показатели. Орошение пригодной водой положительно повлияло на состав поглощенных катионов: способствовало рассолонцеванию природно солонцеватой целинной почвы (снижению содержания Na + К от суммы поглощенных катионов с 4,3 % (слой 0-25 см) и 3,6 % (слой 25-50 см) соответственно до 3,3 и 2,4 %).
За счет использования в сельскохозяйственном производстве, обработки машинами и орудиями, а также орошения дождеванием произошли изменения агрофизических показателей целинной почвы, которые носят деградационный характер. Вследствие использования темно-каштановой почвы в пашне в слое 0-10 см происходит достоверное увеличение плотности сложения данного показателя с 1,0 г/см3 (целинная почва) до 1,14 г/см3 (неорошаемая почва) и 1,23 г/см3 (орошаемая почва). В пахотных почвах на глубине 10-30 см формируется плужная подошва (вследствие разной глубины обработки почвы), а плотность сложения при этом достоверно возрастает до 1,30-1,47 г/см3.
Отмечается также ухудшение структуры почвы в результате разрушения и уменьшения количества агрономически ценных агрегатов размером 0,25-10 мм и увеличения количества глыбистой фракции размером больше 10 мм. Снижается прочность микроструктуры и водоустойчивость агрегатов в результате сельскохозяйственного использования и орошения.
В результате распашки и сельскохозяйственного использования произошло уменьшение количества гумуса: в элювиальном горизонте соответственно с 5,5 % до 3,0-3,2 %, в иллювиальном - с 3,3% до 1,9-2,2 %.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
Пересмотренная Всемирная хартия почв. - ФаО, 2015. - 8 с. - Режим доступа: http://www.fao.org/3/b-i4965r.pdf
Soil degradation. - Режим доступа: http://www.environment.nsw.gov.au/soildegradation.
Состояние мировых земельных и водных ресурсов для производства продовольствия и ведения сельского хозяйства. - ФаО, 2012. - 285 с.
наукові основи охорони та раціонального використання зрошуваних земель України / за наук. ред. С.а. Балюка, М.І. Ромащенка, В.а. Сташука. - Київ: аграрна наука, 2009. - 624 с.
Воротинцева, Л.І. Трансформація властивостей чорнозему звичайного за зрошення водами різної якості / Л.I. Воротинцева // Вісник аграрної науки. - 2016. - № 1. - С. 56-60.
Балюк, С.А. наукові аспекти сталого розвитку зрошення земель в Україні /
С.а. Балюк, М.І. Ромащенко. - Київ, 2006. - 32 с.
Reed, M.S. Cross-scale monitoring and assessment of land degradationand sustainable land management: a methodological framework for knowledge management / M.S. Reed, M. Buenemann, J. Atlhopheng // Copyright. - 2011. - Р. 261-271. - Режим доступа: https://ru.scribd.com/document/55090591/Evel-2011-
Cross-scale-Monitoring-and-Assessment-of-Land-Degradation
Медведєв, В.В. Фізична деградація орних ґрунтів: висновки з досліджень і актуальні завдання / В.В. Медведєв, І.В. Пліско // Вісник аграрної науки. - 2016. - № 10. - С. 17-30.
Медведев, В.В. Физическая деградация черноземов. Диагностика. Причины. Следствия. Предупреждение / В.В. Медведев. - Харьков, 2013.- 324 с.
Балюк, С.А. Сучасні проблеми біологічної деградації чорноземів і способи збереження їх родючості / С.а. Балюк, Б.С. носко, Є.В. Скрильник // Вісник аграрної науки. - 2016. - № 1.
Baliuk, S. Biological degradation of chernozems under irrigation / S. Baliuk, O. Naydyonova // Eurasian Journal of Soil Science. - 2014. - Vol. 3. - Р. 267-273.
ГСТУ 7874:2015 Охрана почв. Деградация почв. Основные положения. - 7 с.
ГСТУ 7872:2015 Охрана почв. Деградация почв. Оценивание химической и физической деградации почв. - 9 с.
ДСТУ 7844:2015 Якість ґрунту. Діагностування еколого-генетичного статусу ґрунту. Загальні вимоги. - Київ, 2015. - 6с.
Визначний еколого-генетичного статусу та родючості грунтів України / М.І. Полупан [та ін.]. - Київ, 2005. - 303 с.
Соколов, С.И. О магниевой солонцеватости почв / С.И. Соколов // Исследования в области генезиса почв. - М., 1963. - С. 203-2016.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Агрохимическая характеристика светло-каштановой почвы опытного участка. Содержание легкорастворимых солей в водной вытяжке. Агрофизические и агрохимические свойства светло-каштановой почвы под воздействием многолетних трав. Динамика объемной массы почвы.
курсовая работа [49,2 K], добавлен 18.09.2012Характер и величина изменения свойств почвы при сельскохозяйственном использовании. Особенности строения профиля почвы на многолетней залежи и пашне. Содержание гумуса и подвижных элементов питания. Наличие подвижного фосфора на пашне в верхних слоях.
статья [19,4 K], добавлен 31.07.2013Морфологическое описание строения почвенного профиля Ржевского лесопарка, Сергиевского парка, Орехова, Можайского и Кузнечного. Оценка роли антропогенного фактора в развитии и изменении свойств почв. Центральный музей почвоведения им. Докучаева.
отчет по практике [56,7 K], добавлен 13.07.2017Характеристика морфологических элементов и признаков почвы. Типы строения почвенного профиля. Система символов для обозначения генетических горизонтов почв. Влияние химического состава на окраску почв. Классификация почвенных новообразований и включений.
реферат [178,5 K], добавлен 22.12.2013Морфологические признаки почвы, методика описания профиля почвы и взятие почвенных образцов на анализ. Сроки и способы применения гербицидов, расчет дозы и расхода рабочего раствора. Органическое вещество почвы (образование, состав и свойства гумуса).
контрольная работа [40,3 K], добавлен 04.03.2014Краткая организационно-экономическая характеристика хозяйства. Агрохимические показатели темно-серой лесной среднемощной суглинистой почвы. Определение продуктивности севооборота. Рациональное распределение удобрений, основные правила их хранения.
курсовая работа [42,5 K], добавлен 13.10.2013Механический состав, основные физические свойства, структура и тип почвы. Санитарно-химический анализ: определение наличия аммиака, нитритов, хлоридов, мочи и экскрементов. Санитарно-биологическое, бактериологическое, энтомологическое исследование почвы.
курсовая работа [34,7 K], добавлен 21.05.2012Особенности почвы, ее некоторые свойства. Методы воздействия на почвы. Специфика определения свойств почвы. Мелиорация - комплекс приемов по улучшению свойств почвы. Почва для растений защищённого грунта. Основные правила составления плодородного грунта.
реферат [15,6 K], добавлен 29.09.2011Господарське значення і біологічні особливості розвитку ярого ячменю. Поширеність, шкодочинність, симптоми проявлення і таксономія збудника темно-бурої плямистості листя ячменю. Біологічні особливості збудника хвороби, обґрунтування захисних заходiв.
дипломная работа [1,5 M], добавлен 02.10.2014Диагностика почвы по ее морфологическим признакам. Факторы почвообразования. Интерпретация физических свойств почвы: гранулометрический состав, плотность твердой фазы и сложения, порозность. Количество гумуса и характер его распределения по профилю.
курсовая работа [116,6 K], добавлен 28.07.2011Ознакомление с метеорологическими, климатическими условиями сухостепенной зоны Республики Бурятия. Изучение биологических особенностей культуры. Определение влияния предшественников на водный, пищевой режим каштановой почвы, на качество яровой пшеницы.
дипломная работа [108,9 K], добавлен 14.04.2010Факторы почвообразования лесхоза Архангельского Приморского района. Характеристика почвенного разреза и места его закладки. Анализ свойств горизонтов почвенного профиля. Агрохимические свойства подзолистой почвы и разработка предложений по улучшению.
курсовая работа [28,5 K], добавлен 11.11.2011Основные задачи основной обработки почвы. Применение обработки вместо вспашки. Посев в лунки. Обработка сохой и ралом. Плужная обработка почвы. Максимально развернутая технология обработки почвы. Безотвальная обработка почвы. Минимальная обработка почвы.
реферат [763,9 K], добавлен 17.05.2016Свойства навоза и его действие на почву. Природно-климатические условия и почвы свинокомплекса "Родниковский". Химический состав свиностоков и их использование на орошении. Прогнозные расчеты по влиянию орошения на грунтовые воды. Охрана труда и природы.
дипломная работа [92,4 K], добавлен 14.07.2010Условия почвообразования в лесостепи. Генезис и виды серых лесных почв. Морфологическое строение их профиля, гранулометрический и минералогический состав, физико-химические и водно-физические свойства. Сельскохозяйственное использование и охрана почв.
курсовая работа [2,8 M], добавлен 14.01.2015Агроклиматическая характеристика Пошехонского района. Анализ агрохимических свойств почвы. План внесения органических удобрений в севооборот в период ротации. Определение потребности почвы в известковании. Баланс гумуса, питательных веществ в севообороте.
курсовая работа [125,0 K], добавлен 06.03.2015Природные условия почвообразования и характеристика процесса. Агрохимическая и агрофизическая характеристика серой лесной среднесуглинистой почвы. Валовой химический состав. Групповой состав гумуса. Рекомендации по рациональному использованию почв.
курсовая работа [190,0 K], добавлен 11.12.2011Задачи и виды дополнительной обработки почвы. Классификация машин и орудий. Зубовые и дисковые бороны. Уплотнение верхнего слоя почвы катками. Междурядная обработка почвы в посевах в целях рыхления почвы, внесения удобрений, уничтожения сорняков.
презентация [228,7 K], добавлен 22.08.2013Наблюдение за изменением плодородия почвы в связи с глубиной ее обработки и внесением органических удобрений. Визуальный осмотр проб грунта с пришкольного участка. Описание опыта "Влияние почвы на урожай капусты" и результаты наблюдений за растениями.
реферат [2,1 M], добавлен 05.04.2012Технологии предпосевной обработки почвы. Основные виды механической обработки почвы. Агротехнические требования к предпосевной обработке почвы. Настройка комбинированных агрегатов до выезда в поле. Минимизация интенсивности и глубины обработки почвы.
реферат [427,4 K], добавлен 29.06.2015