Размещено на http://www.allbest.ru/

Современное агрофизическое состояние почв Центральной почвенно-экологической провинции

Введение

В Центральной почвенно-экологической провинции наиболее распространены почвы, сформированные на лессовидных и лессовых суглинках, приуроченные к Белорусской гряде, представляющей собой целый ряд самостоятельных возвышенностей (Волковысская, Минская, Новогрудская, Оршанская и др.), расчлененных сложной сетью речных долин. Первоначальные породы значительно изменены и сортированы деятельностью поверхностных вод, частично снесены с водоразделов в понижения и на склоны, где формируется делювий лессовидного характера. Самые обширные массивы дерново-подзолистых почв, развивающихся на лессовидных и лессовых суглинках, приурочены к юго-западным склонам Минской возвышенности, Оршанской возвышенности, северу Оршанско-Могилевской равнины, а также к Новогрудской возвышенности и Копыльской гряде [1].

В состав Центральной почвенно-экологической провинции входят также обширные пространства приледниковых зандровых равнин, представленных преимущество дерново-подзолистыми и дерново-подзолистыми заболоченными почвами, сформированными на водно-ледниковых почвообразующих породах [2]. Проблема рационального использования такого разнообразия почв стоит сейчас особенно остро.

Физическое состояние почв имеет большое значение в формировании плодородия. К наиболее значимым физическим свойствам относятся плотность сложения, общая пористость, агрегатный состав, запасы продуктивной влаги, наименьшая влагоёмкость, водопроницаемость и тепловые свойства почв. Перечисленные свойства почв необходимо, в первую очередь, принимать во внимание, т.к. только с помощью их регулирования возможно формирование оптимального водного, воздушного, теплового и питательного режимов, исключительно важных для нормального роста и развития растений [3-6].

Кроме того, в настоящее время в странах с интенсивным земледелием проблема переуплотнения почв сельскохозяйственной техникой выдвигается на одно из первых мест в ряду негативных последствий антропогенных воздействий на почву. Результатом существенного уплотнения пахотного и подпахотного слоев почв является снижение урожайности сельскохозяйственных культур.

Поэтому исследования по установлению современного состояния агрофизических свойств почв и приемов их регулирования приобретают большую актуальность в настоящее время.

Цель исследований заключалась в оценке современного агрофизического состояния почв, наиболее широко представленных в Центральной почвенно-экологической провинции. Полученные результаты использованы при разработке оптимальных параметров агрофизических свойств и приемов их регулирования.

1.Объекты и методы исследований

почва агрофизический экологический

Выбор опорных разрезов для изучения водно-физических свойств определялся многими факторами: масштабами и географией распространения почв, генезисом почвообразующих пород, их гранулометрическим составом, строением почвенного профиля, степенью развития основного и накладывающих почвообразовательных процессов. Исходя из этих соображений, в процессе почвенных экспедиций, проведенных в конце лета - начале осени 2014-2015 гг. (в период установления равновесного агрофизического состояния), было заложено 39 опорных разрезов в Гродненской, Минской, Могилевской и Гомельской областях (рис.).

В ходе исследований применен метод полевых и лабораторных экспериментов, сравнительно-географический, картографический. Влажность почвы определялась весовым методом, плотность почвы - при помощи колец Капецкого (метод «режущих колец»), общая пористость и пористость аэрации - расчетными методами [9-10].

В процессе исследований определены показатели, характеризующие структуру пахотного горизонта почв, а также устойчивость структуры к разрушению, исходя из данных сухого и водного просеивания, по методу Саввинова:

* содержание агрегатов агрономически ценного размера (10,0-0,25 мм);

* водоустойчивость по классификации Н.А. Качинского (содержание агрегатов более 0,25 мм при водном просеивании);

* коэффициент водоустойчивости (Кву), определяемый по соотношению агрегатов размером более 0,25 мм при водном и сухом просеивании;

* коэффициент структурности (Кстр) - отношение содержания агрономически ценных агрегатов (0,25-10 мм) к сумме агрегатов >10 и <0,25 мм при сухом просеивании;

* коэффициент водопрочности (Квпр.) представляет собой соотношение количества водопрочных агрегатов 1,00-0,25 мм при водном и сухом просеивании;

* содержание водопрочных агрегатов более 0,5 мм, %;

* средневзвешенный диаметр агрегатов при водном просеивании;

* коэффициент нестабильности (Кнест.), отражающий изменение средневзвешенного диаметра агрегатов при сухом и водном просеивании почвы [11].

Рис. 1 Размещение опорных разрезов для изучения агрофизических свойств почв Центральной почвенно-экологической провинции

2.Результаты исследований и их обсуждение

Центральная почвенно-экологическая провинция занимает территорию более 88 тыс. км2, что составляет около 43% территории республики. Эта провинция располагается в пяти областях: Брестской (10,3%), Гомельской (15,6%), Гродненской (26,7%), Минской (27,3%) и Могилевской (20,1%) [12].

Холмистые ландшафты - одни из главных объектов исследований в центральной части республики. Они составляют цепь Центрально-Белорусских возвышенностей и гряд, образуя с приледниковыми равнинами и низинами Центральную почвенно-экологическую провинцию. Гряды и возвышенности характеризуются денудационным грядово-холмистым рельефом с выположенными вершинами и глубоким эрозионным расчленением, многочисленными ложбинами и сквозными долинами, распространением лессовидных пород и лессов, с которыми связано развитие эрозионных процессов, оврагов, суффозионных западин, а также моренных пород. Особенности строения рельефа позволяет разделить Центрально-Белорусские возвышенности и гряды на западную часть, которую отличают большие абсолютные и относительные высоты и разнообразие ледниковых форм рельефа (выделяют Гродненскую, Волковысскую, Слонимскую, Минскую возвышенности, Ошмянские и Копыльские гряды) и восточную, где рельеф приобретает платообразный характер, снижаются абсолютные высоты и уменьшаются горизонтальная и вертикальная расчлененность (Горецко-Мстиславская и Оршанская возвышенности).

Пояс крупнейших на территории республики возвышенностей и гряд окаймляют с севера и с юга многочисленные водно-ледниковые, морено-водно-ледниковые, моренные равнины и низины. В южной части, например, выделяют равнины и низины (Высоковскую, Пружанскую, Коссовскую, Барановичскую, Пуховичскую, Центрально-Березинскую, Могилевскую, Бобруйскую и др.), которые чаще всего являются по происхождению зандровыми, сложенные песками, нередко с присутствием среди них денудированных краевых образований, особенно в западной части. На востоке обычны лессовидные породы, здесь встречаются суффозионные и карстовые формы.

В Центральную почвенно-экологическую провинцию отнесена на востоке часть Полесской низменности, где выделяют Речицкую аллювиальную низину и Василевичскую водно-ледниковую и озерно-аллювиальную низину. Поверхность низин характеризуется плоской, местами слабоволнистой поверхностью, со слабо врезанными долинами рек среди песчаных отложений [1].

О современном состоянии агрофизических свойств почв, наиболее распространенных в центральной части Беларуси, можно судить по данным, представленным в табл. 1.

Проведенные исследования показывают, что агрофизические свойства в значительной степени определяются генезисом почвообразующих пород, типовой принадлежностью исследуемых почв и степенью подверженности эрозионным процессам.

Как следует из приведенных данных, пахотный горизонт дерново-подзолистых почв на моренных породах как автоморфных, так и полугидроморфных в соответствии с классификацией Н.А. Качинского уплотнен - плотность составляет 1,24-1,59 кг ??м-3 [10]. Отметим довольно высокий показатель плотности супесчаных почв. Это объясняется большим содержанием в гранулометрическом составе физического песка. Также выявлено явное увеличение плотности подпахотного горизонта до 1,49-1,66 кг ??м-3, т.е. наблюдается так называемый эффект «плужной подошвы». Плотность сложения пахотных горизонтов автоморфных почв ниже, чем почв с избыточным увлажнением. Общая пористость пахотного горизонта почв составляет 47-54%, что соответствует удовлетворительной оценке по классификации Н.А. Качинского, Что касается влажности почв, а, соответственно и запасов влаги, и пористости аэрации, то основную роль в величине этих показателей играют метеорологические условия. В целом, недостатка влаги в почвах на суглинистых почвообразующих породах не наблюдается, т.к. оптимальной влагообеспеченностью приняты запасы влаги в пахотном слое, равные 51 мм и более [13].

Таблица 1

Показатель плотности пахотного горизонта почв, сформированных на водно-ледниковых почвообразующих породах, изменяется от 1,28 до 1,45 кг ??м-3. Плотность в слое 30-40 см возрастает до 1,43-1,65 кг ??м-3, что характерно для подпахотного горизонта. Нельзя не отметить, что плотные нижележащие горизонты в период выпадения осадков препятствуют фильтрации влаги, создавая ее застой и угнетение сельскохозяйственных культур. Плотность полугидроморфных почв на водно-ледниковых породах несколько выше, чем автоморфных, т.к. в них более высокое содержание гумуса. Воздушный режим пахотного горизонта почв, сформированных на водно-ледниковых почвообразующих породах, в целом хороший - общая пористость составляет 44-50%, т.е. близка к удовлетворительной оценке, а пористость аэрации - отличная (23-39%).

Наиболее благоприятными агрофизическими свойствами обладают почвы, сформированные на лессовидных и лессовых отложениях. Плотность таких почв составляет 1,24-1,38 кг ??м-3, общая пористость - 46-54%, пористость аэрации - 11-34%, что близко к оптимальным значениям.

Водно-эрозионные процессы независимо от генезиса почвообразующих пород оказывают отрицательное влияние на агрофизические свойства почв. Плотность почв увеличивается на 0,15-0,30 г/см3, пористость снижается на 4-12%, причем, чем выше степень эродированности почв, тем хуже их свойства.

Изучение структурного состояния пахотного горизонта основных разновидностей почв Центральной провинции Беларуси показывает, что практически во всех почвах на супесчаных и песчаных породах доля глыбистой фракции (>10,0 мм) невысокая - 15-29% (табл. 2).

Таблица 2. Показатели, характеризующие структурное состояние пахотного горизонта почв Центральной почвенно-экологической провинции

Количество агрегатов >10,0 мм в суглинистых почвах выше, чем в супесчаных независимо от их генезиса, и составляет 17-45%. Содержание агрегатов агрономически ценного размера (10,0-0,25 мм) при сухом просеивании достаточно высокое - 49-86%, т.е. в исследуемых почвах условия протекания почвенно-физических процессов удовлетворительные.

Степень увлажнения почв практически не отразилась на показателях, характеризующих структурное состояние пахотного горизонта почв Белорусской гряды.

Определение коэффициента структурности (Кстр.) также свидетельствует о том, основные типы почв в центральной части республики обладают удовлетворительной и хорошей структурой, т.к. Кстр. изменяется от 0,95 до 5,73.

Расчеты, выполненные для почв на песчаных почвообразующих породах, свидетельствуют, что на долю агрономически ценных агрегатов приходится более 70%, а Кстр более 4. В то же время такие почвы принято считать условно бесструктурными. Поэтому использование методики Н.А. Качинского, разработанной для суглинистых почв, при оценке структурного состояния почв, сформированных на песчаных породах, некорректно и необходимо применение других методов исследования.

Основными показателями, характеризующими устойчивость пахотного горизонта почв к разрушению, являются: средневзвешенный диаметр агрегатов при водном и сухом просеивании, водоустойчивость, содержание водопрочных агрегатов более 0,5 мм, а также коэффициенты водоустойчивости, водопрочности и нестабильности.

Как следует из данных, приведенных в табл. 3, водоустойчивость почв, наиболее распространенных в Центральной провинции Беларуси, оцениваемая по классификации Н.А. Качинского, в основном хорошая и отличная - содержание агрегатов более 0,25 мм при водном просеивании более 43%.

Таблица 3. Показатели, характеризующие устойчивость структуры пахотного горизонта почв Центральной почвенно-экологической провинции к разрушению

Выводы

почва агрофизический экологический

Результаты маршрутных исследований, проведенных в почвенно-экологических районах центральной провинции, позволили оценить современное состояние агрофизических свойств основных типов и разновидностей почв Белорусской гряды и прилегающих зандровых равнин. Установлено, что агрофизическое состояние почв центрально белорусских краевых ледниковых образований и прилегающих водно-ледниковых зандровых равнин в значительной степени определяются генезисом почвообразующих пород, типовой принадлежностью и степенью подверженности эрозионным процессам.

Почвы, наиболее распространенные в Центральной почвенно-экологической провинции, в основном избыточно уплотнены. Наиболее близкими к оптимальным значениям характеризуются агрофизические свойства почв, сформированные на лессовидных и лессовых отложениях.

Изучение структурного состояния пахотного горизонта показало, что практически во всех почвах на супесчаных и песчаных породах доля глыбистой фракции (>10,0 мм) невысокая - 5-23%. Доля агрегатов >10,0 мм в суглинистых почвах выше, чем в супесчаных независимо от их генезиса, и составляет 26-46%. Содержание агрегатов агрономически ценного размера (10,0-0,25 мм) при сухом просеивании достаточно высокое - 49-86%, т.е. в исследуемых почвах условия протекания почвенно-физических процессов удовлетворительные.

Коэффициент водоустойчивости в почвах Белорусской гряды и прилегающих зандровых равнин колеблется от 0,42 до 1,73, водопрочности - 0,61 до 5,86, нестабильности - от 1,25 до 5,33, что свидетельствует об хорошей и удовлетворительной устойчивости пахотного горизонта исследуемых почв к деградации. На долю водопрочных агрегатов более 0,5 мм приходится 17-85%, при этом более высокое значение отмечается на суглинистых почвообразующих породах.

Наиболее устойчивыми к проявлению деградационных процессов, в том числе водно-эрозионных, являются почвы, сформированные на супесчаных почвообразующих породах, по сравнению с почвами на суглинистых породах. Степень гидроморфизма практически не сказывается на устойчивости структуры почв к разрушению.

Список литературы

1.Матвеев, А.В. Рельеф Беларуси / А.В. Матвеев, Б.И. Гурский, Р.И. Левицкая. - Минск: Университетское, 1988. - 319 с.

2.Почвы Белорусской ССР / под ред. чл.-корр. АН БССР Т.Н. Кулаковской, акад. АН БССР П.П. Рогового и канд. с.-х. наук Н.И. Смеяна. - Минск: Ураджай, 1974. - 328 с.

3.Моисеев, К.Г. Исследование агрофизических свойств пахотных почв северо-запада Российской Федерации: метод. руководство / К.Г. Моисеев. - СПб.: Изд.

АФИ, 2011. - 52 с.

4.Моисеев, К.Г. Определение удельной поверхности почв на основе величины гигроскопической влажности / К.Г. Моисеев // Почвоведение. - 2008. - № 7. - С. 15-20.

5.Медведев, В.В. Агро- и экофизика почв / В.В. Медведев. - Харьков: ООО «Полосатая типография», 2015. - 312 с.

6.Романов, И.А. Перспективность применения модифицированных структурообразователей для оптимизации физических свойств сильнонабухающих почв / И.А. Романов, О.В. Романов, А.С. Старцев // Физические, химические и климатические факторы продуктивности полей: мат. конф. - СПб.: Изд-во ПИЯФ РАН, 2007. - 384 с.

Размещено на Allbest.ru