Таким образом, черноземы обыкновенные в пашне подвержены как водной, так и ветровой эрозии.
При исследовании агрегатного состава чернозема южного (таблица 5) видно, что эти на пашне почвы сильно подвержены ветровой эрозии. Количество ветроустойчивых агрегатов составляет всего 28,9 %, а водопрочных – 30,8 %.
По мнению А.П. Щербакова (2000), процесс агрогенной деградации может распространяться на глубину более 0,5 м и обычно усиливается в условиях орошения.
Таким образом, при распашке все черноземы Челябинской области подвержены в разной степени водной, а черноземы обыкновенные и южные и ветровой эрозии. Наиболее устойчивым к эрозионным процессам является чернозем выщелоченный, который даже на пашне слабо подвергается только водной эрозии.
Таблица 5
Агрегатный состав черноземов южных
| Название почвы | Содержание фракций, % при размере, мм | ||||||||
| <0.25 | 0.25-0.5 | 0.5-1 | 1-2 | 2-3 | 3-5 | 5-7 | 7-10 | >10 | |
| Сухое просеивание.Целина | 3,6 | 7,5 | 11,1 | 5,8 | 18,6 | 9,8 | 10,5 | 12,7 | 20,4 |
| Пашня | 36,4 | 13,0 | 10,1 | 8,0 | 6,3 | 3,8 | 5,5 | 5,3 | 11,6 |
| Мокрое просеивание.Целина | 23,0 | 8,3 | 7,6 | 12,5 | 11,1 | 8,3 | 9,9 | 10,8 | 8,5 |
| Пашня | 42,6 | 6,6 | 6,7 | 6,8 | 3,7 | 7,8 | 5,0 | 7,5 | 13,3 |
Целина же более устойчива к эрозионным процессам. В пахотных эродированных почвах уменьшается содержание пылеватой и илистой фракций, что вызывает существенные изменения в их химическом составе. При этом происходит значительный вынос органического вещества и элементов питания растений, дезагрегирование почвы.
Рассматривая физические и водные свойства черноземов Челябинской области видно, что они подвержены деградации, а, следовательно, возможно изменение хода почвообразовательных процессов в негативную сторону – снижение гумусово-аккумулятивного процесса, развитие осолонцевания, а вслед за ним осолодения. В большей степени деградационные изменения проявятся в черноземах обыкновенном и южном.
Таким образом, применение почвосберегающих технологий, повышающих или сохраняющих содержание гумуса, может привести к интенсивному гумусово-аккумулятивному процессу, улучшающему агрегатный состав и другие свойства черноземов.
3.2.3 Агрохимическое состояние
Содержание гумуса, мощность гумусового слоя и состав гумуса являются важными показателями потенциального плодородия почвы. Однако как его интегрированный показатель гумус черноземов подвержен заметным изменениям под действием возрастающей антропогенной нагрузки на пахотные почвы. В первые 10-20 лет после распашки происходит наиболее резкое снижение количества источников гумуса (Н.Ф. Ганжара, 2001). Потери и недостаток легкоразлагаемых органических веществ приводит к усилению процессов выпахивания: ухудшение структуры, физических и водно-физических свойств, ухудшение питательного режима почв. Средние биологические потери гумуса в пахотном слое за все время использования черноземов составляют, примерно, 15-20 %. Восстановить содержание гумуса в пахотных черноземах до уровня целинных практически невозможно из-за большой разницы в количестве поступающих источников гумуса на целине и пашне и различий в функционировании естественных фитоценозов и агроценозов.
Гумусное состояние почвы характеризуют показатели содержания гумуса, его распределение по профилю и запасы.
Важнейшей особенностью агрохимического состава черноземов Челябинской области является богатство их гумусом. Оно в большинстве случаев превышает 6 % в относительном исчислении и 150 т/га при определении запаса в пахотном слое 0-20см (В.П. Козаченко, 1999). По принятой градации – это средний показатель гумусового состояния. Содержание гумуса черноземов постепенно убывает вниз по профилю, что обусловлено характером распределения корневых систем травянистой растительности. Агрохимическое состояние черноземов представлено в таблице 6.
Гумус черноземов характеризуется преобладанием гуминовых кислот над фульвокислотами (Сг.к:Сф.к.=1,5-2). Гуминовые кислоты отличаются высокой степенью конденсированности, а фульвокислоты – почти полным отсутствием их свободных форм (Ю.Д. Кушниренко, 1968).
Таблица 6
Агрохимическая характеристика черноземов
| Почва | Горизонт | Глубина, см | Гумус | Содержание подвижных форм | PHв | |||
| % | т/га | N-NO3 | P2O5 | K2O | ||||
| Чернозем выщелоченный.ЦелинаПашня | А0АВ1В2ВССАпахАВ1В2ВСС | 0-33-2323-4242-7373-9595-1200-2020-2626-3636-7272-9595-120 | -8,514,822,850,20-7,088,104,772,800,20- | -204,2118,1122,86,2-155,868,067,3141,16,6- | -6,75,34,01,90,56,56,54,43,91,9- | -65574229266364584529- | -113103109103103113112103109103103 | -6,806,907,107,157,176,506,707,107,137,157,16 |
| Чернозем обыкновенный.ЦелинаПашня | А0АВ1В2В3кСАпахАВ1В2В3С | 0-33-2727-5656-7070-107107-1200-2020-2626-5757-7272-100100-120 | -7,426,273,010,30-6,127,244,812,440,15- | -183,6232,757,715,5-140,860,0207,351,26,0- | -6,95,53,92,81,86,55,03,32,51,0- | -50362710550422173- | -155129130115107148121132114100- | -7,07,27,58,38,57,07,17,48,08,38,4 |
| Чернозем южный.ЦелинаПашня | А0АВ1В2В3САпахВ1В2В3С | 0-33-1818-4949-7272-9090-1200-2020-4646-7070-8989-120 | -5,463,651,200,40-4,203,051,200,10- | -101,6155,038,69,9-92,4111,040,32,7- | -3,92,51,90,1-3,12,21,80,1- | -13885-12975- | -178129110110-17012710010095 | -7,17,97,88,08,77,08,07,57098,5 |
По данным таблицы 6 видно, что целинные почвы наиболее гумусированы на территории северной лесостепи, где в почвенном покрове преобладают черноземы выщелоченные, содержание гумуса в горизонте А которых составляет 8,51 %, или 204,2 т/га. В горизонте В1 в слое почвы 23-42 см содержание гумуса уменьшается до 4,82 %, а в горизонте ВС составляет 0,20 %. Таким образом, содержание гумуса убывает с глубиной постепенно, что характерно для почв с глубоким проникновением корневой системы. По содержанию гумуса, слабой дифференциации профиля чернозема выщелоченного видно, что в этих почвах интенсивно протекает гумусово-аккумулятивный процесс, что связано с активным круговоротом веществ. Содержание гумуса в горизонте В1 свидетельствует об отсутствии процессов разрушения органической и минеральной частей почвы, миграции и аккумуляции продуктов распада.
У черноземов выщелоченных на пашне в горизонте Апах содержание гумуса составляет 7,08 %, в горизонте А содержание гумуса остается прежним, характерным для целины (8,1 %). Это свидетельствует о снижении содержания гумуса при распашке и возникающей при этом эрозии.
Таким образом, у чернозема выщелоченного на целине и на пашне содержание гумуса различно только в пахотном слое (16,8%), что объясняется процессами и явлениями, обусловленными деятельностью человека.
Агрохимические свойства черноземов обыкновенных характеризуются комплексом показателей, среди которых важное место также принадлежит содержанию гумуса. Содержание гумуса в пахотном слое черноземов Челябинской области колеблется преимущественно в пределах 4-7 %. (А.П. Козаченко, 1999).
Анализ исследований показал (таблица 6), что содержание гумуса в горизонте А чернозема обыкновенного на целине составляет 7,42 %, вниз по профилю постепенно уменьшается. Это говорит о том, что гумусово-аккумулятивный процесс в данной почве является основным, преобладающим, но, по сравнению с черноземом выщелоченным, проявляется слабее.
Это можно объяснить нарастанием к югу напряженности водного режима и биологической активности почв.
Черноземы обыкновенные пашни характеризуются снижением гумуса в пахотном слое на 17,5 %, по сравнению с целиной. Миграции гумуса по профилю не наблюдается, так как в условиях водораздела при лимите влаги и нейтральной реакции среды не возможны процессы аккумуляции продуктов разрушения по профилю почвы; снижение содержания гумуса связано, скорее всего, с развитием ветровой и водной эрозии.
Таким образом, черноземы обыкновенные в настоящее время имеют средний уровень обеспеченности таким фактором плодородия как гумус. Однако несоблюдение почвосберегающих технологий при возделывании культур может привести к значительному снижению содержания гумуса.
Черноземы южные сосредоточены в степной зоне. Они формируются в более засушливых условиях, чем черноземы обыкновенные, на материнских породах различного гранулометрического состава. В отличие от черноземов выщелоченного и обыкновенного, чернозем южный, как показало морфологическое исследование, имеет меньшую мощность гумусового горизонта. По данным таблицы 6 видно, что чернозем южный на целине характеризуется как малогумусный: содержание гумуса в горизонте А (5,46 %). Это свидетельствует об ослабленном гумусово-аккумулятивном процессе. По профилю почвы миграция и аккумуляция гумуса не выражена, но значительное уплотнение и ореховатость в горизонте В1 являются показателями солонцового процесса, который накладывается на гумусово-аккумулятивный. Показатель рН, равный 7,9 в горизонте В1, свидетельствует о наличии в почвенно-поглощающем комплексе (ППК) ионов натрия. Ионы натрия в ППК обуславливают солонцеватость.
Содержание гумуса у черноземов южных в горизонте Апах под действием агротехники и эрозии снизилось на 27,1 %. Подпахотные горизонты содержат практически такое же количество гумуса, что и целина. Миграция и последующая аккумуляция гумусовых веществ в черноземе южном как на целине, так и на пашне не наблюдаются.