Влияние водопроницаемости биологически активного слоя чернозема выщелоченного на развитие водной эрозии (стр. 7 из 10)

Часть склона	Мощность гумусовогогоризонта А+В, см	Установившаяся интенсивностьвпитывания, мм/мин
ВерхняяСредняяНижняяПодножье	746050намытая почва	0,810,700,620,75

Затем опыты были продолжены на стерне пшеницы и на вскопанном участке. Здесь также наблюдалось сокращение интенсивности впитывания по мере увеличения смытости почвы. Влажность несмытых почв при этом на 7 – 10 % выше, что в какой то мере уменьшило различие в величинах впитывания. Причём при интенсивности дождевания 1,5 мм/мин влияние смытости почв на вскопанном участке проявлялась больше, чем на стерне, при интенсивности же дождевания 2,5 мм/мин влияние сытости было больше на стерне (таблица-8).

Таблица 8-Влияние смытости чернозёма выщелоченного на его водопроницаемость и сток при различной интенсивности (i) и слое дождя (Р)

Степень смытости почвы	Мощность гумусового горизонта, см	i = 2,5мм/мин;Р = 50 мм		i = 1,5мм/мин;Р = 30 мм
		Средняя интенсивность впитывания, мм/мин	Слой стока, мм	Средняя интенсивность впитывания, мм/мин	слой стока, мм
Вскопанный участок
Несмытая СлабосмытаяСреднесмытая	806535	2,021,971,60	9,610,618,0	1,191,171,02	6,26,69,6
Стерня
НесмытаяСреднесмытая	8035	1,631,16	17,426,8	0,990,92	10,211,6

При увеличении интенсивности дождя в 1,67 раза интенсивность впитывания истока на несмытых почвах возросли примерно одинаково, на средне смытых же почвах увеличение стока происходило интенсивнее, чем впитывание, особенно на стерне (в 2,3 раза – сток и в 1, 25 раза – впитывание).

Г.И. Швебс отмечает также что уменьшение впитывания наблюдается не только при установившимся режиме, а проявляется с самого начала опыта. Правда, по мере развития стока, влияние эродированности увеличивается на (рисунке 6) показана динамика величины относительного изменения впитывания ( f = K'₀/K₀, где K'₀ и K₀ – интенсивности впитывания на смытой и не смытой почвах) во времени для почв с различной степенью смытости гумусового горизонта.

Рисунок 6 – Изменение относительной величины впитывания (f) во времени:

1 – слабосмытые почвы, 2 – среднесмытые, 3 – сильносмытые.

Из графика видно, что величина f по мере развития стока постепенно уменьшается. Так как это уменьшение не столь значительно, то для практических целей Г.И. Швебс предлагает принимать следующие средние значения f: для несмытых – 1,0, для слабосмытых – 0,80, для среднесмытых - 0,65 и для сильносмытых – 0,55.

Обобщение наблюдений позволяет построить график относительного изменения впитывания (f) при относительном изменении величины гумусового горизонта (Н'/Н, где Н' и Н – мощности гумусового горизонта смытой и несмытой почв). На основании этого графика можно прийти к выводу о существовании вполне определённой зависимости установившейся интенсивности впитывания от смытости почв: с увеличением степени смытости почвы водопроницаемость чернозёма выщелоченного уменьшается в криволинейной зависимости.

3.2 Зависимость водопроницаемости гумусового аккумулятивного горизонта от структурности

Почвы разной структурности отличаются химическим составом и физико-химическими свойствами, физическим состоянием, водно – воздушным и тепловыми режимами, всё это обуславливает различный уровень их плодородия. Поэтому степень структурности почв непременно связана с учётом решения многих вопросов нерационального использования земель, повышения урожая культур, восстановления плодородия. Структурность необходимо учитывать при размещении сельскохозяйственных угодий, подборе культур, планировании видов, норм и способов внесения удобрений, обоснование способов вспашки и других приёмов обработки.

В лабораторных условиях нами была смоделирована различная степень оструктуренности почв: отличная, хорошая, удовлетворительная, плохо оструктуренная и очень плохо оструктуренная почва. Затем в лабораторных условиях была определена их водопроницаемость по выше описанной методике. Обработав данные, мы получили криволинейную зависимость водопроницаемости от структурности почвы, приведенную на рисунке 7.

Эта зависимость описывается уравнением, по которому, подставляя данные структурности можно установить водопроницаемость чернозема выщелоченного, не проводя трудоемких инструментальных измерений в поле. Согласно рисунку 7 водопроницаемость зависит в значительной мере от структурности почвы. При очень плохо оструктуренной почве (содержание агрономически ценной структуры 20%) водопроницаемость неудовлетворительная (< 30 мм), а при отличной структурности (содержание агрономически ценных агрегатов 80 %) водопроницаемость наилучшая (около 100 мм).

3.3 Структурность чернозема выщелоченного и ее агроэкологическая оценка

Структурность почвы является важным и характерным признаком генетической и агропроизводственной характеристики почв. Под структурностью почвы понимается ее способность естественно распадаться на почвенные отдельности и агрегаты, состоящие из склеенных перегноем и иловатыми частицами механических элементов. Распределение структурных агрегатов в массе почвы в соответствии с их размерами называется структурным составом почвы. Показатели агроэкологической оценки почв определяются наличием агрономически ценных агрегатов, имеющих размеры от 0,25 до 10 мм [1]. Образование почвенной структуры происходит под влиянием физических, физико-химических, химических и биологических факторов. Особенно большое влияние на структурный состав почвы оказывает механическая обработка. Под воздействием основной обработки почвы с оборотом пласта усиливается минерализация органического вещества, сокращается количество цементирующего механические элементы вещества, и это вызывает распыление агрономически ценных агрегатов.

Известно, что структурность и плотность сложения почвы тесно коррелируются с содержанием органического вещества [2]. Эти показатели агрофизических свойств могут регулироваться, в том числе и внесением органических удобрений. Большую тревогу научной общественности вызывает ухудшение гумусного состояния чернозема [3]. Вследствие этого наблюдается ухудшение водно-физических свойств: уплотнение почвы, снижение влагоемкости, водопроницаемости, развитие процессов водной эрозии.

От структурности в значительной мере зависят водно-физические свойства вообще и водоудерживающая способность почвы в частности. Это свойство обеспечивает устойчивую жизнедеятельность биогеоценоза в длительные бездождные периоды и характеризует почву как важнейший компонент биосферы. Водоудерживающая способность чернозема определяется объемом капиллярной пористости, которая тесно коррелируется с содержанием агрономически ценной структуры почвы [4].

Почвенная структура - это динамичный показатель, она разрушается и восстанавливается под влиянием комплекса факторов. Управление ими позволяет поддерживать почву в необходимом структурном состоянии и на этой основе управлять плодородием. Поскольку плодородие первично по отношению к урожаю, его воспроизводстве - обязательное и незаменимое условие интенсивного земледелия. В этой связи изучение структуры чернозема выщелоченного проблема актуальная.

В процессе исследований решали следующие задачи; структурный анализ чернозема выщелоченного при различном балансе органического вещества в пахотном горизонте (0-20 см). Поставленная цель может быть достигнута путем последовательного и поэтапного решения задач. Задачи исследований включали в себя:

- анализ структуры чернозема выщелоченного в пашне;

- анализ структуры чернозема выщелоченного под покровом многолетней естественной растительности;

-математическую обработку и агроэкологическую оценку структуры чернозема при различном балансе органического вещества в пахотном горизонте.

Объектом исследований служил чернозем выщелоченный, который сформировался на Зауральской эрозионно-денудационной равнине. Экспериментальный участок был заложен на северо-восточном склоне замкнутой впадины с визуально определенным уклоном 1,5-2,0 %. Поверхность экспериментального участка представлена целиной и пашней. Вдоль склона было заложено шесть основных разрезов по три разреза на целине и пашне. Для изучения структурности сверху вниз по склону с интервалом 7 м отобрали из пахотного горизонта (0-20 см) почвенные образцы для агрегатного анализа в 22 повторениях. После сушки в специальном помещении почвенные образцы подвергли агрегатному анализу по методу Н.И. Саввинова [1]. Результаты агрегатного анализа обработали методом математической статистики [5]. Агроэкологическая оценка структуры чернозема выщелоченного выполнялась по СИ. Долгову и П.У. Бахтину. Оразцы почвы в воздушно-сухом состоянии, отобранные на экспериментальном участке, подвергли агрегатному анализу. Результаты сухого агрегатного анализа чернозема выщелоченного целинного и пахотного сведены в таблицу 9.

Таблица–9 Результаты агрегатного анализа чернозема выщелоченного (Г.А. Панов, 2004)

Порядковый номер	Чернозем выщелоченный		Порядковый номер	Чернозем выщелоченный
	целина	Пашня		целина	пашня
1	63,12	13,17	12	78,11	45,00
2	63,98	13,46	13	78,32	45,91
3	68,82	16,36	14	78,58	46,77
4	69,32	18,31	15	79,30	47,36
5	69,52	23,11	16	82,98	51,97
6	72,63	32,51	17	83,73	54,85
7	73,18	34,56	18	84,35	58,63
8	74,00	36,00	19	86,00	65,58
9	74,57	41,62	20	86,30	76,30
10	75,54	41,74	21	90,37	79,36
11	76,66	43,96	22	90,50	84,00

Математическая обработка материалов агрегатного анализа почвенных образцов, отобранных с участка, представленного пахотным черноземом, показала: содержание агрономически ценных агрегатов варьирует в значительной степени (коэффициент вариации 46 %) от минимального значения 13,17 % до максимального - 84,0 %. Структура чернозема выщелоченного является примером непрерывной количественной изменчивости. Средняя арифметическая содержания агрономически ценной структуры составила 44,115 %. Значительная вариация данных обусловила высокую дисперсию S², которая составила 420, стандартное отклонение S = 20,494 %. Коэффициент вариации V составил 46 %. Согласно агроэкологической оценке [1] структурное состояние пахотного чернозема выщелоченного имеет большой размах варьирования и изменяется от менее 20 % до более 80 %, при средней арифметической 44,115%, соответствующей удовлетворительной оценке (40-60 %).