Образованные микроагрегаты устойчивы к механическим воздействиям, поскольку их количество в пахотном слое остается практически таким же, что и в подпахотных горизонтах, хотя коэффициенты дисперсности в черноземах кол очной степи выше, чем у южных и каштановых почв.
Среди структурных элементов преобладают глыбы (размер 10 мм). Особенно высокое их содержание наблюдается в среднесуглинистых черноземах. В связи с тем, что в них меньше гумуса, механическая прочность структурных элементов ниже, и они быстрее разрушаются при обработке [3].
Содержание агрономически ценных водопрочных агрегатов (10-0,25 мм) в пахотном горизонте среднесуглинистых черноземов 24%, тяжелосуглинистых – 46%. В подпахотном горизонте их количество увеличивается и составляет 36% и 53% соответственно. Низкая устойчивость почвенной структуры к размыванию водой является главной причиной низкой эрозионной устойчивости черноземов.
Плотность пахотного слоя среднесуглинистых черноземов обычно выше, чем тяжелосуглинистых. С глубиной величина объемной массы увеличивается, достигая максимума в материнской породе, что свидетельствует о росте плотности ниже лежащих горизонтов. В оптимальном интервале плотность пахотного горизонта, в тяжелосуглинистых черноземах сохраняется на протяжении всего вегетационного периода, а в среднесуглинистых только до конца июня. Вторая половина вегетации протекает при плотности значи- тельно большей, чем оптимальная (1,10— 1,25 г / см ).
Удельная масса твердой фазы почвы в пахотном слое 2,56 – 2,60 г / см, в ниже лежащих горизонтах — 2,64 – 2,70 г / см.
Скважность среднесуглинистых черноземов в верхних гумусовых горизонтах составляет 49 – 51%, а в тяжелосуглинистых – 47-22% от объема почвы. В горизонтах материнской породы скважность остается достаточно высокой — 42-46% от объема почвы. При увлажнении почвы до НВ содержание воздуха в профиле среднесуглинистых черноземов достаточное для растений – 16-22%». В тяжелосуглинистых черноземах оно понижается до 12-17%.
Более половины объема общей скважности занимают поры диаметром менее 3 мкм. Значительную долю объема порозности составляют капиллярно-активные поры среднего размера и около 14% некапиллярные поры (микропоры) размером более 600 мкм [3].
Средне- и тяжелосуглинистые черноземы заметно различаются по во- доудерживающей способности. В верхних гумусовых горизонтах величины НВ соответственно составляют 24-26 и 26-32% от массы почвы. В метровом слое среднесуглинистых черноземов удерживается 290-320 мм влаги, тяжелосуглинистых – 340-360 мм, из них на недоступную для растений влагу (запас при ВЗ) приходится 120-140 мм, или 37-43% общего запаса влаги. Запас недоступной влаги в тяжелосуглинистых черноземах выше, чем в среднесуглинистых. Разница обусловлена содержанием гумуса и гранулометрическим составом. Выщелоченные черноземы Приобья обладают удовлетворительной водопроницаемостью, которая с поверхности составляет 50 мм и более за 1-й час впитывания. Снижение водопроницаемости во времени связано с разрушением водопрочных агрегатов почвы, заиливанием почвенных пор и набуханием почвенных коллоидов.
Нижний горизонт В, обладающий текстурной трещиноватостью, имеет среднюю или высокую водопроницаемость, которая составляет 114-159 мм в 1-й час впитывания и 64-38 мм за 3-й час наблюдений.
Выщелоченные черноземы прогреваются слабее, чем южные. Водный режим их гораздо благоприятнее, но оптимальным он бывает только в годы с достаточным количеством атмосферных осадков за вегетационный период.
Однако в засушливые и сухие годы для влагообеспечеииости растений большое значение имеют запасы влаги, накопленные в почве к началу вегетации. В этих почвах запасы влаги соответствуют НВ, только в начале вегетации в пахотном горизонте. Дефицит влаги возникает, вследствие неполной аккумуляции влаги осенне-зимне-весеннего периода, малого накопления снега, что сказывается на развитии растений в июне-июле.
Потери на сток составляют 50-60, иногда 70% осадков. Кроме того, весной велики непроизвольные потери влаги на физическое испарение [3, 26].
1.2 Погодные условия за годы исследования приобской зоны Алтайского края
Погодные условия 2009 года
Таблица 2
Метеорологические данные Барнаульской ГМС 2009 года
| Месяц | Температура воздуха,°С | Осадки,мм | ГТК | ||||||||
| Декады | Χ за месяц | Средняя многолетняя | Декады | ΣЗа месяц | Средняя многолетняя | ||||||
| 1 | 2 | 3 | 1 | 2 | 3 | ||||||
| Апрель | |||||||||||
| Май | 10.9 | 16.6 | 12.1 | 13.2 | 11.4 | 14 | 7 | 25 | 46 | 41 | 1.16 |
| Июнь | 16.9 | 12.4 | 14.3 | 14.5 | 17.7 | 22 | 21 | 17 | 60 | 54 | 1.37 |
| Июль | 19.0 | 20.6 | 17.2 | 18.9 | 19.8 | 3 | 27 | 31 | 60.1 | 70 | 1.05 |
| Август | 18.0 | 15.3 | 17.1 | 16.8 | 16.9 | 25 | 14 | 17 | 56 | 58 | 1.15 |
Х – средняя за месяц
Таблица 3
Запасы продуктивной влаги в почве (мм), 2009 год по данным Барнаульской ГМС
| Декады | Запасы продуктивной влаги в слое (см) | |||
| 0-100 | 0-50 | 0-20 | 0-10 | |
| Май | ||||
| I | 179 | 93 | 36 | 19 |
| II | 146 | 78 | 33 | 17 |
| III | 179 | 104 | 42 | 21 |
| Июнь | ||||
| I | 138 | 77 | 34 | 16 |
| II | 120 | 62 | 24 | 12 |
| III | 110 | 47 | 20 | 10 |
| Июль | ||||
| I | 84 | 35 | 14 | 7 |
| II | 56 | 24 | 10 | 5 |
| III | 75 | 40 | 24 | 15 |
| Август | ||||
| I | 92 | 59 | 38 | 20 |
| II | 84 | 54 | 31 | 17 |
| III | - | - | - | - |
Метеорологические условия 2009 года по данным Барнаульской ГМС складывалась следующим образом (таблица 2).
1 декада мая 2009 характеризовались неоднородным температурным режимом (повышенными температурами в начале месяца и пониженными в начале месяца и пониженными в средине), неравномерными осадками, преимущественно ливневого характера, временами с градом. Средне декадная температура воздуха составила +10 +12°С, дневная температура от +19 до +27°С. Абсолютный максимум +28°С. В холодный период температура воздуха понижалась до 0°С. Отмечались заморозки на почве.
Вторая декада мая по температурному режиму характеризуется преобладанием аномально тёплой погодой, с крайне неравномерными осадками. Средняя дневная температура воздуха составляла +15 -18°С, что выше нормы на 3-5°С. Сумма эффективных температур воздуха выше +5°С составила 190-245°С. Осадков не было.
Третья декада мая характеризуется крайне неоднородным тепловым режимом (очень холодной и холодной погодой в большинстве дней, очень тёплой в начале декады и в конце), неравномерными осадками, в отдельные дни со снегом и снежной крупой. В тёплые дни отмечают грозы с градом. Средне декадная температура воздуха +11 -+15°С, что ниже нормы.
В июне метеорологические условия складывались следующим образом: первая декада июня характеризуется аномально холодной погодой частыми незначительными и неравномерными осадками, сумма осадков на преобладающей территории составила 10-25 мм. Средне декадная температура воздуха составила +12- +15°С. Сумма эффективных температур +450-470°С.
Особенностью метеорологических условий июля 2009 года является неоднородный температурный режим, было холодно и очень холодно. Среднесуточная температура в 1 декаде июля была ниже средне многолетних данных на +4-+7°С и составила +12 +17°С, затем температура повысилась до +20,24-+26°С,на 2-4°С выше нормы. В среднем за декаду температура воздуха оказалась на 1°С выше среднемноголетних данных и составила +18-+21°С. Из-за очень холодной погоды 10,12,13 июля сумма эффективных температур составила 690-900°С что на 5°С ниже прошлого года [1].
За декаду осадков выпало 1-5 мм (3-7% от нормы. В Барнауле осадков выпало 6-12 мм (15-25%) от климатической нормы. Дефицит влажности воздуха составил 8-10 мб. Относительная влажность 55-65%
Агрометеорологические условия развития растений были удовлетворительными. Запасы продуктивной влаги значительно уменьшились и составили в пахотном слое 5-10 мм, в метровом слое 20-30 мм (таблица3)
Погодные условия августа характеризовались неустойчивым температурным режимом, неравномерными осадками. Средняя декадная температура воздуха составила +17- +21°С, что незначительно выше климатической нормы. Сумма эффективных температур была выше на +5°С и составила 1090-1250°С. Осадков выпало меньше нормы на 80% (таблица2)
Погодные условия 2010 года
Метеорологические условия 2010 года по данным Барнаульской ГМС складывалась следующим образом (таблица 4).
Таблица 4
Метеорологические данные Барнаульской ГМС 2010 года
| Месяц | Температура воздуха,°С | Осадки,мм | ГТК | ||||||||
| Декады | Χ за месяц | Средняя многолетняя | Декады | ΣЗа месяц | Средняя многолетняя | ||||||
| 1 | 2 | 3 | 1 | 2 | 3 | ||||||
| Апрель | -2.7 | 1.4 | 11.1 | 3.3 | 3.3 | 1.0 | 11.0 | 6.0 | 18.0 | 24.0 | |
| Май | 8.8 | 7.5 | 14.2 | 10.3 | 11.7 | 6.0 | 8.0 | 4.0 | 18.0 | 40.0 | 0.7 |
| Июнь | 17.2 | 20.9 | 15.9 | 18.0 | 17.8 | 5.0 | 1.0 | 39.0 | 45.0 | 44.0 | 0.8 |
| Июль | 17.6 | 19.4 | 15.4 | 17.4 | 19.4 | 21.0 | 60.0 | 39.0 | 120.0 | 64.0 | 2.2 |
| Август | 18.0 | 15.3 | 19.5 | 17.7 | 16.7 | 1.0 | 9.0 | 2.0 | 12.0 | 45.0 | 0.2 |
Х – средняя за месяц