Сравнительная характеристика пахотного и целинного чернозема выщелоченного (стр. 5 из 11)
Черноземы выщелоченные являются преобладающими почвами северной и южной лесостепи Челябинской области, встречаются также в горнолесной и степной зонах. Поэтому у черноземов выщелоченных прослеживается различная степень развития иллювиального горизонта и глубина залегания карбонатов. Сильно выщелоченные черноземы по морфологическим признакам близки к темно-серым лесным и оподзоленным черноземам: четко видна кремнеземистая присыпка на границе гумусового и иллювиального горизонтов, хорошо обозначен иллювиальный горизонт, вскипание от соляной кислоты происходит на глубине 90-110 см.
Сильно выщелоченные черноземы встречаются на остепненных пространствах горно-лесной зоны и на облесенной северо-западной части лесостепи. Для большинства же северных и южных лесостепных районов области характерны черноземы средней и слабой степени вышелоченности, а на границе лесостепной и степной зон выщелоченные черноземы по морфологическим признакам приближаются к черноземам обыкновенным. Вскипание карбонатов от соляной кислоты постепенно приближается к гумусовому горизонту (В.Е. Абрамова, Л.К. Агафонов, В.В. Бледных и др., 1996).
Механический состав черноземов выщелоченных зависит от их генезиса, состава почвообразующих и подстилающих пород. На большей части территории Челябинской области они имеют суглинистый и глинистый механический состав, причем преобладают среднии и тяжелые суглинки, легкая и средняя глина, встречаются черноземы выщелоченные и легкого механического состава.
Лучшими физическими, физико-механическими и даже агрохимическими свойствами обладает суглинистая почва, хотя оптимальный механический состав для различных групп и видов неодинаков. Легкии по механическому составу почвы хорошо аэрируются, но обладают малой водоудерживающей способностью, Хуже противостоят засухе, водной эрозии и дефляции.
Черноземы выщелоченные Челябинской области характеризуются достаточно высоким содержанием пылеватой и илистой фракций, то есть частиц размером 0,01-0,001 мм и менее 0,001 мм, поэтому имеют преимущественно мелкопылевато-иловатый и иловато-пылеватый тяжелосуглинистый состав, но встречаются и разновидности иного гранулометрического состава. Например, в АОЗТ «Черноборское» Чесменского района почва (чернозем выщелоченный) в пахотном слое имеет крупнопылевато-мелкопесчанный тяжелосуглинистый состав, который в горизонте В сменялся на илавато-крупнопесчанный легкий суглинок и в горизонте СД и Д на среднепесчаную супесь. Естественно, что эти почвы имеют различные агрофизические и физико-химические характеристики.
Наиболее благоприятное для сельскохозяйственных культур сложение имеют тяжелосуглинистые и глинистые почвы. Равновесная объемная масса пахотного слоя этих почв колеблется в пределах 1,00-1,10 г/см3, что обеспечивает общую порозность биологически активного слоя 57-60%, следовательно, оптимальный водно-воздушный режим. Устойчивость сложения обусловлена высоким содержанием агрегатов более 0,25 мм.
Для выщелоченных черноземах характерна слабокислая реакция в пахотном горизонте. В черноземах северной лесостепной зоны на этом уровне она сохраняется до материнской породы или становится нейтральной в горизонтах ВС и С. В районах южной лесостепи черноземы выщелоченные даже в пахотном горизонте имеют значение рН водной и солевой вытяжки близкое к нейтральному, а в иллювиальном горизонте – нейтральное и даже слабощелочное из-за скопления там карбонатов.
Гидролитическая кислотность относительно емкости поглощения и суммы поглощенных оснований невелика. При емкости поглощения катионов 30-50 мг-экв/100 г гидролитическая кислотность в пахотном слое колеблется в пределах 3,0-3,8 мг-экв/100 г, поэтому степень насыщенности, как правило, превышает 85%. Вглубь по профилю она возрастает до 95-99%.
В составе поглощенных оснований преобладает кальций и магний. Соотношение катионов Са2+ и Мg2+ в пахотном слое колеблется от 4,9 до 5,1, то есть на кальций в составе поглощенных оснований приходится 80-85%. В абсолютных величинах это составляет 22,8-43,1 мг-экв/100 г почвы обменного кальция и 5,2-8,4 мг-экв/100 г почвы обменного магния. Резервы кальция как элемента питания у черноземов выщелоченных достаточно большое, содержание магния достаточное.
Отличительной особенностью черноземов Челябинской области является сравнительно высокое содержание гумуса. Оно в большинстве случаев превышает 6% в относительном исчислении и 150 т/га при определении запаса в пахотном слое 0-20 см.
Определение содержания и запаса азота подтверждает известную связь между количеством в почвах этого элемента и гумуса. Самое высокое содержание азота как и гумуса установлено в черноземах выщелоченных и черноземах обыкновенных. Со снижением содержания гумуса вниз по профилю почв следует соответственное снижение содержания азота.
В пахотном слое азота содержится 0,15–0,354%, или 5,08-9,56 т/га, одноко только 3,1-4,3 % этого количества приходится на легкогидролизуемую фракцию. Низкая гидролизуемость почвенного азота обусловлена особенностями его органических соединений в составе гумуса. В черноземах выщелоченных гумус имеет широкое соотношение С:N, которое характеризует качество гумуса и биологическую активность почв.
В пахотном слое глинистых, средне- и тяжелолосуглинистых выщелоченных черноземов соотношение С : N колеблется в пределах 11,6-22,9, что (по Гришиной и Орлову) свидетельствует об очень низкой обогащенности азотом.
С глубиной содержание гумуса снижается до нуля в материнской породе. Содержание азота также уменьшается вниз по профилю, но в меньшей степени, чем гумуса, поэтому соотношение С:N с глубиной уменьшается (снижается) до 7 и даже 3,7. Это объясняется миграцией наиболее азотистых фракций гумуса и накоплением необменно-фиксированного аммония. Поэтому гумус и азот в пахотном слое черноземов выщелоченных имеет очень низкую лабильность, малодоступны почвенным микроорганизмам и слабо влияют на режим минерального питания растений азотом. Однако, низколабильный гумус обеспечивает водопрочность почвенной структуры, более высокую устойчивость к эрозионным процессам.
Содержание валового фосфора отражает наличие в почве всех форм фосфатов, их минеральных и органических соединений различной степени подвижности – от легкорастворимых солей щелочных металлов и аммония до фосфатов кальция (магния) ,полуторных окислов, фитина, фосфатидов, нуклеинов, гумусовых кислоты выветрившихся минералов материнской породы. Содержание фосфора в почве зависит от содержания его в почвообразующей породе и процессов биологической аккумуляции в биологочески активных слоях почвы.
Запасы валового фосфора весьма велики – в пахотном слое 0,15-0,27 %, или 3,98-6,61 т/га. В тоже время содержание подвижного фосфора невелико. По отношению к валовому фосфору подвижные его фракции составляют 0,5-4,2%. Лишь маломощный выщелоченный чернозем АОЗТ «Черноборское» Чесменского района, развитый на обогащенной фосфором породе, имеет в пахотном слое повышенное содержание подвижных фосфатов.
Черноземы выщелоченные имеют среднюю и повышенную обеспеченность калием, если судить по содержанию его обменной фракции. В пахотном слое ее содержится от 93 до 155, в подпахотном 75- 138 мг на 1кг почвы. В поглощающем комплексе на долю обменного калия приходится 0,54-0,90%.
Основным поставщиком калия являются илистые фракции (Адерихин П. Т., Беляев А. В.), поэтому наиболее обеспечены калием черноземы выщелоченные тяжелосуглинистые и глинистые.
2.2 Методика и условия проведения опыта
Объектом наших исследований стал чернозем выщелоченный. Целью работы было определить структурное состояние целинных земель и пашни, сравнить степень структурности и содержание каждой агрономически ценной фракции. Определить причины, влияющие на количество и размер агрегатов.
Исследования проводились в мае 2000 года и в сентябре 2001 года. Местом отбора стали целинные земли, расположенные неподалеку от опытного поля и пашня – опытное поле ежегодно обрабатываемое на протяжении 86 лет. Почвенные пробы отбирались по диагонали поля, через каждые 10 метров в пахотном горизонте. Объем выборки составил 22 пробы, каждая массой 1000 грамм.
Для просушивания почву разместили тонким слоем на поверхности стеллажа, убрали камни, мусор и другие посторонние предметы. Крупные комки и глыбы во время сушки разделили на более мелкие по образующимся трещинам.
Агрегатный анализ почвенных проб проводился по методу Н. И. Саввинова (Н.С. Степанов, И.И. Костецкий, 1981). Воздушно-сухую пробу взвесили на технических весах и просеяли через колонку сит с размером отверстий 10;7;5;3;2;1;0,5 и 0,25 мм. Для этого перенесли образец почвы на верхнее сито, примерно, 100 г, закрыли крышкой и круговыми движениями просеивали в течение 1-2 мин.
Оставшиеся на каждом сите агрегаты взвесили с точностью до 0,1 г и рассчитали их процентное содержание к массе почвы, взятой для просеивания.
Фракцию меньше 0,25 мм вычислили по-разному, между общей массой пробы и массой фракции крупнее 0,25 мм.
Агрономически ценными считаются агрегаты размером от 0,25 мм до 10 мм. Структурность выражается в процентах и рассчитывается делением массы агрономически ценной структуры на массу всей навески и умноженное на сто.
Сухое просеивание почвы позволило определить удельную массу макроструктуры в пахотном горизонте целинных земель и пашни.
3 Результаты исследований
3.1 Структурный анализ чернозема выщелоченного на целинных землях и в пашне
Для того, чтобы определить тип почвы, степень структурности и другие агрофизические свойства, на пашне был заложен почвенный разрез.
Описание разреза.
