Структурно-агрегатный состав черноземов ЦЧО
Собран материал по структурно-агрегатному составу черноземов ЦЧО и его изменение при сельскохозяйственном использовании и орошении.
Выявлено, что длительное с/х использование и орошение, приводит к ухудшению структурно-агрегатного состава черноземов.
Содержание
Введение
1. Структурно-агрегатный состав черноземов ЦЧО.
1.1. Структурно-агрегатный состав выщелоченных
черноземов
1.2. Структурно-агрегатный состав типичных черноземов
1.3. Структурно-агрегатный состав обыкновенных
черноземов
1.4. Структурно-агрегатный состав южных черноземов
2. Изменение структурно-агрегатного состава черноземов
ЦЧО при сельскохозяйственном использовании
3. Изменение структурно-агрегатного состава черноземов
ЦЧО под влиянием орошения
Заключение
Список использованных источников
Введение
ЦЧЭР, занимающий центральное положение в черноземной зоне Русской равнины, богат плодородными землями и является одной из главных житниц страны. Свыше 80% его территории занимают черноземы, на которых выращивается значительное количество зерна, сахарной свеклы, подсолнечника.
Рациональное использование, охрана и повышение плодородия земель в настоящее время стали одной из важнейших проблем человечества Особенно остро она. ставится в районах интенсивного земледельческого освоения, каким является Центральное Черноземье. Распаханность земель здесь достигла предельных значений. Почвы подвержены периодическим засухам, сильно страдают от интенсивной водной эрозии. В последние годы значительный ущерб почвенному покрову наносят работы, связанные с добычей полезных ископаемых открытым способом, поэтому здесь особую актуальность имеют борьба с эрозией, искусственное орошение, мелиорация солонцов, рекультивация нарушенных земель и т.д. Однако многие вопросы мелиорации почв, и в частности орошение черноземных почв, рекультивация нарушенных земель недостаточно разработаны. Это приводит к ухудшению многих физико-химическим свойств черноземов, в частности к ухудшению структуры, которая, в свою очередь, является одним из основных факторов, определяющих плодородие почвы
1. СТРУКТУРНО-АГРЕГАТНЫЙ СОСТАВ ЧЕРНОЗЕМОВ ЦЧО
1.1. Структурно-агрегатный состав выщелоченных черноземов
Выщелоченные черноземы в сухом состоянии обладают хорошей структурой. В них преобладают зернистые фракции размером от 1 до 10 мм. Пылеватые фракции составляют незначительный процент даже в подпахотном горизонте. В подпахотном же горизонте их совсем не большое количество. При мокром просеивании соотношение между отдельными структурными фракциями резко меняется. Уменьшается количество комковатых и зернистых фракций и увеличивается количество пылеватых фракций. Структурные агрегаты размером > 3 мм при мокром просеивании отсутствуют совсем. Зато количество пылеватой фракции размером < 0,25 мм возросло до 64,4-78,5%. Относительно возросли и фракции размером 1,0-0,25 мм /1/.(таблица 1.1. ).
Исчезновение комковатых, а также зернистых фракций и резкое увеличение пылеватых фракций при мокром просеивании свидетельствуют о том, что структура у выщелоченных черноземов непрочная. При сильном увлажнении она расплывается. Вместе с тем при высыхании структура восстанавливается. Последнее свойство очень ценно. Только этим свойством можно объяснить тот факт, что выщелоченные черноземы на протяжении столетий используются в сельском хозяйстве и, тем не менее обладают неплохой структурой.
Приведенные данные (таблица 1.2.) свидетельствуют о том, что типичные черноземы в сухом состоянии обладают неплохой структурой. Они содержат в подпахотном слое примерно 30% агрегатов размером >5 мм, 30% агрегатов размером 5-1 мм и 35-40% агрегатов размером < 1,0 мм в диаметре. На долю микроагрегатов (< <0,25 мм ) приходится всего лишь 12-16,3 %. В подпахотном горизонте соотношение между структурными фракциями заметно иное, чем в пахотной толще. Структура в подпахотном горизонте заметно лучше, чем в пахотном. Несмотря на прочный поглощающий комплекс, а в связи с этим относительно прочную структуру у типичных черноземов, последняя под воздействием механической обработки распыляется и ухудшается. Однако, при сравнении со структурой выщелоченных черноземов, нетрудно установить значительную качественную разницу в пользу типичных черноземов.
Чтобы получить полное представление о качестве структуры, рассмотрим данные агрегатного состава типичных черноземов, ее водопрочность.
Таблица 1.3
Статистическая обработка агрономически ценных водопрочных агрегатов (5-0,25 мм) в исследуемых почвах показала ( таблица 2.3. ), что максимальной величиной отличаются пахотные горизонты типичных черноземов. Основные статистические показатели, характеризующие варьирование водопрочных агрегатов в пахотных горизонтах черноземов ЦЧО, существенно различаются. Так, например, показатели относительного вероятного разнообразия и относительной вероятной погрешности изменяются соответственно в пределах 25,4—84,3% и 5,8—31,9%. Их величины — наименьшие в типичных черноземах, наибольшие — в оподзоленных и южных черноземах. Такая же закономерность отмечается в изменении минимальных и максимальных величин водопрочных агрегатов: наиболее узкие пределы в типичных черноземах, наиболее же широкие — в оподзоленных и южных черноземах /2/.
На заключительной стадии наших исследований была проведена оценка значимости различий средних арифметических величин водопрочных агрегатов в изучаемых черноземах для вероятности Р=0,95 (таблица 2.4.). Оказалось, что, во-первых, во всех подтипах черноземов, кроме оподзоленных, пахотные и подпахотные горизонты по содержанию водопрочных агрегатов значимо отличны друг от друга; во-вторых, пахотные горизонты типичных черноземов по этому показателю значимо отличны от выщелоченных и обыкновенных черноземов, между другими подтипами черноземов наблюдаемые различия незначимы; в-третьих, подпахотные горизонты исследуемых черноземов по количеству водопрочных агрегатов не различаются, значимые различия отмечаются лишь между типичными и обыкновенными черноземами.
Таким образом, агрономически ценная структура, свойственная черноземам ЦЧО в естественном состоянии, претерпевает существенные изменения в сторону ухудшения при сельскохозяйственном использовании: увеличивается глыбистость пахотных горизонтов и заметно уменьшается степень водопрочности агрегатов. Вследствие этого повышение продуктивности исследуемых почв в первую очередь связано с внедрением комплекса мероприятий, направленных на создание и сохранение в них агрономически ценной структуры.
3. ИЗМЕНЕНИЕ СТРУКТУРНО-АГРЕГАТНОГО СОСТАВА ЧЕРНОЗЕМОВ ПОД ВЛИЯНИЕМ ОРОШЕНИЯ
Многие показатели физических свойств почв очень динамичны и поэтому претерпевают существенные изменения при сельскохозяйственном использовании земель. Особенно интенсивно это происходит при нарушении естественно сложившихся условий увлажнения в результате введения почвенных массивов в орошаемое земледелие.
Разрушение структуры почв происходит в основном за счет механического разрушительного действия поливных вод и в результате вытеснения кальция из поглощающего комплекса.
Изучение этого вопроса проводилось в хозяйствах Воронежской области. На основе изучения фондовых материалов и полевого рекогносцировочного обследования орошаемых территорий на каждом из двух подтипов черноземов были выбраны ключевые участки, образующие хронологические ряды со следующими сроками орошения: 5, 10, 15 и более 30 лет /3/.
В основу выбора исследуемых объектов была положена идентичность почвенных, геоморфологических, гидрологических (уровень грунтовых вод >10м) условий, почвообразующих пород (лёссовидные суглинки), сельскохозяйственного использования (под многолетние травы, в основном под люцерну) II способа полива (дождевание машинами «Волжанка» и «Фрегат») /3/.
Параллельно каждому орошаемому участку в аналогичных почвенно-экономических условиях в качестве контроля выбраны опытные участки (без орошения).
На каждом из выбранных участков методом парных разрезов (орошаемый участок — богара) из шести точек отбирали почвенные образцы на глубину до 50 см, методом сплошной колонки (из каждых 10 см). В образцах определяли структурно-агрегатный состав по методу Саввинова.
Таблица 3.1
Структурно-агрегатный состав неорошаемых и орошаемых черноземов обыкновенных, % совхоза «Ударник» Бутурлиновского района Воронежской области /3/
Структурно-агрегатный состав неорошаемых и орошаемых черноземов типичных, % совхоза «Ударник» Бутурлиновского района Воронежской области /3/
Доля агрегатов размером более 0,25 мм в слое О—30 см в обоих подтипах почв составляет около 95% (таблица 3.1.,3.2. ). Ниже по профилю (слой 30—50 см) количество данных агрегатов уменьшается незначительно. Содержание агрегатов размером более 10 мм в верхнем слое (0—30 см) черноземов равно в среднем 17%.В слое 40—50 см кол-ичество их несколько меньше и составляет 14,4% для типичного и 12,1% для обыкновенного черноземов. Снижение макроструктурных элементов в указанных горизонтах, по-видимому, связано с ослаблением воздействия сельскохозяйственной техники на более глубокие слои почвы. Неорошаемые черноземы содержат значительное количество агрономически ценных структурных агрегатов. В пахотном горизонте черноземов содержание их варьирует от 75,2 до 77,7% /3/.
Орошение черноземов в течение 15 лет привело к заметным изменениям структуры почв. Структура пахотного и подпахотного горизонтов приобрела отчетливо выраженные черты глыбистости. Количество агрегатов размером более 10 мм при орошении в верхнем 30-сантиметровом слое увеличилось почти в 2 раза и составило в типичном черноземе 30,7%, в обыкновенном—26,11%; в слое 40—50см эта фракция также увеличилась и составила соответственно 25,0 и 26,4%.
Таким образом, количество агрегатов диаметром более 10' см в слое 0—30 см увеличилось при орошении в типичном черноземе на 13,7%, в обыкновенном—на 9%, в слое 30—50см—соответственно на 10,6 и 14,3%.
За счет образования глыб в почвах орошаемых участков снизилось содержание агрегатов размером менее 0,25 мм. В слое типичных черноземов 0—30 см снижение составило 5,8%, обыкновенных—3,4%; в слое 40-50 см эти величины соответственно разны 2,5 и 3,8% /3/.
Под воздействием орошения изменилось и количество агрономически ценных структурных агрегатов. Как в типичных, так и в обыкновенных черноземах отмечено снижение их содержания. Таким образом, орошение оказало заметное влияние на 'структурно-агрегатный состав верхнего 50-сантиметрового слоя исследуемых почв.
По результатам мокрого просеивания почвы неорошаемых контрольных участков характеризуются достаточно высоким содержанием водопрочных агрегатов. Их количество в верхней части профиля (слой 0—30 см) составляет 68—69% (см. таблица 11, 12).
Водопрочность структуры, по А. Ф. Вадюниной и 3. А. Корчагиной , имеет двоякую природу. Она может быть обусловлена стойким химическим и физико-химическим закреплением коллоидов(необратимая коагуляция коллоидов). С другой стороны, агрегаты могут быть водопрочными вследствие их неводопроницаемости при резком снижении по-розности. В наших исследованиях в условиях орошения возрастает плотность почв, снижается порозность и водопроницаемость, т. е. можно ожидать и увеличение водопрочности структурных агрегатов. Однако анализ показал снижение водопрочности агрегатов во всем верхнем 50-салти-мстровом слое орошаемых типичных и обыкновенных черноземов. Можно предположить, что причиной этого являются изменения физико-химических свойств исследуемых почв.
Изменение водопрочности агрегатов обусловливает снижение критерия водопрочности орошаемых почв (в большей степени черноземов типичных). В слое 0—30 см критерий водопрочности черноземов типичных уменьшается на 15,6.%, черноземов обыкновенных—на 2'%.
В слое 30—50' см наиболее заметное уменьшение критерия водопрочности также наблюдается у черноземов типичных (от 7,9 до 57,0%) /3/.
Таким образом, орошение черноземов приводит к заметному ухудшению их структурного состояния, изменения охватывают значительную толщу почвенного профиля (50см) и наиболее сильно выражаются в уменьшении количества агрономически ценных структурных агрегатов и увеличении глыбистости.
Заключение
Структура почв, отражая характер почвообразовательного процесса, является одним из существенных факторов почвенного плодородия. Общеизвестно, что многие свойства почв, особенно физические, находятся в тесной коррелятивной зависимости от почвенной структуры. Длительное сельскохозяйственное использование черноземов и других почв ЦЧО приводит к ухудшению их структуры, обусловливающей неблагоприятные изменения водно-воздушного, теплового и питательного режимов. Кроме того, ухудшение структуры почв влечет за собой уменьшение их водопроницаемости и, как следствие, развитие процессов водной эрозии, особенно заметных в западной части ЦЧО, расположенной в пределах Среднерусской возвышенности. Поэтому рациональное сельскохозяйственное использование черноземных почв немыслимо без создания и сохранения водопрочной агрономически ценной структуры.
Список использованных источников
1. Адерихин П.Г. Почвы Воронежской области. – Воронеж, 1963.-263c
2. Адерихин П.Г., Королев В.А. Изменение структурного и агрегатного состава черноземов ЦЧО при сельскохозяйственном использовании//Генезис, свойства и мелиорация почв среднерусского Черноземья. Воронеж: Изд-во ВГУ, 1987. с. 21-29.
3. Ковалев И.И., Логошин В.И. Изменение структурно-агрегатного состава черноземов Воронежской области под влиянием орошения// Агроэкологические проблемы плодородия и охраны почв Среднерусской лесостепи. Воронеж: Изд-во ВГУ, 1991. – с.32-39.
4. Богатырева З.С. Структура черноземов обыкновенных смытых в Каменной степи под травянистой и лесной растительностью//Почвенный покров ЦЧО и его рациональное использование. Воронеж: Изд-во ВГУ, 1982. с.65-71.
5. Королев В.А., Прудников О.И., Шевченко В.М. Изменение физических свойств обыкновенных черноземов воронежской области при длительном сельскохозяйственном использовании//Изменение почв Центрального Черноземья под влиянием антропогенных факторов. Воронеж: Изд-во ВГУ, 1986. с. 25-34.
6. Адерихин П.Г., Королев В.А., Шевченко В.М. Влияние орошения на основные физические и некоторые водно-физические свойства обыкновенных черноземов Воронежской области//Мелиорация и рекультивация почв Центрального Черноземья. Воронеж: Изд-во ВГУ, 1982. с. 4-14.