Основные закономерности распространения почв. Классификация почв

2, 3

1 Омский государственный технический университет

2 ФГБНУ «Сибирский научно-исследовательский институт сельского хозяйства»

3 ФГБОУ ВО «Омский государственный аграрный университет имени П.А. Столыпина»

Исследования проводились в длительных стационарных опытах на чернозёмной почве в южной лесостепи Западной Сибири. Установлено, что использование приёмов биологизации (введение в севооборот многолетних бобовых трав (50 % от площади), ежегодное внесение навоза, соломы, в дозе соответствующей урожаю культуры) способствовало увеличению содержания лабильного органического вещества и нитратного азота, запасов продуктивной влаги в почве и более экономному влагопотреблению, что обеспечило повышение продуктивности сельскохозяйственных культур и экологическую безопасность агроценозов. При введении в севооборот бобового компонента (люцерны) сформировался положительный баланс азота в почве с интенсивностью 119 %, доля биологического азота в приходной статье баланса при этом составила в среднем 82 %. В зернопаровом севообороте (пар – пшеница – соя – пшеница – ячмень), к примеру, баланс азота отрицательный (–28 кг/га) с интенсивностью 66 %. Урожайность пшеницы, высеваемой по пласту люцерны, на 22 % выше, в сравнении с урожайностью этой же культуры, высеваемой по чистому пару. Систематическое применение органоминеральной системы удобрений (N15P23 на гектар севооборотной площади в комплексе с соломой) в зернотравяном севообороте стабилизировало содержание гумуса в почве, запасы лабильного органического вещества возросли на 0,27–0,48 т/га в сравнении с неудобренным фоном. Применение биологизированной системы удобрений увеличило запасы продуктивной влаги в почве на 11–13 %, обеспеченность растений нитратным азотом на 18–24 % и численность агрономически полезной микрофлоры на 71 %. Продуктивность зернотравяного севооборота на этом фоне возросла на 32 % в сравнении с вариантом без удобрений, окупаемость минеральных удобрений при этом составила – 18,4 кг зерновых единиц.

плодородие почвы

минеральные и органические удобрения

многолетние бобовые травы

биогенные элементы

биологическая активность почвы

агроценоз

продуктивность

1. Агрохимические методы исследования почв // АН СССР и др. – 5-е изд., доп. и перераб. – М.: Наука, 1975. – 494 с.

2. Большой практикум по микробиологии / Т.Е. Аристовская и др. – М.: Высшая школа, 1962. – 490 с.

3. Воронкова Н.А. Биологические ресурсы и их значение в сохранении почвенного плодородия и повышении продуктивности агроценозов Западной Сибири: монография. Минобрнауки России, ОмГТУ. – Омск: Изд-во ОмГТУ, 2014. – 188 с.

4. Гамзиков Г.П. Азот в земледелии Западной Сибири. – М.: Наука, 1981. – 266 с.

5. Гамзиков Г.П., Завалин А.А. Проблемы азота в земледелии // Плодородие. – 2006. – № 5. – С. 64.

6. Доспехов Б.А. Методика полевого опыта. – М.: Агрохимиздат, 1985. – 351 с.

7. Коновалов Н.Д., Коновалов С.Н. Ресурсы биологизации земледелия и их использование // Аграрная наука. – 2000 – № 8. – С. 9–12.

8. Кочергин А.Е. Условия питания зерновых культур азотом, фосфором и калием и применение удобрений на черноземах Западной Сибири: автореф. дис. … д-ра. с.-х. наук: – М., 1965 – 40 с.

9. Шарков И.Н. Влияние пожнивных остатков на состав органического вещества чернозема выщелоченного в лесостепи Западной Сибири / И.Н. Шарков и др. // Почвоведение. – 2014. – № 4. – С. 473.

Решение проблемы повышения урожайности и улучшения качества продукции в лесостепной зоне Западной Сибири неразрывно связано с необходимостью оптимизации питания растений, с помощью применения удобрений, а также с изучением направленности и основных приемов по управлению продукционным процессом в системе «почва - растение - удобрение» .

Научные исследования и практика ведения земледелия свидетельствуют о том, что для повышения продуктивности пашни необходимо расширить круговорот биогенных элементов, улучшить агрофизические и биологические свойства почвы. Это можно сделать на основе высокой культуры земледелия, путём научно обоснованного применения удобрительных средств в севооборотах и комплекса агротехнических мероприятий, направленных на расширенное воспроизводство почвенного плодородия почвы .

Следует отметить, что большую ценность представляют научные результаты, полученные в длительных стационарных полевых опытах, так как информация, полученная в них, позволяет изучить действие и последействие изучаемых факторов на плодородие почвы и на продукционный процесс отдельных культур и севооборотов в целом. Особую актуальность в этой связи приобретают вопросы, связанные с изучением длительного применения минеральных удобрений в комплексе с приёмами биологизации на плодородие почвы, продуктивность сельскохозяйственных культур.

Материалы и методы исследований

Исследования проводились в 2009-2011 гг. на опытном поле лаборатории агрохимии ГНУ СибНИИСХ в южной лесостепной зоне Западной Сибири в стационарных опытах, заложенных на основе шестипольного зернотравяного (1986 г. закладки) и пятипольного зернопарового (1987 г. закладки) севооборотов. Чередование культур в севооборотах: люцерна 3-х лет использования - пшеница - пшеница - овес и пар - пшеница - соя - пшеница - ячмень соответственно. Севообороты развернуты во времени и в пространстве.

Почва опытного участка - чернозем выщелоченный среднемощный среднегумусный тяжелосуглинистый, исходное содержание подвижного фосфора среднее, обменного калия - очень высокое, величина рНсол - 6,7 близкая к нейтральной.

Схемы опытов представлены в табл. 1 и 2. Общая площадь делянок 160-200 м2, учетная 36,0-51,2 м2. Размещение делянок систематическое, повторность вариантов - 4-кратная. В качестве удобрения использовали Naa, АФ и Кх. Фосфорные удобрения вносили весной до посева локально, сеялкой на глубину 6-8 см, аммиачную селитру и хлористый калий - вразброс под предпосевную культивацию. Подстилочный полуперепревший навоз (60 т/га) вносили осенью после уборки замыкающей культуры (овса) один раз за ротацию. Солому зерновых культур измельчали при уборке и оставляли в поле в количестве, соответствующем ее урожаю.

Погодные условия за период исследований были различные. В 2009 году за вегетационный период выпало 404 мм осадков при средней температуре воздуха - 15,9 °С при норме 197 мм и t = 16,2 °С. Прохладная погода и влажные условия года спровоцировали распространение болезней, вторичное отрастание сорной растительности и в целом удлинение вегетационного периода, что отразилось на урожайности с.-х. культур. Вегетационный период 2010 года характеризовался резкими перепадами температур воздуха в сочетании с недобором осадков более чем на 40 %, ГТК составила - 0,55, отмечены явные проявления почвенной засухи. В 2011 году недобор осадков в сочетании с повышенной (на 0,3-1,7 °С выше нормы) температурой воздуха отмечался в первой половине вегетации. В июле - августе увлажнение было более благоприятным (119-121 % осадков при ГТК 1,28-1,44). В итоге за вегетацию количество осадков и температура воздуха были почти близки к норме (203 мм и 16,2 °С).

Во всех полевых опытах применялась традиционная технология возделывания зерновых, кормовых и зернобобовых культур и соответствующая серийная почвообрабатывающая и посевная техника. Высевали районированные сорта сельскохозяйственных культур.

Анализ почвы проводили стандартными агрохимическими методами . Численность микроорганизмов учитывали на твердых питательных средах, согласно общепринятым методикам . Результаты исследований обработаны статистическим методом дисперсионного и корреляционного анализов по Б.А. Доспехову .

Результаты исследований и их обсуждение

В условиях засушливого земледелия оптимизация водного режима представляется весьма сложной проблемой. Поиск путей более полного и рационального использования выпадающих осадков в условиях интенсификации земледелия имеет особую актуальность. В системе севооборотов запасы продуктивной влаги в почве дифференцировались в зависимости не только от предшественников, но и вида и дозы удобрений. Весенние запасы продуктивной влаги в метровом слое почвы, после люцерны летнего срока распашки, соответствовали хорошей обеспеченности (159 мм) и не уступали черному пару. На фонах длительного применения минеральных удобрений влагонакопление было значительно выше в сравнении с неудобренными вариантами, так как использование удобрений обеспечивает не только получение высоких урожаев, но и дополнительное поступление в почву органического вещества в виде пожнивных остатков, опада, что в свою очередь улучшает физические свойства и водный режим почвы. За счет ежегодного внесения измельченной соломы (в среднем 2,0 т/га севооборотной площади) в севообороте запасы продуктивной влаги в почве увеличивались на 6-12 мм. Наилучшие агрогидрологические условия складывались при органоминеральной системе удобрений, предусматривающей комплексное применение соломы и минеральных удобрений (N10-15P17-23 + солома), влагозапасы при этом увеличиваются на 11-13 % в сравнении с вариантом без удобрений.

В системе зернопарового севооборота длительное применение минеральных удобрений обеспечивает более экономный расход почвенной влаги, коэффициент водопотребления зерновых культур в этих вариантах на 11-17 % ниже, чем в варианте без удобрений (табл. 1).

Использование соломы снижает коэффициент водопотребления сельскохозяйственных культур на 8-11 мм, за счет мульчирующего эффекта и улучшения агрофизических свойств почвы.

Исследования органического вещества почвы показали, что в севообороте, где 50 % площади пашни занимают многолетние бобовые травы, содержание гумуса существенно не изменилось по сравнению с исходным (табл. 2). Действие минеральных удобрений на гумусообразование проявилось, начиная с первой ротации севооборота, прирост новообразованного органического вещества отмечался после каждой ротации и зависел от дозы минеральных удобрений.

Исследованиями установлено, что внесение навоза в зернотравяном севообороте является одним из значимых приёмов увеличения гумуса в почве. После третьей ротации севооборота содержание гумуса в варианте внесения навоза возросло на 0,26 % в сравнении с исходным содержанием. Наибольший прирост гумуса был получен в варианте N15Р23 + навоз, после третьей ротации севооборота содержание гумуса увеличилось в сравнении с исходным на 0,41 %. Действие соломы на гумусовый режим почвы при внесении её в норме, не превышающей 2,0 т/га, несущественно. Применение соломы с минеральными удобрениями существенных изменений в накоплении гумуса в сравнении с вариантами внесения только минеральных удобрений не обеспечивало.

Таблица 1

Влияние минеральных удобрений и соломы на водопотребление культур зернопарового севооборота, мм/т зерна (2009-2011 гг.)

Примечание. *норма соломы - 3,0 т/га.

Таблица 2

Обеспеченность растений доступным азотом на черноземных почвах Западной Сибири оценивается по содержанию нитратного азота в слое 0-40 см . Хорошие условия по обеспеченности растений азотным питанием складывались по предшественнику люцерна, летнего срока распашки. На естественном фоне запасы N-NO3 составили 106-138 кг/га, за счет обогащения почвы биологическим азотом растительных остатков люцерны. При введении в севооборот бобового компонента (50 % люцерны) баланс азота положительный (21 кг/га) с интенсивностью 119 %, при этом в приходной статье баланса доля биологического азота составляет в среднем около 82 % (рис. 1). Тогда как в зернопаровом севообороте складывается отрицательный баланс азота (-28 кг/га) с интенсивностью 66 %.

Лабильное органическое вещество почвы, которое сравнительно легко подвергается деструкции почвенными микроорганизмами, в немалой степени предопределяет питательный режим почвы растений . Количество лабильного органического вещества (мортмассы) в почве после люцерны в варианте без удобрений было на 0,27 т/га или 43 % выше, чем в этом же варианте по чистому пару (табл. 3).

Рис. 1. Баланс (кг/га) и интенсивность баланса (%) азота в зависимости от севооборота

Таблица 3

Запасы мортмассы в слое 0-25 см в зависимости от предшественника и применения удобрений в севооборотах, т/га (2009-2010 гг.)

Доза минеральных удобрений, кг/га		Запасы мортмассы	Прибавка
Зернотравяной севооборот
Без удобрений
Зернопаровой севооборот
Без удобрений

Примечание. С0 - без соломы; С1 - с соломой.

Систематическое применение соломы увеличивает количество легкоразлагаемого органического вещества в почве на 12-22 %. Наибольшие запасы мортмассы (1,25-1,37 т/га) накапливаются при использовании органоминеральной системы удобрений (NP + солома). При этом обеспеченность растений нитратным азотом в этих вариантах увеличилась до 43 %.

Сложившееся плодородие по фосфору в севооборотах является результатом систематического применения фосфорсодержащих удобрений. Следует отметить, что исходное содержание подвижного фосфора (105-123 мг/кг) после трёх ротаций севооборота существенно не изменилось. Из органических удобрений (навоз, солома), применяемых в зернотравяном севообороте, только при систематическом использовании навоза в дозе 10 т/га севооборотной площади отмечался прирост подвижного фосфора 35 мг/кг почвы или 34 % (в среднем). Обеспеченность обменным калием культурных растений после трех ротаций севооборотов была высокой (более 180 мг/кг) и значимых закономерностей в изменении данного биогенного элемента не установлено.

Микробиологический мониторинг состояния почвы свидетельствует, что возделывание люцерны в севообороте интенсифицирует процесс нитрификации, численность нитрифицирующих бактерий в зернотравяном севообороте на 33 % больше, чем в зернопаровом агроценозе. А при систематическом внесении соломы отмечается положительная направленность увеличения численности сапрофитных бактерий (на 18 %), разлагающих органические соединения азота (на МПА), и фосфатмобилизующих бактерий (на 12 %) (табл. 4).

Таблица 4

Влияние длительного применения удобрений на биологическую активность чернозема выщелоченного под пшеницей, слой 0-20 см, (2009-2011 гг.)

Показатель биологической активности почвы
Численность микроорганизмов, КОЕ/г Бактерии на МПА, млн.
Микроорганизмы на КАА, млн
Олигонитрофилы, млн
Фосфатмобилизующие, млн
Целлюлозоразрушающие, тыс.
Нитрификаторы, тыс.
Грибы, тыс.
Общее количество микроорганизмов, млн
Пм (МПА + КАА×МПА/КАА)
Нитрификационная способность, мг/кг

Примечание. С0 - вариант без соломы; С1 - вариант с соломой.

Интенсивность микробиологических процессов в почве значительно возрастает в результате комплексного применения минеральных удобрений и соломы (N15Р23 + С1), при этом увеличивается численность бактерий на МПА на 73 %, олигонитрофилов на 77 %, фосфатмобилизующих бактерий на 78 % и нитрификаторов на 56 % в сравнении с вариантом без удобрений. Коэффициент трансформации органических соединений (Пм) в этом варианте наиболее высокий - 97.

Интегральным показателем эффективности удобрительных средств и приёмов является продуктивность агроценоза. Исследования показали, что включение в севооборот люцерны способствует формированию урожайности пшеницы на уровне - 2,99 т/га зерна, что на 22 % выше, чем возделывание этой же культуры по чистому пару. Систематическое внесение соломы в комплексе с минеральными удобрениями (N15P23 на га/севооборотной площади) обеспечивает продуктивность севооборота на уровне - 2,87 т/га зерн. ед., что на 0,70 т/га или 32 % выше, чем в варианте без удобрений. Окупаемость одного килограмма удобрений составила - 18,4 кг зерна.

Выводы

1. В условиях южной лесостепи Западной Сибири на черноземных почвах включение в севооборот многолетних бобовых трав (люцерны до 50 %) стабилизирует содержание гумуса, повышает запасы мортмассы на 0,48 т/га, содержание нитратного азота, численность агрономически полезной микрофлоры в почве и увеличивает производство зерна более чем на 20 % при одновременном повышении его качества.

2. Длительное применение органоминеральных систем удобрений в севооборотах способствует увеличению запасов продуктивной влаги в почве на 11-13 %, содержанию гумуса на 0,16-0,41 %, лабильного органического вещества на 0,36-0,48 т/га, обеспеченности растений нитратным азотом на 18-24 % и интенсивности биологических процессов в почве.

3. Применение органоминеральных систем удобрений, сочетающих внесение соломы и минеральных удобрений (N15P23), обеспечивает увеличение продуктивности севооборота на 32 % и окупаемости (18,4 кг зер. ед.) минеральных удобрений.

Библиографическая ссылка

Воронкова Н.А., Храмцов И.Ф., Тукмачева Е.В., Комаров С.Г., Дороненко В.Д., Волкова В.А., Цыганова Н.А. ИЗМЕНЕНИЕ ПЛОДОРОДИЯ ЧЕРНОЗЕМНОЙ ПОЧВЫ И ПРОДУКТИВНОСТИ ПОЛЕВЫХ КУЛЬТУР ПРИ ДЛИТЕЛЬНОМ ПРИМЕНЕНИИ ПРИЁМОВ БИОЛОГИЗАЦИИ И СРЕДСТВ ХИМИЗАЦИИ // Успехи современного естествознания. – 2016. – № 12-2. – С. 297-302;
URL: http://natural-sciences.ru/ru/article/view?id=36303 (дата обращения: 01.02.2020). Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»

Классификацией почв называется объединение почв в группы по их важнейшим свойствам, происхождению и особенностям плодородия. Группировкиклассификации почв
эколого-генетическая (Докучаев, Сибирцев, Афанасьев),
факторно-генетическая (Глинка, Высоцкий, Захаров),
морфо-генетическая (Коссович, Глинка, Гедройц),
эволюционно-генетическая (Коссович, Полынов, Ковда),
историко-генетическая (Вильямс, Герасимов),
агрогеологическая (Майер, Кноп, Фаллу),
физическая (Пэйер, Шюблер),
почвенно-минералогическая (Рамани, Зигмонд, Штреме, Кубиека,
Дюшафур и др.),
генетическая и географическая (Марбут, Келлат, Торн и др.).

Принципы современной классификации

Классификация почв должна опираться на основные
свойства почв и учитывать процессы и условия
почвообразования, т.е. должна быть генетической.
Строиться исходя из строго научной системы
таксономических единиц.
Классификации необходимо учитывать признаки и
свойства, приобретённые почвами в результате
хозяйственной деятельности человека.
Должна раскрывать производственные особенности
почв и способствовать их рациональному
использованию в сельском и лесном хозяйстве.

Общие законы географии почв

Закон горизонтальной (широтной) почвенной
зональности (Докучаев). Важнейшие
почвообразователи (климат, растительность
и животный мир) закономерно изменяются в
широтном направлении с севера на юг, то и
главные (зональные) типы почв должны
последовательно сменять друг друга,
располагаясь на земной поверхности
широтными полосами (зонами).

Закон вертикальной почвенной зональности:

В условиях горного рельефа происходят закономерные
последовательные изменения климата, растительности и почв в
связи с изменением абсолютной высоты местности. Изменения
проявляются в образовании вертикальных растительноклиматических и почвенных поясов (вертикальных зон).
Последовательная смена зон аналогична их смене на равнинных
пространствах при движении с юга на север.

Почвенно-климатический пояс представляет собой совокупность широтных почвенных зон и горных (вертикальных) почвенных провинций, объедине

Почвенно-климатический пояс представляет собой совокупность
широтных почвенных зон и горных (вертикальных) почвенных
провинций, объединенных сходством факторов и условий
почвообразования. (полярный, бореальный, суббореальный,
субтропический, тропический).
Почвенно-биоклиматические области характеризуются почвами
близкими по режиму увлажнения и типам растительности.
Сочетание зональных и интразональных типов почв.
Почвенная зона представляет собой ареал почвенных сочетаний, в
состав которых входят зональные и интразональные почвы.
Почвенные фации – это части зоны, различающиеся между собой
по температурному режиму и характеру увлажнения.
Почвенная провинция

Почвенный тип развивается однотипно сопряженных биологических, климатических и гидрологических условиях и характеризуется ярким проявл

Почвенный тип развивается однотипно сопряженных биологических,
климатических и гидрологических условиях и характеризуется ярким
проявлением основного процесса почвообразования при возможном
сочетании с другими процессами (чернозёмы, серые лесные, каштановые и др.)
Характерные черты почвенного типа в следующем:
- Однотипном поступлении органических веществ и
процессов их превращения и разложения.
- Однотипным комплексным процессом разрушения
минеральной массы и синтезом минеральных
образований.
- Однотипным характером миграции и аккумуляции
веществ.
- Однотипным строением почвенного профиля.
- Однотипной направленностью мероприятий по
повышению и поддержанию плодородия почв.

Таксономические единицы

Подтипы почв выделяются в пределах типа – это группа почв
качественно отличающиеся по проявлению основного и
налагающихся процессов почвообразования и являются
переходными ступенями между типами. При выделении подтипов
учитываются процессы связанные как по зональной, так и
фациальной сменой природных условий. Мероприятия по
повышению и поддержанию плодородия для каждого подтипа
более однородные по сравнению с типом. Н-р, чернозём
выщелоченный, обыкновенный, южный.
Роды почв (родовые группы) выделяются в пределах подтипа.
Качественные генетические особенности их обусловлены
влиянием комплекса местных условий, составом
почвообразующего субстрата, приобретённого в процессе
предшествующих фаз выветривания и почвообразования
(реликтовые горизонты и признаки древних почвообразований).
Н-р, чернозём обыкновенный карбонатный.

Таксономические единицы

Виды почв выделятся в пределах рода и отличаются по
степени развития почвообразующих процессов.
Например, степени подзолистости, глубине и степени
гумисированности, степени засолённости и т.д.) и их
взаимной сопряжённости.
Разновидности почв определяются по механическому
составу верхних почвенных горизонтов и
почвообразующих пород.
Разряд почв определяется генетическими свойствами
почвообразующих пород (плотные, моренные,
аллювиальные, покровные и т.д.).

Установленные названия почв в соответствии с их свойствами, классификационным положением называют номенклатурой почв.

Докучаев В.В использовал русские научные
названия по естественной окраске верхних
почвенных горизонтов. Термины генетических типов:
чернозём, подзол, краснозём, каштановые, серозём, желтозём,
коричневые почвы.
Особенности состава и свойств почв (солончак,
солонец – соли натрия; солодь – пролитая почва; торфяно-глеевая
почва).
Краткие ландшафтные географические характеристики. Бурые
лесные почвы и бурые пустынные.
Номенклатурные названия некоторых типов целиком походят на
названия ландшафта или угодья. Например, болотные, луговые, арктические
почвы.

Номенклатура подтипов почв

В каждом генетическом типе выделяется центральный подтип с
термином – типичный. Подтип переходный, связывающий данный
почвенный тип с соседним. Для обозначения этих подтипов стали
пользоваться терминами.
Характеризующими дополнительные процессы (глеевоподзолистые почвы, чернозём выщелоченный, чернозём
оподзоленный).
Указывающие на изменение окраски по сравнению с основным
подтипным (светло-серые, тёмно-серые и т. д).
Указывающие на положение подтипа внутри почвенной зоны
(чернозёмы южные).
Указывающие на относительное различие в их тепловом режиме
(тёплые, умеренно-тёплые, холодные, глубокопромерзающие),
либо особенности, связанные с гидротермическим режимом
(мицелярно-карбонатные, мучнисто-карбонатные).

Для номенклатуры родов почв используются следующие термины

Определяющие характерные свойства почв: солонцеватые,
солончаковатые, осолоделые.
Указывающие на реликтовые признаки, остающиеся от
предшествующей фазы почвообразования: остаточносолонцеватый, остаточно-подзолистый.
Для количественной характеристики состава, свойства почв и
выраженности почвенных процессов используются 3 категории
терминов.
1. Термины, указывающие на содержание: мало, средне и много
гумусовые; карбонатные и т.д.
2. Термины, указывающие на мощность отдельных почвенных
горизонтов и всего профиля: мало, средне, сверхмощные.
3. Термины, характеризующие выраженность явлений: слабо,
средне, сильноподзолистые; осолоделые.

НАЗВАНИЕ ПОЧВЫ

начинается с названия типа, далее подтип, род,
вид, разновидность.
Н-р, чернозём (тип), обыкновенный (подтип),
солонцеватый (род), среднегумусовый,
среднемощный (видовые термины),
тяжелосуглинистые (разность).

Диагностика почв- совокупность морфологических признаков, показателей состава, свойств и режимов, характеризующих почву любого таксономи

Диагностика почв- совокупность морфологических признаков,
показателей состава, свойств и режимов, характеризующих почву
любого таксономического уровня и позволяющих объективно дать
ей конкретное название.
Диагностика по морфологическим признакам – строению
профиля, окраске отдельных горизонтов, их мощности, структуре,
новообразованиям.
Основные диагностические показатели: показатели состава –
содержание и состав гумуса, валовый состав минеральной части,
содержание карбонатов, легкорастворимых солей; показатели
свойств- реакция, емкость катионного обмена и состав обменных
катионов, биологическая активность; физические свойства.

>>Закономерности распространения почв

§ 27. Закономерности распространения почв

Главные типы почв России. Современный почвенный покров России - результат длительного и сложного развития природы в целом. В зависимости от условий почвообразования в нашей стране различают следующие виды почв: арктические, тундрово-глеевые, подзолистые, дерново-подзолистые, серые лесные, черноземы, каштановые и др.

Проанализируйте карту почв, наловите. Какие почвы есть в нашей стране.

Сопоставьте рис. 48 с почтенной картой атласа и определите, какие почвы преобладают в лесной зоне, какие - в степной.

В европейской части России преобладают разнообразные подзолистые почвы, а в Сибири - таежные и горно-таежные. Большие площади на севере страны заняты тундровыми почва ми. На юге же расположены черноземные и каштановые почвы.

Явление широтной зональности в нашей стране, особенно в европейской части России, выражено более ярко, чем в других странах мира. Это связано не только со значительной протяженностью ее с севера на юг, но и с преобладанием равнинного рельеф а в условиях умеренно континентального климата.

Если мы совершим по карте воображаемое путешествие по Русской равнине с севера на юг, то увидим, как сменяют друг друга почвы разных типов, отличающиеся по строению, цвету, составу, плодородию. Арктические почвы - маломощны (1-5 см) и образуют лишь отдельные пятна. В тундре формируются тундрово-глеевые и болотные почвы. В интенсивно промываемых почвах северных лесов образуются подзолистые почвы. Южнее - при снижении количества осадков и возрастании мощности гумусового горизонта - дерново-подзолистые почвы. В широколиственных лесах и под лесными участками лесостепи - серые лесные почвы. В степях образуются самые плодородные почвы - черноземы. Обильная травяная растительность в этой зоне способствует повышению количества перегноя. Здесь самый мощный гумусовый слой. При движении к югу и востоку климат становится суше и теплее, травяной покров разреженнее: почвы светлеют и переходят в каштановые под сухими степями, в бурые - в полупустынях, в серо-бурые и серые (сероземы) - в пустынях. С осветлением почв растет их засоленность. В южных районах страны (на Прикаспийской низменности) распространены солончаки.

Рис. 49. Взаимосвязь типов почв с климатом и растительностью

В горных районах почвы, следуя вертикальной зональности, также изменяются вслед за изменением климата и растительности. Общим свойством этих почв является щебнистость, грубость механического состава.

Вопросы и задания

1. Назовите основные типы почв России.
2. По почвенной карте определите, какие типы почв преобладают в нашей стране. Объясните почему.
3. Какие почвы есть в вашей местности?

География России: Природа. Население. Хозяйство. 8 кл. : учеб. для 8 кл. общеобразоват. учреждений / В. П. Дронов, И. И. Баринова, В. Я. Ром, А. А. Лобжанидзе; под ред. В. П. Дронова. - 10-е изд., стереотип. - М. : Дрофа, 2009. - 271 с. : ил., карт.

Содержание урока конспект урока опорный каркас презентация урока акселеративные методы интерактивные технологии Практика задачи и упражнения самопроверка практикумы, тренинги, кейсы, квесты домашние задания дискуссионные вопросы риторические вопросы от учеников Иллюстрации аудио-, видеоклипы и мультимедиа фотографии, картинки графики, таблицы, схемы юмор, анекдоты, приколы, комиксы притчи, поговорки, кроссворды, цитаты Дополнения рефераты статьи фишки для любознательных шпаргалки учебники основные и дополнительные словарь терминов прочие Совершенствование учебников и уроков исправление ошибок в учебнике обновление фрагмента в учебнике элементы новаторства на уроке замена устаревших знаний новыми Только для учителей идеальные уроки календарный план на год методические рекомендации программы обсуждения Интегрированные уроки 1

Изучено изменение основных показателей плодородия почвы на разных элементах рельефа. Показано, что рельеф предопределяет в значительной мере распределение содержания гумуса, подвижного фосфора и обменного калия в пахотном слое почвы, а также глубину пахотного слоя. Наименьшая глубина отмечена на верхних частях склонов и наибольшая глубина пахотного слоя ¬– на нижних частях всех склонов. Наблюдается общая закономерность повышения содержания гумуса в почве при продвижении с верхней части склона к нижней части. Изменение содержания фосфора в разных частях разной экспозиции склона разнонаправленно. Содержание фосфора наибольшее в верхней части северного склона и наименьшая на склоне южной экспозиции. В средней и нижней частях южного склона, наоборот, содержание фосфора в почве наибольшее. Изменение содержания обменного калия в пахотном слое почвы на разных элементах рельефа менее четко выражено, чем содержание гумуса и фосфора. Наибольшее содержание калия отмечено в средней части южного склона и наименьшее содержание – в средней части северного склона. Разница в содержание калия в разных частях северного, западного и восточного склонов сравнительно небольшая. Изменчивость плодородия почвы на разных элементах рельефа обусловлена природными факторами и антропогенным воздействием. Указано на необходимость учета изменчивости плодородия почвы на полях со сложным рельефом при размещении и разработке технологии возделывании полевых культур.

плодородие

1. Абдулвалеев Р.Р., Исмагилов Р.Р. Рельеф как фактор агроклимата // Материалы Всероссийской научно-практической конференции в рамках XIX Международной специализированной выставки «Агрокомплекс- 2009». – Уфа, 2009. – С. 73-75.

3. Исмагилов Р.Р., Абдулвалеев Р.Р., Исмагилов К.Р. Особенности природных условий Белебеевской возвышенности и меры их рационального использования // Сборник статей Всероссийской научно-практической конференции. – Уфа, 2014. – С. 318-323.

4. Исмагилов Р.Р. Как «привязать» базисную технологию к условиям конкретного поля // Земледелие.– 2000. – № 4. – С. 26-27.

5. Каштанов А.Н., Явтушенко В.Е. Агроэкология почв склонов. – М.: Колос, 1997. – С. 88-107.

6. Сибирцев, Н.М. Избранные сочинения. Т. 1. Почвоведение.– М.: Государственное издательство сельскохозяйственной литературы,1951. – 472 с.

7. Чуян Г.А., Ермаков В.В., Чуян С.И. Агрохимические свойства типичного чернозема в зависимости от экспозиции склона // Почвоведение. – 1987. - № 12. –С. 39-46.

8. Ширинян М. Х., Кильдюшкин В.М., Лесовая Г. М. Влияние рельефа агроландшафта на плодородие почвы и эффективность удобрений // Проблемы агрохимии и экологии.– 2009.– №2.– С.14-17.

9. Шпедт А.А., Пурлаур В.К.Оценка влияния рельефа на плодородие почв и урожайность зерновых культур // Сибирский вестник сельскохозяйственной науки. – 2008. – № 10. – С. 5-1.

Рельеф местности и плодородие почвы тесно взаимосвязаны. Известный русский почвовед Николай Михайлович Сибирцев относил рельеф к числу основных факторов почвообразования. Он писал: «...если почва меняется, то она меняется непременно почему-нибудь: изменилась материнская порода, изменился рельеф, изменилось в силу рельефа действие атмосферных вод, изменилось накопление влаги, изменился растительный покров - соответственно изменилась и почва». Дальнейшие исследования показали, что рельеф оказывает разностороннее влияние на плодородие почвы. Интенсивность водной эрозии почвы, в первую очередь, зависит от строения рельефа . Рельеф определяет агрохимические свойства почвы, содержание в ней макро- и микроэлементов. Гидрологические особенности, радиационный и тепловой баланс, интенсивность биологических, химических и физических процессов в почве, определяемых строением рельефа, создают пестроту плодородия почвы даже в пределах небольшой территории .Верхняя и нижняя части склона и его экспозиции при незначительной крутизне (1-3º) оказывают значительное влияние на показатели плодородия почвы, урожайность озимой пшеницы и на эффективность удобрений . Почва южного склона по сравнению с почвой плато имеет пониженное содержание углерода гумуса, подвижных гумусовых веществ (в 1,2-1,3 раза), водорастворимого гумуса (в 1,2-1,3 раза) и лабильного органического вещества (в 2,1 раза) . Учет изменения плодородия почвы в зависимости от рельефа необходимое условие адаптации технологии возделывания полевых культур .

Республика Башкортостан является уникальным физико-географическим регионом, где стыкуются разнообразные ландшафты - от сухой степи до горной тундры. Почвенный покров их представлен сложными сочетаниями и мозаиками различных типов, подтипов, видов и разновидностей почв - преобладанием серых лесных (27,9 %), черноземов (31,7 %), горных (25 %) и аллювиальных (6 %). Территории Республики Башкортостан присуще сложный рельеф и расчлененность пахотных земель. Более 70% пашни расположены на склонах с крутизной более 1 о. В тоже время в региональном аспекте закономерности изменения плодородия почвы в зависимости от рельефа поля остается малоизученным и слабо освещены в научной литературе.

Цель исследования. Целью исследований явилось изучение плодородие почвы и его пространственную изменчивость на разных элементах рельефа.

Материалы и методы исследования. Исследования проводили в 2003-2014 годы в Учебно-научном центре ГБОУ СПО «Аксеновский сельскохозяйственный техникум» Республики Башкортостан.

Для характеристики исследуемой территории полей УНЦ ГБОУ СПО «Аксеновский сельскохозяйственный техникум» была проведена топографическая съемка полей тахеометром ТорсоnGTS-236N в масштабе 1:2000 с высотой сечения рельефа 1,0 м. Съемка местности осуществлялась полярным способом: с точек съемочного обоснования путем набора пикетов по характерным участкам рельефа. Расстояния, от электронного тахеометра до пикетов и горизонтальное положение (L) от точки съемочного обоснования до пикетов измерялось лазерным дальномером. Высотные отметки пикетов Н п вычислялись автоматически. Результаты измерений заносились в память электронного тахеометра, одновременно на каждой станции велся абрис. По результатам съемки 5 полей из 6 входящих в севооборот имели уклон от 2 до 4°, одно поле не имело выраженного уклона (менее 0,3°). Агрохимический анализ почвы на содержание гумуса, азота, фосфора и калия проводили в Лаборатории биохимического анализа и биотехнологии Башкирского ГАУ.

Результаты исследования и их обсуждение. Плодородие почвы предопределяет урожайность и эффективность возделывания сельскохозяйственных культур. Различают потенциальное (естественное и искусственное) и эффективное (экономическое) плодородие почвы. Потенциальное плодородие почвы определяется запасом в почве гумуса, питательных веществ и другими условиями жизни, являясь основным средством сельскохозяйственного производства. Проявление потенциального плодородия в производственной деятельности, характеризующееся возможностью использования растениями элементов питания для создания урожаев, находит свое выражение в эффективном плодородии почв. Оптимальный уровень плодородия той или иной почвы определяется таким сочетанием ее основных свойств и показателей, при котором могут быть наиболее полно использованы все жизненно важные для растений факторы и реализованы возможности выращиваемых сельскохозяйственных культур. К основным группам показателей плодородия почв на основе обобщения многочисленных научных исследований относят агрохимические, агрофизические и биологические.

Исследования показали, что плодородие почвы подвержено значительной изменчивости в пределах одного и того же поля, что обусловлено рельефом. Одним из показателей плодородия почвы является глубина пахотного слоя. Плодородные почвы характеризуются глубоким пахотным слоем. Глубина пахотного слоя (А 1) на разных элементах рельефа значительно отличается (таблица).

Плодородия почвы в зависимости от элемента рельефа поля (УНЦ АСХТ, поле № 1)

Часть склона	Экспозиция склона
	северная	западная	восточная
Глубина пахотного слоя (А 1), см
Середина
Середина
Середина
Середина

Наименьшая глубина пахотного слоя нами отмечена на верхних частях склонов и составила 16-21 см, в середине склонов глубина увеличивается до 20-29 см, и наибольшая глубина отмечена на нижних частях всех склонов (26-41 см). Такая разница в глубине пахотного слоя, вероятно, вызвано как неоднородностью материнской породы, так и эрозионными процессами в период сельскохозяйственного использования. С возвышенных участков поля почва смывается в нижние участки, что приводит к увеличению глубины пахотного слоя.

Содержание гумуса основной показатель плодородия почвы. Наблюдается такая же закономерность изменения содержания гумуса, как глубины пахотного слоя в зависимости от элемента рельефа. Наблюдается общая закономерность повышения содержания гумуса в почве при продвижении с верхней части склона к нижней части. Так, в верхней части южного склона содержание гумуса составило 7,81%, в средней части - 8,07% и в нижней части - 8,77%. Это объясняется также перемещением почвенных масс силою тяжести текучей воды в относительно низкие элементы рельефа. Роль рельефа возрастает с увеличением разности относительных высот. При сравнении различной экспозиции наблюдается наиболее высокое содержание гумуса в почве северного склона (9,5-10,1%), а наименьшее содержание - в нижний части западного склона. В порядке снижения содержания гумуса склоны можно расположить в следующий ряд: северный, западный, восточный и южный (таблица).

Азот один из основных элементов минерального питания растений. При недостатке азота снижается интенсивность ростовых процессов. Наблюдается более высокое содержание легкогидролизуемого азота как в пахотном (на 8%), так и в подпахотном слое (на 26%) почвы северного склона по сравнению с южным склоном. Содержание легкогидролизуемого азота в средней части южного склона снижается по сравнению с верхней частью, а при переходе к нижней части вновь возрастает. А.А.Шпедт также указывает, что наиболее высокое содержание гумусовых веществ, как правило, характерно для почвы ложбины. Почва северного и южного склонов при крутизне более 5° по сравнению с почвой плато беднее нитратным азотом. Весной в почве северного склона накапливается в 1,8 раза больше аммонийного азота, чем в почве южного склона.

Фосфор и калий обязательные макроэлементы для роста и развития растений. Содержание подвижного фосфора в пахотном слое почвы возрастает по мере продвижения с верхней части склона к нижней части (таблица). Например, в верхней части южного склона содержание фосфора составило 69 мг/кг, в средней части - 126 и в нижней части склона - 135 мг/кг. Такая закономерность наблюдается на склонах всех экспозиции. В тоже время изменение содержания фосфора в разных частях разной экспозиции склона разнонаправленно. Так, содержание фосфора в почве наибольшее в верхней части северного склона по сравнению с другими склонами рельефа. В средней и нижней частях южного склона, наоборот, содержание фосфора в почве наибольшее по сравнению с другими экспозиями склона.

Изменение содержания обменного калия в пахотном слое почвы на разных элементах рельефа менее четко выражено, чем содержание гумуса, азота и фосфора. Наибольшее содержание калия отмечено в средней части южного склона и наименьшее содержание - в средней части северного склона (таблица). Разница в содержание калия в разных частях северного, западного и восточного склонов сравнительно небольшая. На южном склоне наибольшее содержание калия в средней части склона, несколько меньше в нижней части и значительно меньше в верхней части склона. В тоже время имеются экспериментальные данные, указывающие на активный вынос из почвы южного склона обменного калия .

Выводы. Рельеф выступает существенным фактором, влияющим на содержание гумуса, легкогидролизуемого азота, подвижного фосфора и обменного калия в пахотном слое почвы, а также глубину пахотного слоя (А 1). Изменчивость плодородия почвы на разных элементах рельефа обусловлена природными условиями почвообразования и антропогенным воздействием. Неоднородность плодородия почвы следует учитывать при размещении и возделывании полевых культур на элементах рельефа.

Рецензенты:

Акбиров Р.А., д.с.-х.н., профессор, профессор кафедры почвоведения, агрохимии и земледелия федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего образования «Башкирский государственный аграрный университет» Министерства сельского хозяйства Российской Федерации, г. Уфа;

Юхин И.П., д.с.-х.н., профессор, профессор кафедры почвоведения, агрохимии и земледелия федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего образования «Башкирский государственный аграрный университет» Министерства сельского хозяйства Российской Федерации, г. Уфа.

Библиографическая ссылка

Исмагилов Р.Р., Абдулвалеев Р.Р. ПРОСТРАНСТВЕННАЯ ИЗМЕНЧИВОСТЬ ПЛОДОРОДИЯ ПОЧВЫ НА РЕЛЬЕФЕ // Современные проблемы науки и образования. – 2015. – № 1-2.;
URL: http://science-education.ru/ru/article/view?id=20010 (дата обращения: 01.02.2020). Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»

Поступившие в почву удобрения подвергаются различным превращениям. Они не остаются неизменными, а входят в тесное соприкосновение с почвой и видоизменяются. Вносимые удобрения должны в равной степени оказывать влияние на урожайность сельскохозяйственных культур и на плодородие почвы. Влияние систематического применение удобрений на агрохимические свойства почвы зависит от особенности самих почв, выращиваемых культур, количества и форм применяемых удобрений.

Особая роль в формировании плодородия почв принадлежит гумусу - регулятору главнейших физико - химических, физических, физико - механических, биологических свойств почвы, которые обуславливают водно - воздушный, тепловой и питательный режимы почв.

Своеобразие природно - климатических условий почвообразования Забайкалья сказывается на характере превращения растительных остатков и природе гумуса.

Ногина Н.А.,1964 при исследовании количества корней и гумуса в почвенном профиле вскрыла интересный факт. Оказывается, что каштановые почвы Забайкалья почти вдвое беднее гумусом и вдвое богаче по запасу корней, чем одноименные почвы европейской части страны. Это объясняется тем, что не вся поступающая органическая масса превращается в гумус, и не все новообразованные гумусовые вещества сохраняются в почве. В почвах сурового Забайкалья ежегодный опад не успевает за один год разложиться даже на одну треть.

Исследования проведенные на каштановых почвах опытного опля БГСХА по изучению органического вещества каштановых почв показали, что на целинных участках содержится намного больше корней и отмерших органических остатков различной степени разложения, при этом наибольшая их масса сосредоточена в горизонте А до глубины 15 - 20см, а количество мертвых растительных остатков превышает количество живых корней.

При лучших условиях для биологических процессов, создающихся в условиях пашни и особенно при паровании почвы, остается намного меньше живых корней и разной степени разложившихся органических остатков. Последнее подтверждается нитрификационной способностью почв (таб.15).В пахотной почве после компостирования содержание нитратов возрастает от 27,5 до 46,6мг/кг почвы, а по сравнению с исходной целинной почвой количество нитратов увеличилось более чем в 10 раз.

Таблица 15 Нитрификационная способность каштановых почв (мг/кг почвы, слой 0 - 20 см)

Интенсивное использование почв в сельскохозяйственном производстве приводит к усиленной биологической активности, при этом запасы гумуса уменьшаются, особенно эта тенденция проявляется в первые два - три десятка лет после распашки целинных почв (Кононова М.М.,1972; Александрова Л.Н.,1980; Орлов Д.С.,1986 и др.), по результатам их исследований за минувшие 70 - 80 лет потери гумуса при распашке и длительном сельскохозяйственном использовании достигли 40 - 50 %.

Многолетнее богарное земледелие в республике без применения органических удобрений привели к значительным потерям гумуса, особенно значительны при паровании, (здесь потери составляют от 0,5 до 1,5т/га (Чимитдоржиева Г.Д.,1990)). Для воспроизводства почвенного плодородия пахотных почв необходимо ежегодное внесение 7 - 10т/га навоза (Ишигенов И.А.,1972). При дефиците навоза и обеспеченности от потребности лишь на 20 - 25% навозом необходима разработка оптимальных приемов и более эффективных доз навоза и других органических удобрений.

Многочисленные работы исследователей подтверждают положение о том, что не только органические, но и минеральные удобрения при их правильном применении улучшают агрономически важные свойства почвы - не снижают, а в ряде случаев, повышают содержание органического вещества и общего азота в почве, повышают содержание подвижных и легкодоступных форм азота, фосфора и, частично, калия (Горбунов Н.И.,1978; Кореньков Д.А.,1976; Панников, Минеев и др.).

Длительное сельскохозяйственное использование каштановых почв и применение удобрений в севообороте вносит определенные изменения в их плодородии.

Для анализа приводятся 4 варианта опыта (таб. 16, 17), результаты анализов при исходном состоянии целинной почвы и пашни до закладки многолетнего опыта. Исследования показывают, что использование сельскохозяйственных угодий без променения удобрений ведет к снижению содержания гумуса (таб. 16). Так, потеря на варианте без удобрений за время проведения опыта составило 5 т/га, а ежегодная потеря в слое 0-20 см составила 147кг/га, по сравнению с целинной почвой содержание гумуса снизилось на 13,5т/га или на 397кг/га, что составляет около 32% от исходного содержания гумуса в целинной почве.

Таблица 16 Изменение содержания и запасов гумуса при длительном применении удобрений на каштановой почве (слой 0 - 20см)

Исходное	После 34 лет	Изменение к исходному (+;-)
Целина,гориз.А 0-15см В 15-20см
Пашня перед закладкой опыта					----- -8,5	----- 250
Контроль						-147 -397
Р20+N40Р40К40					-2,1 -10,6	-62 -311
Р20+40т/га навоза					+3,8 -47	+112 -138
Р20+N200Р100К240 (экв.40т навоза)					-0,8 -9,3	-23 -247

Воспроизводство плодородия почвы по сравнению с исходным состоянием до закладки опыта достигается только при внесении органического удобрения из расчета 10т/га севооборотной площади, при этом ежегодное увеличение запасов гумуса составляет 112т/га. Эквивалентная этой норме навоза минеральная система удобрений (N200Р100К240) не стабилизирует содержание гумуса в почве, как и норма удобрения N40Р40К40, но темпы его снижения намного меньше, чем на варианте без внесения удобрений. Последнее, вероятно, связанно с большим поступлением и вовлечением в биологический круговорот массы корневых и пожнивных остатков.

При длительном применении удобрений реакция почвенного раствора на всех вариантах опыта не претерпела изменений. Величина суммы поглощенных оснований тесно коррелирует с содержанием гумуса, она выше на варианте с внесением навоза. На минеральной системе удобрений количество обменно - поглощенных катионов кальция и магния практически не изменилось, а на варианте без удобрений этот показатель снизился на 1,3мг экв на 100г почвы.

Таблица 17 Влияние длительного применения удобрений на изменение плодородия почвы (слой 0 - 20см)

Показатели плодородия почвы	Изменение к исходному
Подвижные формы
Сумма Са + Мg, мг экв. На 100г
рН водный
	Контроль	Р20+N40Р40К40	Р20+40т навоза	Р20+N200Р100К240 (экв. 40т навоза)	Перед закладкой опыта

Количество подвижного фосфора на органической системе удобрения осталось практически на том же уровне, что и до закладки опыта, а эквивалентная доза навоза обеспечило пополнение и превышение запасов подвижного фосфора по сравнению с исходным содержанием. На других вариантах опыта количество доступного для растений фосфора значительно снизилось, особенно это проявилось на контрольном варианте.

Несколько по иному отразилось длительное применение удобрений на содержание обменного калия, его количество увеличилось почти в три раза за восемь ротаций севооборота при внесении 40т/га навоза и эквивалентной этой дозе минеральной системе. Последнее обусловлено, по - видимому, обогащением почвы органическими коллоидами, а в случае калийного удобрения (доза 240кг/га) - высокой концентрацией калия в почвенном растворе и значительно большим поглощением его в диффузном слое коллоидных частиц и, вероятно, усиленным химическим выветриванием калийсодержащих глинистых минералов. На варианте без внесения удобрений произошло уменьшение этой формы калия.

Из изложенного можно сказать, что органические удобрения оказывают значительно положительное влияние на свойства почвы, воспроизводство её плодородия, а минеральные удобрения заметно тормозят темпы снижения плодородия, а в некоторых случаях способствуют его сохранению на прежнем уровне. Ежегодное отчуждение с урожаем элементов питания требует поддержания оптимальных параметров плодородия каштановых почв с помощью систематического применение органических и минеральных удобрений.