Свойства дерново подзолистых почв

Состав и свойства

Состав и свойства дерново-подзолистых почв во многом зависит от дернового почвообразовательного процесса, в результате которого накапливается гумус, основания и элементы питания для растений.

Содержание гумуса в гумусовом горизонте суглинистых разновидностей -3-6%, в песчаных и супесчаных — 1.5-3%. Сравнительная бедность дерново-подзолистых почв перегноем объясняется главным образом тем, что при благоприятных условиях увлажнения распад растительных остатков происходит энергично, не прекращаясь даже в летние, наиболее сухие месяцы. Органическое вещество сосредоточено в основном в самом поверхностном слое, а поскольку этот слой отличается малой мощностью, не превышающей часто 8-12 см, то и абсолютное содержание перегноя в описываемых почвах весьма ограничено. Содержание гумуса резко снижается с глубиной в горизонте А₂ составляет 0.3-0.5%. Важно отметить, что в составе гумуса преобладаю фульвокислоты над гуминовыми.

В тех почвах, в которых подзолистый процесс ослаблен, а дерновый преобладает, мощность гумусного горизонта возрастает, увеличивается количество гумуса в поверхностном горизонте и в целом по профилю почвы.

Развитие подзолистого процесса под лесной растительностью проходит с различной интенсивностью. В некоторых случаях, например па карбонатных породах, под лиственными насаждениями, этот процесс протекает настолько слабо, что в почвенном профиле или не происходит никаких перемещений минеральной части, или эти перемещения чрезвычайно малы. Подзолообразовательный процесс влияет на химический состав почвы и вносит изменения в её механический состав.

Верхние горизонты дерново-подзолистых почв по сравнению с материнской породой (горизонт С) обеднены мельчайшими частичками (>0,001 мм). В то же время содержание крупных фракций в верхних горизонтах выше, чем в материнской породе. Иллювиальный горизонт (В) более обогащен по сравнению с материнской породой и с вышележащими горизонтами самыми мелкими фракциями (

Понятно, что такого рода перераспределение вещества по почвенной толще неизбежно сказывается и на физических свойствах почвы: верхние горизонты несколько опесчаниваются, утрачивают связность, делаются более рыхлыми и бесструктурными; нижние же слои, наоборот, уплотняются, становятся связными и трудно-проницаемыми как для воздуха, так и для воды.

Однако такая закономерность обнаруживается только в почвах суглинистых и глинистых, т. о. в почвах тяжелого механического состава и с ярко выраженным подзолистым процессом

В супесчаных и отчасти в песчаных почвах нередко наблюдается несколько иная картина: в верхнем горизонте происходит некоторое увеличение количества мелких частиц и в то же время соответственное относительное уменьшение наиболее крупных фракций.

В составе поглощенных катионов дерново-подзолистых почв выделяются среди поглощенных катионов в поглощающем почвенном комплексе поглощенный водород и алюминий. Наибольшая ненасыщенность наблюдается в самых верхних, оподзоленных горизонтах; здесь поглощенный Н нередко может преобладать над поглощенными Са и Мg.

По мере углубления но почвенному профилю соотношение поглощенных катионов заметно изменяется: количество водородных попов и алюминия прогрессивно убывает, а Са и Mg возрастает и уже в горизонте С, не затронутом еще почвообразовательными процессами, поглощенный Н сходит почти на нет, и в поглощающем комплексе оказываются одни лишь металлические катионы.

Таким образом, в результате оподзоливания верхние горизонты обедняются поглощенными основаниями, обогащаясь в то же время водородными ионами и обменным алюминием. Наличие обменных катионов водорода придает почве кислотные свойства.

Весьма характерно, что степень кислотности каждого горизонта находится в полном соответствии с его насыщенностью основаниями; в самых верхних горизонтах, сильно вы щелоченных и насыщенных водородными ионами, обнаруживается повышенная кислотность. При переходе к нижним горизонтам, менее выщелоченным, кислотность постепенно падает, и в материнской породе она сменяется реакцией, близкой к нейтральной, или в случае карбонатности породы — слабощелочной.

Емкость катионного обмена в дерново-подзолистых почвах выше, чем в подзолистых, в связи с более высоким содержанием гумуса. В гумусовом слое суглинистых и глинистых почв она достигает 15-20 мг-экв на 100 г., в песчаных и супесчаных — только 4-10 мг-экв. В составе поглощенных катионов — Са 2+, Мg 2+ , Н + и А1 3+ . Степень насыщенности основаниями — 40-70%. Обменные катионы водорода и алюминия обусловливают кислую реакцию среды (рН_кс1 обычно варьирует в пределах 3,3-5,5).

В связи с более высоким содержанием гумуса дерново-подзолистые почвы имеют более низкую плотность верхнего слоя, они лучше оструктурены по сравнению в подзолистыми, у них выше пористость. В целом естественное плодородие этих почв выше, чем у подзолистых и глее-подзолистых. Они являются преобладающими в пахотном фонде почв таежно-лесной зоны.

Для некоторых почв подзолистого типа большое значение имеет их тепловой режим.

В восточных районах, в условиях континентального климата и недостатка тепла, темные и богатые гумусом дерново-подзолистые и дерново-лесные почвы плохо нагреваются и не обеспечивают корневую систему растений необходимым количеством тепла, что приводит к недозреванию некоторых посевных культур.

Таким образом, наиболее характерными свойствами, присущими почвам дерново-подзолистого типа, являются следующие.

1. Почвы дерново-подзолистого тина не насыщены основаниями, т.е. они содержат в себе то или иное количество обменных ионов водорода и алюминия.

В связи с ненасыщенностью основаниями эти почвы обладают кислыми свойствами.

В результате процессов минерализации органического вещества и выщелачивания эти почвы обеднены гумусом и минеральными легко подвижными соединениями.

Почвы дерново-подзолистого типа заключают в себе сравнительно небольшие количества необходимых для растений питательных веществ.

Эти почвы в большинстве случаев обладают слабо выраженной, непрочной структурой, вследствие чего они способны легко распыляться, заплывать при увлажнении, образовывать корку при высыхании и уплотняться.

Почвы дерново-подзолистого типа отличаются резко выраженной дифференциацией почвенного профиля на составляющие их генетические горизонты, причем гумусовый горизонт в большинстве случаен имеет малую мощность.

В составе гумуса видное или первое место принадлежит фульвокислотам, относительное количество которых тем больше, чем резче выражен подзолистый процесс. При нарастании дернового процесса увеличивается количество гуминовых веществ.

Хотя состав почвенных микроорганизмов изучен еще слабо, по все же можно сказать, что в подзолистых почвах ведущее место принадлежит грибам.

Из-за большого разнообразия условий почвообразования и дерново-подзолистой зоне развитие почвообразовательного процесса в почвах может протекать и проявляться самым различным образом, поэтому и отмеченные выше свойства сильно варьируют.

Здесь можно встретить почвы и кислые, и с нейтральной реакцией, и сильно выщелоченные, и почвы с мощным перегнойным горизонтом, и богатые гумусом, в которых подзолообразонательный процесс совсем почти не выражен, и т.д.

В этом отношении почвенный покров таежно-лесной зоны представляет собой сочетание множества почвенных разновидностей, отличающихся между собой как морфологическими и биохимическими свойствами, так, следовательно, и своим природным плодородием.

При этом, чем сильнее развит дерновый горизонт и чем богаче, следовательно, почва органическим веществом, тем лучше она по своим производственным свойствам, тем выше ее природное плодородие.

Дерново-подзолистые почвы

Дерново-подзолистые почвы имеют широкое распространение в южной части таежно-лесной зоны. Встречаются по всей территории республики – 45,1% ее площади. Используются преимущественно под пашню.

Дерново-подзолистые почвы формируются в условиях смешанных лесов с травянистым и травянисто-моховым покровом, а также на суходольных лугах, возникших на месте сведенного леса.

Образуются при совместном или поочередном воздействии дернового и подзолистого процессов почвообразования.
Строение почвенного профиля дерново-подзолистых почв в естественных условиях следующее:
АО – лесная подстилка или дернина (Ад), мощность 3–5 см.
А1 – гумусово-элювиальный горизонт серого или светло-серого цвета, непрочной комковатой структуры, мощность обычно не превышает 15–20 см.
А2 – подзолистый, или элювиальный, горизонт белесоватого[/url] цвета, бесструктурный или непрочной пластинчатой структуры, мощность его колеблется в пределах от 5 до 15 см.
В – иллювиальный горизонт бурого или красно-бурого цвета, призматической или ореховатой структуры. Постепенно переходит в материнскую породу – С.

Свойства дерново-подзолистых почв в значительной степени зависят от выраженности дернового и подзолистого процессов почвообразования – от мощности гумусового и подзолистого горизонтов.

По степени оподзоленности выделяют дерново-подзолистые слабо-, средне- и сильнооподзоленные почвы. В первых горизонт А2 мощностью до 5 см, или он выражен пятнами. В сильнооподзоленных почвах горизонт А2, как правило, больше 15 см, при этом мощность гумусового горизонта уступает мощности подзолистого.

По содержанию гумуса в горизонте Апах различают слабогумусные (1–2%), среднегумусные (2–4%) и сильногумусные (>4%) почвы.

Потенциальное плодородие дерново-подзолистых почв в целом низкое, количество гумуса – 1–3%. Качественный состав неудовлетворительный: в нем преобладают фульвокислоты, мало азота, фосфора, калия и других элементов питания. Дерново-подзолистые почвы характеризуются кислой и сильнокислой реакцией (pНКСl = 4,0–5,5). Емкость поглощения этих почв 15–20 мг•экв/100 г почвы. В составе поглощенных катионов – Са, Mg, Н, Аl, но доля Н и А1 более высокая. В результате этого дерново-подзолистые почвы характеризуются слабой насыщенностью основаниями – 50–70%.
Дерново-подзолистые почвы не имеют водопрочной структуры, заплывают.

Окультуривание и повышение плодородия дерново-подзолистых почв достигается путем известкования кислых почв, повышенного внесения органических и минеральных удобрений, посева многолетних трав, сидератов, увеличения мощности пахотного горизонта и др.

Хорошо окультуренные дерново-подзолистые почвы полностью теряют характерное для их целинного состояния строение профиля. В его составе обычно обнаруживаются следующие горизонты: Апах + А2В + В + С, мощность пахотного горизонта достигает 30–40 см с содержанием гумуса больше 3%, для него характерна водопрочная мелкокомковатая или зернисто-комковатая структура. Степень насыщенности основаниями возрастает до 80–90%, реакция близкая к нейтральной.

Среди дерново-подзолистых почв выделяют 4 подтипа: а) собственно дерново-подзолистые (беловатые); б) дерново-палево-подзолистые; в) дерново-подзолистые эродированные; г) дерново-подзолистые окультуренные.

Состав, свойства почв — дерново-подзолистых — в значительной степени определяются характером почвообразующей породы, на которой они формируются.

В республике получили распространение следующие роды дерново-подзолистых почв: а) на глинах и тяжелых суглинках; б) на лессах и лессо- видных суглинках; в) на моренных суглинках; г) на супесях; д) на песках различного происхождения.

Дерново-подзолистые почвы на глинах и тяжелых суглинках занимают площадь около 90 тыс. га, из них 80% находятся на территории Витебской области (Верхнедвинский, Шарковщинский, Миорский районы).

Эти почвы в сравнении с другими имеют большие резервы минерального питания растений, но их водно-физические свойства неблагоприятные и требуют первоочередного улучшения. Они склонны к заболачиванию. Благоприятные условия для обработки и посева на них ограничиваются короткими сроками. К числу важнейших агротехнических мероприятий по оптимизации условий жизнедеятельности культурных растений необходимо отнести хорошую заправку почв органическими удобрениями и своевременную и правильную их обработку.

Дерново-палево-подзолистые почвы на лессах и лессовидных суглинках занимают 12,7% территории республики. Встречаются в основном Могилевской, Минской и Витебской области. Приурочены к высоким водораздельным плато.

Пахотный горизонт этих почв имеет палево-серую, а подзолистый – палевую окраску, что и нашло отражение в названии почв. Несмотря на некоторые отрицательные свойства (кислая реакция, мало гумуса, низкое количество фосфора и калия), дерново-палево-подзолистые почвы характе¬ризуются самым высоким естественным плодородием среди дерново-подзолистых почв республики. По бонитировочной шкале их плодородие оценивается от 58 до 71 балла. Почвы на пылеватых суглинках и сами почвообразующие породы легко размываются (и промываются) водой, что ведет к образованию оврагов, котловин, микрозападин. Поэтому рациональное использование дерново-палево-подзолистых почв должно обязательно предусматривать проведение противоэрозионных мероприятий.

Дерново-подзолистые почвы на моренных суглинках распространены в районах конечно-моренных отложений в Витебской области и на севере Минской, отдельные участки этих почв встречаются и в других областях. Занимают около 8,5% территории Беларуси. Рельеф в границах размещения песчанисто-суглинистых почв холмисто-бугристый, местами – относительно пологоволнистый. Почвенный покров пестрый, комплексный: на небольших расстояниях изменяется оподзоленность, механический состав, степень смытости. Для этих почв свойственна мелкая контурность полей, завалуненность обломками кристаллических и известковых пород – характерная черта почв, сформировавшихся на моренных суглинках.

Внесение удобрений, известкование кислых почв, сбор валунов с полей, противоэрозионные мероприятия – все это необходимо учитывать при использовании дерново-подзолистых моренно-суглинистых почв.

Дерново-подзолистые почвы на супесях встречаются как отдельными участками, так и значительными территориями во всех областях. Около 35% площади сельскохозяйственных угодий республики расположены на супесчаных почвах. Супеси как почвообразующая порода на территории республики имеют малую мощность (от 20 до 100 см) и могут отличаться разным генезисом – водно-ледниковым, моренным, озерно-ледниковым. Обычно супеси в пределах почвенного профиля подстилаются с разной глубины песками, суглинками, глинами.

Естественное плодородие и водно-физические свойства супесчаных почв определяются мощностью супесей и характером подстилающей породы.

В случае, когда супеси подстилаются суглинком, то водно-воздушный и пищевой режим в почве складывается лучше, чем в случае подстилания супесей песком. Следует отметить, что почвы, развивающиеся на озерно-ледниковых пылеватых супесях, по причине большого количества мелкозема, тонкой капиллярности более плодородны, чем почвы, сформировавшиеся на моренных супесях. В повышении плодородия рассматриваемых почв приоритетное место занимают органические удобрения, выращивание сидератов.

Дерново-подзолистые почвы на песках встречаются во всех областях республики. Они могут развиваться на озерно-ледниковых, моренных и водно-ледниковых песках. Такие почвы распространены главным образом в северной, а также центральных частях республики – занимают 16,7% всех земель Беларуси. На юге республики преобладают почвы, формирующиеся на древних и современных аллювиальных мелкозернистых песках – таких почв около 9,5% территории республики.

Дерново-подзолистые песчаные почвы имеют слабо дифференцированный профиль – генетические горизонты плохо выражены, растянуты, переходы постепенные.

Песчаные почвы имеют неблагоприятный водный режим, и посевы часто страдают от засухи. Эти почвы мало содержат гумуса (

В борьбе с эрозией почв применяют агротехнические, лесомелиоративные и гидротехнические меры.

Дерново-подзолистые почвы: характеристика, использование

Дерново-подзолистая почва – леса в таежной области – находится южнее зоны тундры. Область занимает достаточно большую территорию в Северной Америке, Азии и Европе. В России дерново-подзолистые почвы распространяются по Западно-Сибирской и Восточно-Европейской равнинам. Далее разберем, что собой представляет этот тип грунта.

Формирование

Образование дерново-подзолистых почв происходит вследствие двух направленных противоположно процессов. Данный тип грунта формируется под мохо-травянистыми, хвойно-широколиственными и травянистыми насаждениями в условиях водного промывного режима.

Описание первого процесса

Подзолообразование осуществляется под пологом сомкнутого хвойного и смешанного лесов. На данной территории происходит практически полное поглощение солнечных лучей кронами деревьев. В результате в тени рассеянный свет очень слаб. Недостаток в нем испытывают даже теневыносливые растения дерново-подзолистой почвы леса. В связи с этим, такой местности свойственно практически полное отсутствие трав, и поверхность земли покрывается лишь подстилкой из лиственной хвои и древесных остатков. В этих условиях и начинают формироваться дерново-подзолистые почвы. Растительность обладает глубоко идущими длинными корнями. Соответственно, влага поступает из нижних слоев грунта. Это, в свою очередь, способствует лучшему увлажнению верхнего уровня земли. Вместе с этим дерново-подзолистые почвы защищены от проникновения прямых лучей солнца. Воздух здесь больше насыщен парами, что существенно снижает испарение от земли.

Подстилка

Она также обладает защитным свойством. Подстилка также предотвращает испарение, пропуская влагу внутрь. Кроме того, она – основной и постоянный источник поступления минеральных соединений, азота и органических веществ, которыми так насыщены дерново-подзолистые почвы. Подстилка обладает высоким уровнем кислотности. Нижние ее слои достаточно продолжительное время подвергаются разложению. В связи с этим, здесь кислотность выше, чем на верхнем уровне.

Структура

В процессе выноса из верхних слоев минеральных и органических коллоидов, молекулярно-растворенных соединений, в земле увеличивается относительная концентрация нерастворимого кремнезема. Это относится и к тончайшему порошку, освобождающемуся в ходе распада силикатов и придающему верхним слоям своеобразную белесую либо светло-серую окраску, очень схожую с цветом золы. Отсюда происходит, собственно, часть названия рассматриваемого типа грунта.

Подзолистый горизонт считается характерной и весьма существенной его особенностью. Гидраты окиси алюминия, железа (коллоидально-растворимые), перегнойные соединения, глинистые суспензии и частично двуокись кремния (аморфная), которые вымываются сверху вниз, полностью или в некотором объеме закрепляются на определенной глубине толщи земли. В результате формируется «иллювиальный горизонт» (горизонт вымывания). Как правило, здесь скапливаются окислы алюминия и железа.

Основные особенности

Для подзолообразовательного процесса характерен глубокий распад вторичных и первичных минералов под действием органических кислот, а также выщелачивание вниз из верхних горизонтов продуктов их распада. Кроме этого, имеет место и частичный их вынос из толщи земли. Более оподзоленные почвы образуются в основном среди сомкнутых еловых насаждений с моховым покровом без травы. На развитие подзолообразования большое влияние оказывает рельеф, присущий местности. Благоприятны условия равнины. На этой местности влага из атмосферы проникает в почву полностью. На склонах процесс проявляется слабее. Это связано с тем, что влага стекает в основном с поверхности и проникает в толщу в небольшом количестве.

Сущность дернового процесса

Она заключается в накоплении оснований, гумуса, питательных элементов и образовании водопрочной структуры. Это происходит преимущественно под воздействием травянистых насаждений. При этом, надо сказать, что накопление перегноя в верхних слоях осуществляется и под древесными растениями. Однако объемы в этом случае не такие большие. В отличие от деревьев, травы имеют большую сеть тонких корней, которые густо пронизывают почву. После отмирания земляная масса обогащается каждый год органическим веществом в значительном количестве. Корневые остатки разлагаются при незначительном поступлении воздуха. В результате они превращаются в гумус, который обволакивает минеральные частички пленками и окрашивает верхнюю часть земляного профиля в чисто серый или с темным оттенком цвет.

Обособление горизонта

Вместе с накоплением перегноя в верхнем слое земли под воздействием аккумулирующей роли трав происходит скопление калия, марганца, магния, кальция, а также в небольшом количестве железа и прочих зольных компонентов. За счет обогащения минеральными соединениями снижается кислотность реакции почвенного раствора, коллоиды насыщаются магниевыми и кальциевыми ионами. В результате с течением времени верхние горизонты приобретают комковатую структуру, выраженную в определенной степени. Таким образом, под влиянием трав постепенно происходит обособление дерново-перегнойного горизонта.

Провоцирующие факторы

Наибольшая интенсивность образования отмечается на территориях с изреженным лесом, полянами, а также с широколиственными насаждениями. В этих зонах активное участие в процессе принимают травы. Когда формируются дерново-подзолистые почвы, состав пород имеет немаловажное значение. Чем больше в земле илистых частиц, тем более выражен будет процесс. В связи с этим, наилучшие условия, в которых формируются дерново-подзолистые почвы, — суглинистые основания. В них хорошо развит перегнойный слой. В других зонах он либо отсутствует, либо слабо выражен. В данном случае, например, имеется в виду дерново-подзолистая супесчаная почва.

Строение

Существуют определенные особенности, которые отличают дерново-подзолистые почвы. Профиль состоит из четырех основных хорошо выраженных горизонтов. На поверхности, кроме того, всегда присутствует подстилка или войлок. Генетические горизонты почвы следующие:

• Дерновый (перегнойно-аккумулятивный) – А1.
• Иллювиальный – В.
• Подзолистый – А2.
• Материнская порода – С.

Данный горизонт имеет сверху темно-серую окраску. Это обусловлено присутствующим здесь перегноем. По ходу уменьшения гумуса с углублением окраска несколько светлеет. На верхних уровнях горизонт включает в себя рыхло залегающие комки. Промежутки между ними заполнены мертвыми и живыми корневищами и корнями.

Этот горизонт представляет собой тот слой, в котором четче всего выражено действие подзолообразовательного процесса. В нем содержится большой объем кремнезема. Он, в свою очередь, представлен тончайшей белой пылью. За счет ее содержания и присутствия гумуса слой имеет светло-серую либо белую окраску. Это самый бедный из всех горизонтов, которые имеют дерново-подзолистые почвы. Характеристика этого слоя вкратце такова: беден перегноем и сильно выщелочен.

Иллювиальный горизонт

Этот слой частично закрепляет вещества, выносимые из верхних уровней в процессе подзолообразования. В этой зоне коагулируют и задерживаются перегнойные соединения, гидраты окиси алюминия и железа (коллоидальные) и двуокиси кремния (в небольшом количестве), глинистые суспензии. За счет высокого содержания перегноя и железа иллювиальный слой, как правило, окрашен в красно-бурый цвет. Будучи сцементирован и пропитан коллоидальными частичками, горизонт обладает повышенной плотностью. Количество новообразований с глубиной постепенно начинает заметно убывать.

Дерново-подзолистые почвы: характеристика материнской породы

Это самый нижний горизонт. Материнская порода представляет собой исходный материал для формирования рассматриваемого типа грунта. Обычно горизонт С почвообразовательным процессом затронут слабо. В связи с этим, он достаточно легко отделяется от прочих слоев, залегающих выше.

Основные отличительные черты

Химические и физические свойства дерново-подзолистых почв тесно связаны с описанными выше их морфологическими особенностями. Рассматриваемый тип грунта не насыщен основаниями. Другими словами, в нем содержится то или другое число обменных ионов алюминия и водорода. Дерново-подзолистые почвы обеднены гумусом и легко подвижными минеральными соединениями. В таких землях содержится сравнительно небольшой объем питательных веществ, необходимых для насаждений.

В большинстве случаев дерново-подзолистые почвы имеют непрочную, слабовыраженную структуру. В связи с этим, они обладают способностью к быстрому распылению, заплыванию в процессе увлажнения. При высыхании формируется корка, а сама земля уплотняется. В связи с большим разнообразием условий для почвообразования, сам процесс может протекать и проявляться по-разному. Поэтому описанные выше особенности могут сильно варьироваться. Так, можно встретить кислые и с нейтральной реакцией почвы, грунт с перегнойным горизонтом, отличающимся высокой мощностью и богатый гумусом.

В ряде случаев подзолообразовательные процессы абсолютно не выражены на местности. С этой точки зрения земляной покров представляет комбинацию множества разновидностей. Они отличаются как по биохимическим, так и морфологическим свойствам. Чем сильнее будет развит дерновый слой и, соответственно, больше содержание органического вещества, тем лучше земля по своей производительности. Это значит, что и ее природное плодородие будет выше.

Обработка грунта

Использование дерново-подзолистых почв несколько затруднено. Это связано с описанными выше особенностями данного типа грунта. В связи с тем что такими питательными элементами, как калий, фосфор и азот, бедны многие дерново-подзолистые почвы, плодородие повышается именно добавлением этих компонентов.

Особое значение в окультуривании имеет формирование пахотного слоя. Его углубление существенно увеличивает урожай уже в первый же год. При этом создается возможность для непрерывного повышения объема всех сельскохозяйственных культур в следующие периоды. Известкование также благотворно влияет на дерново-подзолистые почвы. Плодородие земли в данном случае увеличивается за счет нейтрализации кислых реакций. Усиливаются микробиологические процессы, которые приводят к накоплению питательных компонентов. Внесение извести, кроме прочего, способствует скоплению в грунте перегноя. Также улучшается аэрация, тепловые свойства и водопроницаемость земли.

К значимым агромероприятиям относят также обогащение органическими веществами. К ним в первую очередь относят зеленое удобрение, торфокомпост, навоз. Чем сильнее выражен подзолистый процесс, тем больше потребность в органическом питании.

Физические свойства дерново-подзолистых почв в длительном агрономическом опыте Текст научной статьи по специальности «Нанотехнологии»

Аннотация научной статьи по нанотехнологиям, автор научной работы — Шеин Евгений Викторович, Сакункончак Туангсуанг, Милановский Евгений Юрьевич, Хайдапова Долгор Доржиевна, Мазиров Михаил Арнольдович

Изучены основные физические свойства дерново-подзолистых почв , находящихся в условиях длительного агрономического опыта. Показано, что под влиянием почти 100-летнего применения извести, удобрений и навоза они значимо не изменились. Выявлены достоверные отличия в параметрах аппроксимации зависимости сопротивления расклиниванию от влажности в варианте с внесением органических удобрений. Это указывает на более прочные межчастичные контакты в изученном диапазоне влажностей, а также на увеличение межчастичных взаимодействий с уменьшением влажности в вариантах Контроль и Известь по сравнению с другими вариантами. Последнее связано с облегченным гранулометрическим составом почв варианта Контроль и агрегацией частиц вследствие влияния извести (вариант Известь).

Похожие темы научных работ по нанотехнологиям , автор научной работы — Шеин Евгений Викторович, Сакункончак Туангсуанг, Милановский Евгений Юрьевич, Хайдапова Долгор Доржиевна, Мазиров Михаил Арнольдович

PHYSICAL PROPERTIES OF SODDY-PODZOLIC SOILS UNDER LONG-TERM FIELD EXPERIMENT

The fundamental physical properties of sod-podzolic soils under long-term field experiment were studied. The results showed that these properties have not changed significantly under the influence of nearly 100 years of liming, chemical and organic fertilization. The significant differences of approximation parameters of dependence penetration resistance from soil moisture content indicated that the application of manure increased interparticle contacts within the studied moisture range and increased interparticle forces by decreasing moisture content in the control and lime treatments compared with the others ones that resulted from the sand fractions increasing in granulometric composition of control treatment soils and aggregation of particles due to the influence of lime (lime treatment).

Текст научной работы на тему «Физические свойства дерново-подзолистых почв в длительном агрономическом опыте»

ФИЗИКА И МЕЛИОРАЦИЯ ПОЧВ

ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ДЕРНОВО-ПОДЗОЛИСТЫХ ПОЧВ

В ДЛИТЕЛЬНОМ АГРОНОМИЧЕСКОМ ОПЫТЕ1

Е.В. Шеин, Т. Сакункончак, Е.Ю. Милановский, Д.Д. Хайдапова, М.А. Мазиров, Н.Ф. Хохлов

Изучены основные физические свойства дерново-подзолистых почв, находящихся в условиях длительного агрономического опыта. Показано, что под влиянием почти 100-летнего применения извести, удобрений и навоза они значимо не изменились. Выявлены достоверные отличия в параметрах аппроксимации зависимости сопротивления расклиниванию от влажности в варианте с внесением органических удобрений. Это указывает на более прочные межчастичные контакты в изученном диапазоне влажностей, а также на увеличение межчастичных взаимодействий с уменьшением влажности в вариантах Контроль и Известь по сравнению с другими вариантами. Последнее связано с облегченным гранулометрическим составом почв варианта Контроль и агрегацией частиц вследствие влияния извести (вариант Известь).

Ключевые слова: фундаментальные физические свойства, дерново-подзолистые почвы, длительный агрономический опыт, прочность агрегатов, сопротивление расклиниванию.

В условиях интенсивного сельскохозяйственного производства многие свойства почв заметно изменяются. В основном это происходит под влиянием сельскохозяйственной техники, которая почву уплотняет, создает уплотненные подпахотные слои, тем самым нарушая водно-воздушный режим. Соответственно изменяется и почвенная биота, что нередко приводит к существенной трансформации органического вещества. Применение удобрений, в том числе и органических, также действует на многие свойства почв, включая и довольно консервативные физические (агрегатный состав, удельную поверхность и т.д.) [12, 17].

Однако в зависимости от системы ведения сельскохозяйственного производства, фундаментальных свойств почв, почвенно-климатической зоны эти изменения могут быть весьма разнообразны и значительны вплоть до трансформации фундаментальных свойств, а могут быть и столь малы, что традиционными методами исследования не улавливаются. Как показано в ряде работ [16, 19], длительное внесение удобрений на гранулометрический состав и плотность почв влияет незначительно, но это не означает, что никаких изменений не происходит. Вследствие особенностей физических свойств, их консерватизма, стабильности нередко традиционные методы не в состоянии их уловить. Поэтому важно обосновать набор физических методов, которые позволили бы четко и однозначно наметить направление изменений, достоверно оценить различия свойств в зависимости от варианта агрономического воздействия.

Задачи работы: 1) изучить широкий набор физических свойств дерново-подзолистой почвы; 2) проанализировать их изменения под влиянием применения удобрений, извести, навоза; 3) обосновать набор физических свойств и соответствующих методов изучения для выявления их изменений под влиянием минеральных и органических удобрений, извести.

Объекты и методы исследования

Исследования проводили на длительном полевом опыте Тимирязевской академии, заложенном профессором А.Г. Дояренко в 1912 г. Почва дерново-сред-неподзолистая легкосуглинистая. Земельный участок, площадью 1,5 га с уклоном 1° на северо-запад, расположен на южной окраине Клинско-Дмитровской возвышенности. Он разделен на две части, в каждой из которых нарезаны по шесть прямоугольных полей. На одной части размещены бессменные культуры: озимая рожь, картофель, ячмень, клевер, лен и чистый пар; на второй — севооборот: 1 — чистый пар, 2 — озимая рожь, 3 — картофель, 4— овес (ячмень) с подсевом клевера, 5 — клевер, 6 — лен. Каждое поле бессменных посевов перпендикулярно длинной стороне и разделено на делянки площадью 100 м2 каждая, на которых применялись следующие варианты удобрений: Контроль, К, Р, К, ОТ, Ж, РК, КРК, навоз, КРК+навоз. На бессменном участке заложено два контроля. С осени 1949 г. регулярно, один раз в ротацию, в течение 6 лет на продольной половине каждого поля проводилось известкование почвы.

Минеральные элементы питания и навоз вносили разными дозами в течение четырех периодов (табл. 1).

1 Работа выполнена при финансовой поддержке РФФИ, гранты № 07-04-00131, № 08-04-00656.

Таблица 1 Нормы внесения минеральных элементов питания и навоза по периодам [6]

Первая доза извести составила 4,57 т/га доло-митизированного известняка. Последующие рассчитывали на основе гидролитической кислотности почвы: в 1954 г. — 4,5 т/га; 1960 г. — 1; 1966 г. — 2; 1973 г. — 3; 1978 г. — 2; 1984 г. — 3; 1990 г. — 2 и в 1996 г. — 3 т/га [5, 6].

В апреле 2008 г. на участке бессменных посевов ячменя с помощью цилиндра-бура в 3-кратной пов-торности были отобраны образцы почв из слоев 0—10, 10—20, 20—30 и 30—40 см. Варианты: Контроль, Известь, МРК, МРК+навоз. Плотность измеряли буром Польского. Гранулометрический состав определяли в два этапа: на первом почву растирали и просеивали через сито с отверстиями диаметром 1 и 0,25 мм, отделяя грубодисперсные фракции. Оставшуюся после просеивания почву (фракция 0,25 мм) и гранулометрический состав мелкодисперсной фракции ( % S ^пол. по воде, м2/г S пол. по азоту, м2/г ТС, кал/г ПП, % ПТ, %

Контроль 0—10 27,61 3,92 24,64 1,56 71,89 1,04 22,01 2,90 1,68 14,49 19,24

10—20 28,17 3,90 28,34 1,58 71,71 1,04 20,84 3,26 1,56 15,10 18,16

20—30 29,27 4,59 34,18 1,80 — 0,65 18,67 3,78 1,37 12,60 15,29

30—40 34,04 4,98 28,64 1,75 — 0,24 26,20 10,81 1,39 12,33 15,25

Известь 0—10 31,48 4,23 25,30 1,67 76,77 1,20 22,60 2,50 2,18 15,10 19,88

10—20 29,54 3,95 24,34 1,65 82,58 1,2 21,80 2,50 1,46 15,56 19,43

20—30 31,34 4,23 25,56 1,88 — 1,05 20,79 2,80 1,46 15,53 20,03

30—40 25,82 3,41 32,32 1,97 — 0,75 14,10 3,56 1,25 12,61 14,02

NPK 0—10 32,53 4,77 24,88 1,58 72,43 1,16 21,77 3,18 1,44 15,16 19,92

10—20 31,10 4,26 26,50 1,50 71,92 1,22 17,69 2,92 1,78 14,45 18,96

20—30 29,13 3,88 35,30 1,67 — 0,67 19,02 3,90 1,47 12,87 16,59

30—40 17,39 2,42 59,10 1,75 — 0,26 13,75 4,36 0,78 12,95 13,71

ОТ^навоз 0—10 32,12 4,23 20,26 1,44 81,13 1,77 27,83 2,44 2,20 12,82 26,45

10—20 31,08 4,20 25,86 1,40 75,10 2,09 31,38 2,44 3,13 21,38 27,22

20—30 27,42 3,76 29,02 1,75 — 0,57 20,40 3,39 1,23 13,20 17,13

30—40 35,57 6,55 25,20 1,84 — 0,21 46,66 17,84 2,11 13,30 19,48

Примечания. Содержание агрегатов — содержание агрономически ценных агрегатов; содержание ГФ — содержание грубых фракций (>0,25 мм); Sпол. — полная удельная поверхность, ТС — теплота смачивания, ПП — влажность при пределе пластичности, ПТ — влажность при пределе текучести.

внесение навоза улучшает плотность почвы в пахотном слое. В варианте Известь плотность почвы наибольшая и незначительно выше варианта Контроль, что отмечалось также и в исследованиях ТСХА в 1996—1998 гг., однако предполагается, что это уплотнение в пределах ошибки опыта [1].

Теплота смачивания варьировала в пределах 0,78—3,13 кал/г, т.е. эта почва может быть отнесена к слабо гидрофильной. Наибольшие значения показателя наблюдаются в варианте NPK+навоз, что, видимо, связано в первую очередь с наличием гидрофильного органического вещества.

На рис. 1 приведены дифференциальные кривые гранулометрического состава частиц 100 мкм) наибольшее в варианте NPK+навоз, а в Контроле эти частицы отсутствовали; 4) в самых глубоких слоях (90—100 см)

Рис. 1. Дифференциальные кривые гранулометрического состава объектов исследования (для частиц