Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

АГРОФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ВУЛКАНИЧЕСКИХ ОХРИСТЫХ ПОЧВ ЮГО-ВОСТОЧНОЙ ЧАСТИ ПОЛУОСТРОВА КАМЧАТКА

ВАК РФ 06.01.03, Агропочвоведение и агрофизика

Автореферат диссертации по теме "АГРОФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ВУЛКАНИЧЕСКИХ ОХРИСТЫХ ПОЧВ ЮГО-ВОСТОЧНОЙ ЧАСТИ ПОЛУОСТРОВА КАМЧАТКА"

МОСКОВСКИЙ ОРДЕНА ЛЕНИНА., ОРДЕНА ОКТЯБРЬСКОЙ РЕВОЛЮЦІЙ И ОРДЕНА. ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЭНАМЕ»! ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ им.14.В.ЛОМОНОСОВА

Факультет почвоведения

На правах рукописи УДК 631.43

КОНОВАЛОВ СЕІТЕЯ НИКОЛАЕНП

АГРО«131ЧВСКИЕ СВОЙСТВА ВУЛКАНИЧЕСКИХ СОЦИСТЫХ ПОЧВ ПГО-ВОСТОЧНОЙ ЧАСТИ ПОЛУОСТРОВА КАМЧАТКА

Специальность 06.01*03 - почвоведение

Автореферат диссертадик на ооискаюю учено® степей* кандидата йвологшчесгасг наук

Москва - 1968

Работа выполнена на кафедре физики и мелиорации почв факультета почвоведения Московского государственного университета им.М.В.Ломоносова.

Научный руководитель: доктор биологических наук, профессор дЛ.Вадвнина

Официальные оппоненты: доктор сельскохозяйственных наук, профессор С.В.Зоян кандидат биологических наук П.К.Балабко

Ведущее учреждение - Институт почвоведения и фотосинтеза АН СССР

Защита состоится 198/г. в 15.30 час.

на заседании Специализированного совета К 053.05.16 в МГУ им. М.Б.Ломоносова в аудитории 11-2.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке факультета Почвоведения МГУ.

Автореферат разослан " " _198 г.

Приглашаем Вас принять участие в обсуждении диссертации на заседании Специализированного совета по почвоведению в Московском университете; отзывы на автореферат в двух экземплярах, заверенные печатью, просим направлять по ацреоу: ІІ9699 ГСП, Москва, Ленинские Горн, ЩУ, факультет почвоведения. Ученый совет.

Ученый секретарь Специализированного оовета^Д^^у^[^Г.В.Мотуэова

Актуальность теш* На полуострове Камчатка основные площади сельскохоэяйственвых угодий занимают вулканические охристые почвы, сформировавшиеся в зове умеренных пеплопадов на хорошо дренированных территориях (Соколов,1973).

Свойства, генезис и распространение этих почв изучались Ю.А.Ливеровским, С.В.Зонном, Л.О.Карпачевским, В.В.Стефиным, И.А.Соколошм и -другими исследователями, в работах которых также освещены вопросы, связанные сосвоением и использованием охристых почв в сельском хозяйстве, указано на'необходимость продолжения и развитая этих исследований. .1 . - ■

В связи с широким сельскохозяйственным использованием охристых почв особое значение приобретает разработка оптимальных агромелиоративных мероприятий и экологически щадящих технология возделывания, позволяющее сохранить а повысить естественное плодородие. почв, что требует детального изучения их агрофизических свойств.

■ Цель и основнцд.ЭЗДЗТЗ исследований. I. Подробная характеристика агрофизических свойств мало изученных вулканических охристых почв юго-восточной части полуострова Камчатка.

2. Изучение влияния антропогенного воздействия различной степени интенсивности и продолжительности на агрофизические и хиш- -ческие свойства охристых почв в связи с их освоением и сельскохозяйственным использованием.

Нау-рад новизна работа. В результате проведенных полевых и лабораторных исследований впервые:

I. Дана сравнительная характеристика агрофизических и химических свойств а) целинных (под каменно-березовым лесом); б) подвергнутых раскорчевке лесной растительности; в) обрабатывавшееся с различной продолжительностью и интенсивность» вулканических охристых почв.

t-iûix * ~

£г.Л'¡ù■-Дi;Э;■ ■ л"ï1

2. Подучены экспериментальные данные по агрегатному и мшсро-агрегатному составу почв,' пористости почвенных агрегатов, способности почвы к усадке и набуханию, ее удельной поверхности, вздо-удеряивапцеЗ способности, гидролитической кислотности, распределению по почвенному профилю подвижных форм РеК*

3. Б исследованных почвах показан особый характер распределения по размерам агрегатных» микроагрегатных, гранулометрических и минералогических элементов. :

4. Дана сравнительная характеристика различным методам дас-пергада вулканической охристой почвы при определении ее 1*рануяо— метрического состава. \

-5. Изучено влияние диспергированной клиноптилолитсодержа-пей порода (природного неолита) на гидрофизические свойства вулканической охристой почвы.' * , .

Практическая пенносту I. Подучен большой экспериментальный материал по физическим и химическим свойствам исследуемых почв, который макет быть использовал для разработки оптимальных агромелиоративных приемов при освоении и .возделывании вулканических охристых почв полуострова Камчатка.

'■■■ 2. На основе сравнительной характеристики почв, подвергнутых различной степени антропогенного воздействия, дается прогноз изменений агрофизических свойств исследуемых почв при освоении и сельскохозяйственном использовании различной интенсивности,и разработаны рекомендации по сохранении и подашенив их плодородия.

3. На основе модельного опита показано, что при внесении с целью улучшения агрохимических свойств охристых почв достаточно Л высоких доз с определенной степенью диспергированного природного цеолита не происходит существенного изменения гидрофизических свойств почв, способного шзвать их переувлажнение или иссушение.

, Д,>тро^г|сг<і работы. Результата исследования доложены на конференции молодых ученых Почвенного, института им,В.В.Докучаева в 1988 году, на конференции молодых ученых Ереванского ШН Почвоведения и Агрохимии Госагропрома Арм.ССР в 1988 году и на П зональной школе-сеиинаре молодых ученых и специалистов Се веро-Западно-го ШО по селекции и растениеводству "Белогорка" в 1988 году.

Публикация результатов исследований. По материалм диссертации опубликовано 4 работы, I находится в печати. ;

Объем работы. Диссертация изложена на ■ страницах мапшно-гшсного текста, включает введение, ' глав, выводы и рекомевда-1 шга производству, иллюстрирована "таблицами и рисунками. Список : использованной литературы'содержит ■ наименований, їв том числе зарубежных авторов.

СОДЕЕЕАНЙЕ РАБОТЫ

Введение. Обосновывается тема исследований, актуальность проблемы, формулируются цель и задачи, научная новизна и практическая ценность работы.

Глава I. ОБЪЕКТЫ И 1ШЩВД ИССЛЕДОВАНИЙ

Исследование проводилось в иго-восточной части полуострова Камчатка (Елизовский район) в бассейне рек Авача и Паратунка* Район исследований относится к зоне умеренных пеплояадов, характеризуется продолжительной многоснежной зимой и прохладным додц- , левым летом. Зиесь преимущественно распространены'молодце средне-мощные (мощность пешгашх отлоаений до I м) вулканические охрис-^тые почвы (Соколов.1973), занятые каыенно-березовами лесами ив ■ настоящее время осваиваеше для выращивания сельскохозяйственных культур. Подобные почвы вулканического происхождения С Ап4о!оСз г

tiumu.3 A¿¿o¡Juuie ¡>o¡ Í$ ) имеются л часто успешно используются в сельском хозяйстве в Япония со^ата ,1953), США ( F&fíl ,1964), %ной Америке (Duclal ,1964) к других странах и районах, где раэ-,шт соврег/кнный вулканизм.

Для исследования были выбраны следущие 6 вариантов почв (в порадке возрастания степени антропогенного воздействия); вариант И 2 - вулканическая охристая почва под какенно-березовым лесом (целина); вар.)5 4 - в 1962-64 гг. здесь была проведена раскорчевка каменно-березового леса, шравнпвание , и затем сочва никогда не распахивалась; вар.й 5 и Jí I _ со времени освоения (2 и'8 лет : тому назад, соответственно) здесь проводилась лишь минимальная обработка почвы (культивация и др.) и высевались одно- и многолетние травы; вар. 16 6 - почва, обрабатывалась в течениее более 100 лет, обработка носила различный характер, но за последние 15-20 лет была сведена к-ккндаальноа и здесь возделываллсь только травы; вар. КЗ- каыенно-березошй лес был раскорчеван 23 года тому назад, после чего почва екегодно распахивалась и здесь шращявалпсь в основном пропашные и технические культуры. На каддом варианте закладывался I разрез и 5 прикопок. Исследуемые участки расположены на незначительном расстоянии друг от друга (несколько сотен метров) в близких условиях рельефа (равнина у подножия сопки), литологии . ' (1'елекесиев я др.,1970), водного режима, и значимые различия агрофизических свойств почв связаны с антропогенным воздействием различной степени интенсивности при их освоении и сельскохозяйственном использовании.

Б полевых условия}: бнлд определена плотность почти ненарушенного слстенияДпо методу Н.А.Качинского), целлшюзолитическая ах- 4 тивность почв tЗвягинцев и др.,1980), подекадно определялась да- -памша влажности почв на глубину до 1,5 к. Е- "^ораторш были оп- ■

ределены основные физические (Вадшина, Корчагина, 1986), к химические (Арияушкина,1970) свойства почв. Групповой и Фракционный состав гукуса определялся по методу М.П..Кононовой и Н.П.Белвчико-вой (Орлов, Гришина,1381). Минералогический состав илистой фракции почв изучался ре нтгендифрактометрическим методом на аппарате ЛРОН-2 и термическим методом на дериватографе 0Д-Ю2Ы (Зырин, Орлов, 1980) . Минералогический состав крупных { 710 мкм) гранулометрических фракций почв исследовался иммерсионным методом -(Иванов, 1Лягкова,1981). Гранулометрический состав почв определен по методу Н.А.Качпнского и рентгеноседиыентациокнш методом с предварительной диспергавдей почш ультразвуком частотой 80 кГц в 0,1£-ом растворе пирофосфата натрия (.Na^P^Oy), Пористость почвенных аг- ' регатов определялась методом гидростатического взвешивания в керосине (Воронин, Орлов,1987). Содержание в почве пор радиусом >1 мнм рассчитано по кривим ОГХ (ВоронинД988). Буферная способность почш и ее смесей с клинодтилолитсодержащей породой определена по методу Аррениуса. Модификация цеолита ионами КН| , Са2+ и К+ осуществлялась в насыщенных растворах соответствуй цпх ■ хлоридов. Статистическая оценка различий средних полученных величин для физических и химических свойств пахотных и современных гумусоаккумулятивных горизонтов почв производилась по критерию. Вилкоксона (Благовещенский и др.,1985).

Глава П. ШТОЛСООТСКОЕ СТРОЕНИЕ ПОЧВ

В изученных почвах имеются следутопе генетические горизонты: ' дерновый (Ад), современный гумусоаккумулятивный CAI), крупиопеп-ловый (Пд), погребенный гумусовый (Bft), охристый (В0хр.)» переходный (ВС). Подстилающими породами (на глубине около I м) являются делгавиально-пролшэиальные отложения (горизонт С), ij-Víu

- Прій сельскохозяйственном освоении охристых почв распахивав нию подвергаются дерновый Ад, современный гуіцусоаккумулятивньїй АІ и, в зависимости от микрорельефа и глубины обработки, крупно-пеплошй горизонт Пд. Так, продолжительная (вариант К 6) и интенсивная (вариант гё 3) обработка почвы на глубину до 25 см привела к прилаживанию и полному исчезновению горизонта П^.

В пешюшх горизонтах Ад, АІ (АлаХі), Пд, В), » Вд^ ЭПЧ представлены■преимущественно пемзой, обломками пород и первичными минералами, - среди которых преобладают полевые шпаты и кислое вулканическое стекло. Б погребенных горизонтах В), , ^(Щ). • ВС присутствуют аллофаны. В составе илистой фракции во всех генетических горизонтах содержатся хлориты, тонкодисперсный кварц и полевые шпаты. В горизонтах Ад и АІ (Ап£си) имеются слщщ и (также в горизонтах В), и В^^) незначительное количество'монтмориллонита, а в горизонте С г- галлуазит и цеолиты.

Гранулометрический состав почв изменяется по отдельным генетическим горизонтам от супесчаного'(горизонт В03р>) до рыхло-песчаного (горизонт Пд) (рио.І). В верхних'пепловых горизонтах (Ад, АІ, Пд) градулоыетричес кий состав почв, не подвергавшихся раскорчевке и сельскохозяйственной обработке, постепенно утяжеляется от нижней границы кавдого слоя к верхней за счет уменьше-: яин содержания фракции крупного песка, состоящего из пористых . ЭЛЧ (вулканической пемзы). В исследованных почвах имеются три максимума содержания частиц'определенного, диаметра: I) < 6(3) мкм; 2) б(І0)-50(80) мкм; 3) ?-І00(250) мкм (рис.1 Существенных различий в гранулометрическом составе исследованных почв до вариантам нет. ' .V.

При кислотно-щелочной обработке не достигается полная степень диопергаоти почвы в горизонтах В^ , Вохрі, ВС и С, и полу-

Рис Л Агрегатннй, шкроагрегатный и гранулометрический состав почв / Разрез I /.

чаитея эашажкные результаты по содержанию в-почте тонких <;рак- -ций.' Ультразвуковая обработка в течение 5-10 юн. позволяет достичь полной диспергации почш без заметного/разрушения крупных -. г Чтобы избегать разруиатаеии.воздействия ультразвука на по— :. "ристые ЭПЧГ необходим предварительно щделить из суспензия фрах-шю >0,1 мкм."■■'■■ /„■'■' - \ -' ' ..;

Глава Ш. АГКЖГЗЖСКИЕ СТО:-СТБА,ПОЧВ > V - -

Исследовандаге почва имеют агрск^изичес^е 'свойства, помно--гик показателям значительно отличающиеся от свойств неБулкано- . генных почв песчаного гранулометрического состава« 'П

^ Плотность твердой фазы охристых почт составляет от 2,35 до 2,70 г/см3 (табл.1). ; V V- ..■;":-'■ ; -

- Плотность .почвы ненарушенного слокенияво всех генетических горизонтах не превышает I г/см3, что не харзктерно для не вулканогенных почв аналогичного гранулометрического состава, равновесная плотность которых обычно изь«еняется х>'пределах.!,35-1,65 ;: г/см3 (Соколов;1927;,Панфилов, Чагщяа,1970 й др.). Это;объясняется рыхлой упаковкой, частиц;в результате их аэрального отложения и весьма неровной поверхности, пористостью:крупных (до 2-3 мл) ЭПЧ вулканического происхождения, имеющих плотность 0,5-0,8 г/см3 а в горизонтах Ад, А1 (Апах> также значительным содержа-;/

нием" гумуса и слабораз лояишгосся органических остатков*

Общая пористость почв достигает 84,(горизонт Ад, Р.В 2) -к не опускается ниже 66,2$ (горизонт С, гР.гё 3). Пористость поч- ^ венных агрегатов тажяе очень высокая:-81,1$ в горизонте^ П^ (агрегаты 2-3 шл); -72,4% в охристом'горизонте (агрегаты 3-5 мм) и минимальная в. подстилапщх делюшально-прслюшальных отложениях 1 - 45,8^ (агрегаты'5-7 мм, горизонт С). Пористость аэрации почвл

■:.' : ■ - Таблица I

Физические свойства дота

gr Гори-Ü 30нт ■ Глубина, '.СМ • , V Плотность Плотность Общая твердой почвы не- порис-- фазы, нарупенно- тость, T>//4üí3 го слоне-., г/см шя, г/см3 ^ ■ Общая удельная поверхность, vr/v

^пах 2-22 22-32 2,44 2,68 0,69 0,56 72.1 79.2 81,9 100,5

■I : Б - 32-40 . 2,58 0,63 75,6 294,5

%р ВС 40-52 2,68 0,51 8Х,0 200,0

52-70 2,69 ' 0,60 77,7 219,7

Ад 0-10 . 2,36 - 0,37 84,5 105,4

AI ' 10-25С 28) ■ 2,38 - 0,65 73,5 150,0

2 25С28)-35 2,46 0,48 80,3 55,9

в - 35-45 - 2,43 0,44 82,1 149,7

. Вохр ■ ВС 45-95 - 2,52 0,49 80,3 :251,0

95-110 2,70 Не OITD. не оно. 172.1

Vax 0-29 2,40 . 0,79 67,1 106,4

« В ' 29-39(41) 2,46 0,83 79,7 280,0

3 Бохр вохр ■ВС 39(41)-7СВ 39(41)-70Н 70-100: 2,59 2,57 2,63 0,59 0,59 0,89 77,2 77,0 66,2 261,7 261,7 „■ 217,6

0-6 ' * 2,36 0,44 81,4 ' ■ 107,8

6-24. 2,38 0,72 69,5 , 50,9

4 \ 24-38. 2,35 ' ■ 0,45 - 80,9 - 40,1

В 38-50 - " 2,41 0,63 73,9 120,6-

вохр ВС * 50-95 2,60 . 0,68 72,0 . 218,2

195-120 2.65 не огто. Не ОГШ. 179.S

^пах 5 В 0-18(20) 18(20)-22 . 22-34 : " . - 2,35 - 2,36 2,46 ■ 0,76 0,73 0,69 -,67¿7 69,1 72,0 ' 79,2 61,0 . 230,9

ВОхр ВС 34-44 ; 2,37 0,45 81,0 277,9 :

44-54 2,45 ' 0,54 78,0 -186,5 ~

■с 54-64 2.53 0.62 ■■ : 75.5 243.4

6 В™ : Ig^ " 0-25 25-48 ■ 48-58 58-100 2,42 2,57 2,71 2.64 0,75 : 0,60 '. 0,50 0.68 69,0 76,7- ' 80,8 74.3 - 93,8 204,1262,2 не ОПТ).

3-/<?>Д '.

_ при НВ в пепловшс1 горизонтах составляет 30-40£, а в подстилахщих V-'.'.'. делютально-пролюшалъных отложениях (горизонт С) снижается'до -

V 10-1^6 г: ■";; ^ \—■ У.;

,■■; -О''." У-V- :■ '•". • • Таблица 2 ■ ' Пористость почвенных агрегатов (Разрез й I) '■

Гори- . Глуби- - размер агрегатов: мм - -.•-•• 1

эош.,.-.... 2-3 3-5 5-7 ■■--.-•■:■■>■:

з'/Р -■.%-е Р, чР, %-е Р. ¿Р.

■ .■ - . - - ■ сод» % мукг сод« % м°/нг ■ сод. % м°/вг •

Апах 2-22. 4,3 65,3 0,77 5,2 61,5 0,66 4,2 61,8 0,67 " Пк 22-32 3,9 81,1' 1,66 0.5 80;5 .1,54 ' нет • - - '.V.;--

В 32-40 • 5.7 65,0 0,72 ' 6,6 66,8 0,78 - 5,0 '66,1 ;0,76

В0_ 40-52 4,6 69.5 0,85 4,1 72,4 0,98 2,8 71,9 0,95-

ВС 52-70 7,8 67,8 0,79 7,7 69,3 0,84 6,0 .70,7 0,90

. С ' 70-100 8,0 50,0 . 0.37 11,1 48,5 0,36 •.9,1 45,8 0,32

Содержанае тонких (радиусом менее .1 мкм). пор максимально в ".-.■У-« переходном горизонте ВС (около 70$ от всего объема пор), а в го-риэонте С не превышает Наибольшее количество крупных ' •• - К >100 мкм) пор содержится в горизонтах Пд и С. (около 20 и 10£, -■ соответственно). В пахотном горизонте "варианта * 3 возрастает, ■.'. по сравнению 'а другими вариантами, доля,пор радиусом; > 10 мкм, (до 352), что говорит о значительном изменении порового. прост-ч : ранства почвы при ее'интенсивном использовании. - .;..■.'■ V •' "■; V- Общая удельная поверхность, самая шсокая в'погребенных'пеп-:

■ '.:7 ловмх горизонтах (до 294,5 м^/г, горизонт В0Хр^, Р.й I) и нес-

; колько'нижо в горизонтах Ад^ и Пд (до 40,1 «2/г, горизонт П^, Р.й 4). До 65-82£ от общой удельной поверхности составляет внут-- ^ ~ ренняя удельнаяповерхность,что' связано с .присутствием в пепло-" вше 'горизоот ах'большого количества гумуса и полуразложишихся '• . ■■?. - -органических остатков. В результате раскорчевки лесной раститель-

ности оСщая удельная поверхность современного гумусоаккумулятив-кого горизонта значительно снизилась (50,9 м^/г, АІ, 4) по сравнению с целинной почвой (150,0 м2/г» АІ, 2). На,варианте й 3, где чаще вносились органические удобрения, общая удельная поверхность пахотного.горизонта несколько шше, чем в других почвах (табл.1).

1 Способность охристых почв к усадке и набуханию незначительна и наиболее выражена в подстилавших делюшально-пролюшальяых отложениях (Йу = Усаживаемость и яабухаемость почв в пеп-

ловых горизонтах еще ниже, и поэтому охристые почвы можно считать ненабухавдими.

Вследствие рыхлого сложения исследованные почвы имеют низкую твердость (сопротивление расклиниванию)' - 5-7 кг/см2 в горизонтах Ад, АІ, Пді которая возрастает шиз по почвенному профилю до 25-30 кг/см2 (горизонты В^^, ВС и С). Это обусловливает низкое сопротивление охристых почв сельскохозяйственным орудиям при обработке.- " ' "

.Наряду о почвенными агрегатами в исследованных почвах присутствует значительное количество крупных (0,1-3 мм) неагригиро-ванных пористых частин (пемзы) вулканического происхождения (до

в горизонте 1^), играющих важную положительную роль в формировании благоприятных агрофизических свойств почв. Пористость' этих Э1ГЗ около 80^, что несколько шше, чем у почвенных агрегатов .(обычно 50-70$). Доля тонких (радиусом <10 мкм) пор в них меньше, чем в почвенных агрегатах" (около 90$)» но также достаточно велика (около 70$). Поэтому несмотря-на то, что исследованные почвы в целом плохо микро- и макроагрегированы, обладают непрочной комковатой'структурой и бесструктурны.в горизонте Пд, . вх агрофизические свойства резко отличны от свойств песчаных

не вулканогенных почв и по основным показателям, такие же, как у хорошо оструктуренаых' почв (низкая плотность - сложения, - шсокая г, обвдя и^внутриагрегатная пористость," широкий ДАВ и" др.); Еоэтому при . оценке агрегатного ^ состава' охристых почв необходимо учити-; -вать содержание:.в них как почвенных агрегатов, так и пористых' вулканогенных эпч. І.ґУ.:-:"'■^■■'.-■...і;- ---Ч^' ; - - Значимых различий'в микро-, и макроагрегатноы составе - почв "■'•-;. по вариантам не' отмечается. . г : Ч

На построенных в полулогарифмических коордяяагах.кришх агрегатного состава почв (рис.1) для всех генетических горизонтов -. имеются перегибы,'" обусловленные преобладанием в почве агрегатов размером 0,1-0,5 и 1-2 ил.' :'. . Ч'С^ЧЧ;Ч::.'

. Суцествениой особенность».исследованных почв является их: значительная водоудердтваищая способность,' шсокая''полная Гвлаго-еыкость, достигающая,в озфистом и дерновом горизонтах 160-200^ •; от веса почвыг обычно шсокая влажность (более 100$ в охристом ; горизонте), обусловленная гушдностыо.клтлата.,КВ составляет в -пахотном горизонте 35-45, а в охристом 45-52$ от объема почвы.

Влазшость почш при первом ^критическом потеншале ' ( ^сі ) 1.в па-'"

хотно« горизонте;изшняется•в пределах 0,30-0,42 г/у.и достигает в охристом горизонте 0,51-0,54 г/г. Почва весьма гидрофильны - . МГ-достигает в охристом горизоптс 13,1-20,8$ от веса' почш, отли ^чаются провальной фильтрационной и плохой:водоподъемной способностью. Наряду с изотеряими де сорбции: воды, обычного; типа для доследованных почв характерны изотермы аномальных типов - (рис.2,3), что связано с неоднородностью почвенного материала и изменением: его при обработке почш." Кривые ОГК, построенные на '.основе дая-. ных капилляриметрических определений в режиме иссушения, имеют : форму, обычную для.почв песчаного гранулометрического состава

• (Судницын.1958), но расположены несколько.шие» что говорит о • ' •'. \ 1 большей водоудерживаицей способности исследованных почв, связан-• яой с понлпеншы.содержанием,тонких пор. Водоудерживающая способ- -' . НОСТЬ пеплошх горизонтов Ад, А1 (Ац^ ), ниже," чем У погре-;бенных горизонтов В|, , В^^ и ВС, во всем интервале давлений • СУо':. почвенной влаги. ДАВ в пахотных горизонтах шире -(34-38$ от объе- -V- , ; . ма почвы), чем в современных гумусоаккумулятивных горизонтах це- '' ' линных охристых почв (285?, вариант № 2). . :'■;>■■

* /.' Г -'" V ' В результате раскорчеНЕШ лесной растительности (вар.4) ски- " ' ; кается гидросорбционная.способность гумусоаккумулятявпого гори- - т ' ; зонта (водоудерживание при' 3,64). В дальнейшем она воз- V

- - растает в процессе обработки почш (вар.1,3,5,6). Одновременно в этом горизонте увеличивается всдоудерзявавдая способность в' капиллярной .части ОЙ, что можно объяснить припахзванием.при рас-'■.;■ корчевке из горизонта П^ пористых ЭПЧ, содержащие 80-9СЙ от своего объема тонких и средних пор (с эквивалентным радиусом <100 мкм).. '-V,! V;■■'>:.'>

V :; При интенсивном возделывании почш (вар.» 3) водоудеркава»- 7:,>"

с шая способность еа в капиллярной части значительно снижается - :: ' . (рис.4). "-V': ."■■/, ■ л.'."'- /ч''^ ■ V '-'''.'V."

V '''" Г"- -.. В ПерИОД Проведения ИССЛеДОВаНИЯ - 1984-1986 ГОДЫ, близкие по-погодным условиям к среднекиоголетким, влажность охристых . ' почв'в течение вегетационного .периода не опускалась ниже 4СМ5£. - • .В слое 0-20 см общие запасы влаги составляли 60-100 им, в слое . ' . 0-50 см - 150-200 мм, в слое 0-100 см - до 450-500 мы. В течение

вегетационного периода иногда происходило кратковременкое ирсуте- ■" ""■. ' кие пахотного горизонта в грядках под пропашными культурам до, -V ; величины ВЗ, что не сказывалось на физиологическом развитии рас-

\ тений. Здесь же почвы лучше прогревались с поверхности и отляча- "*

. • • - V'-. ; -13- .':. V • ....

Гидрофизические свойства почв

Таблица 3

раз_ ' Влажность почты, г/г -ИГ, %. -ЕВ

^ез зой?" Глубина," при - при ■ от всса % от объ-

К ._см _\aAhmz - почвы ема почва

Апах 2-22 0,39 С,61 7,9 42,1

\ 22-32 .. 0,35 ' ' 0,45 .', 7,0 25,2

I В 32-40 0,45 0,69 17,7 43,5 ';

. Вохр> 40-52 0,53 С,90 " 13,1 45,9

ВС * 52-70 0.57 0.82' 12,4 49.2

Ад 0-10 0,54 - 0,71 9,8 26,3

А1 '10-25(28) 0,40 0,59 12,2 . 38,4 .

2- П^ 25(23)-35. 0,40 0,55 5,3 26,4

В . 35-45 0,48 - 0,65 - 10,6 ' ' 28,6 .

Во:гр. 45-95 О'54 • I5'0

. ' Апах 0-29 0,30 ■ 0,44 .. 8,2 34,8

' В 29-39(41)0,43 0,65 24,1 54,0

3 В 39(41)-70В 0,46 0,76 20,8 - 44,8 В*' 39(41)-7Ш 0,42 . 0,68 . 20,8 40,1

- ВО 7&-100 0.36 0.52,, , 16,,9-|м . ,.46.3-

А^ 0-6 0,48 0,70 13,1 30,8

Ах 6-24 0,39 0,58 5,6 41,8

4 24-38 0,39 0,55 4,7 . 24,8 ' В 38-50 0,43 . 0,64 2,3 . 40,3

ВохрГ 50-95 ' 0,51/" . ■ 0,77 ' . 52,4 52,4

Апах.' 0-18(20) 0,41 , 0,60 7,7 45,6

* 18 (20)-22 не оцр. ' ае опр. 5,0 не опр.

В ' 22-34 0,49 0,67 13,9 . 46,2

5 В 34-44 .0,55 0,87. 19,8 39,2 ВС 44-54 0,53 , 0,90' 14,2 48,6

-- ' С - 54-64 0.47_' 0.73 19.0 45.3

Апах . 0-25 0,42 0,59 8,9 - 44,3

6 В ■ ' 25-48 0,46 0,£9 15,9 "" 41,4

В0„ 48-58 0,53 0,83 " 19,7 . 41,5

Рис.2Изотермы десорбции. Рис.3 Изотермы десорбция Н20 для со»- ; " " ••••«- ременных гумусоаккумулятивных и па-

хотных горизонтов почв ■ 'Г

К^О почвой /йзрез I/

и*

020

042

№

шо

4И

ш

Обозначение: —ГЬзр.1, 2-22 см

Раэр.2,10-25(23)см Л Разр.З, 0-29 см -X ^ Еазр.4,"6-24 см Разр.5, 0-20 см -*-;1£зр.6, 0-25 см

М.

■ т • . о* Обозначение: • : 1)2-22 см; 2)22-32 см; ; 3)32-40 сыг 4)40-52 см; - Г.:'/..V -л.;

5)52-70 см. 'С--:"'-.'-. --Ч-'О г г" '-'-^у' 1 -/ч '

,Рио.4 Водоудерживающая сп ос обносг ^современных гумусоаккуыудл-^ • тивных и пахотных горизонтов почв

У *

}

г

I

о

"Обозначение: . — Разр.1, 2-22 см .

Ра зр.2,10-25 (29) он -е- Разр.З, 0-29 см -*- Разр.4, 6-24 см Раэр.5,4 0-20 см . Гйзр.б, 0-25 см

.1 аго.

ола

ОБО:

а «о »«>

.5 Водоудерживэшая способность почвы при различном : > ■ содержанаидаспергированной кдиноптилолитсодержащей породам

1?« ■■■-г.:. ■ -г■■ ~ Обозначение: ' \ '

1)фракцая цеолита 1-3 мм .. V

2) . - / <0,1 мм • 3)вулк. охр. почва, Апа1 ■ : . ■ . 4)почва + 10£ Фр.<0Д ш ■ Л>

I г инв г 5)почва + 20% Фр.<0,1 мм 1 '

6)почва + 30# фр.<0,1 мм

0.1 ; Об '■■■ 1М М* 7)почва ♦ 20?'$р. 1-3 км

лнсь наиболее интенсивной микробиологической (целлюлозолитичес-кой) активностью. Существенных различий в гидрологическом режиме почв по вариантам не отмечалось. -

- В сзлза с малой изученностью проблемы, специфическими пщро-фиэическгадт свойствами почв и особыми климатическими условиями . . (опасность переувлажнения или. иссушешш) было изучено влияние диспергированной клиноптилолитсодерскащей порода (природного цеолита) на'гидрофизические свойства' охристой почвы. Природные цеолита в СССР и-за рубежом применяют для улучшения агрохимических ;.■ показателей почв. Наличие на Камчатке месторождений цеолитсодер-жащей породы позволяет применять ее в качестве дешевого мелио- , ранта охристых почв в дозах, исключающих ухудшение их гидрофизических свойств и опасность переувлажнения.

Анализ показал, что водоудерживаацая способность цеолита определяется в основной) степенью его дисперсности и возрастает с увеличением тонины помола. Модификация цеолита катионами , К1", Са2+ снижает его гидросорбционную способность в равной 'степени незначительно, независимо от вида поглощенного катиона. . • При содержании в пахотном горизонте фракции цеолита 4.0,1 мм в количестве 10$ от веса почва НВ увеличивается до 70$. Повыше- у яие содержания цеолита в смеси его с почвой до 20£ приводит к заметному снижению водоудерживаадей способности пахотного горизонта при потенциале почвенной влаги 2,5, что связано с заполнением крупных пор тонкими фракциями диспергированной породы (рис.6); В результате НВ пахотного горизонта снижается до величины, близкой к исходной (без цеолита) - 60$ от веса дочш. Дальнейшее увеличение содержания фракции цеолита -<0,1 мм вызывает . повышение водоудерживаадей способности почвы в капиллярной части 0ПС. Внесение фракций цеолита более грубого помола (крупнее 0,1

мм) нежелательно, так как в этом случае.возможно-значительное '-■.■ уме ньшение. водоудерживакщей способности почвы, о чем свидетельствует ' ее существенное снижение при содержании,в почве 20% фракции - -'цеолита 1-3 Ш. ..■ . ~

; Глава'17. ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ПОЧВ ; : ;..:'

Исследованные почвы сложены пеялами среднего состава, валовое содержание ■ Й02 составляет в них 56-60?, а в горизонте Пд ..',:'■.-повышается до 62-65?. Этот же горизонт характеризуется меньшей потерей цри прокаливании (7-8%) и низким содержанием подташпд '. В2О3 И . количество которих возрастает, в горизонтах Вохр и

-Й.^ Й Й Й : V? -7>::<

Реакция почвенного раствора слабокислая по/всему почвенному '

профилю, ШК не насыщен основаниями." ЬЬшлмальнов количество поглощенных Са и Ид содержится в горизонте В|, (до 1,9 мг-экв/100г. п . ) увеличивается в горизонте С до 12,6 кг-экв./100 г п,* и пе'превы-; шавт:13,4 мг-эяв./ЮО г п. в современном гумусоаккумулягивном горизонте . На ■ известкованных участках степень насыщенности ШПС па-. ;х0тных горизонтов почв основаниями киже;-'8-4)? {вар.Й 1,5,6),чем на не обрабатывавшихся участках - 37-455» {вар. Л 2,4),и остается • значительной в пахотном горизонте варианта И 3,-где проводилась интенсивная сельскохозяйственная обработка почвы (57%). Гидролитическая кислотность пахотного горизоята на вар, 6-8,10 мг-экв./ , ;100 г п., в соврешаном:17»^сЬаккумулятишом горизонте на делин-' ном участке {вар.№ 2)чсоставляет,6,75 мг-экв,/100 гп. и наиыень-. шая в пахотном -горизонте варианта- й в - 1,56 мг^-экг./100 г д. ' 'V-Валовое седержатае 1у1^уса'в пепковых горизонтах колеблется от 2,6'в горизонте П^ (Разрез К-5) до 10,33 в дерновом горизонте {Разрез.» 2). В современных гумусоаккумулятЕВНых и пахотных гори-

зонтах содержится от 5,5 до 8,3£ гумуса. Пониженное валовое содержание гумуса в пахотных горизонтах вариантов 3 (5,5^) и й"6 (5,85«) говорит об усилении выноса органического вещества при интенсивной обработке почет, не компенсируемом внесением обычных доз (60-80 т/га) органических удобрений. ' / ;

Состав гумуса в горизонтах Ад, А1 (Апео:>), ^ гуматно-^улъ-ватный, а в горизонтах В^^, ВС и С - $ульватдай. Лишь в пахотном горизонте варианта $ 3 'гумус имеет фульватно-гуматяый состав (С^:Сфк ~ 1,42), что является следствием регулярного внесения органических удобрений под пропашные культуры и однолетние травы.

Почвы плохо обеспечены подвижными формами калия'и фосфора. Содержание последнего в профиле целинной почвы наибольшее в дер-.новом горизонте (4,6 мг/ХОО г п., Р.й 2). На вар,3 содержание фосфора в пахотном горизонте возрастает до 7,1 мг/100 г п.; (6,0 мг/100 г п. на вар.Л 6). На остальных вариантах содержание фосфора в почве не превышает. 3-4 мг/100 гл." .

Содержание подвижного К максимально в верхней и нижней части почвенного профиля: в современном гумусоаккумулятивцом горизонте (до 25 мг/100 г п., по Маоловой, Р.К2, А1) и в подстилающем горизонте С, на глубине 90-100 см (19,7 мг/100 г п., Р.№ 2). Это связано с биогенной аккумуляцией подвижных форм калия в верх ней части почвенного профиля, интенсивным выносом его в нижние горизонта и накоплением в подсгалаицих делювиально-пролювиальных отложениях в подвижной форме, чему способствует.наличие здесь тонкодасперсных минералов каолинит-смектитовой группы (монтыорил лошта, галлуаэята и др.) и цеолитов»' которые отсутствуют в верх ней и средней части почвенного профиля (пеиловые горизонты).-

Глава 7. ВЛИЯНИЕ ОСВОЕНИЯ К СЕЛЫЗКОХОЗЯЙСТВЕННОГО . ' ИСПОЛЬЗОВАНИЯ НА ^АГРОФИЗИЧЕСКИЕ ¡1 ЖШЧВСЖЕ СВОЙСТВА ПОЧВ

При освоении и последуюцем сельскохозяйственном яспользо-_ вании охристых почв статистически достоверные изменения основ-'кнх показателей, характеризующих агрофизическое состояние почв, происходят лишь в пахотном слое", сформированном из материала . верхних пепеловых генетических горизонтов Ад, AI и, в зависимости от.глубины обработки. Пр..

- После раскорчевки лесной растительности агрофизические свойства почв изменяются незначительно (вар.й 4) и через 20 лет ' после раскорчевки по всем показателям практически пе отличают--

ся от свойств.почв под лесной растительностью. Заметно лишь сни- жение валового содержания гумуса в современном гумусоаккуутуля-тивном горизонте на 1-2%.

В.результате распахивания (вар.й 5) происходит снижение . валового. содержания гумуса в первые-2-3 гсща на уменьпш-

ются запасы биогенно аккумулированных Р и К. Гяцропизические свойства охристых почв при этом практически не изменяются. Внесение органических и минеральных удобрений, известкование и возделывание многолетних трав (вар.й I) приводят к увеличению 'содержания в пахотном горизонте гумуса дб 7~8% и уменьшению / гидролитической кислотности до 1,5-2,0 мг-экв./100 г почвы.

; Последующее вовлечение охристых почв в полевой севооборот с преобладанием пропашных и технических культур через 15-20 лет интенсивного использования вызывает значительные изменения, их свойств (вар,К 3). Происходит процесс интенсивного шноса органического вещества; что на тояе внесения высоких доз орга-

нических удобрений лсд продажные культуры (80 т/га) вызывает ■ снижение валового содержания гумуса до и приводит к глубокому изменении его группового состава (до фульватно-гуматного). При " этом одновременно в пахотном горизонте возрастает степень не насыщенности почвы основаниями до 60Í, увеличивается, несмотря на регулярное известкование, гидролитическая кислотность почвы (до 8-9 мг-экв./IOO г почвы); происходит уменьшение" водоудер-жпваицей способности (Wfci = 0,30 г/г; WyMiw = 0,44 г/г), .полностью припахивается пешговый горизонт Пд и начинается при-пахивание погребенного гумусового горизонта, В то же время продолжительная (более, 100 лет) обработка охристой почш, по интен-,' отшостя воздействия на почту близкая к минимальной і культивация/ возделывание трав и др., вар.й б), не шзвала существенного изменения и ухудшения ее агрофизических и химических - овоЭств почв. Y

ВЫВОДЫ

Ii Вулканические охристые почва юго-восточной части полуострова Камчатка, имеют агрофизические свойства, значительно отличающиеся от свойств нечулканогенннх почв подобного (песчаного)-гранулометрического.состава. Почва имеют низкую плотность сло-жеїшя 10,44-0,89 г/см3), высокую общую пористость (67,1-84,5/í от объема почш), большую удельную поверхность в нижних (до 294,5 м^/г, горизонт Bj, ) и незначительную в верхних (до 40,1 м^/г, горизонт Пр.) пепелошх горкзонтах.-Тіровальную пильтраци- -онную, плохую водоподъегнук н значительную водоуле ржи валкую способность (НБ от 44, горизонт АПЮСї, до 90, горизонт В0хр.» Í), практически не. набухают и не обладают липкость», характеризуются низкой твердость» до 10 кг/см2), прокившш гадрологичес-.

ким режимом, отличаются шсоким содержанием гумуса (до 10$), ненасыщенным основаниями почвенным поглощапцим комплексом, низким содержанием элементов минерального питания растений.

2. Особенности процесса аэральной седиментации и литогенеза обусловили рихлопесчаннй — супесчаный гранулометрический состав исследованных почв, характеризующийся наличием трех распределений ЭПЧ по их размерам: I) < в(3) мкм; 2) 6(10)'- 50(80) меш; 3) > 100(250) мкм. -

В гранулометрических фракциях > 0,1 мм до 90$ составляет пемза, во фракциях <0,1 мм .ее практически нет, а основную массу составляют полевые шпатн, вулканическое стекло и бурые ожелезнеяные агрегаты.

: 3." Исследованные почвы слабо микро- и шкроагрегированы* , Наличие в пеплошх 1юризонтах большого количества пористых (пористость около 80$ от объема частицы) ЭПЧ размером > 0,1 ш ■ компенсирует плохую агрег ированность почв и определяет их благоприятные структурно-функциональные механические и гидрофизические свойства. Преобладают агрегаты размером 0,1-0,5 и 1-2 им.

4..В результате раскорчевки лесной растительности снижается общая удельная поверхность современного гумусоаккуыулятив-ного горизонта почвы (до 50,9 нР/т и гидросорбциояная способность (ОТ до 5,6$), увеличивается степень ненасыщенности почвы основаниями- (до 45$ ) и водоудерживагацая способность при .низ- -ких потенциалах почвенной влаги. Последующее внесена органических и минеральных удобрений, регулярное известкование и возделывание многолетних трав приводят к увеличению содержания в 'пахотном горизонтегумуса до 7-8$^ уменьшению гидролитической кислотности до, 1-2 мг-экв./ЮО г почвы, снижению степени ненасыщенности почв основаниями до 5-10$). . -,

5. Интенсивная сельскохозяйственная обработка почвы в результате вовлечения ее в полевой севооборот с высоким удельным -весом -пропашных и технических культур вызывает значительные изменения агрофизических и химических свойств почет. Валовое со-; держание гумуса уменьшается в пахотном горизонте до 5-6$, групповой состав тумуса-изменяется до фульватно-гуматного, степень ненасыщенности почш основаниями возрастает до 60£, гидролитическая кислотность увеличивается до 8-9 мг-экв.ДОО г почет, Происходит уменьшение водоудерживалцей способности почвы (

в 0,30 г/г, и'уми» = 0,44 г/г). Продолжительная минимальная. обработка охристой почвы (культивация, возделывание трав и др.) не шзывает существенного изменения и ухудшения ее агрофизических и химических свойств.

6. В профильном распределении подвижных форм калия в охристых почвах имеется два максимума его содержания: I) в.верхних органогенных горизонтах до 25 кг/100 г почет, биогенная аккумуляция и 2) в яодсгилашкх делювиально-пролювиальных отложе— ниях до 20 мг/100 г почет, чему способствует наличие здесь минералов каолинит-смектитовой группы (монтмориллонита, галлуа-зита) и цеолитов, отсутствующих шш иыешщхся в незначительном ■ количестве в верхних пешгошх горизонтах.

7. При кислотно-щелочной 'обработке вулканической охристой почвы с целью подготовки ее к гранулометрическому анализу пол-^ вая диспергация не достигается. Целесообразно использовать для этого предварительную диспергацию почвы ультразвуком.- Обработка { почвы ультразвуком в течение 10-15 минут, приводит к полной дис-пергацки охристой почва. Разрушения непрочных ЭПЧ диаметром менее 0,1 мм при этом не происходит. :.■'■■''

в. При внесении в пахотный горизонт о целы) улучшения

агрохимических свойств охристой почва до 20% от её веса фракции <0,1 мм диспергированной клиноптилолихсодержащей породы (природного цеолита) гидрофизические свойства почвы остаются близкими к исходным. Дальнейшее увеличение содержания цеолите -приводит к повышению водоудерживатей способности почвы. : -

Научно-практические предложения производству

1. Глубина обработки вулканических охристых почв недолжна превышать 20-25 см. Необходимо их периодическое известкование, внесение физиологически нейтральных удобрений. <

2. При возделывании пропашных и технических культур обязательно сочетание их в полевом севообороте с травами, внесение в почву повышенных, доз органических удобрений, сокращение числа проходов сельскохозяйственной техники.

3. При внесении в пахотный горизонт диспергированной клиноптялолвтсодержащей породы (природного цеолита) с целью

- I

улучшения агрохимических свойств-вулканическая охристой почвы необходимо использовать помол <0,1 мм. Целесообразно использование природного цеолита под пропашными культурами. :

Материалы диссертации.опубликованы вработах: -

1. К вопросу о возможности оптимального освоения я сельскохозяйственного использования вулканических охристых почв

полуострова Камчатка. Тез» УХХ1 Всесоюзного съезда почвоведов, Новосибирск, 1939 г. (в соавторстве).-

2, Влияние диспергированной клиноптилолитоодержаией породы на гидрофизические свойства охристой почвы Камчатки. Тез. докл. на конференции молодых учёных Ереванского НИИ Почвоведения

я Агрохимии Госагропрома Арм. ССР, Ереван, .1988, с.6, (в соав-

торстве). ' '

3. Магнитная восприимчивость некоторых.почв Камчатки. Деп. в ВИНИТИ,.12.06,87, №4318-В86 (в соавторстве). .

4. Экспериментальное изучение распределение структурных элементов на уровнях агрегатного, микроагрегатного и гранулот метрического состава почв. Почвоведение (в соавторстве){в печати).

Подписано к пачат■ тч.&я. Л-/^У^Формаг, 60*90/16. Бум«-* Усл. поч. л. Уч.—над. л.

100. «Ю, Э4КОЗ М Ли

Ордаы 'Зки Поч«»' каааплыпй Московского унмворсжтота. 103009, Москва, ул. Герцым. 5/7. Типографы ордена *3няк Лочат** издательства МГУ. 119в9Э, Моеим, Леитесе» горы.