Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

ДИНАМИКА ОРГАНИЧЕСКОГО ВЕЩЕСТВА В АГРОГЕННЫХ ПОЧВАХ ПРЕДКАВКАЗЬЯ И ЕГО ВОСПРОИЗВОДСТВО

ВАК РФ 06.01.03, Агропочвоведение и агрофизика

Автореферат диссертации по теме "ДИНАМИКА ОРГАНИЧЕСКОГО ВЕЩЕСТВА В АГРОГЕННЫХ ПОЧВАХ ПРЕДКАВКАЗЬЯ И ЕГО ВОСПРОИЗВОДСТВО"



КУБАНСКИЙ ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ Л)ОЩР2Т£ЕНГ1ЬЙ ЛГРлРШЙ УНИВЕРСИТЕТ

На правах рукописи

МАРЧЕНКО Владимир Александрович —

ДИНАМКА "ОРГЛШЕЖОГО ЗЩЕСТйЛ В АГР0ШШІ

ЯСТВАХ ПРВДОЖЩЬЯ И ЕГО ВОСПРОШВОДСТЙО

• * "

О6.ОХ.С0 - агропочвоведение и агрофизика

Автореферат диссертации на соискание-учёной степени кандидата сельскохозяйственных наук

Краснодар 1932

PaööTa выполнена в научна-производственном объединении .

"Нива Ставрополья" в 1986-^991 гг, • ' . • t

Научные руководители:-докїор сельскохозяйственных наук '■ 1 . Куприченков М.Т.;

1 доктор технических наук, профессор

■ . , Полуэктов P.A.

Официальные йгакрненты:' доктор биологических наук, ■ ' . _ - профессор Вальков В.ф.;

■ кандидат сельскохозяйственны! наук, .доцент ЗаниніИ.В.

Ведущее предприятие - Ставропольский ордена Трудового

■'j ' Красного Знамени селъокохозяйствен-- ' „ -. - кый институт

Защита, диссертации состоится "

JU-clXL 1992 г. в .{О , час. на заседании специалиэироваїщого совета К 120,23.'05 чри*Кубанском ордена Трудового Красного Знамени> -государственном аграрной университете по ?цресу;

350044, г, Краснодар, ул. Калинина, ХЭ, аграрный университет ■■

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ІСубанского _ ордена Трудового Красного Знамени государственного аграрного / университета. ^

Автореферат разослан " С^преи^ 1932 г.

Учёный секретарь Jb^ *

специалязировенного совета бляков В.В-

ОВДАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ Актуальность темы, Решение продовольственной проблемы сводится к раду задед, гдавяад из которы? связана с плодородием почв.' ^вестно, что яостоянный рост урожаев сельскохозяйственных культур возможен только.ори сохранении в похищении почвенного плодородия. „ СредЬ основные факторов последнего наибольшее-,значение 'имеет гумус,. часто называемый его кн" . ^ ■ ' * с ■ * 1 - . ' 1 * * , -тегральным показателем. 'Динамика содержания гумусазависит

от антропогенного 'воздействия на и определяет направ- -ленность почвообразовательных процеосов. .С содержанием руму-са в почве коррелирует- многие "её свойства', * ' . - - 1

Разнообрад'ие-прчйнночсшютичаскщ условий Предкав- -каэья, набора возделываемых дуль тур, широкое распространение водной и ветровой эрозии создают сложную",, подчас проТИворе- ' чивую картину, трансформации -органического вещества пахотных почв. Необходимо установить закономерности 'этих Процессов и разработать .мероприятия -по "воспроизводству запасов, гумуса почв. ■ , ' , ' . -

Цель и задачЬ Исследований¿"Целью исследоваедй бшо установление количественных'закономерностей изменения запасов органичаского йешества пахотного слоя почв при их сельскохозяйственном использовании и обоснование мероприятий по* е^о " - ■ " - * * '..■-. ■ < < ■ воспроизводству.". ' V , , ' - - ■ '

В задачи исследований входило; *

- установить'характер*изменения содержаний органического вещества пахотного' слоя почв, при' их сельскохозяйственном, использовании)

- разработать математическую модель, динамики запасов

органического вёвшЬтв^^оч?лот ^^альсйРхозяйственвом'ис-

! ц'.^трл/!^; ' . ' ; | н.-,учнлл

[ км. К- Л. I

\ [.'о !

иммовайи;

г используя математическую модель 'исследовать характер постуйдеййй в пахотный, слой свежего, органическое ^.вещества, его транс^ормащоо,. одисать динамику^запасов гумуса полнопро-фил^щЕ, смыт их к*де$шфОБа1щнх' лочЬ; ' .

предложить меропржятий по воспроизводству, органического вещестаа почв.. * . . г

йатмтаяммё положения? коэффициенты минерализации и гумификации; органического вещества на подтипах почв Предкав-кааья неодинаковы и- закономерно возрастают лр>и перемещении от черноземов р каштановым почвам; за исследуемый^ период времени большинство, пол но продольных почв Предкавказья харагс-тераруются бездефицитным балансом гумуса; основной причиной .цегумификации пахотных почв .является водная и ветровая эрозия; максимальные'среднегодовые' потери:гумуса составляют на смытых почвах 0*6, а на дефлированнда - 0,4 т/га; * применение почвозащитных'обработок,с оставлением на полях растительных остатков Зерновых, культур способствует сохранению4и воспроизводству .запасов гумуса. " . . ' '

Исследования проводили, в-соответствии с заданием 01.05

плана'научно-исследовательских работ С гаврододь ского Н1-ИСХ ... * *

на 198&-1й90 гг. "Ретаст&ацконный номер'темы во ШТИЦентре о1,а7:ооэе'1бб. . " ; .. . ' '

. Научная 'новизна. Впервые ""Установлен« количественные закономерности п^ступленвя растительных остатков в пахотный сйой -почв- Предкавказвя,1 -утойн^в -Характер и получены коэффициенты,трансформации органического вещества,' определена ротери гумуса под Ъоэдейстёием "водйой 'и ветровой эрозии по подтипам почв и установлением ¿го 'запасов при примене-

нии почвозащитных,обработок.

Практическая цедарсУ. 'Полученные 'кояфТдщийнтн трансформации органического вещества и аналитические, выражения динамики запасов гумуса .испальэуютдя для расчёта Что -б^лав-са в почвах. Предкавказья и прогноза запасов. Для" ¿оспроиа-водства гумуса почв установлена необходимость применения ' почвозащитные обработок и оставления на болях измельчённое соломы озимой пшеницы.

Реализация результатов- исследований. Разработанные в процессе исследовадай.предложения прошли производственную проверку в. колхозе имени Свердлова Шпаковского.-райоЬа, их' результаты непользовались при разработке "Рекомендаций - го расчёту баланса гучуса и потребности в органических' удобрениях" и рекомендаций "Оперативны! расчёт баланса гу)<уса на микроЗШ". ' ■

Материалы исследований внедрены на Ставрополь скрй ррае-ъой проектно-изжжательскоЯ станции химизации сельского хозяйства с годовым -экономическим эффектом 230 тысяч рублей.'

г

^гр^Адтот ря^т^. Основные положения диссертации И результаты исследований докладывались на Всесоюзной конференции и заседании секции земледелия и химизации сельского хозяйства объедякённого межэедомстванного Совета при 1КНТ СССР по проблеме гумуса и использовании органических удобрений' /г. Владимир, Йй7 г./, на заседании секции математического моделирования ВРО, ВАСХНИЛ /г. Калинин, 1&87 г./, на научно-практической конференции молодых учёных "Механизмы интеграции биологических, систем. Проблема адапташш" /г. Ставрополь, 1989 г./, На краевой межвузовской конференции "Методологи- -ческие проблемы сельскохозяйственной наук« к практики" ' . .

/г. Ставрополь, 1989 г./; на 5-й научной конференции Ставропольского НИИСХ /с. Шпаковеков;' 1990- г./,. на межвузовской научно-гграктвчеокой конференции молодых учёйых и специалистов, посвящённой 60-летию Ставропольского СХЦ /г.. Ставрополь, 1991 г./,'на научно-практической конференции "Актуальные вопросы экологии и охраны природы Ставропольского края и сопредельных территорий" Ставрополь, 1931 г./, на еже-' годищ семинарах аспирантов Ставропольского-НИИСХ в 1987-1990 гг., - на заседании отдела зёшедедСия ННО "Нива Ставрополья". \ ■

ртртц'уура и оОьём работы. Диссертация состоит из введения^ шест* зтяав, выводов, предложений производству,- списка литературы" и нриложеюй. Она изложена на 173 страницах машинописного текота, включает 38 таблиц," 3 рисунка. Синеок литературы состоит ив 195-источников, & том числе' 10 работ иностранных авторов. В приложении 12 таблиц.•

объект и методы исо-тгйялвр^. Б- исследования были включены почвы земледельческих.районов Центрального Предкавказья. Территория региона подразделяется на четцре климатические зо-г ны; крайне засуллвву», засушявву», неустойчивого увлажнения и достаточного увлажнения. Гидротерыичвский коэффициент при этом аамвоиерво воэрастает Ьт.0,4-0,5 да.1,3-1,5, годовое кохяпетао осадков - от 270-300 до 550*690 ш, ' а фма.актив-та ммврктур ДОмю о*.Э600-Э660 до 2?5О-2800>аС.

. Оояоши* оотаюбрваув»». породе представлены лесоовид-

■ж. Н» тедеторп регвош вцйакдаегск вакономервое облегче-ш механического состав» при церемвецвжг с запада на во-

■сток. Преобладающие типы почв - черногёшше и каштановые -почвы. Черноэёмнда почвы занимают в основном западную, а каштановые - восточную часть * Предкавказья.

Чернозёмы вщелоченные занимают территорию с абсолк?ними отметками 500-600 м'над. уровнем моря в зове достаточного увлажнения: центральною часть Ставропольской возвышенности и район Пршалаусских высот. Чернозёмы обыкновенные Н&й более распространен!,- в Предаааказье ж занимают территорию Ставропольской воввшенвости, Западно-Предкансааскую и Восточно--Яредаавказ скую равнины в зоне неустойчивого увлажнения. Чернозёмы шныв находятся между чернозёмам обыкновенные и тамно-каштанозьли почвами на отрога? Ставропольской всвьы-шеиыости в зоне неустойчивого увлажнения. Черноземы сдитыа солонцеватые и солонцы чернозёмные расположены'в основном на склонах Ставропольского плато и в раЙонеАрмавнрсгіой депрессии в зоне неустойчивого увлажнения. Тип каягтановых почв занимает восточную и 'северо-восточную честя Предкадкавьж в крайне засушливой и -засушливой кяиматяческзх зонах. Выделяются подтипы твмво-каштановшс, каштановых и светло-каттяво-яшс почв. Охватываемая ими терряторял включает восточные отроги Ставропольской возвышенности,: Кумо-І&нччскую впадину и Прикаспийскую низменность.

Динамику органического вещества почв изучали в І9ЄГ7--1990 гг. в стационарной пслевсм опыте, заноженном на территории колхоза имени Свердлова Шпаковсяого района. Почвенный покров участка представлен чернозёмами обшсноьеннши маяогу-мугкымн и слабогумусированнши среднемошнии тяжелосусяи-нисгыма. Опнг расположен в зоне неустойчивого увлажнения, ПК изменяется от 0,7 до 1,1. В гериод исследований калле-

ство осадков, ссстааляло по годе« /1987-1990 гг./ 628, 671, 618 и 493 ми. Исходное содержание гумуса в пахотном сдое 3,9-4,1 подвижного фосфора - 20, обменного калия -- 475 иг/кг почвы, Повторность опьига - четырёхкратная.. Шго-щадь делянки равна 1455 м^, Расположение.вариантов в повтор-костях - ре ндомиаированное. Опнг проводался в ревообороте: чистый пар-озимая пшеница-кукуруза на зерно. Изучали четыре основные обработки почвы: отвальную, 20-22 см; плоскорезную, 20-22 си; минимальную, в-10 см; нулевую. Дозы удобрений составили (ЛООРЮОК^О кг/га действующего вещества. Основной особенностью технологий выращиваемых сельскохозяйственных культур было оставление на поле при уборке урожаев всех растительных остатков.

Основу исследований составляют данные ключевых разрезов, заложенных на различных почвах Предкавказья; данные, полученные в стационарном ьолевом опыте. Кроме этого были использованы результаты почвенных обследований колхозов и совхозов, выполнению:; Ставропольским филиалом института "Ку-баньпгароэем". Ввиду большого разнообразия почвы Предкавказья объединены в группы со сравнительно однородными свойствам. В результате были выделены: чернозёмы выщелоченные, чернозёмы обыкновенные сверхмощные, нернбзёмы обыкновенные мощные, чернозёмы южные, чернозёмы слитые солонцеватые, солонцы черноэёшшэ, тёмно-каштановые, каштановые и светло--кавгановда почвы.

В. пахотном слое выделенных групп почв в результате идентификации разработанной нами математической модели дина-

органического вещества, идейно восходящей к работам П.П, Гончар-Зя*гаша и О.С. Журавлева /1385/, В.М. Володина

и др. /1985/, Ошш определены коэффициенты трансформации органического вещества почв. Содержание гумуса по грушам почв, определяли дважды: первый раз в течение 1968-1972 и второй -- I985-IS39 гг. Для этого использовали материалы Ставропольского филиала института "Кубаньгипроэем" по палевш обследованиям почв. Фитомаоса культур, количество корневых и пожнивных остатков рассчитывались по их урожайности на основе регрессионных соотношений /Куприченков М.Т. и др., 1988/. Урожайность культур по группам почв и дозы внесённого на поля навоза были определены на основе годовой отчётности колхозов и совхозов. Приближённые потери почвы рассчитывали по потерям гумуса /Михальченко А.К., 1976/.

Оценку неизвестных параметров модели выполняли методом наименьших квадратов из условия минимума суммы квадратов отклонений фактических данных от рассчитанные по модели. Для этого использовали реализованный на ЭШ алгоритм Не.щара-Ми-да /Ьимельблау Д., 1975/. Адекватность нелинейных уравнений регрессии проверяли по F-крмтерию Фишера /Лакий Г.Ф., 1990/,

В стационарном опыте в конце 1987 и i960 гг. определяла содержание гумуса методой И.В. Зорина в модификадаи В.Н. Симакова /Аринушкина Е.В., 1970/, подвижное органическое вещество по методу М.А. Егорова /Рекомендации ..., 1994/. водоп-рочность макроструктуры методом В.И. Саввинова, .удельну» массу пикнометрическим способом, гигроскопическую влажность методом сушки образца. В полевых условиях на этих же вариантах определяла объёмную массу буровым методом, водопроницаемость методом заливаемых площадей /Вадрнина Д.Ф., Корчагина S.A., 1986/. Полученные данные обработаны методом дисперсионного анализа /Дмитриев Е.А., 1972/.

в .

РЕЗУЛЬТАТЫ ИСОВДОВШЙ Изменение влвмвкуоа плодородия ггш аадодьаоБанни почв в з^мделеддр« Длительное сельскохозяйственное. использование . почв прифдит к изменению их свойств* Это особенно проявляется при. сравнении расположенных рядом участков целины и „ пашни. Наибольшие различия в объёмной, удельной массе и пористости наблюдаются в слое 0-10 с«. Например, на. ?ёмяо-наш-тановых почвах объёмная масса уменьшилась на 0,13, удельная масса возросла на 0,05 г/см?, а пористость - на'б Аналогичные закономерности наблюдаются и в остальных верхних, слоях почвенного продля за исключением слол 40-50" см," где оОь-» емнал масса почвы на пит больше, чем на целине. Связано это с уплотняющим боздзЙотвиом сельскохозяйственной техники,, на подпахотные горизонты. В целом же на пагае при* смещершг' вниз по профилю отмечается рост объёмной масон-почвы.' На' ' -каштановых почвах в слоях, начиная с 20 см и■ниже, объемная* масса почвы на пашне больше, чем в соответствунзших слоях-на целине. ^

Постоянные обработка почвы приводят к распылению пахотного слоя. Это следует из сравнения структурно-агрегатного состава целинных непахотных печа /сухой рассев/ Чернозёмов -обыкновенных, каштановых и светло-каштановых почв. Количество агрегатов менее 0,25 мм на пашне больше, чем на целине. Наибольшему дроблонин>1н& каштгновых и светло-кашг&новык* почвах подверглись агрегата размером более-10 мм. ' , ^

Длительное воздел^ванце. сельскохозяйственны* кущьтур ' является- одной из др^ш' изменения _ срД(ерясания ГУМУ с» в'.почвах /табл."!/.-Сниженир. его содержат^ отмечается.ш всех рассматриваемых слоях' пашни* Наибольшая убыль получена-на

Таблица I

Изменение гумусиро ванностй почв /%/ в. результат их. использованияв земледелии'

Наименование почвы, пункт : Угрдие.: СлоИ.сМ

. > • -0-10 7 10Ч2О 20-30

Чернозёмы выщелоченные," целина - 9,55 9,42 9,08

п. имени Тельмана пашця '9,35. 6,75 8,28

Чернозёмы выцелоченйые, целина ' '7,85 7,64 ' .6,54

с. Новомарьевское пашня, . 5,48 " 5,45 .6,06

Чернозёмы обыкновенные," целина - . 4,82 ,4.66 4,89

г. Новоалександровек пашня 4*0? 4,13 . 4,02

Чернозёмы южные, * 'целина - 3,84 -8,91 3,37

п. Балковский пашня 3,41 3,11 3,07

Чернозёмы слитые солон- целина ' 6,55 6,18 ; 6,34

цеват да, с. Янкуль пашня 4,20 4,22 4,08

Тёмно-каштановые почвы. целина. ,4,64 3,91 3,31

с» Чур -; пашня 3,64 3.67 3.27

Каштановые почвы, целина 3,17 • 2.20 ■ ,2,17

с* Прасковея ■ пашня 2,47 2,10 1,87

Каштановые почвы, , целина 3,06 3,06 2,87

с. Петропавловское пашня 2,44 2,44 2,25.

чернозёмах слитых солонцеватых я составила 36 % в слоях 0-10 и 20-30 см. В среднем потери гумуса на пашне составляют четвёртую - пятую часть его первоначальных запасов. .

Кроме изменений запасов общего гумуса, в почвах пашни по сравнению с целиной значительно, порой в два в более раз,\ снизилось и содержание лабильной его части /табл. 2/.

На содержание гумуса в почве оказнвают влияние процессы водкой и ветровой эрозии. Тазе, в любом слое почвенного про-

Та<ілица 2

Содержание- активного хувдса /%/ в <5ио- и -аэрогенных, почвах, /одой 6-20"см/ .'. • ;

Пункт ■; Почва : Цёлина, г Пашня

с. Кугульта Чернозёмы обыкновенные 0^084', ,,0.-044

с. Красное Чернозёмы шные , ' 0/08&. 0,010

с. Чур * . Гбмно-каштановие "почвы • О, Г?Г - 0,077

с. Петропаегов- ' . ' '

ское ■ , . Каштановые, почвы * 0,07*? " 0,031

с. Ачикулак ' Светло-каштановые почвы 0,055-* 0,023

Змля Глубиной в I м чернозёмор обыкновенных смытых на участке около села Алексавдровофгй гумуса, содердится' меньше,' чем

в соответствуящем слое нвсмъяых почв. Причём, в наибольшей

* '

степени отяичартся слой 20-40 см,* разность запасов гумуса в котором составляет 25,9 .т/га, а в наименьшей стёпени - слой 40-60 см, где запасы,гумУсаразличаится-на 4,1 у/та.' Анало-гичнда закономерности-отмечаются на дефтированнЬрс и полнопрофильных Ьочвах. Например,, на чернозёмах-обнкновецных зеф-лированных возле села Кугульта в -метровом слое содержится 149,6 т/га гущ'са, 'что составляет лишь 41 % по сравнению с соответствующими запасами полнопрофильных почв. - ч ■

Мораль • динамики аріфміческого вещества поч£, ег</ ие'туї-ШІГЧ * Т"?эффщиенты трансаорьтайигі. - Органическое, вещество па-хотанх гіочв представляли, в виде суммы,двух коютонентрв; первый - свежев органической,-реще^твс?, состоящее преимущественно на растительных остатков -сэльскохоз^трейных культур и навоза, .второй - ойщий ^гумуъ яочваї Процесс транс(Т»рмацик оргашп^даого Ввщертві їі почве; ■ одасивели на основе' рал^нса

масс-углерода. ,

Л .

Динамика углерода Ь дакотвом слое' ввделенцдг трупа почв, представлена-в_ виде следукадеш' да^ферешщаййюго-уравнения . * ' ' "<£~СГ '' " - - > ' "* Г . .

■ • .¿г~ кс'г :' "ч

; I 1 - ' - - - Л» -.4'

где:- ~_-ввемя;*"СГ., Скколичество. $тлерода. ^ответственно в туЦусё пзхЬтного слоя ж сведем органичёсЕсда веществе на I *а

площади;,'^ , ' —„ксЬ^ш^ентН -РасТзеда^?умура и гуми^и—

кации -свеяего орг^пгческого вещества -соответственно.

Запасу- гущса- з пахотном- слоё почв посла Тгреобразования ,*■..* * - Г >-.■■* -.-■ ,*

¡фаОйгржёнцого решения- исхйдйого'да^ферешшалвнбго' уравнения

можно представить сяедушйй. в1фрже§иек ' . \ -*- ' .' ' ^ * * ( ( , * 4 ^ ' ' , ^ ^ ^ * 4 ' *1 *

тр&г. - Гь запасы, гум^с^ 'в'нюйт^ом' слое в' наяальнШ щздант".

времени, т/га> 0-1 - каличес^во" свеч^го ■ Органического вещесх-*. ■ !'' ■ - ' ' * ' - - . >.. ; ..■■ ' ■ ■ " щ,' Ьоступивйеф злахотяый слод за 1-хМ' год,'' ^Д-а' рухсяч»

. ' ^ V, - - . .* * " . . « ' ^ ^ • зещеЫва; Р - гфрдСчЕШгельнос,ть_ вр^йдаотс^лервода, .гол; ' -

* 1 'г ■• | 1 ^ 4 Л ( ► - Ш ^ " *' , к' О

У Ц арганйзейкод'о. вещества. 1

' V Ч Ч * , I \ 4 1 ' • ' ^ ^ 4 * ' * > '

по Г; Я. •Чесвяку эсть 'количаство' гумуса,''' оОрааую-^ ■

щееся. при, разложении е^дарйры^ассы раститвф>ла'лстаткбв, % "

ь■ - ;: - * V' ". г ; •

навоза. ( ■ * ? « * - 14. >

. В ¿юзультаТе"41дентификаш»'модеЛ1Гна ррушах" почв^йьик • определены кой^йциенты' трансйорнаЦ1Ш'- органического вещест- -. ва»/тайл. 3/. Содержание углерода в'корневых, пожнивные остатках сельскохозяйственных культур.п навоза било определено * ' , *

опытным путём.

1 *■ Коэффициенты А и у обобщённо характеризуют процесса. . ш1нёрализаызи гумуса и г^'шфлкаши_ свежего органичесяого щества почвы. Зв;1ду' мало с ти' ко эффицие нт минерализация А Р#я .

Таблица 3

Коэффициенты минерализации гумуса / Л. 1/год/ и гумификации свежего органического вещества / у / в пахотном слое почв

Группа почв, : "А. ' У

Чернозёмы вшюдоченные- 0,0049 0,152

Чернозёмы обишовенные сверхмощные 0,0066 ' 0,151

Чернозёмы обыкновенные мощные - , 0,0087- 0,160

Чернозёмы южныв 0,0104 ■ ' 0,188

Чернозёмы слитые солонцеватые . 0,0064.' 0,174

Солонцы чернозёмные 0,0048 0,152

Тёмно-каштановые почвы ' 0,0108 ' 0,208

Каштановые почвы - ' 0,0133 0,245

Светло-каттановш почвы 0,0176. 0.2Е9

рассматриваемых груш почв практйчевки совпадает с относительной скоростью минерализации гумуса, хярактеризующей его убыль за год. Вели исклшить'интраэовальные почвы; то наблюдается их строгое возрастание. Это указывает на то, что при переходе от чернозёмов к каштановым почвам усиливаются процессы минерализации гумуса и увеличивается количество 1уыу-са,. образующегося из единицы свежего органического вещества. Так, на светло-каштановых почвах по сравнению с чернозёмами вщалоченныш л возросло в 3,6, а- # - в 1,9 раза. Чернозёмы южные и тёмно-каштановые почвы по значениям • > и ^ занимают. промежуточное положение между чернозёмами и каштановыми почвами. Рост коэффициентов гумификации объясняется насыщением почв каштановой зоны соединениями кальция, способствующими закреплению в пахотном слое новообразованного гумуса. Возрастание коэффициентов минерализации гумуса при .смещении в волу каштановых почв вызывается усилением аридности климата.

В работе получено к подробно проанализировано дія выделенных групп почв'Предкавказья еа период с 1971 по 1383 год поступление в* пахотный слой растительны* остатков сельскохозяйственных культур- и навоза, разложение свежего органического вещества, отчуждение фитомассы о урожаями сельскохозяйственных культур, гумификация свежего органического вещества, динамика запасов гумуса, минерализация гумуса и его баланс. Рассмотрим среднегодовые значения эа I971-1988 гг. некоторых йз-них. • ■ ' , ' - ■

Так, поступление растительнйх остатков сельскохозяйственных культур зависит от группы почв /табл. і/. На чернозёмах его величина- составляет 27,3-34^1, на каштановых почвах 18,3-22,6, а на интразональншс почвах 15,4-27,0 ц/га сухого вещества. Убыль поступления в почву фитомассы сельскохозяйственных культур при перемещении из зоны чернозёмов в зону каштановых почв .объясняется усилением аридности климата. На смытых почвах среднегодовое поступление растительных остатков в пахотный.слой составляет 15,2-28,4, а на дефлирован-ных - 16,9-23,8 ц/га сухого вещества. На всех группах почв количество оставленных в пахотном слое пожнивно-корневых остатков -со временем возрастало, за исключением интразональных почв. Это связано с увеличением урожаев возделываемых культур. Аналогичные закономерности получены и для отчуждаемой фитомассы сельскохозяйственных культур.

Среднегодовые дозы Внесения навоза в Предкавказье наибольшие на чернозёмах выщелоченных, а наименьше - на светло-каштановых почвах. Это связано с тем, что в зоне каитановых почв содержится значительно меньше крупного рогатого скота. . . -

Тайяица 4

Поступление свелего органического вещества в пахотный слой, и его„отчуждение■ с уро&ая^ кулйтурУц/^а оуэсого- ;

' " ^ - У '. * \ * * * л ' ■

ввшолтвя в тпт>/ ад'ТО^Т.ТШй тиО * ' -

вещества в год/ за М971-1Э8Э- те; " Группа почв

Лостутйение - i - - ,'Вшюе-

раститеъль- ■■: навоэа^фитомассы ных.остатков:' . 1 • ■ *

Полнопрофильные . , . * ? ^

Чорнозё*мрк ввделочейше ' ( 54,1' . - ~59*0

Чернозёмы обыкновенные, * ' ,- „*,', л , ~ ' ■ ■ -1 сверосмоинва . ' .; ' ^ . ,32,2,- „ , \6,д > <.55,8,

Чернозём^ .обыкновенные мощш© 29/8. , , 16,6- ,< 50,-2-' Чернозёмы ю*ны?''' ' ' ' - - '' ¿7,8 -' " 14,4* .'"44,8' Чернозёмы оифй „солонцеватые > ,27,0 ' . 13,2 . , 41Ж Солонцы чернозёмные* * - ■", 15,4- Л - -13,8, : •, • 18,4 Тёмно-кештароййа йочвы /Г." '22,6,^. ' .-10^4 ■ 35,<! Каитанодада" пйчвц'^ *" - . ' \19*2 ' » ' Э.-5 Г-^,^7,-4 Светло-жаЬтано««''почвн • * ' ; }8>3-• ( 9;3 ,23(4 . . : ~ ' ' ■ 1 * - Смыт'ыр' рочву > :'" / _ ■ ' ■*■ ,' , Чернозёмы Выщелоченные/', ,26,3 > * -17,г1* * '39*2 Черноземы обыкновенные1 ' „О " "

свердмощнэе1 , . - ■, ■ . 1§»7 -'. '46,0 .

Чернозёмы-ойжновенные мЬщные и 32»5 \ Д5,"3 \33.S Че^оаёмы-шные . . - ; - / - ,12-,9 Тёмно-каштановые почвы;'' - ' / 18,3" :.. ,25,6

Каштановые почвы * -* - ^ " 15,-2 *• £¿0 - 19,"9 , дес&1тйр0йк»?ные. почвы" • ■■ '1 •

Чернозёмы обыкновенные ' сверхмощные . "

Чернозёмы обыкновенные мощные

Чернозёмы южные "

Тёмпо-к штаяовые почвы ,

Каштановые почвы ,

Светло-каштановые почвы

23,1 - ' ' 14,6 < 35,9

23,8 . 15,9'.' t S6v 2

•22,9 12,3 " ' . .35,2

К* 9 9,4 ' 23,4

ie,s ' ' 8,9 .22,6

17,1 0,9- ; : 21,6

' 15 •

Изменяется но группзм лочз ик среднегодовое разложение свежего - о рр&нйчесоого' вещества, составляя 55,3 ц/га на чернозёмах .выщелоченных и -27,5 ц/га.сухдго эещеетйа На светло-каштановых почвах. , - ■

■ / _ Трансфбрл-кшид - органического Еёшесува пахотных почв. Использование4 математике сксЭ., модели динамики туМуса позволило описать состояние органического вещества в пахотном слое ос-ноаных.подтипов почв Предгсашсазья внутрй исследуемого временного интервала /Г371-19й8 ГГ; /. Это дало возможность рассчитать- баланс гумуса полнопродшгь^ых почв /табл. 5/. За . - ■ , ' ' Таблица 5

Динашка баланса гум/са /и/га/' в пахотном-слое почв

Группа почв

Чернозёмы- вш!елоченные ."

Чернозёма обтаю венные,' сверхмощные-

Черкозё^ы обыкновенные мощные Чернозёмы1. Ю7ЛШ Чернозёмы слитые соловдеватие Солонцы чернозёмные Зкмно-г.ашушоше почвы : Кашт-ановие почвы *

Сзетло-каатановые почвы-

Среднее за гады

1971- :197В- ;19Э6-

1975 ¡1980. :1985 :1583

-1,1 ~0,5 1 2,3 2,5

-1.4 -0,4 1,1 1.2

-1,5 -0,3 .1,1 1.0

-1,8 "0,7 1,1 1.0

-2.4' -1.6- -1,0 -0,5

-2,5. -1.9 -1,1 -0,9

-1,7 -0Ь7 0,9 0,9

-3,0 " -0,6 1,.0 0,8

-1,0 0,5 2,1 2,1

1971-1288 гг. он оказался поло^лтельнгм на черноземах зыце-лоченгщк и. светло-каштановых-почвах. Рост запасов г^иуса з Пахотной ¿нов здесь составил около Г и/г? в год. На остальных .гранах зональных почв он близок к.нулевому. Чернозёмы слитые,солоьщева^уе'и садожщ чернозёмные -характеризуются

. ■'■■ ■ 16 отрицательны* балансом г*уцуса с де^мяятом соответственно в 1,5 и 1,7 ц/га в год. В 1971-1975 гг. на всех грушах почв преобладала минерализация гумуса, - причём,. & наибольшей степени на чернозёмах слитых солонцеватых а солонцах чернозёмных. Дефицит гумуса этих почв,соответственно оостави^ 2,4 и 2,5 ц/га .в год.- Это снЭьясняется небольшой дозами внесенного навоза, так как в лооледуввдае периода более высокие его доек ушныпижи дефицит .гумуса.) Наибольший положительный баланс гумуса приходится на чэрноэ$мы ввделоченныв, в 1986-1988 гг. и равен 2,5 ц/га в тсд. На, иатразональвых почвах минерализация всегда преобладава над гумификацией.

В целом на полнопрофильных почвах баланс гумуса за исследуемый период положительна и составляет 5 кг/га в год.

Результаты исследований позволяют прогнозировать динамику запасов гумуса начподтипах почв Лреддашазья, Для этого необходимо задать его начальные запасы и интенсивность поступления свежего' органического вещества в пахотный слой почв. Например, для чернозёмов обыкновенных сверхмощкых аналитическое выражение для определения запасов гумуса в пахотном слое в произвольный момент времени имеет вид

, Расчёт запасов гумуса на ближайшие десять лет при существующей интенсивности поступления в почву свел9го органического вещества показал, что на чернозёмах слитых солонцеватых и солонцах чернозёмных прогноз пруется убыль запасов гумуса в пахотном слое соответственно на 1,0 и 1,1 т/га. Следует от;!ет1-:ть, что полученные результаты справедливы дчя групп почв в целом. По ад?,:пнистра*явннм ра^олагл, колхозам и

совхозам потаено» моосет сложиться по-ряайшу.

Проверка, установленных закономерностей дд»™" запасов гумуоа..ча, территории колхоза "Путь к хошогш&Ф*' 1>эорг«ево~ кого райов&аоказада, что за 19 лет. сельскохозяйственного испйяьзоцайия почв содержание гумуса снизилось на 0,16 %, а расчтег по: математической модели дал величину 0^14

0& сммгих и дефкированных почвах потере- гумуса состоят и^" п^тер!^ от, биологической. минерализации возделываемых культур р от--механического разрушения почв под вовДейстанем водяной и'ветровой эрозии. Дяффереицировать их чрезвычайно гло*-но^ 'однако в некоторой, приближении это можйт;<?ыть -выполнено 'о: поиющью. математической модели динамики рапасвв.'гумуса, параметры которой идентифицированы ^а соответствующих поето-прсн)фаьных почвах.; . - - ' ^ - г V ' Ч • 1

% _ Потери гуцуса и почвы о» водной и ветровой эрозии неодинаковы /табл. 6/. Наибольшие средкегодйэа& йоте!» гумуса за счёт водной эрозии отмечены .на чернозёмах- вацелоченнык и .составил» 5,5 ц/га, а почвы,- -на- подтипе ■ФёшЬ-каштановых иоЧр^ 15,6 т/га. Сроди двфяиро&анньа потЦ значительные потери 1т»фса'получены на большинстве рассматриваемых .подтипов ' подВ( и-составляют около 4 ц/Гак а почан - ва/п^дтида светло-

.-кайтанозьрс почв - 30,6 т/гав*,срэднв1г?а тод^,"Йаибольшиа . V -V ' . ■■ .

среднегодовые потери гумуса,-за счет 9Г9 мцэраяизащш сель-

| ' * ' *. ' - ч * д " ' '

- сйохрзяйственнши культурами полученм>на'.чеЕнозёмах обгано-

-- - , - - - ' *

ванных сверхмощных смнтык и составил^ 1;0 ц/га.^-. ,

4 » 1 * *' *

' Аналогична* образом.получена-*оценка'по*ерЬ',гумуеа и почвы по административным районам. Тёк,'.на 'че^о^ёмок обда-новенных мощных-смытых цотери' гумуеа' 'от эрозий- по; админист-ративныы районам, составляют в среднем -210-4,6 ц/га, а поч-

^. - 1 1 - Таййица 6

Среднегодовые потери гумуса /Ц/га/ -почвы /т/га/ 'от эрозии и Дефляции в isés^lítós гг.. -

От эрозии От -дефляции гумуса : почвы*:тумуса : почвы

5,5 . , 9,4 - слабо-выражена

3,5 . 7,0 3,0 ■ 6,7

- 3,3 ' 10,1 ' 4,1 13,0

3,3 12,0 3,6 13,7

3,1 13,6 ' 3,4 15,3

2,1 12,1 . 3,8 22,7

слабо выраженье 3,9 30,6

вы - 5,2-14,9 т/га а год. На таких же дефяироваших почвах среднегодовые потери гумуса и почвы соответственно на 0,6 ц/ra и 2,9 т/га больше, чем на смытых.

Анализ гумусового состояния почв Предкавказья за период с 197I по 1980 год ггаказат, что с учётом эродированных и дефтарованных почв баланс гумуса в пахотном слое отрицательны;! и составляет в среднем 77 кг/га в год.

спроизводство органического вещества пахотных почв. На зсех вариантах стационарного полевого опыта содержание обаего гуа-уса в пахотном мое за период с IC87 по 1990 гг. возросло /табл. 7/. Наибольший прирост получен на варианте с нулевой обработкой. 3 этом случае из-за снижения механических возле ~CT3!Ll ка почзу значительно уменьшается интенсивность процессов ганерагазаш: гумуса. Его высока? прирост объясняется состоянием плодородея опытного участка.' Постоянное отчу^е.чгз с урожаем й:то:лассы культур, ветрозг.ч эрозия

Группа почв , i -

* . j

Чернозёмы выцелоченные ■■

Чернозёмы об (юно вена ь» сверхмощные

Чернозёмы обыкновенные мощные

Чернозёмы шные Тёмно-каштановые почвы Каштановые почвы Светло-каштановые почвы

Таблица 7

Содержание общего гумуса /$/ при.различных обработках . почвы /слой 0-20 см/

Год ¡Изменение: НСР05

Обработка : 1987 : 1990 ■

Отвальная '3,98 - 4,31 , 0,23 0,09

Пло «соре зная 4,07 ' 4,23 '' 0,16 0,08

ГАашмальнаа 4,08'. . 4,35 - - . 0.27 0,12

Пулевая 2,94 4,38 0,44 0,17

зызааш истощение этих почв. Полное, оставление на делянках растительных остатков на высоком фоне минеральных удобрений приводит в первые годы к их интенсивной гумификации. Это хорошо согласуется со схемой стадийного окультуривания почв /Зальков В.Ф., 1977/. • .

На нулевой обработке в слое 0-20 см содержание активного гумуса составило 14,5-£ от общего, а на остальных обработках - 11,8-12,4 Объёмная масса приповерхностного слоя почвы на нулевой обработке с течением Времени выравнивается. Так, в слое 0-10 см в 1987 году она составляла 0,97, а н 1990-году - 1,16 г/см3. В слое 20-50 см эти же показатели составляют 1,17 и 1,23 г/см3. Наибольшие различия в структурно-агрегатном составе почв /сухой расоев/ наблюдаются между нулевой и отвальной обработками. Например, процент частиц более -5 мм в любом слое нулевой обработки больше, чем по отвальной обработке. В отношении же частиц менее 5 од отмечается противоположная зависимость. Нулевая обработка лучше отвальной и по содержанию ветроустойчивых частиц более I ш. В слое'0-10 см на нулевой обработке их содержится 95 %, а на

отамьво*'— 86 <., Аваяоїжтаї* закономерное™ наблюдаются в щж шя&от рлвбіяті Тавяжчмт обработка почвы суче'с^вевво ., вхшаї E-» шх вододронжцаемость. По количеству itpbocmsMt-.ся »a dBfmt я«с'*воды «шнамальвая обработка драхтячеокж не ' ■ отанчавтея от отрадной. йдоскорезїмЯ луч» их в-1,?,. а яу-леввя-~во*т> в дварееа. -

. Ощжа гффоового'состояния почв Предкавказья за период с I9ÔI ио 1988 год доказывает, что при тятествутеяхйозах ■ваомщвлавоба бввяюфрйтщй баланс гумуса можно сформировать, оставляя sa полях измельчённую солому озимой паеншш: на адроов*квг,Ьі»тів ссао-ндавагг(а - трети» часть, а на солонцах чцргабшяЕ-- всю. Ва смытых ■ двфгаровавдыг цо*веІ . дажа мялкмЕ пішамюю соломы ояжйов пшеницы не ■ввздв^пршво--'XKt к ""^ff^'^fTir баладсу гумуса. 3 втом случае, цэлрв-' мер, жа чёреоебшг адаелоченных с*шт«е коюенсжру0тся ять - • ^ чершюФтх обыкновенных ; "■

; ВЫВОДИ " . . . ■

I. £ пахотша появах по.сраввенжи с целинными установ^-леао уменьшение- об^амвої -йаоон ни 6-Ю, возрастание удельной пасси ва І-ф,{іюр«Ь*оетв™\на 8-12 % ж соде?ж&ция. почвенных агрегатов меаее 0,-25 'ш в 1,6-2 раза.- за время использования почв в земжедвжжн оаМ потеряли четвёртую пятую часті, своих запасов гукуса. На червоэёиах обжво вентле смыт их ж; дефяиро-°пилит 8Тж потере достигают еяё бояьавх величье, составляя 30-60 в более процентов...

' 2. Количество растительных остатков, поступающих в пахотная ежой почв Предкавказья, зависит от величина урожаев и

различается до почвенно-климатиче ским гонам, составляя 13,3-34,1 ц/га сухого вещества. На смытых и дейжкрованных почвах их поступает на 7-2& % меньше., •

3; Величина ел егоднораэ латающегося- свежего органического вещества в пахотном слое'составляет от 55,3 на чернозёмах выщелоченных до 27,5 ц/га на светло-каштановых почвах. На смытых почвах эти показатели равны 43,9-24,1, а на дефяи-рованкык - 39,4-25,7 ц/га сухого вещества соответственно.

4. Наибольший среднегодовой вынос фитомассы отмечается на чернозёмах вдаелоченных.и равен 59,0 ц/га, а наименьший -- на светло-каштановых почвах - 23,4 ц/га сухого вещества._ Па-смытых и дефшрованнык чернозёмах он составляет 64-81 %, а на каштановых почвах 67-56 % от выноса на соответствующих полнопрофильных почвах.

5. Интенсивность трансформации органического вещества почв возрастает зри последовательном перемещении от чернозёмных почв.к каштановым.* Это выражается в росте обобщённых коэффициентов.минерализации гуцуса и гумификации свежего органического вещества в пахотном слое почв. Ноаффициенты минерализации гучуса заключены в пределах от 0,0048 /солонцы чернозёмные/ до 0,0133 /светло-каштановш почвы/, а коэффициенты гумификации свежего органического вевества от 0,152 /черигаём1*-вщвлоченныв/ яр 0,289 /сввтло-жаотановыв гочвц/.

:6. Баланс органического" рецества пахотного слоя полэо-

ПрОфПКВЫЕ ПОЧВ 1 ЛаашадрциниЛ; Гфда. МОМО*

гумуса установлена дагона чврвоэёмшх.йшегй* сожОяцвввгых ■ солонцах черяовёшыг * фосташка 18 лет 2,2-2>4 4-отвоба-. тельных. '..

7. Основные потер« гуцуса строшсхода» пак ШвяяЛвятш

, 22

водной и ветровой эрозии:, Наибольшие среднегодовые потери на счёт водной' а^оэии "установлен^ на* чернозёмах выщелоченных /5,5/, а-за счёт дефляции" -чна чернозёмах ^шновенмьк;мощные /4,lVr9/. '"'J * " ¡ ' .* • ' * - ' »

S, Применение _ почвозащит hm¡£ ' обработок "спосо бет вуег г стабилизации и росту запасов органического .вещества -а почве. За три года наибольший .прирост содержания-, ¿у»<у с а в' слое 0-20 см пате со го опыта устанвайен на нулевой- обработке /0,44 ?,/, а наименьший'- на лло'скореэной. обработке /0.1-16 %/.* На-нулевой обработке,получёк6_и наибольшее-содержание Активного' цунуса -- 14,5 $ от общего,, в .то'■•время жак на'.остальных обдйбо^ках его величина состанвла, 11,8-12,4'1, v .

Объёмная Máccá.слоя-почвы 0-20'нулевой'обработки, в отличие от-, ост^яьиых^ ¿лизка к -оптимальной, В приповерхностном слое'-почвозащитных' обработок, по сравнению р отвальной

содержание агрономиЧески ценных arperatob "вше, d эрозион-

■> , ■■ , ■ ' . •

но-опаенше частиц ~ меньше, 'По количертйу про сочившейся в почву воды-а,а'Первый' час raoскорезная обработка Згучш,отвальной и шнймалвйой внулевая -поч*и,а два раза.

S. ^я-формирования положительного баланса гумуса необходимо дри1 уборке _урожаев на чернозема^ слитых солонцеватых оставлять11 Третью^ часть соломы озимой лшенщы,<'а ра "соломах чернозёмных, смытых' и деудареващшх-Вочвая. -¿вою;

-•ПРВДОЩШ'йдаадств/ 1 : ' V

- . ' - т ; . . " s Г 1 . ' •

I;- При раечё^'Ъ проектные организациях баланса, гумуса • в пахотном слое почв-.,Дредаавказья ~ и прогноза, éro тзайасов ис~ пользойать - предлагаемые коэффициенты^ трансформации -органического вещейвхва иг анаяттгчеЛкгге внра.-ке Яия' динамик и; запасов

гумуса. '.•>■*, • ..

, 2. Для сохранения,запасов гунуса в районах, подверяен-ншс водной и'ветровой эрозии, применять почвозащитные обработки /плоекорезяую^' минимальную и нулевую/* " . . '

■ 5. Для формирования положительного-баланса гумуса и роста его запасов в почве необходимо при существующих'нормах внесения органических удобрений оставлять на псЛях при уборке урожаев измельчённую бол ому озимой-пшеницы: на чернозёмах слитых солонцеватых —третью часть, 'на солонцах чернозёмных, смытых и дефдированных почвах,-~вс». ; "

По материалам диссертации опуйликояаны следующие работы:

Т.* Органическое вещество .почв'Предкавказья и пути его стабилизации // Проблема гумуса в -земледелии я использование органических удобрений. Тезисы-докладов и рекомевдации. По материалам Всесоюзной конференции.'-Еяадшмир, 1987.-С.20-21 /в соавторстве/. - /

2. Шделировани&динамики-гутфса при. различных обработках почвы // Плодородие почв Ставрополья.и -приёмы его повы-шния.-Ст8лрополь;СШИСХ,1987129-134. ■ ,

3. Влияние антропогенных факторов на интенсивность минерализации гумуса.// Плодородие почв Ставрополья и приемы его повшения.-Ставрополь:СНШеХ;1988''.'-С'.44-60 /в'соавторстве/. . -' - • „ ' ■ ' .

4. Рекомендации со расчёту баланса гумуса и потребности в органических удобрениях.-Ставрополь:Й8Д'-вЬ',"Ставроп. правда4,1988.-25 с', /в соавторстве/., ' ■ ■ , - , "

5. Прогнозирование-.гумусового режима, при различных обработках почвы // Механизмы интеграции биологических систем.

Проблема адаптации. Тезисы докладов■научно-практической конференции молодых учёнух. -Ставрополь: ССШ, 1369. -С. 265-366.

- 6. Биомасса и-^рактер ей использования как первооснова этапного состояния содержания .гумуса и химических элементов ; почв //' Проблема научного, обеспечения агрбпромшленйого комплекса Ставропольского края. Материалы б-Й научной конферен-ши Ставропольского НИИСХ.-Ставрополь', 1990.-С. 19$-202 /в соавторстве/.' ' 1 ". '' ¡' " ' " -1

' 7. Концептуальная динамическая. модель трансформации углерода и азота при минерализации // Эффективность мелиоративных я агрохимических Приёмов'в повышении; производительности почв. -Ставрошш.: СНИИСХ, 1990.'-С. 104-113, /в. соавторстве/.

8. Средства, стабилизации почвенного Плодородия // Пути повявения плодородия почв СевернЬго Кавказд // СбТ науч. тр. / Ставропольский СХИ. -Ставрополь» 1990. -С'. 64-56 /в"соавторстве/. . \ ' , ••• •' " _ • ' ■' '

9. Оценка потенциальной продуктивности почв в-связи с 2Х сельскохоздйствещгам использованием- //. Вклад молодых учёных и специалистов в, *й$гчно-техничесвий прогресс сельскохозяйственного производства. Тезисы докладов -межвузовской на-^но-практической конференции молодых учёных'и специалистов-посвящённой. 60-летию Ставропольского СХИ.-Ставрополь, 1551,-С.79-80. . ' . ■ \ *■ ; М -

10. Изучение трансформации органического- вещества пахотных почв с использованием методов математического модедк-ро^гстя // Актуаты:ь:е вопросы экологии п охраны природы

С?и^гопольского края и сопредельных1 Материалы

; "чс ---с--; т ;г-; е ско;: ;; л; ;'>арэк15Ш. -СгйБройеЙь, 1991. -С, 104.

II. Органическое вещество и эрозил пахотных почб Предкавказья // Актуальные Вопросы экологии и охраны природы Ставропольского края и сопредельных территорий. Материалы научно-практической конференции-.-Ставрополь, 1991. -С. 105-106 /в соавторстве/; ,

" 12, Плодородие, почв"био- и агроцевозов,-Ставрополь,1990. 93 с.-Деп. в ШИИТ31 агропрома 08.04. 1991, А 48 ВС-91 Деп. /в соавторстве/.

Там. Кг«. ГАУ. Зак. 1«Т-10а 16.Oi.S2.