Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Экология гумусообразования почв степной зоны Урала

ВАК РФ 03.00.16, Экология

Автореферат диссертации по теме "Экология гумусообразования почв степной зоны Урала"

Р Г Б ОД

- 2 ОПТ 1995

На правах рукописи

РУСАНОВ АЛЕКСАНДР МИХАЙЛОВИЧ

ЭКОЛОГИЯ ГУМУСООБРАЗОВАНИЯ ПОЧВ СТЕПНОЙ ЗОНЫ УРАЛА

03.00.16 - экология 03.00.27 - почвоведение

Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора биологических наук

Екатеринбург, 1995.

Работа выполнена в Оренбургском отделе Института экологии растений и животных УрО РАН.

Официальные оппоненты:

Доктор биологических наук Дёмкин В.А.

Доктор биологических наук, профессор Фирсова В.П.

Доктор биологических наук, профессор Хазиев Ф.Х.

Ведущая организация - Московский государственный университет

им. М.В, Ломоносова.

Защита состоится " 14 " М&УОМ 1995г. в "¡1/ часов на заседании диссертационного совета Д/002.05.01 в Институте экологии растений и животных Уральского отделения Российской академии наук по адресу : 620219, Екатеринбург, ул. 8 марта, 202.

С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке Института экологии растений и животных УрО РАН.

Автореферат разослан $ " 1995г.

Ученый секретарь диссертационного совета, кандидат биологических наук

М.Г. Нифонтова.

- ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ *

. Актуальность темы. Гумус, является . одним из основных компонентов педосферы". С нйм связаны жизнедеятельность растений, микроорганизмов и животных, экологические" функции почв в . биосфе'ре, с.охрайёние их плодородия», устойчивость 'биогеоценоза в целом. *ВДе перечисленное обусловливает центральное положение проблемы гумуса и гумусообразования в ряду проблем науки о почве.

Процесс образования гумуса, из органических остатков по своей сущности является процессом экологическим. ... Эколощя гумусообразования - это раздел биологии, изучающий взаимоотношение органического вещества почв с факторами внешней ( климат, животные и растительность, рельеф, породы, время) и внутренней почвенной ( почвенная биота, ферментативная активность, химические и физические свойства ) среды, результатом которого является формирование определенного типа гумуса, гумусного состояния почв, его модификация, трансформация и минерализация. В черноземах процессы 1умусообразования и гумусонакопления достигают максимальной интенсивности и совершенства. Однако, в связи с интенсивным сельскохозяйственным использованием, в этих почвах произошло заметное ухудшение качественно-количественных показателей гумуса. В ряду почв черноземной полосы России уральские черноземы отличаются наибольшим изначальным содержанием гумуса. В то же время результаты исследования динамики содержания и запасов гумуса за агрикультурный период показывают, что степные черноземы Урала претерпели самые значительные изменения. В связи с возрастающей дегумификацией назрела необходимость исследовать современное гумусное состояние степных почв уральского региона, выявить основные экологические условия формирования гумусовых веществ, разработать теоретические основы регулирования, восстановления и улучшения гумусного состояния черноземов.

Цель. Исследовать экологические условия гумусообразования степных черноземов Урала на современном этапе почвообразования и цать теоретическое обоснование методам оптимизации их гумусного состояния в агроландшафте

Задачи:

1. Изучить основные экологические условия формирования гумусовых веществ черноземных почв и особенности экологии гумусообразования в степных ландшафтах Южного Урала.

2. Исследовать закономерности формирования гумуса на целине и в агроландшафте с учетом вида использования земель ( пастбище, пашня, в т. ч. эродированная, орошаемые черноземы).

3

3. Выявить изменения условий гумусообразования. вдоль профилей склоцов,определить ■ морфологическую единицу склонового .ланд-«

. шафта ,в* предел ах которого складываются .одинаковые условия гуму-^ сообразования'й формируются почвы, однородные по . мощности гумусового горизонта и содержанию гумуЬаУчи¥ывая,^оте же-свойства используются в качмдое ¡основнызЕ^агнас^чесюа 'призшйсов ' большинства из существующий классификаций эродированньк' п»чв, усовершенствовать метод определения степени смьггости чернозёмов.

4. Получить качественно-количественную . характеристику содержания и состава гумуса степных черноземов Урала.

5. Разработать теоретическое обоснование экологическим методам оптимизации гумусного состояния почв.

6. Обосновать необходимость в системе показателей эталонных почв как важнейшего условия практического осуществления мониторинга почв них хумусного состояния.

Научная новизна;

1. Впервые получены данные о характере влияний физических, гидрофизических, тепловых и других свойств почв, проективного покрытия и структуры ахро- и фигоценозов на процессы гумусообразоваия, достав и свойства гумуса.

2. Установлено характерное для степных черноземов сокращение продолжительности периода биологической активности (ПБА) почв агроладдшафтов.

3. Доказано, что в границах склоновых микрозон ландшафтов (CMJI) формируются почвы, однородные по важнейшим показателям их гумусного состояния. Основываясь на выявленной закономерности предложен усовершенствованный метод определения степени смьггости почв.

4. Выявлены отличия сезонной динамики гумусного состояния целинных и пахотных черноземов.

5. Руководствуясь впервые выявленной законо.мерностью о сокращении продолжительности ПБА почв в агроландшафте дано научное обоснование методам улучшения качественно-количественных показателей гумуса в агроценозе, рациональному использованию эродированных почв.

6. Показано, что эталонными свойствами обладают только почвы под целинной растительностью. Разработана сеть мониторинговых участков в качестве полигонов слежения за хумусным состоянием степных почв Урала.

Защищаемые положения:

1. Изменения экологических условий гумусообразования черноземов степных arpo ландшафтов Урала связаны не только cj

4 I

■ уменьшением - количества - поступающих .в.. почву растительных остатков, но и с сокращением продолжительности и неравномерным ритмом прохождения ПБА.

2. Факторами, регулирующими продолжительность ПБА, являются изменения физических, тепловых и гидрофизических свойств черноземов, проективное покрытие и структура arpo- и фигоценозов.

3. В агроценозе сладываются условия гумусообразования, а гумус, как следствие, приобретает качественно-количественные свойства, более характерные для целинных почв, находящихся южнее в географическом раду зональности.

Практическая значимость. Основные теоретические положения работы используются при чтении курсов для студентов на кафедре почвоведения и агрохимии Оренбургской сельскохозяйственной академии. Результаты работы использованы при разработке Оренбургской областной программы "Плодородие" , они внедрены в проектных работах, выполненных Оренбургским землеустроительным проектно-из искательским предприятием, включены в комплекс научно- практических предложений по рациональному использованию земельных ресурсов Уральского региона, вошли в серию отчетов по охране почв, представленных Институтом экологии растений и животных УрО РАН в различные организации Оренбургской области.

Апробация. Материалы работы докладывались на 4-ой Всесоюзной научной конференции "Закономерности проявления эрозионных и русловных процессов в различных' природных условиях " (Москва, 1987), на VIII съезде Всесоюзного общества почвоведов (Новосибирск, 1989), на региональном семинаре-совещании по проблемам охраны окружающей среды Поволжья и Средней Азии (Оренбург, 1990), на научно-практической конференции "Вопросы экологии в интенсивных системах земледелия Поволжья" (Саратов,1990), на научно-практической конференции "Социально-экономические и географические проблемы развития производительных сил в Оренбургской области" (Оренбург,!991), на Всероссийской конференции "Русский чернозем" (Курск,1991), на конференции стран содружества "Физика почв и проблемы экологии" (Пущино,1992), на научно-практическом совещании "Экологические проблемы сельского и водного хозяйства Поволжья" (Саратов, 1992), на 2-м форуме почвоведов России (Пущино,1993), на конференции, посвященной 250-летию Оренбургской губернии и 60-летию Оренбургской области (Оренбург,!994), на научно-практической конференции, посвященной 40-летию целины (Оренбург, 1994) и др. По теме диссертации опубликовано более 60 работ.

5

Структур» н объем диссертации. Диссертационная работа дбстоит го введения, 7 глав, выводов и списка литературы, включает 225 страниц, 26 таблиц и 4 рисунка. Список литературы включает 363 наименования, в т. ч. 17- иностранных авторов.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ Глава I. ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ ПРОЦЕССОВ

ГУМУСООБРАЗОВАНИЯ Гумусообразование является важнейшей составляющей почвообразовательного процесса, его высшей, завершающей стадией. Оно тесно связано с условиями почвообразования. Все известные факторы почвообразования участвуют в создании той специфической среды, в которой формируется гумусное состояние почв. Гумусообразование рассматривается как сочетание рада противоречивых процессов. С одной стороны схема гумусообразования включает процессы распада органических остатков и трансформации промежуточных высокомолекулярных продуктов разложения в особый класс органических соединений -гумусовые кислоты. С другой стороны - это процессы минерализации и вовлечения минеральных компонентов в биологический круговорот (Тюрин, 1949; Александрова, 1970).

Любое изменение экологии гумусообразования влечет за собой появление специфических особенностей в системе показателей гумусного состояния почв - совокупности различных форм, химического состава и процессов трансформации и миграции органического вещества в генетическом профиле почв (Гришина, 1986).

Мысль В.В. Докучаева (1883) об определяющей роли климата в формировании почвенно - географических закономерностей была развита целым радом ученых (Глинка,1931; Волобуев, 1953; Герасимов, 1975 и др.) и в наиболее полном виде выражена в законе примата климата, сформулированном И.А.Соколовым .(1990). От таких климатических агентов как температура и увлажненность почв зависит вероятность и скорость многих химических, биохимических и биологических процессов, в т.ч. и биосинтез гумуса. Климат влияет на почву в двух направлениях; прямо воздействует на направление и интенсивность почвообразовательных процессов и опосредованно, через растительность, тип которой в широком смысле слова им определяется. Общим для климата черноземных территорий является годовой дефицит водного баланса ( коэффициент увлажнения по Высоцкому - Иванову -1.0 - 0,45), наличие летнего периода иссушения и отчетливо обозначенного холодного периода. Основные черты климата степей определяют особенности увлажнения

почво-грунгов, когда глубокое промачивание происходит нерегулярно, со значительными временными перерывами и преимущественно в периоды лет с повышенным количеством осадков, что препятствует интенсивному выщелачиванию почв. Такое чередование процессов увлажнения и иссушения, наличия летних пауз и морозного периода, по мнению ряда исследователей (Тюрин, Кононова, Мишустин), в значительной мере контролирует ритм жизнедеятельности биоты и биохимических процессов, определяя тем самым специфику гумусообразования. Температура вегетационного периода, количество осадков и их сезонное распределение в своей совокупности - обеспечивают благоприятные условия для произрастания степной травянистой растительности. Она является главным источником органического вещества почв. Е.М. Лавренко (1956) определяет степи как ". . . растительные сообщества, состоящие, преимущественно, из многолетних мюсротермных ксерофильных (морозо - и засухоустойчивых) травяных растений, большей частью дерновинных злаков". В пределах степной зоны принято выделять две растительные подзоны: разнотравно-злаковую степь и дерновинно-злаховую степь. Л.Е. Родин и Н.И.Базилевич (1965) выделенные растительные сообщества назьюают, соответственно, умеренно засушливыми, или настоящими степями, и засушливыми степями. Среди дерновинных злаков наиболее распространены представители рода ковыля, типчака, житняка, реже -мятлика и тонконога. Кроме дерновинных злаков в составе степных сообществ некоторое участие принимают корневищные злаки и осоки. Значительная роль принадлежит разнотравью, состоящему преимущественно го двудольных растений. В южных ареалах степей распространены коротко вегетирующие многолетники - эфемероиды -различные луковичные и клубневые растения. Как правило, выражен напочвенный покров из мхов, лишайников, водорослей. Обычен кустарниковый ярус. Проективное покрытие естественного травостоя степей колеблется от 60 до 80 %. Структура фитоценозов в основном 3-4-х ярусная. Видовые составы растительных ассоциаций в пределах подзон существенно варьируют в зависимости от экспозиции и крутизны склонов, мезо- и микрорельефа. Большое влияние на изменение растительности степных экосистем оказывает липголого-химический состав пород.

Наиболее активно растительные остатки разлагаются в первой половине и в конце вегетационного периода. Летом их разложение усиливается лишь после периода дождей (Коковина, 1965). Сходство оптимумов гидротермических условий рдя жизни зеленых растений, синтезирующих живое вещество, и для организмов, его разлагающих,

7

способствует удержанию органогенных элементов в жизненном цша (Афанасьева, 1966).

Рельеф местности является универсальным факторо перераспределения веществ и энергии. С ним тесно связаны таи важные для понимания закономерностей гумусообразоваю показатели, как содержание и запасы гумуса, мощность гумусовог горизонта.

Важным вкладом в развитие учения об экологи гумусообразования стала разработанная Д.С. Орловым (1971 кинетическая теория гумификации, согласно которой степей преобразования органических остатков в специфические гумусовь: вещества (Н) количественно выражается отношением Сгк : Сфк определяется термином "глубина гумификации". Она зависит о количества гумифицируемых растительных остатков (С£ интенсивности их трансформации, которая, вероягнс пропорциональна биохимической активности почв (I), и времен гумификации (Т): Н = Г (<}1Т). Все параметры уравнени непосредственно зависят от щдротермических условий территории от биологических и физико-химических свойств почвы, е гранулометрического, минералогического и химического состава.

Непременным условием гумификации является высока; биологическая активность почв, благоприятная экологическая обстановка, ограниченная продолжительностью период биологической активности. На протяжении этого периода создайте; необходимые условия дня нормальной вегетации растений микробиологической и ферментативной деятельности почв. Эт< величина, позволяющая перейти от качественных оценок I количественному выражению связи гумусного состояния почв < условиями гумификации. В ней сочетаются все слагаемы« приведенного выше уравнения. ПБА - это время, на протяжении которого среднесуточная температура превышает 10° С, а запасы продуктивной влаги составляют более 1-2 %. Между величиной Н и ПБА верхнего горизонта автоморфных почв, а также между глубиной гумификации, общим содержанием гумуса и углеродом гуминовых кислот существует надежная корреляционная зависимость. Кинетическая теория гумификации позволяет объяснить и прогнозировать количественные связи между условиями гумификации и гумусным состоянием почв в ряду географической зональности. В данной работе впервые с позиций основных положений этой теории исследовано влияние сельскохозяйственного использования почв на характер гумусообразования и гумус одной зоны.

Глава 2. ОБЪЕКТ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

Согласно природно-сельскохозяйственного районирования земельного фонда СССР (1984) район исследований относится к Заволжской и Казахстанской провинциям степной зоны. Это древнейший участок земной поверхности исключительно сложен и разнообразен в геологическом отношении. Западная часть региона характеризуется господством пермских отложений, южнее появляются отложения триаса, юры, неогена. Из почвообразующйх пород на западе больше всего рыхлых отложений тяжелого гранулометрического состава. На востоке, а Зауралье, геологическое строение иное. Здесь распространены граниты, кварциты, сланцы, эффузивные отложения, известняки и песчаники. На них сформировались разнообразные рыхлые почвообразующие породы: пестроцветные древние коры выветривания, молодой щебнистый элювио-делювий, карбонатные покровные суглинки.

Свойства почвообразующйх пород определяют особенности гранулометрического состава, отражаются в специфике водно-физических свойств почв.

Рельеф Предуралья, значительная часть которого занята Общим Сыртом, носит увалистый характер. Отличительной чертой местности является ассиметрия междуречий. Склоны северной и северо-западной экспозиции пологие и длинные, южной и юго-восточной - крутые и короткие. Зауралье представляет собой возвышенную равнину, пересекаемую волнистыми грядами. Сеть балок и мелких речек рассекает их на отдельные возвышенности. Особенности строения рельефа степной зоны Урала вызвали интенсивное развитие эрозионных процессов. Климат района исследования сухой, континентальный. Его так называемый "континентальный синдром" обусловлен относительно длинным и суровым зимним периодом, за счет которого сокращаются все сезоны теплого периода.

В степной зоне Урала выпадает 280-350 мм осадков в год. Годовое испарение ( по Вильду ) в среднем в два раза превышает количество осадков, распределение которых в течение года неравномерно. В теплый период их выпадает лишь в два раза больше, чем в холодный. Это самый низкий показатель для всей степной зоны России. Средняя мощность снежного покрова западной части региона составляет 40-45 см. В Зауралье высота снежного покрова не превышает 25-35 см. При короткой и дружной весне с быстрым нарастанием положительных температур влага, заключенная в снежном покрове, а также осадки весеннего сезона, расходуются непродуктивно, стекают по неоттаявшей поверхности почв, что создает дополнительные предпосылки для общей засушливости территории. Поэтому для

9

степной зоны Урала характерно исключение значительной части зимних и весенних осадков (50-80%) из общего количества поступающей в почву влаги и ограничение влагозарядки почв преимущественно осенними осадками. Весеннее увеличение влажности степных черноземов Урала прослеживается до глубины 70-120 см, но только в верхних 45-55 ш влажность достигает величины НВ, определяя зону активного влагооборота, которая значительно ниже, чем в степных почвах других регионов. В течение почти всего летного сезона влажность в профиле черноземов не превышает значений НВ. Это, в свою очередь, способствует значительному нагреванию верхних слоев почв. Глубина проникновения наиболее высоких температур (20-25° Q составляет на целине для черноземов обыкновенных - 40 см, черноземов южных-50 см, что соответствует более сухим, с жарким весной и летом, погодным условиям сухостепной зоны.

Видовой состав растительности Общесыртовской возвышенности настолько отличен от простирающихся к западу степей, что Е.М. Лавренко выделил его в самостоятельную Западно-Казахстанскую провинцию. Здесь исчез распространенный на западе ковыль украинский и доминирует ковыль Залесского в подаоне настоящих степей и ковыль Лессинга в подзоне засушливых степей. Среди разнотравья много Сибирских и Казахстанских видов, а эфемеры и эфемероиды малочисленны. В целом степная растительность Южного Урала отличается своей ксерофитностью. Разнотравно-злаковые и • дерновинно-злаковые степи характеризуются менее высоким, относительно соседних степных территорий, травостоем и наличием летнего периода полупокоя многих господствующих видов.

По данным А.А. Ерохиной (1959) содержание подземной биомассы в слое 0-20 см в подаоне настоящих степей Урала составляет 222,2 ц/ra, в подаоне засушливых степей - 129,0 ц/га, в то время как биомасса надземной части составила 21,3 и 20,1 ц/га соответственно. В результате аналогичных исследований, проведенных автором (Русанов, 1993), биомасса подземной части растений в подаоне разнотравно-злаковой степи оказалась равной 311,1 ц/га, надземной -52,1 ц/га, в подзоне дерновинно-злаковой степи запасы биомассы составили соответственно 253,3 ц/га и 41,4 ц/га. В связи с особенностями климата растительная биомасса относительно быстро разлагается до конечных простых продуктов, что не является характерным для других регионов черноземной полосы России.

Степные почвы Урала расположены в границах Оренбургской, Челябинской областей и республики Башкортостан, занимают площадь около 8,5 млн га и представлены двумя подтипами

черноземов: обыкновенными и южными. По своим морфо-генегическим признакам они существенным образом отличаются от своих аналогов смежных областей на западе и востоке. Причины заключаются в особенностях климатического режима, устройстве поверхности, характере почвообразующих пород. Кроме высокого содержания гумуса и небольшой мощности гумусового горизонта, другой важной характеристикой почвенного покрова региона является его неоднородность, многообразие видов и разновидностей в пределах одной биоклиматической зоны. Большое распространение получили карбонатные и глубоковскипающие роды черноземов. В Зауралье большие площади занимают солонцеватые и остаточно-солонцеватые почвы. Мощность горизонтов А + АВ при движении с запада на восток снижается с 45-50 см до 33-38 см в подзоне обыкновенных черноземов и с 40-47 см до 30-35 см в подеоне черноземов южных при значительных колебаниях в зависимости от ландшафтных условий.

Расчиганная по методу Д.С. Орлова и О.Н. Бирюковой (1984) средняя продолжительность ПБА в подзоне обыкновенных черноземов уральского региона составила 147 дней, в подзоне южных черноземов - 142 дня.

Объектом работ для изучения экологии гумусообразования и гумусного состояния черноземов под целиной и естественными пастбищами явились изначально однородные почвы урочища "Монастырский лес", расположенного на юге Общесыртовской возвышенности.

В Приуралье, в пределах единого ареала чернозема обыкновенного тяжелосуглинистого, исследовано влияние сельскохозяйственного использования почв на экологические условия гумусообразования и, как следствие, на их гумусное состояние. В качестве контроля приняты почвы пастбищного участка с хорошо сохранившейся естественной растительностью, расположенного в одинаковых с пашней ландшафтных условиях. Аналогичные исследования выполнены в подюне южных черноземов. В Зауралье, с использованием метода сравнения однородных почв агроценоза с почвами под целинной растительностью и степных черноземов с почязми соп-ч-длчькмх паггипог (т.е. г ряду черноземы типичные -темно-к;шгтгчк>рыг почвы ) изучены особенности условий ; ,,. > сообричокания сзеппых пахотных почи. Разделен и* тс, , . . ■ склонов на обособленные генетически однородные участки ( С МЛ ) осуществлялось методом наложения друг на друга частных видов районирования (геоморфологического, геоботанического, почвенного и др.). Объектом изучения влияния эрозии на степные почвы

11

послужили черноземы Предуралья. Исследования влияния орошения на условия гумусообразования и гумус проводились на Боровской оросительной системе ( ОС ) и Самородовской ОС. Формирование сети мониторинговых участков осуществлялось методом маршрутных исследований.

Отбор образцов почв на анализ проводился в начале и в конце вегетационного периода. Отбор растительной биомассы и определение физических и гидрофизических свойств почв проводились в конце вегетационного периода, в августе месяце. В образцах почв определялись гумус методом Тюрина в модификации Орлова и Гриндель и качественный состав гумуса по Пономаревой и Плотниковой. . Водно-физические и тепловые свойства почв исследовались общепринятыми методами ( Вадюнина, Корчагина, 1986 ). Ферментативные свойства почв определялись методом Л.А.Карягиной и Н.А.Михайловой (1986). Для определения интенсивности пасквальных нагрузок и степени пастбищной дигрессии фигоценозов применялись методы геоботанической индикации ( Раменский, 1938; Горчаковский, 1969; Горчаковский, Рябинина, 1984).

Глава 3. ЭКОЛОГИЯ ГУМУСООБРАЗОВАНИЯ И ГУМУСНОЕ СОСТОЯНИЕ ЧЕРНОЗЁМОВ ПОД ЦЕЛИНОЙ И ЕСТЕСТВЕННЫМИ ПАСТБИЩАМИ

Исследованы условия гумусообразования, состав и свойства гумуса черноземов южных маломощных тяжелосуглинистых под хорошо сохранившейся типчаково-ковьшьной растительностью, условно отнесенной к целинной; под слабосбитым полынково-ковыльно-типчаковым травостоем с незначительными признаками перевыпаса. Почвы среднесбигых пастбищ, в естественном растительном покрове которых произошла замена 20-25% зональной злаковой растительности на разнотравье, были представлены участками под полынково-типчаковой растительностью. Образование больших по площади ареалов полыни австрийской явилось индикатором сильного сбоя. При описании динамики гумусного состояния почв (табл.1) использовались показатели, предложенные'Л,А. Гришиной (1986).

Полученные данные в своей совокупности свидетельствуют, что с возрастанием пастбищного воздействия происходят значительные изменения большинства показателей количественного и качественного состава гумуса, в т.ч. снижаются его запасы, сужается

)Тношение Сгк : Сфк, уменьшается количество подвижных гуминовых сислот и др.

Таблица 1

Изменение гумусного состояния южных черноземов естественных пастбищ в зависимости от интенсивности использования

Показатели Растительность, степень сбитоста

типча-ково-ковыльная, целина полын-ково-ко-выльно-типчако-вая,слабосбитая полын- ково- типчако -вая, средне- сбитая полын-ковая, сильносбитая

Мощность подстилки, см 3 2-3 2 1

Содержание гумуса в верхнем горизонте (0-20см),% 4,7 4,6 4,4 4,1

Запасы гумуса в слое 2<?СМ 100см, тЛга. 108.1 108.6 110.0 106.6

203,3 196,0 176,8 166,7

Степень гумификации органического вещества, % 42,2 41,6 38,0 37,0

Тип гумуса 2,44 2,40 2,13 1,94

Содержание "свободныхягуминовых кислот,'/о ' 20,1 19,2 18,4 10,5

Содержание гуминовых кислот, связанных с кальцием, % 70,8 70,6 71,2 72,7

Содержание прочно связанных гуминовых кислот,% 9,0 10,2 10,4 16,8

Содержание негидролгоуемого [остатка, % 40,5 41,3 44,2 44,0

["Дыхание" почв (С02кг/га х час) 12,5 11,0 7,3 6,0

В соответствии с изменением видового состава степной растительности под влиянием пастбищных нагрузок снижается общее проективное покрытие травостоев, средняя высота основной массы слагающих их растений, ярусность травостоя . Определение наземной растительной биомассы показало, что с ростом пастбищных нагрузок биопродуктивность степных пастбищ уменьшается, а различия между среднесбитой полынково-типчаковой и сильносбитой растительностью определяются преимущественно соотношением злаков и разнотравья, а не общими запасами фитомассы. Объем

подземной фитомассы также снижается, что связано с изменением видового состава фигоценозов, его обилия и с анатомическим строением корневых систем растений, получивших распространение в новых экологических условиях: мочковатая у злаков заменяется стержневой большинства видов степного разнотравья.

Принято считать, что ухудшение гумусного состояния почв аг-роценозов связано, прежде всего, с ежегодным отчуждением с урожаем целого рада питательных элементов. Сопоставляя изменение гумусного состояния почв пастбищ с динамикой структуры и биомассы степных фигоценозов (табл.2) становится очевидным, что такой аргумент нельзя признать исчерпывающим.

Таблица 2

Оснатые свойспиа пастбищных фитоценозе* степной зоны

Растительная ассоциация

Показатели тштча ково-ковыль-ная полын- ково- ковыль- но-тип- чако- вая полынко- во-типча ковая полынко-вая

Общее проективное покрытие, % 60-70 55-65 45-50 35-40

Средняя высота травостоя,см 32 30 25 18

Число ярусов 5 4 2 1

Растительная биомасса, ц/га Надземная 41,4 25,8 17,9 18,5

Подземная 253,3 223,1 130,7 123,4

Всего: 294,7 248,9 148,6 141,9

По всем наиболее важным параметрам гумуса целинные почвы I почвы слабосбитых пастбищ весьма мало отличаются между собой несмотря на существующие различия по биопродуктивносп произрастающих на них растительных сообществ, а, следовательно, 1 по поступлению в почву растительных остатков, основное энергетического вещества гумусообразования. В то же врем: значительная разница показателей гумусного состояния почв средне и сильносбитых пастбищ сочетается с практически одинаково) массой производимой биопродукции.Поэтому, для понимания причи трансформации состава гумуса, возникла необходимость в юучени некоторых других свойств почв, в первую очередь водно-физическю тепловых (табл.3), ферментативных.

Таблица 3

Изменение физических свойств южных черноземов естественных пастбищ в зависимости от интенсивности использования

Показатели свойств почв Слой, см Степень сбнтосги пастбшц

целина слабая средняя сильная

Плотность почвы, г/см5 0-10 10-20 20-30 30-40 1,12 1,18 1,20 1,26 1,15 1,22 1,28 1,30 1,23 1,27 1,26 1,30 1,29 1,31 1,34 1,36

Общая порозность, % 0-10 10-20 20-30 30-40 56,8 54,0 54.0 52.1 55,6 52,3 51,0 49,3 52,5 50,4 51,7 51,0 50.2 48,8 48,7 48.3

Установившаяся скорость фильтрации, им/час с поверх ности 211,2 115,2 97,5 66,8

Средня* температура за период биологической активности,°С с поверх ности на глубине 20 см 21.7 16,9 22,6 17,2 23,9 19,1 25,6 20,3

Степень нагрев а ем ости с поверхности 0,91 0,93 0,99 1,09

Средняя влажность почв за период биологической [активности, % от веса 0-20 16,2 16,0 14,9 13,6

Сила, с которой копыта крупного рогатого скота воздействуют на почву, равна 2-5 кг/см2 , у коз и овец она в несколько раз больше. В соответствии с напряженностью пастбищных нагрузок, плотность верхних горизонтов почв, используя уровни оценки признака H.A. Качинского, меняется от типичной для черноземного типа почв на целине до сильного уплотнения на участках, занятых полынковой растительностью, а общая порозность - с удовлетворительного состояния до качественно неудовлетворительного. В прямой пропорциональной зависимости от общей порозности почв находится их водопроницаемость. Плотность и водопроницаемость черноземов

вместе с покрывающей их растительностью и другими природными факторами определяют тепловой режим почв. От общего проективного покрытия травостоя, его ярусности и состояния подстилки зависит количество лучистой энергии, которая достигает поверхности почв и превращается в тепловую энергию. Степень нагреваемости - отношение между' суммой температур выше 10° С почвы и воздуха - в известной мере определяет направление теплообмена, термовлагопроводность и термодиффузшо влаги. Это отношение в почвах целины и слабосбигых пастбищ меньше единицы, на участках среднего сбоя практически равно единице и превышает ее в почвах под сильносбигым травостоем.

Влажность почв в слое 0-20 см меняется в широких пределах в сторону уменьшения в соответствии с интенсивностью пастбищного использования почв. Если содержание влаги целинных почв и почв под слабосбитыми пастбищами, как правило, соответствует 70-60% наименьшей влагоемкости и редко опускается ниже влажности завядания, то на участках средне- и сильносбитых пастбищ влажность в периоды летних суховеев по 3-6 раз за вегетационный период на несколько дней опускалась значительно ниже этого уровня.

В этой связи следует подчеркнуть, что степные злаки за счет транспирации расходуют значительно меньше воды, чем разнотравье, в том числе и полыни.

Исследована ферментативная активность почв. В качестве ее показателей определялась . активность полифенолоксидааы и пероксидазы, играющих важную роль в гумусообразовании. Установлено ,что в ряду почв под целиной - сильносбигым пастбищем активность пероксидазы снижалось с 0,210 мг до 0,146 мг/г почвы, а активность полифенолоксвдазы с 0,260 мг до 0.09 мг/г почвы.

Проанализированы качественно-количественные свойства гумуса (табл.4.)

От целинных почв к сильносбигым последовательно снижается содержание гумуса и сумма гуминовых кислот, возрастает содержание негвдролгауемого остатка.

Выявлена зависимость между интенсивностью пастбищного использования почв и отношением содержания углерода гуминовых кислот к углероду фульвокислот.

Таблица 4

Состав и свойства гумуса южных черноземов степных пастбищ (приведены значения М +/- т ( V), п-5)

Интенсивность паст битных нагрузок на почвы Содержание С общ,, % % от С общ. Сгк-.Сфк

Сгк Сгк, связанных с Са Негидроли- зуемый остаток

Целина 2,77+/-0,05 (4,2) 41,5+/-0,81 (4,3) 29,1+/-0,54 (4,1) 41,4+/-0,54 (2,9) 2,45+/-0,10 (8,9)

Слабая 2,76+/-0,07 (5,6) 41,8+/-0,96 (5,1) 28,б+/-0,65 (5,1) 40,4+/-0,88 (4,9) 2,33+/-0,07 (7,0)

Средняя 2,61+/-0,07 (5,9) 38,7+/-1,07 (6,2) 27,3+/-] ,02 (8,3) 43,2+/-1.02 (5,3) 2.14+/-0.07 (7,8)

Сильная 2,39+/-0,О7 (6,5) 35,8+/-1,27 (7,6) 24,9+/-1,40 (12,3) 45,7+/-1,25 (6,1) 1,93+/-0,07 (8,2)

Состав и свойства гумуса различных почв ( Орлов, Бирюкова, 1984)

Южные черноземы 2,7 39,0 27,7 41,1 2,20

Каштанов ые почвы 1,5 32,2 25,7 43,6 1,63

Изменения основных свойств черноземов сбитых пастбищ

повлияли на продолжительность ПБА. Фактически за годы наблюдений средняя продолжительность ПБА южных, черноземов целины и слабосбитых пастбищ составила 138 и 131 день соответственно, среднесбитых пастбищ - 93 дня, сильносбитых - 84 дня. На всех участках ПБА носил прерывистый характер. На целинных участках в подеоне темно-каштановых почв биологическая деятельность почв продолжалась 110 дней ( расчетное значение - 115). Таким образом, по длительности ПБА почвы средне- и сильносбитых участков оказались ближе к темно-каштановым почвам, что нашло отражение в гумусном состоянии черноземов. Ход изменений гумусного состояния почв (Кононова, 1963; Орлов, Бирюкова, 1979 ), величины годичной биопродукции ( Базилевич, 1984 ) и продолжительности ПБА (Орлов, Бирюкова, 1984) в ряду черноземы южные - каштановые почвы совпадает с направлением трансформации гумусного состояния, ставшего следствием пастбищной дигрессии степных фитоценозов и сокращения

продолжительности ПБА в раду черноземы южные целинные -черноземы южные сильносбитые ( табл. 1,2, 4).

Следовательно, в процессе пастбищного использования южных черноземов в соответствии с интенсивностью пастбищных нагрузок произошли существенные изменения запасов биомассы, видового состава и структуры степных фигоценозов, водно-физических и тепловых свойств почв, что повлекло за собой значительные изменения экологических условий гумусообразования. Антропогенная трансформация гумусных веществ южных черноземов выражается в последовательной утрате гумусом своих признаков, характеризующих гумус черноземного типа, и в приобретении качеств, характеризующих гумусное состояние каштанового типа почв.

Глава 4. ОСОБЕННОСТИ ЭКОЛОГИИ ГУМУСООБРАЗОВАНИЯ В АГРОЦЕНОЗЕ

4.1. Условия гумусообразования целинных и пахотных почв

По данным многолетних наблюдений ПБА в подаоне обыкновенных черноземов начинается 29 апреля, а завершается 22 сентября. Фактически начало и конец ПБА на целине и пашне не совпадают по времени. За зимний период почвы целины и пашни промерзают примерно на одинаковую глубину. В первой половине марта высота снежного покрова на целине в среднем на 10 - 12 см больше, чем на пашне. После полного оттаивания, которое в агроценозе завершается на 3 - 4 дня раньше, почвы под целинной растительностью остаются защищенными от действия прямых солнечных лучей мощной (3-5 см) подстилкой,что снижает скорость термообмена между воздухом и почвой. Названные причины определяют более раннее, на 3 - 5 дней, наступление на пашне периода биологической деятельности почв. Осенью растительный опад и продолжающая вегетацию степная растительность защищают почву от более холодного приземного слоя атмосферы, стабилизируют процессы энергообмена между ними, поэтому на целине ПБА заканчивается на 1 - 3 дня позже, чем в агроценозе. Таким образом, на пашне ПБА начинается и завершается несколько раньше по сравнению с целинной. Отмечено, что крайние сроки начала и окончания ПБА определяются температурой, характер же прохождения этого периода зависит от увлажнения.

Запасы продуктивной влаги в метровом слое целинных почв на начало ПБА на 47 - 55 мм больше, чем на пашне. Благодаря высокому проективному покрытию ковыльного фитоценоза (до 70% ), его многоярусной структуре и мощной дернине, температура на поверхности целинных почв даже в период летних суховеев не

18

превышает 35 0 С, а на глубине 20 см - 20 -25° С, что во многом определяет относительно низкие потери почвенной влаги, на испарение.

Благоприятные физические (плотность почв гор. А - 0,99-1,11 г/смЗ, коэффициент структурности - 1,70-1,38 , сумма водопрочных агрегатов размером более 0,25 мм - 54 - 57 %) и водные (установившаяся скорость фильтрации - 137 мм/час) свойства целинного чернозема в совокупности обеспечивают ему высокую водоудерживающую способность.

В этой связи в условиях естественных биогеноценозов степной зоны Урала формируются предпосылки для почти непрерывного ритма биологической деятельности почв. За время наблюдений биологическая активность почв в слое 0 -10 см целинных почв черноземов прерывалась в связи с потерей продуктивной влаги не более двух раз за весенне-летний период, а общее время перерыва составляло 2-4 дня. В слое 10-20 см целинных черноземов регистрировался, как правило, один перерыв ПБА сроком на 1-3 дня, а в слое 20 -30 см прохождение ПБА было равномерным.

Иная картина складывается в почвах агроценозов. До наступления фазы цветения большинства зерновых культур проективное покрытие не превышает 40%. В отдельные летние дни температура почв на поверхности достигает 50 - 60® С и выше, а на глубине 20 см - 30-33° С. Многократное прохождение тяжелой сельскохозяйственной техники, несоблюдение основных положений теории экологического земледелия (Щербаков, Володин, 1991) изменили физические и водные свойства почв (плотность пахотного слоя - 1,27 - 1,25 г/см, коэффициент структурности - 0,85 - 0,79, сумма водопрочных агрегатов размером более 0,25 мм - 22 - 31%, установившаяся скорость фильтрации - 95 мм/час), что в совокупности обусловило уменьшение продолжительности и прерывистый характер биологической деятельности пахотных черноземов. Количество перерывов и биологической активности почв за время вегетации составило в слое 0-10 см - 6 - 9 раз, в слое 10 - 20 см - 4 - 6 раз, в слое 20 - 30 см - 0 - 2 раза, а средняя продолжительность ПБА равнялась соответственно 97,122 и 139 дням. Ниже по профилю почв биологическая деятельность черноземов осуществлялась без перерывов. Следовательно, в результате антропогенных изменений основных свойств почв, на пашне происходит нарушение ритма ПБА, существенное уменьшение его продолжительности, что является одной из важнейших особенностей экологии гумусообразования степных черноземов Урала в агроценозе. Подземная биомасса растений в слое 0 - 20 см на целине составила 31,1 т/га, а на пашне

(посев пшеницы).- 9,3 т/га.-Активность пероксидазы в почвах под целиной составила"-0.195 мг/г почвы, полифенолоксидазы - .0,270 мг/г почвы, в то время как в почвах агроценоза их активность равнялась 0,15 и 0,17 мг/г почвы соответственно.

Методом аппликации (Мишустин, Петрова, 1963) по скорости развития на материале специфической и сопутствующей микрофлоры и по степени распада и убыли сухого веса льняной ткани (Востров, Петрова, 1961) определялась активность почвенной микрофлоры. Установлено, что целинные черноземы обладают, относительно низкой энергией разложения клетчатки и мобилизации * азота. Длительное иссушение заметно снижает микробиологическую активность почв.

Исследована сезонная динамика 1умусного состояния целинных почв и почв пашни. В верхнем горизонте целинных почв за время ПБА происходит увеличение содержания гумуса на 0,49 - 0,76 %, незначительно снижается глубина гумификации и одновременно уменьшается степень гумификации. Кроме того, с 61,0 - 64,0 до 54,4 -57,2 % в составе гуминовых кислот уменьшается доля фракции, связанной с кальцием. Таким образом приращение гумуса за время ПБА происходит за счет образования фульвокислот и первой фракции гуминовых кислот.

Динамика гумусного состояния черноземов пашни отличается от описанной выше. За период с мая по август в верхнем десягисантиметровом слое пахотных почв содержание гумуса сокращается на 0,61 %. Глубина и степень гумификации несколько возрастают, как и относительное содержание гуминовых кислот, связанных с кальцием, что обусловлено сокращением доли низкомолекулярных гумусовых веществ (фульвокислот и первой фракции гуминовых кислот) в системе показателей фракционно-группового состава гумуса.

Происходит отставание процессов гумификации- от процессов его минерализации, вызванное сокращением ПБА и относительно небольшой биомассой корневых систем культурных растений. В ело« 10 - 20 см существенные изменения в гумусном состоянии почв зг вегетационный период не зарегистрированы. В нижнем слое (20 -3( см) пахотного горизонта, где время ПБА приближается к зональному динамика гумуса в агроценозе подобна сезонным изменения», гумусного состояния черноземов под целинной растительностью.

В результате применяемой в регионе ежегодной отвальши обработки нижние слои почв пахотного горизонта качественно-количественные преобразования гумуса которых д< этого осуществлялись при нормальной продолжительности ПБА

оказываются на поверхности, т.е. в новых условиях гумификации (при сокращенном ПБА). .Это сопровождается изменением гумусного состояния пахотных почв до уровня, который соответствует новым антропогенным условиям прохождения биологической активности почв.

С целью определения особенностей условий гумусообразования и динамики гумусного состояния степных почв в агроценозе, в Зауралье, наряду с обыкновенными и южными черноземами, исследовались почвы сопредельных подтипов: черноземы типичные и темно-каштановые почвы, расположенные в разных биоклиматических зонах. Все почвенные пары (пашня - целина, находящиеся в непосредственной близости друг от друга), несмотря на приуроченность к различным почвенно-географическим зонам, вместе с тем находились в сравнимых условиях ландшафта и сельскохозяйственного использования.

По продолжительности ПБА типичные черноземы в агроценозе не отличались от целинных аналогов, что связано прежде всего с климатическим фактором (гидротермический коэффициент по Г.Т. Селянинову близок к единице). Среднегодовая длительность ПБА за время наблюдений составила здесь 140 дней, что близко к расчетному показателю (142 дня). Продолжительность биологической деятельности пахотных почв в подзоне обыкновенных черноземов сократилась в сравнении с целиной на 30 дней и составила 117 дней. В южных черноземах продолжительность ПБА в агроценозе равнялась 103 дням, т.е. сократилась по отношению к целине на 39 дней, а в подзоне темно-каштановых почв она уменьшилась на 19 дней и оказалась раной 96 дням. Во всех пахотных почвах, кроме чернозема типичного, прохождение ПБА имело прерывистый характер. Таким образом относительное сокращение продолжительности ПБА почв агроценозов в исследуемом географическом ряду зональности не свойственно черноземам лесостепи, характерно для почв степной зоны и присуще темно-каштановым почвам, расположенным в зоне сухих степей.

Установлено, что за одинаковое время сельскохозяйственного использования снижение содержания гумуса в черноземах типичных составило 1,08 %, в черноземах обыкновенных - 0,87 %, в черноземах южных - 0,79 %, в темно-кашгановых почвах - 0,62 %. Расчеты сокращения запасов гумуса от его исходного значения (целина) показали, что максимальные потери гумуса произошли в темно-каштановых почвах - более 20 %, минимальные - в черноземах типичных - 14 %.

Главным отличием динамики качественно - количественного состава гумуса пахотного чернозема типичного от целинного заключается в возрастании к концу вегетации глубины гумификации, что не свойственно черноземам степных подтипов.

4.2. Оптимизация гумусообразования почв агроценозов

Изучено влияние некоторых агротехнических приемов на условия гумусообразования, содержание, состав и свойства гумуса. В качестве объекта исследования был выбран старопахотный чернозем южный карбонатный малогумусный легкоглинистый. За одну ротацию пятипольного зерно-пропашного севооборота почва использовалась в следующих вариантах: без удобрения (контроль), ежегодное мульчирование почвы измельченной соломой (15 - 20 ц/га), ежегодное внесение органических удобрений в среднем по 20 т/га; кроме того, изучался вариант с бессменным использованием почв под посев вика-овсяной травосмеси.

На начало эксперимента верхний слой почв (0-20 см) характеризовался следующими водно-физическими свойствами : плотность почвы - 1,25 г/см3 , коэффициент структурности - 0,79, сумма водопрочных агрегатов более 0,25 мм - 25,0%, установившаяся скорость фильтрации - 87 мм/час. Масса корней составила 7,7 т/га.

Продолжительность ПБА на контроле за время наблюдения составила в среднем 108 дней. В варианте с мульчированием почв соломой последняя защищала почву от действия прямых солнечных лучей и суховеев, определяя оптимальный температурный режим почв. Пропуская через себя влагу осадков, она одновременно препятствовала интенсивному испарению. В приземном слое формировался микроклимат, способствующий почти беспрерывному прохождению ПБА, который составил в среднем 138 дней и соответствовал продолжительности ПБА на целине. На участках, где вносились повышенные дозы органических удобрений, почвы в конце опыта обладали наилучшими водно-физическими. свойствами, (плотность почвы-1,10 г/см3 , коэффициент структурности - 1,27, сумма водопрочных агрегатов более 0,25 мм - 53 %, установившаяся скорость фильтрации - 129 мм/час). Из-за существенного увеличения биологической продуктивности сельскохозяйственных культур проективное покрытие на всех фазах вегетации превышало проективное покрытие на контроле. Все перечисленные обстоятельства в своей совокупности повлияли на продолжительность ПБА, которая оказалась равной 119 дням. Еще большим проективным покрытием (до 65 % ), на 15 - 20 % превышающим контроль, характеризовался двухъярусный фитоценоз вика - овсяной травосмеси, благодаря чему ПБА здесь составил в среднем 127 дней.

Определение гумуса в слое 0-30 см (табл.5) осуществлялось во всех вариантах опыта до и после завершения ротации севооборота.

Таблица 5

Фракциото-грутовой состав гумуса чернозёма южного карбонатного (% от Собщ.)

(Слой, Собщ., % Гумиковые кислоты Фульвокислоты Н.О. Сгк Сфк

см I 11 III Сумма _ I II III Сумма

| . - Контроль

0-10 1.86 2.80 33.60 3.70 40.10 3.60 12.60 2.00 18.20 41.70 2.20

10-20 1.97 2.80 27.30 9.20 39.30 3.60 11.40 2.40 17.40 43.30 2.26

20-30 2.19 2.20 26.90 10.10 39.20 3.30 10.10 3.60 17.00 43.80 2.31

Мульчирование измельченной соломой

0-10 1.93 3,90 37.10 4.20 45.20 3.40 11.10 2.40 16.90 37.90 2.67

10-20 2.20 3.30 30.80 9.40 43.50 3.20 10.50 2.70 16.40 40.10 2.65

20-30 2.12; 2.70 30.60 9.00 42.30 2.90 10.40 3.20 16.50 41.20 2.56

Органические удобрения (20 т/га ежегодно)

0-10 2.49 4.10 30.10 7.70 41.90 5.20 16.80 2.80 24.80 33.30 1.69

10-20 2.53 4.40 27.30 7.60 39.30 5.70 13.70 3.20 22.60 38.10 1.74

20-30 2.28 4.40 25.50 10.90 40.80 6.80 9.10 3.60 19.50 39.70 2.09

Бессменная вика - овсяная смесь

0-10 1.94 3.40 30.70 8.70 42.80 3.50 10.10 4.10 17.70 39.30 2.42

10-20 1.99 3.60 28.30 9.00 40.90 3.70 8.90 4.50 17.10 42.00 2.38

¡20-30 1.92 2.50 26.90 9.30 38.70 3.10 8.80 4.80 16.70 43.60 2.32

Примечание : Н. О. - негидролизуемый остаток.

Показано, что на контроле среднегодовые потери запасов гумуса составили 1,51 т/га. В варианте с мульчированием почвы измельченной соломой ежегодный дефицит гумуса оказался значительно меньшим и составил 0,72 т/га. В опыте с использованием черноземов под бессменный посев вика-овсяной травосмеси ежегодные потери гумуса сократились до 0,64 т/га. Вариант с внесением повышенных доз органических удобрений оказался единственным, где отмечался положительный баланс гумуса. Запасы гумуса возросли здесь на 2,35 т/га. Это свидетельствует не только об усилении процессов новообразования гумуса под влиянием удобрений. Нельзя не учитывать, что гумусообразование является

одной из жизненных функций растений. Увеличение урожайности сельскохозяйственных культур, связанное с применением высоких доз органических удобрений, сопровождается возрастанием корневой биомассы (до 13,9 т/га) и, видимо, количества корневых выделений, что не могло не отразиться на интенсивности биосинтеза гумуса.

Степень влияния на качественно-количественные свойства гумуса во многом определяется интенсивностью того или иного процесса, связанного с биологической активностью почв и его продолжительностью. Сопоставление данных по запасам и фракционно-групповому составу гумуса с продолжительностью ПБА служит предпосылкой дня вывода, что в условиях деградированной пашни положительная динамика свойств гумуса связана с увеличением длительности биологической активности черноземов. Сужение отношения Сгк/Сфк в опыте с внесением органических удобрений обусловлено закономерным увеличением содержания фульвокислот и лабильных форм гумуса в первые годы окультуривания пашни.

Глава 5. ВЛИЯНИЕ ЭРОЗИИ НА ГУМУСНОЕ СОСТОЯНИЕ

ЧЕРНОЗЕМОВ

5.1. Определение смытости почв на ландшафтной основе

Проведено исследование гумусного состояния в различной степени смьггых черноземов Урала. При определении степени смьгтости был использован предложенный автором (Русанов, 1987) и применяемый на практике метод исследования эродированных почв с учетом склоновой микрозональности ландшафта. Склоновая микрозона - это совокупность генетически близких низших таксономических комплексов (фаций, урочищ), образующих по своему местоположению и определенному набору геоморфологических, геоботанических, геологических,

биологических, почвенных и других условий поясную ландшафную систему (Мильков, 1974). В пределах СМЛ складываются наиболее близкие по своему характеру условия почвообразования и гумусообразования. Подход, при котором сравниваются эталонные несмытые и эродированные черноземы, приуроченные к одной СМЛ и. следовательно, имеющие изначально сходные свойства, позволяет достоверно определить степень их смьгтости и избежать часто встречаемые неточности, связанные с принятием за безусловно однородные почвы, приуроченные к плакорам и разным элементам склонов (Заславский, 1979).

Работа в этом направлении дала возможность детально изучить изменения всей совокупности экологических условий гумусообразования: почвообразующих пород, видового состава и запасов биомассы целинной растительности, микроклимата, водно-физических свойств почв и др., происходящих вдоль склонов степных ландшафтов.

5.2. Влияние процессов эрозии на свойства гумуса

С эрозией почв _ связаны основные потери гумуса почвами региона. Более 65% площади земель степной зоны Урала в настоящее время относится к категории склоновых, 80% из них являются эродированными. Результаты анализа изменений почвенного покрова по степени эродированности Грачевского района, расположенного на западе Оренбургской области, свидетельствуют, что за период с 1963 по 1981 г.г. площадь несмытых почв сократилась с 47,5 до 34,8%, а в различной степени эродированных увеличилась за тот же период с 52,5 до 65,2%. Если несмыгые черноземы с каждого гектара теряли ежегодно по!,4 тонны гумуса, то слабосмыгые - 2,8 тонны, среднесмьггые - 4,4 тонны, сильносмыгые - 8,0 тонн. В среднем каждый гектар пашни терял 3,3 тонны гумуса в год.

Смыв верхних слоев почв талыми и дождевыми водами сопровождается не только снижением содержания и запасов гумуса, но и изменением условий гумусообразования. Меняется качество гумуса, его фракционный и групповой состав, вся система показателей гумусного состояния почв.

В составе гумуса уменьшается доля гуминовых кислот и возрастает доля фульвокислот. Причем снижение содержания гуминовых кислот происходит как за счет второй (кальциевая) фракции, так и за счет подвижных форм. Вторая фракция гуминовых кислот вместе с общим содержанием гумуса играет важную роль в формировании физических свойств почв в т.ч. их структурного состояния и водопрочности агрегатов, от которых в свою очередь зависят водные свойства черноземов. Низкая водопроницаемость является важнейшим фактором потенциальной эрозионной опасности земель. Поэтому, судя только по изменению гумусного состояния эродированных чернозёмов, можно с достаточно высокой вероятностью прогнозировать степень их эрозионной опасности.

По мере развития эрозии такие важные показатели гумусного состояния, как степень гумификации органического вещества почв и обогащаемость азотом также снижаются. Тип гумуса меняется от гуматного у несмытых и слабосмытых черноземов, до фульватно-гуматного у среднесмытых и до гуматно-фульватного у сильноэродированных. Профильное распределение гумуса

25

оценивается как постепенно убывающее у несмытых и слабосмытых почв и как резко убывающее у средне - и сильноэродированных черноземов.

Полученные данные показывают, что качественно- количественные изменения гумуса средне- и сильносмыггых черноземов настолько глубоки,что по совокупным показателям их гумусного состояния они перестали соответствовать черноземному типу гумусообразования.

Имеет определенное научно-практическое значение динамика гумусного состояния в одинаковой степени смытых почв во времени. В 1981 году на Сакмаро-Уральском междуречье бьи переведен в пашню и распахан участок естественных пастбищ, включающий в себя как водораздел, так и пологий склон западной экспозиции. Почвы-черноземы южные малогумусные маломощные глинистые. Уже к осени 1984 года в структуре почвенного покрова участка появились ареалы среднесмытых почв, а в 1987 году - значительные по площади ареалы сильноэродированных черноземов. В том же году в августе месяце был проведен отбор почвенных образцов на анализ с точной привязкой мест отбора. Повторный отбор проб проводился также в конце вегетационного периода в 1992 году.

Сравнивая результаты анализов почв ! 987-92 годов нетрудно заметить (табл.6), что если качественно-количественные показатели гумуса неэродированных и слабосмытых почв за 5 лет оставались без особых изменений, то в средне- и сильноэродированных черноземах эти изменения имеют некоторую положительную тенденцию. Видимо, в данном случае имеют место процессы, связанные с выходом на дневную поверхность переходных горизонтов почв, а иногда и почвообразующих пород, что сопровождается относительным усилением в них биологической, микробиологической и биохимической активности. Согласно проведенным расчетам подпахотный в настоящее время слой сильносмытых черноземов соответствует слою 60 - 70 см полнопрофильных почв. До распашки участка и развития на нем эрозионных процессов в слое 50 - 60 см, т.е. в том слое, который входил в состав гор. ВС, а в настоящее время вовлечен в пахотный горизонт, ежегодно формировалось органическое вещество в виде живых корней в количестве не превышающем 0,31 т/га, а активность ферментов полифенолоксвдазы и пероксидазы была весьма незначительной и равнялась 0,018 и 0,036 мг/г почвы соответственно. В верхнем пахотном слое (0-10 см) сильносмьггьгх почв, несмотря на их низкую продуктивность, масса живых корней составила 3,95 т/га, а активность полифенолоксидазы

оказалась равной 0,208 мг/г почвы, пероксвдазы - 0,145 мг/г почвы.

Таблица 6.

Изменение содержания и состава гумуса несмытых и

Степень Гумус, % от Собщ.

смытости % Сгк Сфк Сгк, связ.

почв __________- ------ сСа

Несмытая 4.8* 42.9 16.9 29.3

4.6 44.3 16.2 30.0

Слабо смытая 4.1 40.1 20.6 25.5

4.0 39.8 19.8 27.1

Среднесмытая 3.3 34.6 25.3 20.3

3.7 37.9 24.6 23.4

Сильносмытая 2.1 31.9 36.8 16.6

2.4 34.4 35.1 18.8

Примечание *: в числителе - данные за 1987 год, в знаменателе - за 1992 год.

Биомасса корней в слое 0 - 10 см полнопрофильных южных черноземов составила 8,85 т/га, слабосмытых - 7,93 т/га, средае- и сильноэродированных - 4,34 и 3,95 т/га соответственно. Активность ферментов полифенолоксвдазы и пероксвдазы в среднесмытых и сильнасмыгых почвах оказалась в 2,0 - 2,5 раза ниже, чем в полнопрофильных и слабоэродированных черноземах.

Плотность несмытых почв равнялась 1,18 г/смЗ, средне- и сильноэродированных - 1,36 г/смЗ и 1,44 г/смЗ соотвегствено. С 108 мм/час в полнопрофильных почвах до 68 мм/час в сильносмьгтых снижается установившаяся скорость фильтрации. В связи со снижением урожайности с 45-55% на выровненных участках водораздела до 30-35% на склонах уменьшается проективное покрытие агроценозов.

Все перечисленные обстоятельства повлияли на продолжительность ПБА черноземов. Средняя продолжительность ПБА южных черноземов составила на участках несмытых почв - 128 дней, слабосмытых - 119 дней, средне- и сильноэродированных - 88 и 80 дней соответственно, ПБА на всех участках почв имел в разной степени прерывистый характер прохождения. Следовательно, по продолжительности ПБА средне- и сильноэродированные южные черноземы оказались ближе к темно-каштановым и каштановым почвам.

Таким образом в процессе эрозии гумус не только выносится из почвы в составе дисперсной органо-минеральной части, не только изменяется его качество, но в эродированной почве меняются условия для новообразования гумуса, а средне- и сильносмытые черноземы лишены условий для восстановления своего гумусного состояния из-за крайне незначительного поступления растительной органики, низкой ферментативной активности, сокращения ПБА. Теория гумусообразования включает концепцию уникальности и незаменимости каждого фактора. Исходя из этого даже внесение высоких доз органических удобрений окажется малоэффективным, если не принять меры к увеличению биохимической активности почв и восстановлению продолжительности ПБА. Иначе органика будет минерализована без ее вовлечения в процесс гумусообразования.

При существующих системах земледелия и способах использования земель наиболее эффективным методом восстановления гумусного состояния средне- и сильноэродированных черноземов является исключение участков го пашни и посев на них многолетних трав или злаково-бобовых травосмесей, травостой которых по показателям проективного покрытия и производимой биомассы приближается к целинным фитоценозам.

Глава 6. ГУМУСООБРАЗОВАНИЕ И ГУМУС ОРОШАЕМЫХ ЧЕРНОЗЕМОВ

В настоящее время в степной зоне Урала орошается более 100 тыс га. Все ОС региона приурочены к террасам рек. Примерно 90% орошаемых земель используются под посев многолетних трав (люцерны). Работы по исследованию влияния орошения на условия гумусообразования и гумусное состояние черноземов проводились на террасе р.Боровка в её среднем течении. Почвы - черноземы обыкновенные остаточно-луговатые тяжелосуглинистые. Это одна из самых старых ОС Урала. Орошение здесь проводится с 1934 года. Все это время земли использовались под посев однолетних и многолетних трав. Другим объектом работ стали земли Самородовской ОС, сооруженной в 1981 году на левобережье р.Урал. Почвы - черноземы южные остаточно-луговые малогумусные среднемощные тяжелосуглинистые и глинистые. Земли ОС используются в системе люцерново-овощного севооборота.

На обеих ОС полив производится "t пресными щцрокарбонатно-кальциевыми водами с минерализацией 0,25 - 0,45

28

г/л. Оросительная норма на занятых люцерной землях колеблется от 2 до 3 тыс.м3 /га. Проводятся вегетационные поливы и осенние влагозарядки объемом до 1000 м5 / га.

Несмотря на приуроченность целинных остаточно-луговатых черноземов к разным почвенным подзонам, водно-физические их свойства в верхнем (0 - 20 см) слое почв оказались примерно одинаковыми. Плотность почв 1,08-1,16 г/см3, коэффициент структурности - 1,44 - 1,78, сумма водопрочных агрегатов размером более 0,25 мм - 52 - 58%, установившаяся скорость фильтрации - 127 -140 мм/час. По приведенным характеристикам южные черноземы отличаются относительно менее благоприятными показателями, что обусловлено генетическими особенностями почв. Биомасса корней в подзоне настоящих степей составила 226,3 ц/га и 198,8 ц/га в подзоне засушливых степей.

Схожесть водно-физических свойств выявлена и при исследовании черноземов разного срока орошения. Плотность почв равнялась 1,36 - 1,47 г/см3, коэффициент структурности - 1,04 -1,13, сумма водопрочных агрегатов более 0,25 мм - 33 - 42%, установившаяся скорость фильтрации - 53-64 мм/час. Биомасса корней составила 165-180 ц/га. По своим ферментативным качествам орошаемые почвы идентичны своим целинным аналогам. Активность почвенной микрофлоры орошаемых черноземов в 1,5-2 раза (по весу разложившейся ткани) превосходила целинные почвы.

Температура орошаемых почв обычно на 5-12° С выше, чем на целине. Это связано как с условиями ирригации, когда поливные воды проходят по многокилометровым открытым каналам оросительной сети и нагреваются до 23 - 27° С, так и с высокой плотностью почв. ПБА верхнего слоя орошаемых почв за время вегетации прерывался 4-6 раз; происходило это в периоды между поливами и продолжалось не более 1-3 дней, что в совокупности составило 10-17 дней. Однако изменения в гумусном состоянии орошаемых черноземов связаны не столько с уменьшением продолжительности ПБА, сколько с изменением водного режима, который влияет на весь гомеостаз черноземных почв. Увеличение увлажнения почв вызывает сдвиги биохимических процессов, в результате чего формируется качественно новый гумус (Розанов, 1989). В изменившейся экологической обстановке в длительно орошаемых черноземах формируется новая "влаголюбивая" микрофлора (Дегтева,1984), способствующая интенсификации процессов гумификации.

Содержание гумуса в слое 0-40 см исследуемых подтипов на целине на 0,53 - 0,93% выше, чем, на орошении. В слое 40-60 см эта разница минимальна. Отмечено относительное увеличение в

орошаемых почвах лабильных форм гумусовых веществ (в 1,5 - 2,5 раза), снижение второй фракции гуминовых и, особенно, фульвокислот, что объясняется возможным растворением гумусовых кислот в слабощелочных условиях оросительных вод и дальнейшей окислительной деструкцией их за счет кислорода воздуха, а также вымыванием оросительными водами ионов кальция, что уменьшает закрепление гумусовых кислот в верхних горизонтах почв (Орлов и др.Д980). Снижение содержания фульвокислот также может быть связано с вымыванием их фильтрационными водами (Приходько, 1984). Все изменения качественно-количественных свойств гумуса более выражены в южных черноземах Самородовской ОС, которые имеют сравнительно короткий период орошения.

Состав гумуса южного орошаемого чернозема в сравнении с целинным аналогом отличает меньшая гуматность и возросший процент негвдролизуемого остатка, в то время как гумус длительно орошаемого обыкновенного чернозема имеет относительно повышенную гуматность, а доля негидролизуемого остатка имеет тенденцию к снижению. Во всех исследуемых образцах гумуса орошаемых почв отношение Сгк:Сфк превосходит подобный показатель гумуса целинных черноземов. •

Представляется целесообразным рассматривать полученные данные не только в качестве отражения результатов трансформации гумусного состояния двух подтипов черноземов под действием орошения, но и как показатель влияния различных сроков орошения на гумус степных почв в- случае их использования под посев многолетних трав.

Глава 7. ЭТАЛОННЫЕ ПОЧВЫ КАК УСЛОВИЕ

МОНИТОРИНГА ГУМУСНОГО СОСТОЯНИЯ ПОЧВ

Важнейшей составляющей мониторинга почв является наблюдение, оценка и прогноз их гумусного состояния с целью предотвращения дальнейшей дегумификации и выработки рекомендаций по восстановлению биоэнергетического потенциала. Гумус является универсальным параметром почвенного мониторинга, т.к., во-первых, от количества и качества гумуса зависят многие фггзические и химические свойства почв, во-вторых, практически все изменения в экологии почв прежде всего отражаются в системе показателей гумусного состояния. Такое свойство почв как сенсорность к факторам внешней среды во многом определяется изменениями в их гумусном состоянии.

При любой форме организации мониторинга за состоянием почв не обойтись, очевидно, без системы показателей эталонных почв, т.к. постоянно будет возникать необходимость в сравнении нарушенных почв с ненарушенными,экологически чистых с загрязненными, гумусных с дегумифицированными и т.д. Вопрос почвенных эталонов очень сложен и трудность его решения заключается, с одной стороны, в огромном многообразии почвенных таксонов, а с другой - в значительных антропогенных изменениях почв,ставших результатом интенсивного их использования.

Создание банка почвенных данных на материалах проведенных исследований лишь приближает решение вопроса, поскольку при этом не учитываются задачи мониторинга, которые могут возникнуть в связи с новыми сельскохозяйственными и промышленными . технологиями, с синтезом новых органических и минеральных веществ.

Свойства и информация, заключающиеся в почвенных образцах, находящихся в музеях и хранилищах исследовательских лабораторий, не могут считаться достоверными, т.к. в почвах, изъятых из естественного биогеохимического круговорота веществ, нарушаются процессы синтеза органического вещества, меняется биология, снижается ферментативная активность. Эти изменения в свою очередь отражаются на показателях гумусного состояния почв.

Отчуждение значительной части биопродукции пахотными почвами приводит к потере ими большого количества биофильных элементов, которые не Компенсируют вносимые органические и минеральные удобрения. Изменение экологических условий гумусообразования также приводит к существенным сдвигам в системе показателей гумусного состояния почв агроценозов.

Полнопрофильную несмьпую почву иногда нелегко отличить от слабосмытой. Порой невозможно выявить причину дифференциации верхних горизонтов по гранулометрическому составу, которая может быть следствием как дефляции, так и неоднородности почвообразующего материала. Пашня не отвечает требованиям, предъявленным к природному эталону, т.к. сама является продуктом воздействия человека на почву, и свойства пахотных почв часто и в короткий промежуток времени меняются в силу многих причин (эрозия, глубокая пахота, внесение удобрений и т.д.), в то время как стабильность показателей - важнейшее условие для любого стандарта. Все это препятствует использованию почв пашни в качестве образцовых.

Для целей мониторинга необходимы и банк (результаты изучений) почвенных данных, и материалы исследований музейных

31

образцов и пахотных почв. Однако, как показали выполненные исследования, в качестве эталона можно использовать только почвы под целинной растительностью, которые не утратили естественной связи не только с другими компонентами ландшафта, но и с составляющими почвенный профиль генетическими горизонтами.

В каждой почвенной провинции достаточно иметь от I до 4 мониторинговых участков наиболее характерных целинных почв в зависимости от площади и сложности почвенного покрова.

Площадь, занимаемая эталонными почвами, должна составлять не менее 3-5 га, их территория может использоваться как пастбище со строго нормированным выпасом.

На основании проведения сопряженных почвенно-генетических, почвенно-географических, почвенно-экологических и

геоботанических исследований разработана региональная сеть мониторинговых участков (рис.1). К каждому участку примыкает пашня, расположенная в аналогичных условиях ландшафта.

Рисунок 1

Расположение мониторинговых участков на территории степной

зоны Урала

Мониторинговые участки: 1. Елховский. Почва - чернозем обыкновенный среднегумусны£ среднемощный среднесуглинистый на карбонатных желгыэ суглинках.

2. Кутушинсхий. Почва - чернозем южный малогумусньп среднемощный глинистый на загипсованных пестроцветный глинах.

3. Боровской. Почва - чернозем обыкновенный среднегумусньп маломощный глинистый на желто-бурых (пермских) карбонатам глинах.

4. Пронькинский. Почва - чернозем обыкновенный малогумусный маломощный среднесуглинистый на желто-бурых делювиальных суглинках.

5. Степной. Почва - чернозем обыкновенный малогумусный среднемощный тяжелосутлинистый на желто-бурых суглинках.

6. Восточный. Почва - чернозем обыкновенный малогумусный маломощный тяжелосуглинистый на засоленных пестроцветных корах выветривания

7. Таловской. Почва - чернозем южный малогумусный среднемощный глинистый на делювиальных желто - бурых карбонатных глинах.

8. Ташлинский. Почва - чернозем южный карбонатный малогумусный маломощный тяжелосуглинистый на карбонатных супесях.

9. Платовский. Почва - чернозем южный малогумусный маломощный среднесуглинистый на карбонатных песчаниках.

10. Муелдинский. Почва - чернозем южный карбонатный малогумусный маломощный тяжелосутлинистый на желто-бурых карбонатных глинах

11. Ахтюбинский. Почва - чернозем южный карбонатный среднегумусный на элювиально-делювиальных карбонатных отложениях.

12. Аниховский. Почва - чернозем южный остаточно -солонцеватый малогумусный маломощный среднесуглинистый на карбонатных делювиальных отложениях.

Мониторинговые участки могут использоваться как стационары для проведения фундаментальных исследований почв.

Сеть эталонных почвенных резерватов должна внести существенный вклад в восстановление и сохранение всех компонентов биогеоценозов, находящихся в их пределах, ибо будет выполнять по существу функции ландшафтных заказников.

ВЫВОДЫ

1. Современная агрогенная трансформация гумусного состояния степных черноземов Урала представляет собой экологически обусловленный результат нового типа аллоэволюции этих почв. Состав и свойства гумуса почв агроценозов соответствует коренным изменениям в экологии гумусообразования, связанных с динамикой физических, гидрологических, тепловых, биологических и ферментативных свойств черноземов. Эти изменения вызваны заменой целинных экосистем с высоким проективным покрытием,

многоярусной структурой фитоценозов и большим объемом поступающих в почву растительных остатков новыми

агроэкосистемами.

2. В развитие основных положений кинетической теории гумификации доказано, что продолжительность ПБА в границах степных почвенных подтипов не является величиной постоянной. На целине она незначительно меняется в зависимости от погодных условий, а в агроценозе, как правило, сокращается из-за изменений в степных экосистемах, связанных с их сельскохозяйственным использованием. Факторами, лимитирующими продолжительность ПБА в пределах одного ландшафта, являются в первую очередь физические свойства почв, проективное покрытие фиго- и

агроценозов и микроклимат.

Вместе с уменьшением количества поступающей в почву растительной биомассы сокращение времени биологическои деятельности степных черноземов агроэкосистем является важнейшим экологическим фактором их дегумификации.

Очевидно, не только гумус определяет многие физические свойства почв, но в свою очередь и физические свойства, изменяясь под влиянием хозяйственной деятельности, влияют на гумусное состояние черноземов, регулируя продолжительность ПБА.

3. В результате изменения условий гуиусообразования гумус черноземов степных агроценозов приобретает признаки, свойственные целинным почвам, находящимся южнее в ряду

географической зональности.

4. В условиях степной зоны самые существенные уменьшения ИЬА черноземов ( на 22-28 % ) и связанные с этим изменения в ю гумусном состоянии ( снижение содержания гумуса и его туматности сужение отношения Сгк : Сфк и др.) происходят в верхних слоях почв агроландшафтов. Вниз по профилю длительность ПБА возрастает дс близких к средним для почвенного подтипа значений. В нижних слоя> пахотного горизонта сезонная динамика гумусного состоят« черноземов соответствует направлению сезонной трансформации гумуса верхних горизонтов целинных почв.

5. В границах склоновых микрозон ландшафтов складываюта относительно однородные условия почвообразования I распространены почвы, близкие по мощности гумусового горизонта I содержанию гумуса. Исходя из того, что разделение черноземов ш степени эродированности производится по уменьшению мощности верхних генетических горизонтов ( А + АВ ) и снижению содержании и запасов гумуса, диагностика смытых почв методом их сравнения ' полнопрофильными ( целина, пастбище ), расположенными ]

пределах одной склоново'й микрозоны, является объективным основанием для получения достоверных оценок.

6. Средне- и сильнозродированные черноземы характеризуются небольшим объемом поступающих в почву растительных остатков, низкой биохимической активностью и значительным ( до 45% ) сокращением продолжительности ПБА, т.е. в них отсутствуют условия для восстановления запасов и качества гумуса до уровней, свойственных чернозёмным почвам. В этой связи эффективным способом восстановления гумусного состояния смытых почв является исключение их из пашни и использование под посев многолетних трав или злаково-бобовых травосмесей.

7. Длительное использование орошаемых степных черноземов под посев многолетних трав с невысокими поливными и оросительными нормами вызывает значительные изменения в экологии гумусообразования ( избыточную влажность и сильное уплотнение верхних горизонтов почв, высокую активность почвенной микрофлоры и др.), а также в составе и свойствах гумуса ( повышение содержания лабильных форм гумуса, расширение отношения Сгк : Сфк и др.). Вместе с тем, судя по уровням показателей гумусного состояния, такие почвы не выходят за пределы черноземного типа гумусообразования.

8. Оптимизация гумусного состояния почв степных агроландшафтов связана с реализацией комплекса мероприятий, направленных на пополнение запасов органического вещества почв и создание условий для его гумификации, количественным выражением которых является продолжительность ПБА. На пашне этого можно достичь сочетая ежегодное внесение в пахотный слой повышенных доз органических удобрений с мульчированием поверхности почв измельченной соломой и (или) через усложнение агроценозов путем выращивания поликультуры.

9. Гумусное состояние почв относится к показателям, обязательным для контроля всех типов черноземов. Для осуществления мониторинга гумусного состояния необходим комплекс качественно-количественных показателей гумуса эталонных почв. В качестве эталонных могут служить только черноземы под хорошо сохранившейся целинной растительностью с типичным для подаоны продолжительностью и условиями прохождения ПБА. С целью практического осуществления наблюдений, оценки и прогноза гумусного состояния степных почв Урала разработана сеть мониторинговых участков, включающих территории, занятые целинными ( эталонными) почвами и почвами агроценозов.

Основные работы по теме диссертации

Русанов A.M. Изменение химических свойств Пахотного слоя южны черноземов Оренбуржья в связи с эрозией почв // Проблемы химизации растеневодстве Оренбургской области и луга их реализации: Тез. дою науч.-практ. конф.-Орёнбург, 1985.-С. 39-40.

Русанов А.М., Блохин Е.В. Изменение почвенного покрова под влияние эрозии и длительного хозяйственного использования // Эрозия почв научные основы борьбы с ней - М.. 1985.-С. 109-115.

Русанов A.M. Выгорает гумус // Уральские HHBbi.-1986.-N5.-C.32-33.

Трегубое П.С., Блохин Е.В., Русанов А.М. Изменение физически свойств почв под влиянием эрозии// Вестник с.-х. HayKH.-1987.-N2.-C. 59-65.

Русанов А.М., Трегубов П.С. Условия почвообразования и водоразделах и склонах Общего Сырта // Эродированные почвы эффективность почвозащитных мероприятий.- М., 1987.-С. 119-124.

Русанов А.М., Сергеев А .Д. К методике нахождения перспективнь участков для организации почвенио-геоботанических резерватов Геолого-географические и экологические проблемы особо охраняемь территорий Урала и Сибири: Тез. докл. науч.-практ. конф.-Челябинс 1988.-С.24-26.

Русанов A.M. Агролесомелиорация; в степи // Уральские нивы. 1988.-N7.- С.22-23.

Русанов A.M. Экологические проблемы орошения // Уральские нивь:

1988.- N9.-C.20-21.

Русанов А.М., Трегубов П.С. Влияние сельскохозяйственного освоена на гумус // Химизация сельского хозяйства.-1989.- N2.-C.50-52.

Русанов А.М. Определение степени смытости почв и разрабои противоэрозионных мероприятий на ландшафтной основе // География природные ресурсы.-1989.-N 2.-С.58-65.

Русанов A.M. Современное состояние сенокосов и пастби Оренбургской облаете // Краеведение и перестройка.- Оренбур

1989.-С. Ю-П.

Русанов A.M. Изменение гумусного состояния южных, чернозем! Общего Сырта под влиянием сельскохозяйственного использования эрозии /ЛГез. докл. 8 съезда ВОП. Кн. 2.- Новосибирск, 1989.- С. 80.

Русанов A.M., Блохин Е.В. Определение смытости эродированных почв их мелиорация на основе строения ландшафта // Вопросы. экологии интенсивных системах земледелия Поволжья. - Саратов, 1990.- С. 9-11.

Русанов A.M. Назначение и принципы организации сети заказник эталоных почв II Степное природопользование. - Оренбург, 1990.- С. 9-12.

Русанов A.M. Изменение свойств почв под влиянием пастбищю нагрузок и их индикация // Там же.-С. 13-15.

Русанов А.М. Геоботаническая индикация свойств почв сбитых степи пастбищ // Ботанические исследования на Урале. - Свердловск, 1990.-С.85.

Русанов А.М. Содержание и потери гумуса почвами Оренбургск области // Тез. докл. регионального семинара-совещания по проблем охраны окружающей среды Поволжья и Средней Азии. - Оренбург, 1990.24-26.

f »Русацов. A.M. К вопросу .о рагщонй^ьн'ом использовании земельного фонда ЧЗрекоургской облабти // Эко логачески е'аспекты продовольственной проблемы, - Свердловск: Из-во Ypö-ÄH СССР, 1990.- С. 6245: '••'*'. .

'Русанов A.M. Почвенный мониторинг и организация сети резерватов эталонных почв7/Теография и природные ресурсы.-1991.- N2.-C. 63-66.

: Русанов. А."М.., Динамика лочвенно{-о ; пл'одор'одая й пути его .^воегуоизродслпба У/ Социально-экономические и географические проблемы развития производственных сил в Оренбургской области. - Оренбург, 1991,-С. 78-80.

Русанов A.M.- Основные направления почвенных исследований на территориях заповедников И География и природные ресурсы.- 1992.- N2.- С. 32-37.

Русанов A.M. Влияние физических качеств почв на экологию гумусообразования Н Физика почв и проблемы экологии. - Пущино, 1992.-С. 91-92.

Русанов A.M., Медведев Е.В., Бондаренко Т.С. К вопросу зависимости структуры почв от их гумусного состояния // Там же.- С. 93-94.

Русанов А.М., Медведев Е.В. Динамика гумусового состояния южного чернозема в условиях орошения И Тез. докл. науч. конф., посвященной 100-летию плана В.В. Докучаева по борьбе с засухой. - Новосибирск,

1992.-С. 122-123.

Русанов А.М. Период биологической активности различных слоев почв и сезонная динамика их гумусного состояния // Биоконверсия органических отходов народного хозяйства и охрана окружающей среды: Тез. докл. 2-го конгр.. - И-Франковск, 1992.-С.101.

Русанов А.М., Медведев Е.В. Факторы изменения гумуса почв степной зоны И Там же.- С. 102.

Русанов A.M. Гумусное состояние почв как универсальный параметр почвенного мониторинга И Экологические проблемы сельского и водного хозяйства Поволжья .- Саратов, 1992.-С. 61.

Русанов A.M. К вопросу организации в Оренбургской области сети специальных почвенных заказников // Мат. вторых науч. чтен., посвященных 85- летаю со дня рождения A.C. Хоментовского.- Оренбург,

1993.-С. 16-17.

Русаков A.M. Сельскохозяйственная трансформация гумуса степных почв Урала // Аграрная наука.- 1993.-N1.-C. 47 (дсп.).

Русанов A.M. Экологические условия гумусообразования эродированных черноземов Урала И Оренбургская область, география и экономика. Методика их преподавания. - Оренбург, 1993.- С. 35-36,

Русанов A.M. Почвенно-экологические аспекты в подготовке космонавтов // Профессиональная деятельность космонавтов и пути повышения ее эффективности. - Звездный городок, 1993.- С. 43-44.

Русанов А.М. Некоторые результаты использования космических методов исследования почв // Концептуальные аспекты, результаты и перспективы регионального сопряженного подземно-наземно-аэрокос мического мониторинга.- Оренбург, 1993.-С. 106-108.

Руеавов А.М. Гумусное состояние южных черноземов под естественными пастбищами//Почвоведение.- 1993.-NII.-С. 25-30. .» .f

• Русанов A.M. Роль заповедников* в охране, изучении и исследований! почв // Теоретические и практические вопросы ландшафтной эколфли и заповедного дела. - Екатеринбург: Наука, 1993.- С. 50:56. ,

РуЬанов А-.М. • ,0 сельскохозяйственном. освоении т^ррИтбрии Оренбургской,,области И География, экономика' к экология Оренбуржья»-.«^¿нбург, 1994.-С.76-,79.' . . \ ^ • •

Русанов А.М. Динамика гумуса почв Оренбургского Зауралья под влиянием длительного использования //»Тез. докл. науч.- практ. конф., посвященной 40-летию целины. - Оренбург, 1994.-С: 65-66.

Блохнн Е.В., Русанов А.М. Тенденция изменений гумусообразования при освоении почв целинных экосистем // Там же.-С. 70-71.

Русанов А.М. Влияние эрозии на гумусное состояние черноземов Прнураль* // Экология,-1995,-N 2. - С. 150-152.

Русанов A.M. Особенности экологии гумусообразования степных черноземов Урала на целине и в агроценозе // Вопросы степной биогеоценологии. - Екатеринбург: Наука, 1995.

Rusanov А.М. Humus Status of Southern Chernozems Under Natural Pastures // Eurasian soil science. - 1994. - N2. - P. I-9.