Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Эрозионно-аккумулятивные процессы и свойства почв в различных геоморфологических условиях Воронежской области

ВАК РФ 06.01.03, Агропочвоведение и агрофизика

Автореферат диссертации по теме "Эрозионно-аккумулятивные процессы и свойства почв в различных геоморфологических условиях Воронежской области"

^ # <?» #

С^ д ^ ' На правах рукописи

\

Назаренко Наталья Павловна

ЭРОЗИОННО-АККУМУЛЯТИВНЫЕ ПРОЦЕССЫ И СВОЙСТВА ПОЧВ В РАЗЛИЧНЫХ ГЕОМОРФОЛОГИЧЕСКИХ УСЛОВИЯХ ВОРОНЕЖСКОЙ ОБЛАСТИ

Специальность Об. 01. ОЗ - агропочвоведение

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

На правах рукописи Назаренко Наталья Павловна

ЭРОЗИОННО-АККУМУЛЯТИВНЫЕ ПРОЦЕССЫ И СВОЙСТВА ПОЧВ В РАЗЛИЧНЫХ ГЕОМОРФОЛОГИЧЕСКИХ УСЛОВИЯХ ВОРОНЕЖСКОЙ ОБЛАСТИ

Специальность Об. 01. ОЗ - агропочвоведение

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

Работа выполнена на кафедре почвоведения Воронежского государственного аграрного университета имени К. Д. Глинки.

Научный руководитель - доктор сельскохозяйственных наук.

профессор Иванов В.Д. Официальные оппоненты: - доктор биологических наук.

Защита состоится 28 мая 1998 г. в 14 часов в ауд. 265 на заседании диссертационного совета К 120.54. 06. при Воронежском государственном аграрном университете им. К. Д. Глинки по адресу: 394087, г. Воронеж, ул. Мичурина, 1.

С диссертацией мржно ознакомиться в библиотеке Воронежского

профессор Щеглов Д.И.

доктор сельскохозяйственных наук,

профессор Шаталов В. Г.

Ведущая организация: ЦЧО НИИгипрозем.

госагроуниверситета

Автореферат разослан 27 апреля 1998 г.

Ученый секретарь диссертационного совета,

доктор СеЛЬСКОХОЗЯЙГ-TRPWHMY unvif

профессор

В.И. Воронин

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. В условиях расчлененного рельефа местности Воронежской области, изменения природно-территориально-го комплекса, высокой антропогенной нагрузки на агроландшафты, чрезмерной распаханности территории (более 82%) - процессы эрозии и деградации почв, а так же переотложение смытого почвенного материала приобрели широкое распространение.

Если процессам эрозии почв уделяется в последние годы достаточно большое внимание, то процессам аккумуляции - значительно меньшее. В подавляющем большинстве почвенно-геоморфологических работ, процессы эрозии изучаются изолированно друг от друга.

В связи с этим большой научный и практический интерес представляет изучение эрозии и аккумуляции как единого эрозионно-акку-мулятивного процесса, протекающего в конкретных рельефных условиях от водораздела до тальвега и замыкающего устья водотока, что позволяет получить более полное представление о механизме формирования почв овражно-балочного комплекса (ОБК).

Цель исследования - детализировать характер и масштаб проявления эрозии и аккумуляции в формировании структуры почвенного покрова (СПП) и свойств почв применительно к типичным почвен-но-геоморфологическим условиям Воронежской области.

Задачи исследования:

- выявить влияние основных факторов, определяющих направленность, интенсивность и характер процессов эрозии и аккумуляции применительно к объектам исследования;

- раскрыть закономерности и сущность формирования СПП на балочных водосборах и обосновать целесообразность использования мощности гумусового горизонта как важнейшего диагностического показателя при производстве почвенной съемки;

- выявить долю намытых почв в СПП районов с развитыми эрози-онно-аккумулятивными процессами, провести сопряженный сравнительный анализ смытых и намытых почв, а также определить схему рационального использования почв ОБК.

Научная новизна заключается в исследовании эрозии и аккумуляции как единого эрозионно-аккумулятивного процесса в пределах элементарных водосборных площадей, определяющего характер почвообразования и формирования СПП в различных почвенно-геоморфологи-

ческих условиях.

Обоснована целесообразность использования мощности гумусового горизонта как важнейшего диагностического показателя процесса гумусонакопления на родовом," а степень смытости и намытости на видовом уровнях, а не на уровне почвенных разновидностей.

Впервые выявлена доля намытых почв в СПП балочных водосборов в районах с развитыми эрозионно-аккумулятивными процессами и проведен сопряженный сравнительный анализ смытых и намытых почв.

Установлено совокупное влияние эрозии и аккумуляции на свойства смытых и намытых почв и определены пути системного подхода к их рациональному использованию.

Защищаемые положения:

1. Эрозия и аккумуляция - единый эрозионно-аккумулятивный процесс, определяющий СПП, свойства почв и особенности их хозяйственного использования.

2. В качестве территориальной единицы, определяющей закономерности эрозионно-аккумулятивных процессов, условия формирования и свойства почв ОБК целесообразно использовать элементарные водосборные площади.

3. Сочетание сплошной почвенно-эрозионной съемки с закладкой базовых почвенно-геоморфологических профилей (ПГП), позволяет выявить общую генетическую основу и локальные специфические особенности эродированных почв.

4. Интенсивность и масштабы эрозионно-аккумулятивных процессов, а также прогноз их развития на ближайшую и отдаленную перспективу могут быть определены на основе совокупного влияния факторов эрозии и аккумуляции.

Практическая значимость исследований состоит в детальной характеристике почв ОБК, которая достигается на основе совокупного учета эрозии и аккумуляции с использованием методов детальной почвенной съемки в сочетании с закладкой ПГП, позволяющих полнее отобразить реальную СПП и определить долю смытых, намытых и погребенных почв.

В работе обоснована целесообразность использования в классификации и диагностике зональных почв водораздельного плато показателя мощности гумусового горизонта на родовом уровне вместо принятого видового уровня, а степени смытости и намытости почв -на видовом уровне вместо уровня разновидностей.

Детальная характеристика почв ОБК позволяет дифференцированно подходить к их рациональному использованию.

Апробация работы и публикации. Основные положения диссертации были доложены на международной научно-практической конференции молодых ученых и специалистов (1995), научно-практической конференции, посвященной 150-летию со дня рождения В.В. Докучаева (1996)„ 47 студенческой научной конференции (1996) ВГАУ. А также ежегодных научно-практических конференциях профессорско-преподавательского состава, молодых ученых и специалистов Воронежского госагроуниверситета (1995, 1996), на научно-учебно-методических семинарах кафедры почвоведения. По материалам диссертации опубликовано четыре работы, в том числе в соавторстве - три.

Структура и объем работы. -Диссертация состоит из введения, шести разделов, выводов и предложений производству, списка цитируемой литературы и приложений. Изложена на 160 страницах машинописного текста. Включает 15 таблиц, 10 рисунков, 9 приложений. Список литературы состоит из 174 наименований, в том числе 6 на иностранных языках.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

1. Эрозионно-аккумулятивные процессы и свойства эродированных почв. Показано, что процессы эрозии почв изучены достаточно полно (Соболев, 1948; Козменко, 1954; Сильвестров, 1955; Мирцхулава. 1970; Сурмач, 1971, 1979; Иванов, 1979, 1984, 1988; Косцов, 1981; Заславский, 1979, 1987; Герасименко, 1987; и др.), аккумуляция продуктов смыва изучена в меньшей степени (Щукин, i960; Лидов, Орлова, Углова, 1973; Гаршинев, 1990 и др.). Взаимосвязь эрозии и аккумуляции почв нуждается в дополнительном детальном исследовании.

Проявление эрозионно-аккумулятивных процессов обусловлено, главным образом, геоморфологическими и гидроклиматическими условиями (Адерихин, 1963; Парахневич, 1970; Сластихин, 1973; Атасунц, 1973; Климентьев, 1994, Bluhberger, 1994 и др.). Разнообразие геоморфологических, почвенных, биоклиматических условий на территории Воронежской области определяет различную интенсивность стока и смыва почв балочных водосборов, которая требует углубленного изучения для выяснения характера влияния эрозии и аккумуляции

на формирование почвенного покрова, учета особенностей и свойств эродированных почв в освоении и практическом использовании.

Рассматривая СПП и говоря о распространении на склонах сочетаний и вариаций смытых почв, авторы не учитывают комплексов и пятнистостей, формирующихся на балочных водосборах в результате процессов аккумуляции, а также разнообразия почвообразующих и подстилающих пород, которые в результате эрозии могут выходить на дневную поверхность. Существующие методы картографирования почв (масштаб планово-картографических основ 1:10000-1:25000) не позволяют отобразить зоны аккумуляции и почвы различной степени на-мытости на склонах. При характеристике почв балочных водосборов, не отображается и не определяется доля намытых и погребенных почв, которые могут занимать значительную площадь в почвенном покрове балочных водосборов. Существует значительный пробел в вопросе о влиянии процессов аккумуляции на свойства намытых и погребенных почв.

2. В работе использованы следующие методы исследования: - полевой сравнительно-географический (картографический, геоморфологических профилей, количественного учета смыва поче); камеральный информационно-аналитический;•сравнительно-аналитический.

В почвенных образцах определялись: рН водной и солевой вытяжки потенциометрическим методом - ГОСТ 26483-84 и 26483-85; гидролитическая кислотность титрованием - ГОСТ 26212-84; сумма поглощенных оснований - ГОСТ 27821-88; гумус по методу Тюрина -ГОСТ 26213-84; подвижные формы фосфора и калия по методам Чирико-ва и Мачигина - ГОСТ 26204-84 и 26205-84; общий азот - ГОСТ 26107-84. Гранулометрический состав почвы определялся методом Ка-чинского; плотность твердой фазы пикнометрическим методом, плотность почвы буровым методом, водопроницаемость и наименьшая вла-гоемкость почв по Вадюниной и Корчагиной (1986).

Рассчитывались среднемноголетняя интенсивность весеннего смыва почв с элементарных водосборов, количество лет за которое мог быть осуществлен смыв почвы в данной части склона при данной интенсивности смыва, соотношение смытых и намытых почв. Определялись: влияние степени выпуклости и вогнутости склонов на интенсивность эрозии и аккумуляции; уровень потенциального плодородия эродированных почв на основе бонитировочной шкалы, построенной для закрытой системы по 10 группам показателей свойств и особен-

ностей почв.

Полевое обследование и картографирование почв склонов и днищ балочных водосборов проводилось в масштабе 1:2000 на соответствующей плановой основе с закладкой количества разрезов, соответствующих масштабу сьемки и 4 категории сложности местности в сочетании с закладкой почвенно-геоморфологических профилей.

За эталон несмытой почвы принята мощность гумусового горизонта из числа основных разрезов водораздельного плато и зоны эрозии, компенсируемой скоростью почвообразования.

Степень намытости определялась относительно неэродированной почвы: слабонамытые - намытый слой составляет менее 25% от мощности эталона; средненамытые - 25-50; сильнонамытые - более 50%.

3. Объекты исследований и характеристика условий проявления эрозии и аккумуляции. Объекты исследований - ключевые участки территорий Калачской возвышенности. Среднерусской и Окско-Донской равнины соответственно в пределах водосборных площадей балок "Большой Яр" колхоза им. Дзержинского Калачеевского района, приуроченной к юго-восточному геоморфологическому району (подрайон б), " Гнилой Лог" колхозов "Восход" и "Рассвет" на границе Хо~ хольского и Нижнедевицкого районов, приуроченной к западному геоморфологическому району и "Сенновская", расположенной на территории АОЗТ "Донское" Рамонского района, приуроченной к северо-восточному геоморфологическому району Воронежской области. Исследуемые территории соответствующих балочных водосборов находятся в междуречьях рек Криуша - Манина, Девица - Ведуга, Воронеж - Дон и относятся к подзонам черноземов обыкновенных и южных степной зоны, а так же черноземов типичных, выщелоченных, оподзоленных и серых лесных почв лесостепной зоны.

Склоны ЮЮВ и С экспозиции б. "Большой Яр" выпукло-вогнутой формы сформированы покровными глинами и суглинками (карбонатными), подстилаемыми мергелем, мелом и песком, приближающимся к дневной поверхности в нижней части склона ЮЮВ экспозиции, днище балки - аллювиально-делювиальные отложения. Длина склона ЮЮВ -2100 м, крутизна 5-7°, глубина базиса эрозии - 95,2 м. Длина склона С экспозиции - 2500 м, крутизна - 3-5°, глубина базиса эрозии 90,2 м. Склон северной экспозиции в средней части имеет выровненный участок длиной 250 м. В нижней части склонов в результате линейной эрозии сформировались микроложбины.

Склон ЮЮВ экспозиции б. "Гнилой Лог" (длиной 1150 м), имеет выпукло-вогнутую форму и сформирован покровными суглинками, подстилаемыми тяжелым ледниковым суглинком, мелом и песком. Крутизна склона - 5-7°, глубина базиса эрозии - 66,3 м. Склон СВ экспозиции имеет прямую форму и сложен мощными толщами покровных суглинков. Он более пологий и ложбинистый, чем склон ЮЮВ экспозиции, в нижней части гофрированный. Длина склона - 2050 м, крутизна -3-5°, глубина базиса эрозии - 61,7 м.

Склон С экспозиции б. "Сенновская" - выпуклой формы, сложен флювиогляциальными суглинками и глинами, подстилаемыми песками и аллювиально-делювиальными песками и супесями (в нижней его части). Длина склона - 800 м, крутизна 1-3° в верхней части и до 30° в нижней (берег балки), глубина базиса эрозии - 42,1 м.

В разделе дана характеристика условий проявления эрозии и аккумуляции для каждого геоморфологического района и морфологическое описание почв, типичных для каждой подзоны.

4. Формирование структуры почвенного покрова (СПП) элементарных водосборных площадей. СПП склонов Ю экспозиции характеризуется более сложными и контрастными комбинациями (8-10 и более компонентов), чем СПП склонов С экспозиции (4-8) в результате более высокой интенсивности эрозионно-аккумулятивных процессов.

В верхней приводораздельной части склонов, в зоне компенсируемой эрозии, формируются несмытые зональные почвы. С увеличением уклона местности возрастает смыв почвы, усиливающийся на выпуклых участках склонов. Это приводит к формированию сочетаний несмытых, слабосмытых и вариаций слабо- и среднесмытых почв. Вершины лощинообразных понижений и оврагов, нередко достигающие приводораздельной зоны, формируют пятнистости более выщелоченных, вариации смытых или намытых почв, а также комплексы и пятнистости с мозаикой сильносмытых почв и оврагов, которые широко распространены на склонах южных экспозиций.

В вогнутых частях склонов, на границах пашня-выгон, под на-пашными валами, перед бровкой балок, перед и под лесополосами в результате процессов аккумуляции формируются комплексы и пятнистости намытых и погребенных почв со смытыми. В некоторых случаях намытые почвы образуют вариации по степени намытости (рисунок).

Двухъярусная СПП склонов ЮЮВ и северной экспозиции представлена бесфоновыми мезо- и микрокомбинациями монолитных элементар-

Рисунок. Почвенный покров и мощность гумусового горизонта по профилю ЮЮВ склона балки "Гнилой Лог": Н - превышение в метрах, h - мощность гумусового горизонта А + Bi в сантиметрах, L - длина линии приложения в метрах.

— • — - верхняя выпуклая часть склона, - - средняя вогнутая часть

склона, — • • • — - нижняя выпуклая часть склона.

□Ш* ESS32 ЕЕЕЕШз ^Э* ШШ*

И№ gzzi« тт9 С5Е310 пт^ Н"

1 - чернозем выщелоченный слабосмытый тяжелосуглишклын; 2 - то же,

среднесуглшшстый; 3 - лугово-черноземная карбонатная среднесмытая

легкосуглшшстая; 4 - то же, слабосмытая; 5 - то же, сильносмытая;

6 - лугово-черноземная типичная слабонамытая тяжелосуглинистая;

7 - лугово-черноземная карбонатная слабосмытая супесчаная; 8 - то же,

среднесмытая; 9 - то же, сильносмытая; 10 - то же, слабонамытая; II - то же,

средненамытая; 12 - то же, сильнонамытая; 13 - чернозем типичный под

аллювиалыю-делювиальным наносом днища балки.

ных почвенных ареалов умеренно сложных и сложных, слабо- и сильноконтрастных.

На основе детального картографирования почвенного покрова в условиях расчлененного рельефа местности и многообразия эрозионных и аккумулятивных процессов, а также в силу исключительной важности такого диагностического показателя, как мощность гумусового горизонта (процесса гумусонакопления), выделение его целесообразно не на видовом таксономическом уровне, а на родовом. В связи с этим степень смытости и намытости почв, эродированности и дефлированности, связанную также с изменением мощности гумусового горизонта, целесообразно рассматривать на видовом уровне таксономической иерархии, так как в конечном итоге приходится учитывать фактическую мощность гумусового горизонта в каждой точке закладки почвенного разреза.

Соотношение смытых и намытых почв," в зависимости от конкретных условий, может существенно колебаться (табл. 1).

Таблица 1

Состав и соотношение смытых и намытых почв по ПГП, %

Экспозиция Несмы- Слабо Сред- Силь- Слабо Сред- Силь- Соотноше-

склонов тые смы- не но намы- не но ние смытых

тые смы- смы- тые намы- намы- и намытых

тые тые тые тые

б. Большой Яр

ЮЮВ 11,7 41,9 25,8 11,7 0,6 3,3 5,0 79 : 9

с 49,4 25,8 7,7 1.2 6,9 2,1 6,9 35 : 16

б. Гнилой Лог

ЮЮВ 54,2 0,5 27,9 11,6 2,1 - 3,7 40 : 6

СБ 68,6 26,9 - 1.8 2,7 27 : 4

б. Сенновская

с 88,9 1.2 0.9 6.3 0.6 0,3 1,8 8 : 3

Доля смытых почв, в зависимости от условий, в 2-9 раз превышает долю намытых почв.

5. Влияние эрозии и аккумуляции на свойства почв. В результате эрозии, на выпуклых частях склона уменьшается мощность гумусового горизонта на склонах ЮЮВ экспозиции б. "Большой Яр" и "Гнилой Лог" на 16-25 и 13-41 см, на склонах северной экспозиции - на 12-14 и 16-20 см; в приводораздельной части склона б. "Сен-новская" - на 12-28 см и на берегу б. "Сенновская" - на 32-40 см.

- и -

При этом мощность иллювиального горизонта может возрастать в этих же пределах.

Изменяется окраска верхних генетических горизонтов почвы от темно-серой и серой в несмытых почвах до буро-серой и коричнево-серой в средне- и сильносмытых почвах, а также их структура -от пылевато-комковатой, зернистой и зернисто-комковатой до мелко-комковато-ореховатой, комковато-зернистой и зернисто-мелкопризма-тической соответственно, сложение - от рыхлого и уплотненного пористого и тонкопористого в несмытых почвах до уплотненного и плотного тонкопористого в средне- и сильносмытых.

Под влиянием процессов аккумуляции, в вогнутых частях склонов, увеличивается мощность гумусового профиля почв на склонах ЮЮВ экспозиции б. "Большой Яр", и "Гнилой Лог" на 23-44 и 35-39 см; на склонах северной экспозиции - на 10-18 и 15-25 см соответственно; на склоне С экспозиции б. "Сенновская" - на 12-26 см. Увеличивается мощность гумусово-аккумулятивного горизонта почв в среднем на 2-31 см. В почвенном профиле выделяется намытый горизонт мощностью 10-24 см для слабонамытых и 28-41 см для средне- и сильнонамытых почв. Намытые горизонты имеют пылеватую и комкова-то-пылеватую структуру и рыхлое сложение. Если намыв почвенного материала произошел недавно, то он бесструктурен и имеет рассыпчатое сложение.

Степень выпуклости и вогнутости склонов влияет на интенсивность смыва и аккумуляции и на характер залегания почв по профилю склона. Так, при степени выпуклости склона 0,26 ЮЮВ экспозиции б. "Гнилой Лог", уменьшении мощности гумусового горизонта почв в выпуклой части склона на 40-44 см по сравнению с мощностью гумусового горизонта условно прямого склона и интенсивности поверхностного смыва в этой части склона 23-24 т/га в год, слой смытой почвы мог быть осуществлен в среднем за 180 лет.

В нижележащей вогнутой части склона Св = -0,24 мощность гумусового горизонта почв относительно прямого склона возросла на 15 см, а интенсивность поверхностного смыва уменьшилась на 10,5 т/га в год, намытый слой сформировался за 143 года.

Вниз по геоморфологическому профилю склонов в результате эрозионно-аккумулятивных процессов облегчается гранулометрический состав почв от легкоглинистого и тяжелосуглинистого до легкосуглинистой и супесчаной.

В результате эрозии увеличивается плотность почвы и ее твердой фазы по сравнению с эталоном (г/см3) на 0,25 и 0,05 в сред-несмытых, 0,31 и 0.02 в сильносмытых, 0,18 и 0,02 в слабонамытых почвах и на 0,27 и 0,08 в аллювиально-делювиальных почвах днищ балок. Уменьшается общая порозность эродированных почв (%) по сравнению с эталоном на 9,27 в среднесмытых, 11,59 в сильносмытых, 6,46 в слабонамытых и на 10,2 в аллювиально-делювиальных почвах днищ балок. Увеличивается наименьшая влагоемкость (%) на 1,43 в среднесмытых, 7,17 в сильносмытых, 4,45 в слабонамытых и 2,36 в аллювиально-делювиальных почвах днищ балок. Ухудшается ин-фильтрационная способность эродированных почв.

Процессы эрозии влияют на уменьшение в верхнем генетическом горизонте эродированных почв содержания гумуса (%) и суммы поглощенных оснований (мг-экв/100 г) по сравнению с несмытыми почвами соответственно на 0,25 и 2,9 в слабосмытых, на 1,94 и 17,7 в среднесмытых, на 3,04 и 14,00 в сильносмытых. на 1,11 и 4,95 в слабо- и средненамытых почвах и на 2,18 и 3,82 в аллювиально-делювиальных почвах днищ балок. В эродированных почвах уменьшается по сравнению с эталоном содержание общего азота (%), подвижного фосфора и обменного калия (мг/кг) соответственно на 0,09%, 31,8 и 43,5 для слабосмытых, 0, 08%, ," 60,3 и 70,0 для среднесмытых, на 0,10%, 37,0 и 116,5 для сильносмытых, на 0,15%, 49,8 и 67.8 для слабо- и средненамытых почв, на 0,37% и 52,0 мг/кг подвижного фосфора в аллювиально-делювиальной карбонатной почве днища б. "Большой Яр". В намытых почвах вогнутых частей склонов и днищ балок "Гнилой Лог" и "Большой Яр" в результате выноса из почв распаханных склонов увеличивается содержание подвижного фосфора и обменного калия (мг/кг) соответственно на 116,3 и 155,8 в слабо-и средненамытых почвах и на 8,3 и 63,7 в аллювиально-делювиальных почвах днищ балок.

Между содержанием гумуса (Y) в пахотном слое и мощностью гумусового горизонта (X) черноземных почв по профилю склонов балочных водосборов выявлены линейные функциональные связи:

1) Y = -3,87 + 0.09Х - склон ЮЮВ экспозиции б. "Большой Яр";

2) Y = 2,3 + 0,02Х - склон С экспозиции б. "Большой Яр";

3) Y = 0,95 + 0,06Х - склон ЮЮВ экспозиции б. "Гнилой Лог";

4) Y = 0,25 + 0.07Х - склон С экспозиции б. "Сенновская".

Коэффициент корреляции равен 0,97.

6. Влияние эрозии и аккумуляции на плодородие почв. Сток и смыв почв зависят от совокупности морфометрических показателей элементарных водосборов. На склонах северной экспозиции сток меньше чем на южной в 1,59 раза для б. "Большой Яр" и 1,17 раза -для б. "Гнилой Лог". Одновременно смыв почвы сокращается соответственно в 2 и 3 раза (табл. 2).

Таблица 2

Сток и смыв почвы по геоморфологическим профилям

Базис эрозии, м Мощность снежного покрова, см Запас воды в снеге, ■ мм Глубина промерзания почвы, см Влажность пахотного слоя, об. % Расчетный коэффициент стока Сток, м3 /га Смыв почвы

по объему водо-роин, м3 /га расчетный, т/га

7,5 9,8 11,5 7,4 17,1 24,8 21,1 32,1 41,5 балка склон Ю! 49 62 66 'БОЛЬШО! ОВ эксш 34,35 37,93 39,52 \ Яр" эзиции 0,6 0,9 1,0 126,6 288,9 415,0 5,36 23,73 31,61 1,20 8,80 27,59

7,5 9,8 11,5 15,2 18,1 21,5 22,2 28,1 38, 0 склон С 40 52 53 ЭКСП031 28,47 32,31 35,77 щии 0,4 0,6 0, 7 88,0 168,6 266, 0 3,65 8, 00 16,32 0,89 5.53 12,10

7,5 9,8 11,5 15,3 19,8 10,8 24,5 30,2 36,0 балка склон Ю8 51 57 63 Тнилой ]В экспс '35,52 38,78 40,01 Лог" 53ИЦИИ 0,6 0,8 1,0 147,0 241,6 360,0 3,88 22,39 31,03 6.25 23,64 29,60

7,5 9,8 11,5 12,8 10,9 23,1 25,5 22,5 44,5 склон СЕ 52 57 59 ЭКСПОс 31,82 34,43 37,87 ¡иции 0,5 0,7 0,8 127,5 157,5 356,0 4.80 6.80 7.81 2,21 7,31 9,65

7,5 9,8 11,5 10,225,2 27,2 17,7 26,3 33,9 балка "С склон С 50 49 55 енновср экспозе 31,89 33, 11 35,70 ;ая" [ЦИИ 0,5 0,6 0,7 88,5 157,8 237,3 5,62 18,52 25,90 0,72 1,85 8,13

Аккумуляция продуктов смыва преобладает на склонах северной 'Кспозиции, относительно южной в 3,5 раза для б. "Большой Яр", в ,3 раза б. "Гнилой Лог". Интенсивность намыва на склоне ЮЮВ экс-озиции б. "Большой Яр" меньше на 18,82 м3/га, чем на склоне той е экспозиции б. "Гнилой Лог". Интенсивность намыва на склоне С

экспозиции б. "Большой Яр" меньше на 10,82 м3/га, чем на склоне СБ экспозиции б. "Гнилой Лог", но больше на 2,42 м3/га, чем на склоне С экспозиции б. "Сенновская".

В результате смыва ухудшается качество эродированных земель по сравнению с несмытыми почвами (табл. 3).

Таблица 3

Качественная оценка почв по элементам рельефа

Название балки, экспозиция склона Бонитет почв в баллах

водораздел (несмытые почвы) склон (средне- и сильно-смытые, слабонамы-тые) днище балки (аллювиально-делювиальные почвы)

б. "Большой Яр", ЮЮВ

82,7 61,1 80,7

С 79,9 63,8 80,7

б. "Гнилой Лог",

ЮЮВ 88,2 71,5 74,0

СВ 81,9 77,1 74,0

б. "Сенновская",

С 84,5 60,5 64,1

На склоне ЮЮВ экспозиции б. "Большой Яр" бонитет уменьшается по сравнению с несмытой почвой водораздела на 22 балла в сильнос-мытой почве средней выпуклой чаати склона и на 2 балла в аллюви-ально-делювиальной почве днища балки. На склоне С экспозиции в сильносмытой почве бонитет уменьшается по сравнению с несмытой на 16 баллов. На склоне ЮЮВ экспозиции б. "Гнилой Лог" бонитет уменьшается по сравнению с несмытой почвой на 17 баллов в сред-несмытой и 14 баллов в аллювиально-делювиальной почве днища балки. На склоне СВ экспозиции балл бонитета уменьшается на 5 в сла-бонамытой почве по сравнению с несмытой и на 8 в аллювиально-де-лювиальной почве днища балки. Для склона С экспозиции б. "Сенновская" характерно уменьшение балла бонитета по сравнению с несмытой почвой водораздела на 24 в среднесмытой и на 20 в аллювиально-делювиальной почве днища балки.

ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ

1. Интенсивность эрозии и аккумуляции в различных геоморфологических условиях определяется совокупностью факторов в пределах элементарных водосборных площадей. Длина, крутизна, превышение, форма, экспозиция склонов, почвообразующие и подстилающие породы, горизонтальное и вертикальное расчленение водосборной площади овражно-балочно-ложбинной сетью, нанорельеф и характер хозяйственного использования почв, на фоне различных биоклиматических условий, определяют не только тип микроручейковой сети, но и специфику процессов эрозии и аккумуляции.

Наибольшая интенсивность эрозии и аккумуляции характерна для территории западного геоморфологического района Воронежской области. На склоне ЮЮВ б."Гнилой Лог" она в 1,6 раза больше, чем на склоне той же экспозиции б. "Большой Яр" (юго-восточный геоморфологический район), а на склоне СВ экспозиции - в 1,03 раза больше, чем на склоне С экспозиции б. "Большой Яр" ив 1.8 раза - чем на склоне С экспозиции б. "Сенновская" (северо-восточный район).

2. Сочетание детальной почвенной съемки в масштабе 1:2000 с закладкой почвенно-геоморфологических профилей, позволяет с наибольшей достоверностью выделять зоны эрозии и аккумуляции почв, полнее отображать влияние геоморфологических условий, выявить специфические особенности в формировании СПП и свойств почв с учетом характера их использования.

3. На основе выполненных исследований показана целесообразность выбора в качестве эталона несмытой почвы - почвы зоны отсутствия эрозии и зоны компенсируемой эрозии. Если в СПП склонов встречаются ареалы почв, отличающиеся по типу от почв водораздела, для них в качестве эталона принимается максимальная среднестатистическая мощность гумусового горизонта.

4. Предложена классификация степени намытости почв по мощности намытого слоя относительно мощности гумусового горизонта эталона: слабонамытые - до 25%, средненамытые - 25-50% и сильно-намытые - более 50%. При картографировании и характеристике почв по степени смытости и намытости необходимо давать полное название почвы, подверженной смыву или намыву, в том числе находящейся под наносом.

5. В СПП балочных водосборов, наряду с сочетаниями и вариациями почвенных комбинаций различной степени смытости, выявлены вариации почв по степени намытости, пятнистости смытых и намытых почв одного типа и подтипа, комплексы смытых и намытых почв различных рядов увлажнения, комплексы и пятнистости намытых и погребенных почв нижних шлейфов и днищ балок со смытыми почвами, мозаики сильносмытых почв с оврагами и обнажениями, которые необходимо учитывать при картографировании склоновых земель и характеристике СПП балочных водосборов.

6. Определена доля намытых почв в СПП балочных водосборов, которая в зависимости от конкретных условий составляет 3-16%.

7. В условиях расчлененного рельефа местности черноземной зоны и многообразия эрозионно-аккумулятивных процессов, а также в силу исключительной важности такого диагностического показателя как мощность гумусового горизонта (процесс гумусонакопления), выделение его целесообразно не на видовом таксономическом уровне, а на родовом. В связи с этим степень смытости и намытости почв, эродированности и дефлированности. связанную также с изменением мощности гумусового горизонта, целесообразно рассматривать на видовом уровне таксономической иерархии, а не на уровне разновидностей, так как во всех случаях приходится учитывать фактическую мощность гумусового горизонта.

8. Эрозионно-аккумулятивные процессы приводят к изменению морфологии почв. Наряду с изменением мощности гумусового горизонта изменяется мощность и других генетических горизонтов. Некоторые из них могут отсутствовать в средне- и сильносмытых почвах, в намытых почвах выделяется намытый горизонт (мощностью 20-41 см в зависимости от степени намытости). Часто увеличивается мощность переходного горизонта за счет возрастания иллювиирования. Изменяется окраска генетических горизонтов, ухудшается их структура и сложение. Вниз по профилю склонов в результате эрозии облегчается гранулометрический состав почв, уменьшается глубина залегания карбонатов вплоть до выхода их на дневную поверхность.

9. Процессы эрозии приводят к увеличению плотности почв, уменьшению общей порозности и наименьшей влагоемкости, а также к ухудшению инфильтрационной способности эродированных почв, что приводит к увеличению талого и ливневого стока, к возрастанию интенсивности процессов смыва.

10. В результате эрозии уменьшается содержание гумуса, суммы поглощенных оснований, общего азота, подвижного фосфора и обменного калия, которые увеличиваются в намытых почвах вогнутых частей склонов и почвах днища балок в результате аккумуляции продуктов смыва с верхних распаханных частей склонов. Процессы эрозии и аккумуляции приводят к снижению плодородия почв в 1,1 - 1.4 раза.

11. Результаты выполненных исследований, выявленная динамика процессов эрозии и аккумуляции, а также характер СПП на балочных водосборах в соответствующих геоморфологических условиях Воронежской области могут быть использованы в разработке системы почвозащитных организационно-хозяйственных, агротехнических и мелиоративных мероприятий, включающих: исключение нижней части склона СВ экспозиции б. "Гнилой Лог", который распахивается до днища, из интенсивного использования, выводом ее под постоянное залужение многолетними травами; контурную организацию территории севооборотов на уровне отдельных склонов, размещение на склонах С экспозиции буферных полос из многолетних трав; создание на границе пашня-выгон склонов ЮЮВ экспозиции б. "Гнилой Лог" и "Большой Яр" водозадерживающих валов и валов-террас; почвозащитную технологию обработки почв.

Широкие плоские днища б. "Гнилой Лог" и "Сенновская" могут быть использованы для поверхностного улучшения естественных кормовых угодий.

Список работ по теме диссертации

1. К оценке эрозионно-аккумулятивных процессов на склоновых землях // Повышение эффективности агропромышленного производства в условиях современных форм хозяйствования: Тез. Междунар. науч. -практ. конференции. - Воронеж, 1995. - 4.1. - с. 161-162 (в соавторстве). '

2. Процессы эрозии и аккумуляции в пределах балочных водосборов различных геоморфологических районов // Стабилизация развития АПК Центрального Черноземья на основе рационального использования природно-ресурсного потенциала: Тез. науч.-практ. конференции. - Воронеж, 1996. - С. 130-131.

3. Использование метода почвенно-геоморфологических профилей в оценке эрозии и аккумуляции//Рёзервы стабилизации аграрного

производства: Тез. науч. -практ. конференции. - Воронеж, 1996. -С. 66-67 (в соавторстве).

4. Влияние эрозии и аккумуляции на структуру почвенного покрова и свойства почв балочного водосбора// Актуальные направления стабилизации сельскохозяйственного производства: Тез. студенческой науч. конференции. - Воронеж, 1997. - С. 39-41 (в соавторстве).

Подписано к печати 24.04.98 Формат 60х841/16 Бумага кн. -журн. Гарнитура Машинопись.

Усл. п.л. 1,0. Тираж 100 экз.

Заказ N 376

Воронежский государственный аграрный университет имени

К. Д. Глинки Типография ВГАУ 394087 Воронеж, ул. Мичурина,1