Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

ЭВОЛЮЦИЯ И МЕТАМОРФОЗ ЧЕРНОЗЕМОВ ЦЕНТРАЛЬНОГО ПРЕДКАВКАЗЬЯ ПРИ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОМ ИСПОЛЬЗОВАНИИ

ВАК РФ 06.01.03, Агропочвоведение и агрофизика

Автореферат диссертации по теме "ЭВОЛЮЦИЯ И МЕТАМОРФОЗ ЧЕРНОЗЕМОВ ЦЕНТРАЛЬНОГО ПРЕДКАВКАЗЬЯ ПРИ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОМ ИСПОЛЬЗОВАНИИ"

Я'ЗЗШ

На правах рукописи

Цховребок Валерий Сергеевич

ЭВОЛЮЦИЯ И МЕТАМОРФОЗ ЧЕРНОЗЕМОВ ЦЕНТРАЛЬНОГО ПРЕДКАВКАЗЬЯ ПРИ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОМ ИСПОЛЬЗОВАНИИ

Специальность 06.01.03. — Агропочвоведение, агрофизика

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени доктора с ел ьс кохота й ст исш 1 ы х наук

Краснодар — 2004

Работа выполнена в Федеральном государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Ставропольском государственном аграрном университете» на кафедре почвоведения.

Официальные оппоненты: доктор сельскохозяйственных наук,

профессор

Коробской Николай Филиппович;

доктор сельскохозяйственных наук, ст. научный сотрудник, заслуженный деятель науки Кубани Бугаевский Владимир Кузьмич;

доктор сельскохозяйственных наук, ст. научный сотрудник Чижи нова Наталья Петровна.

Ведущая организация: Ставропольский научно-исследовательский институт сельского хозяйства (СНИИСХ)

Защита состоится 26 февраля 2004 г. в 1000 часов на заседании диссертационного совета Д.220.038.04 ж Кубанское 'осударственном аграрном университете 1 з-р-\-\ -44, г. Крас : ; Калинина, 13, ком. 536, гл. корпу

С диссертацией ;, о кубанского госу-

дарственного агрзи г-';

Автореферат р. с ■ • •,' ¿- V я^ард ¿^04 г.

Ученый секретарь -

Диссертационного совета, профессор Кобляков В.В.

Актуальность темы. Почвообразование есть процесс взаимодействия «живой» и «косной» материи. «Живая» материя, представленная корнями растений и сопутствующими им микроорганизмами в процессе своей жизнедеятельности вынуждена разрушать минеральную основу почвы, приспосабливая ее к выполнению функции питания. «Косная» минеральная материя, таким образом, постоянно видоизменяется. Все негативные стороны, которые приобретает почва в результате сельскохозяйственного использования, многие исследователи связывают, как правило, с действием почвообрабатывающей техники, минеральных удобрений, орошения и т. д.

До сих пор такие утверждения носят дискуссионный характер. Тем не менее, процесс уплотнения, обе сотру ктури ваиия, слитизации, потери эффективного плодородия обрабатываемых угодий продолжается. Механизм изменения состава и свойств почв агроиенозов не до конца ясен. Решение этой задачи представляет не только теоретический, но и большой практический интерес.

С производственной точки зрения также необходимо знать направленность почвообразовательных процессов в агроценозах. Это необходимо для прогнозирования возможных последствий снижения почвенного плодородия, ее масштабов, а также разработки мероприятий мер по предотвращению развития негативных последствий сельскохозяйственного использования черноземов,

Целъю исследования было выявление причин изменения почвообразовательного процесса при вовлечении черноземов а сельскохозяйственное использование, а так же изучение сопряженной с ним трансформации состава и свойств этих почв и выработки эффективных для предотвращения деградации черноземов и повышения их плодородия.

В задачу исследований входило:

- раскрыть особенности почвообразовательного процесса в естественных условиях и в условиях агроценозов;

- изучить изменения в составе живого вещества;

- определить изменения основных параметров физико-химических процессов в суточном и сезонном цикле;

- определить изменения в составе минеральной основы почв;

- изучить изменения основных параметров свойств черноземов, определяющих их продуктивность;

- вскрыть особенности современного земледелия, связанные с проблемами подтопления, подкисления и подщелачивания почв;

- выявить причины ослитовывания почв агроценозов;

- дать рекомендации по предотвращению процессов деградации чер-

ноземов.

ЦНБ МСХА

1Ы

Научная новизна. Впервые выявлены особенности почвообразовательного процесса агроценозов, связанные с изменениями в живом веществе, и физико-химических процессов почв. Вскрыты основные причины развития слитизацик черноземов агроценозов независимо от их подтипа. Показана ведущая роль в этом процессе растений и сопутствующих микроорганизмов.

Доказана связь между преобразованием минеральной основы почв и всего комплекса свойств черноземов, определяющих их продуктивность. Определены особенности почвообразования в условиях смены водного режима почв, обусловленного глобальным подтоплением всей территории Северо-Кавказского региона. Приведены длительные стационарные исследования кафедры по мелиорации и реминерализации черноземов. Предложены новые пути повышения почвенного плодородия на основе применения горных пород различного генезиса.

Защищаемые теоретические положения

— Процесс почвообразования в естественных условиях и в агроцено-зах имеет существенные различия. При вовлечении черноземов в сельскохозяйственное производство возрастает их биологическая активность и напряженность физико-химических процессов.

— В процессе агрогенного почвообразования черноземы теряют свои первозданные и приобретают новые признаки, которые ведут к деградации их состава и свойств и снижению уровня плодородия.

— В основе деградации черноземов лежит усиление темпов выветривания и преобразование минеральной основы, вызванное изменением в условиях питания растений агроценозов.

— Угрозой современного земледелия является глобальное подтопление территории Северо-Кавказского региона, которое носит чисто антропогенный характер.

— Повысить плодородие черноземов возможно только на основе коренного обновления минеральной основы почв.

Практическое значение. В результате работы выявлена общая тенденция деградации черноземов при сельскохозяйственном использовании, которая может послужить теоретической основой для разработки практических мер по стабилизации и повышению почвенного плодородия, В работе предложены конкретные меры по предотвращению деградации черноземов.

Апробация работы. В основу диссертационной работы положены двадцатилетние исследования, проведенные На различных подтипах черноземов Центрального Предкавказья самим автором, под его руководством и при непосредственном участии в коллективе кафедры почвоведения.

Основные результаты исследований докладывались на ежегодных научных конференциях в Ставропольском государственном аграрном уни-

верситете, съездах почвоведов, международных конференциях по эволюции и деградации почв, проведенных в Москве, Днепропетровске, Суздале, Ташкенте, Ростове, Краснодаре. Всего по изучаемой теме вылущено более 40 статей н монография «Агрогенная деградация черноземов Центрального Предкавказья». Частично выводы исследований изложены в учебнике «Почвоведение (почвы Северного Кавказа)» и практикуме по почвоведению.

Объем и структура работы. Диссертация изложена на 523 страницах машинописного текста, содержит 54 таблицы, 23 рисунка и 107 приложений. Состоит из введения, двенадцати глав, краткого обобщения и основных выводов. Список литературы включает 517 работ отечественных и зарубежных ученых.

В процессе выполнения работы автор получал консультации, советы и помощь ученых: профессоров Ф.Р. Зайдельмана, В.В. Снакина, Н.Г. Моргуна, И.В. Ковды, Ю.А. Штемпеля, которым автор выражает свою глубокую благодарность. За помощь в проведении исследований в полевых и стационарных условиях автор благодарен коллективу кафедры почвоведения, доцентам В.Я. Лысенко, Т.И. ЛьговоЙ,

Н-И. Хаджиновм,|А,Я- Сто мареву), Г. И. Зинченко, А.Н. Марьину, а также ассистентам В.И. Фаизовой, И.В. Каргалеву, А.А. Новикову.

Особую благодарность хочется выразить бывшему заведующему ка-

федрой и научному консультанту, профессору]В.И. Тюльпанову

за его

непосредственное участие в подготовке и становлении меня-как ученого, а также в привитии основных идей той научной школы, которую он организовал.

Содержание работы

1. Общие тенденции деградации черноземов при сельскохозяйственном использовании

Наиболее острыми проблемами для черноземов вообще и для черноземов Центрального Предкавказья, в частности, в последнее время считаются:

— слитизация и осолонцевание (В.А. Ковда, 1982; H.H. Болышев, 1948; C.B. Зонн, 1950; В.Ф. Вальков, Н.В. Елисеева, 1998; Ю.Н. Фарма-ковская, Е.М. Самойлова, 1993; Ф.Р. Зайдельман и др., 1993; В.В. Ма-тыченков, 1990; Н.П. Пановидр! 1988);

- - ухудшение состава и свойств (В.В.Медведев, 1983; П.М. Сапожников, 1991; Н.В. Гниненко, 1988; В.А. Барановская, В.И.Азовцев, 1974; Н.П. Чижикова, 1991; С.П. Позняк, Б.М. Турус, 1975; И.С. Кауричев, А.М. Лыков, 1979; ДС. Орлов, 1982);

— подтопление, оглеение и вторичное засоление (Е.А. Казинцев с соавт., 1986; И.С. Шумейко, П.Н. Чаплыгина, 1980; Ф.Р. Зайдельман и др., 1998; Б.Г. Розанов и др., 1998);

— обеднение минеральной основы, выщелачивание щелочных и щелочноземельных элементов (1С Оллиер, 1987; Н.И. Горбунов, 1978; В.П. Градусов, 1976; П.С. Носко, И.И. Филон, 1988; Н.П. Чижикова, 1992).

2. Объекты и методы исследований

Объектом исследований были основные подтипы черноземов Центрального Предкавказья целины и пашни: южные, обыкновенные, выщелоченные, солонцеватые и солонцевато-слитые. Исследования проведены на заранее выбранных ключевых участках элювиального плато, характеризующихся основными морфогенетическими особенностями, свойственными для данного подтипа черноземов.

Были обобщены материалы почвенных исследований, проводимых Ставрополья И Игипрозем за последние 40 лет по 18-ти хозяйствам черноземной зоны и материалы агрохимического обследования почв, проведенные агрохимцентром «Ставропольский*.

Ключевыми участками были выбраны: (1) черноземы южные — СХП «Победа» Красногвардейского района; (2) черноземы обыкновенные — СХП «Московское» Изобильненского района; (3) черноземы выщелоченные - АО «Балахоновское» Кочубеевского района и (4) учхоза Ставропольского государственного аграрного университета; (5) черноземы солонцевато-слитые —АО «Водораздельный» Андроповскош района и (6) солонцеватые СХП «Крымгиреевское» того же района.

Материалы агрохимических обследований приведены по полному зонированию черноземов южных, обыкновенных и выщелоченных. Для солонцевато-слитых и солонцеватых приведены материалы по СХП «Крымгиреевское», АО «Султан», АО «Водораздельное», СХП «Кур-шавское» Андроповского района.

Изучение состава основных трупп почвенных микроорганизмов проводили не только по ключевым, но и по сопряженным с ними участкам. Площадь покрытия составляла не менее 10 тыс. га.

Ионометрические исследования проводили только по ключевым участкам.

Морфологические исследования приведены как средний показатель по основным, опорным разрезам и полуямам. Трансформацию состава хластогенных минералов изучили только на примере карбонатных черноземов. Состав глинистых минералов, органического вещества, физических и физико-химических свойств черноземов приведены по ключевым участкам, а также по восьми опорным разрезам сопряженных участков однотипного рельефа в разных территориях зоны. .

В крае орошалось более 400 тыс. га черноземов, из которых больше всего черноземов обыкновенных. С целью изучения влияния орошения на состав и свойства почв проведены исследования на черноземах обыкновенных с автоморфным (5 лет орошения) и гидроморфным (27 лет орошения) типом водного режима.

Все исследования проводились по общепринятым тестированным методикам.

3. Условия и факторы почвообразования

Предкавказье представляет собой обширную территорию, заключенную между горными сооружениями Большого Кавказа на юге и Русской платформой на севере. На востоке и западе его ограничивают Каспийское и Азовское моря.

Центральное Предкавказье, иногда именуемое Ставропольем, занимает центральный сектор Предкавказья и имеет следующие естественные физико-географические границы: на севере и северо-востоке — долина Маныча, на востоке — хвалы некий абразионный уступ Каспия (ориентировочно по меридиану 45° в.д.), на западе - меридиональный участок р. Кубань и западный склон Ставропольской возвышенности (меридиан 41° в.д.), на юге ~ предгорные равнины и возвышенности Кавказа.

Климат голоцена не был стабилен, но н не претерпевал коренных изменений. Современный климат Предкавказья отличается большим разнообразием. Для большей части территории характерны континенталь-ность и засушливость климата, увеличение которых отмечается с юго-запада на северо-восток.

Черноземы южные н обыкновенные развиваются в условиях недостаточного увлажнения. Южные черноземы находятся на границе раздела зоны засушливой и зоны недостаточного увлажнения. Гидротермический коэффициент (ГТК) = 0,7-0,9- Для обыкновенных черноземов ГТК = 0,9-1,1. Сумма активных температур составляет 3000-3400С.

Зимы сравнительно холодные со среднемесячной температурой января -4-5°С. Снежный покров неустойчив. Безморозный период продолжается 80-190 дней. Среднемесячная температура июля +23 — +24°С, максимальная +42°С. Сумма осадков за год в пределах 400-450 мм. Сумма осадков за период активных температур 250-300 мм.

Солонцевато-слитые черноземы распространены преимущественно в Андроповском и частично в Минераловодском и Кочубеевском районах. Они находятся в сходных условиях почвообразования. Отличия состоят только в том, что в этой зоне дуют постоянные сильные ветры. Черноземы выщелоченные занимают значительную территорию Ставропольской возвышенности. Климат отличается меньшей континентам ьно-

стью и большей увлажненностью. ГТК = 1,1-1,3, сумма активных температур 2600-3000°С.

Распаханы черноземные почвы в среднем 80-100 лет назад. За это время значительных колебаний климата не было.

Главными почвообразующими породами для черноземов южных, обыкновенных и выщелоченных являются лессовидные суглинки, а для солонцеватых - элювий третичных глин.

Растительный покров целинных черноземов представлен в основном разнотравно-злаковыми ассоциациями. На пашне преимущественно зер-нопропашные и кормовые севообороты и исследования проводили под озимой пшеницей, ячменем, кукурузой, люцерной и по пару.

4. Единство процесса почвообразования и его особенности в условиях естественных и антропогенных ценозов

В основе почвообразования лежит механизм разрушения минералов. Решающую роль в этом процессе играют ионы Н\ В свое время Глинка (1978, С, 79) отмечал, что при гидролизе палевых шпатов «начало процесса заключается в выносе части основания с параллельным замещением металла основания водородом».

Металлы — наиболее слабое звено в структуре минералов, и чем выше их содержание, тем слабее противопротонная устойчивость. При гидролизе металлы относительно легко теряют электроны и переходят в раствор. Неметаллы прочно удерживают свои валентные электроны, в электрохимических реакциях имеют склонность присоединять электроны и потому в водных растворах образуют простые и комплексные анионы.

В научной литературе нет четкого стехиометрического изображения существа реакции гидролиза при почвообразовании. Наиболее близка к реальности схема протонного гидролиза натриевого полевого шпата, которую проводит Дж. Дривер (1985, С. 114):

ИаА^Оз + 4Н* + 4Н20 N3+ + А13+ + ЗНБЮ-

Перешедшие в раствор катионы алюминия с кремнекислотой образуют остов новообразованного глинистою силиката, а катионы натрия частично замещают вакантные места несбалансированных зарядов в алю-мосиликатном каркасе глинистого минерала или выносятся из зоны гидролиза гравитационной водой.

Эффективное плодородие почв зависит от темпов выветривания минералов почвообразующей породы, минерализации органических веществ и поступления в почвенный раствор всех необходимых растениям элементов минерального питания.

^Единственной и непосредственной причиной происхождения и развития почвенного покрова нашей планеты, — считала В.В. Пономарева (1958, С, 49), — является существование в биосфере живых автотрофных

организмов — зеленых растений, которые в своей жизнедеятельности не могут обходиться без минеральных элементов земной коры и поэтому укореняются в ее верхнем слое» с целью корневого питания. Следует отметить, что корневое питание растений - не пассивный, а активный пищеварительный процесс, в котором протоны выполняют роль своеобразного «оружия» при добыче элемента минерального питания.

Сомнительно, чтобы корневая система растений продуцировала во внешнюю среду Н+ в чистом виде. В корневых выделениях многих растений в среднем содержатся следующие вещества: 10 видов Сахаров, 21 аминокислота, 10 витаминов, И органических кислот, 4 нуклеотида, 16 веществ, стимулирующих рост грибов, 3 соединения с фунгицидны-ми свойствами антибиотиков {С. Руссель, 1977).

Другой источник поступления Н+ в почву связан с кислотными промежуточными продуктами питания гетеротрофов (уксусная, лимонная, яблочная, гумусовые и другие кислоты) и хемолитоавтотрофов (азотная и серная кислоты).

Почвообразование в условиях целины и пашни идет неодинаково.

Биохимические круговороты веществ в естественных экосистемах близки к замкнутому типу. Они представляют собой управляемый сложившимся биоценозом механизм улашшвания, аккумуляции, перераспределения и потребления энергии организмами и почвами. В этих условиях почвы удерживают колоссальное количество потенциальной энергии, равное ее содержанию в надземной биомассе и накапливают запасы питательных веществ на многие поколения растений.

Сельскохозяйственное производство коренным образом меняет механизм функционирования природных экосистем. Прежде всего отчуждается до 80% от всей биологической продукции. Это приводит к разомкнутое™ круговорота химических элементов, вовлеченных в цикл, и к изменению баланса энергии в экосистеме (М.А. Бобровицкая, 1958; С.С. Ильин, 1974; В.А. Олиер, 1971). Поэтому возникает постепенное обеднение агробиогеоценоза запасами потенциальной энергии и важными элементами минерального питания (В.А. Ковда, 1982).

В данной работе делается попытка вначале заглянуть в изменение сущности и основных параметров почвообразовательного процесса черноземов при их сельскохозяйственном использовании. Основными параметрами, на наш взгляд, являются изменения в составе живого вещества как основного фактора почвообразования и связанных с ним физико-химических процессов.

В первую очередь изменяются растительные сообщества. Целинный травостой представлен разнотравно-злаковыми ассоциациями. Здесь периоды прорастания, цветения, созревания и отмирания сменяют друг друга на протяжении всего периода вегетации.

На пашне произрастает монокультура и это накладывает свой отпечаток на периодичность поступления органического вещества с корневым опадом и корневыми выделениями, интенсивность которых зависит от фазы развития культуры и ее биомассы. Это, в свою очередь, определяет динамику развития почвенной микрофлоры.

Если рассматривать растительную массу, то нет никаких сравнений между целиной и пашней (табл. 1).

Как видно из таблицы менее урожайным является целинный травостой.

На пашне резко возрастает биомасса монокультур. Средняя величина урожайности в кормовых единицах в 10 раз и более превосходит целину.

Весь букет вынесенных из почвы целины макро- и микроэлементов питания растений благополучно возвращается назад с опэдом. На пашне выносится по различным подтипам черноземов от 45 до 103 кг/га азота, от 10 до 40 кг/га фосфора, от 50 до 120 кг/га калия. Полного возврата макро- и микроэлементов с органическими и минеральными удобрениями нет.

Огромная биомасса растений пашни формирует мощную корневую систему, которая подчиняет почвообразовательный процесс и связанные с ним циклы, согласно своим физиологическим особенностям и фазам развития.

Таблица 1

11родуктнвнос1ъ целины и пашни по различным подтипам черноземов (средою велгелы за последние 10 лет)

Подтип Целина Пашни

Озимая пшеница Ячмень Кукуруза н/с Средний вынос с урожаем, кг/га

ц/га к-ед. ц/га к. ед- ц/га к. ц/га к. ед. N Р К

Чернозем южный 12,0 3,24 28,0 24,0 30,0 36,0 330 66 82 32 93

Чернозем обыкновенный 20,7 5,63 36,0 42,0 38,0 46,0 420 84 103 40 120

Чернозем выщелоченный 22,4 6,05 34,0 41,0 36,0 44,0 440 88 100 39. 118

Чернозем солонцевато-слитой 19,2 5,18 15,0 18,0 15,0 18,0 230 46 45 16 56

Другой составной частью живого вещества почв является почвенная микрофлора. Находясь в тесной связи (иногда симбиотической, иногда ме-

табиотической) с растением, она растет и развивается согласно динамичным сезонным изменениям в условиях роста, развития и питания растений.

Исследовалась почвенная микрофлора на черноземе южном под озимой пшеницей в 1997, 1998, 1999 годах; на черноземе обыкновенном под кукурузой в 1989, 1990, 1995, 1996 годах; на черноземе выщелоченном (3) под озимым ячменем в 1996, 1997, 1998 годах; на черноземе выщелоченном (4) под озимой пшеницей в 1996, 1997 годах; на черноземе солонцеватом под озимой пшеницей в 2000, 2001, 2002 годах. Приводятся средние данные по годам.

Целинные участки имеют относительно стабильные показатели численности микроорганизмов в течение вегетационных периодов, что обусловлено видовым разнообразием растительности.

Среди изученных групп микроорганизмов наибольшим было количество азотпреобразующей микрофлоры. Среди изученных подтипов черноземов наибольшей численностью выделяется чернозем обыкновенный карбонатный. Между черноземами южными, выщелоченными и солонцевато-слитьши значительной разницы в этом показателе не обнаружено. Количество микромицетов и целлюлозоразрушающих микроорганизмов было на 2-3 порядка ниже численности аммонификаторов и нитрификаторов..

На пашне, в отличие от целины, возникают значительные сезонные колебания в показателях численности микробных сообществ. На всех изученных подтипах черноземов наименьшее количество аммонификаторов было в фазе начального роста и развития культуры. Далее происходило резкое увеличение численности аммонификаторов, пик которой приходится на фазу цветения у кукурузы и на фазы цветения и молоч-но-восковой спелости у озимой пшеницы и ячменя.

К концу вегетации и в послеуборочный период количество микробов резко падает до значений начала вегетации или ниже.

Результаты математической обработки также показывают на низкую вариабельность показателей на целине и на высокую — на пашне. Коэффициент вариации (Cv) на целине для черноземов южных составил 3,12, обыкновенных - 2,56, выщелоченных — 7,16, солонцевато-слитых - 7,28. Этот показательна пашне составил 33,6; 31,2; 40,6 и 28,3 соответственно. Коэффициент вариации, на наш взгляд, показывает степень напряженности микробиологических показателей и процессов, связанных с ними.

Изменения в количестве микроорганизмов, преобразующих минеральные формы азота, аналогичны аммонитрификаторам. Среди них на долю нитрификаторов приходится 80% и более от общей численности.

В процессе нитрификации, как известно, продуцируется азотистая и азотная кислоты, которые способны разрушать практически любой минерал.

Необходимо отметить, что разница между целиной и пашней в количестве нитрификаторов в критические фазы роста и развития культур составляла в среднем от 3 до 5 раз. Можно предположить, насколько

больше продуцируется азотной кислоты и протонов водорода на лашне по сравнению с целиной. Это должно быть сопряжено с усилением процессов выветривания почвенных минералов и неизбежной трансформацией связанных с ним свойств черноземов.

Таблица 2

Сезонная лннамнка чнслеикмггн микроорганизмов на черноземах обыкновенных

Ми крооргаш! змы Фаза . Целина Пашня Сношаемая пашня (5 лет) Орошаемая пашня (27 лет)

Аммонификато-ры, МЛН КЛ./1 г 3-4 листа 33,9 58,3 83,4 10,5

Цветение' 46,9 152,2 236,0 20,4

Молочно-восковая спелость 61,6 86,5 110,0 17,0

После уборки 37,0 ; 26,4 45,3 12,0

М икроорган изшо, использующие минеральный азот, млн кл.Л г 3-4 листа 39,2 55,9 94,6 10,5

Цветение 38,7 - 192 280,0 51,2

Молочно-восковад спелость : 51,4 99,4 158,4 33,3

После уборкя 40,6 33,6 62,0 20,0

Микроскопические грибы, тыс, кл71 г 3-4 листа 2 14 30 9

Цветение 4 437 940 .. 320 .

Молочно-восковая спелость 79 160 50 27

После уборки 26 24 4 9

Целлюлозо-разрушающие ми кроорганизмы, ТЫС. КЛ./1 г 3-4 листа 45 . 68 75 110

Цветение 65 "23 . 16 5

Молочно-. восковая спелость 1)8 202 420 80

После уборки 187 2202 3040 104

Сезонная динамика грибных популяций на целине выражена слабее, чем на пашне. Как правило, вдет увеличение их численности от ранне весенних периодов к середине лета, а затем этот показатель снижается. Разница между минимальными и максимальными показателями составляет в среднем 1,5-2 раза и лишь на черноземе обыкновенном — 3-7 раз.

Таблица 3

Сезонная динамика численности микроорганизмов к различных подтипах черноземов, млн кл./1 г

Подтип чернозема Целина Пашня

осенний период весенний период цветение мол.- воск, спелость после уборки осенний период весенний период цветение мол.-воск. спелость после уборки

Л ммонифнкаторы

Южный иг ■ ■тоз- 5,5 "393"

Выщелоч, (3) 17,3 19,2 28,5 • 33,4 11,5 19,1 89,1 - 27,6

Вышелоч. (4) - ■ 9.3 14,« 15,2 19,0 - 7,6 34,4 45,8 17,0

Солонцеват. 5.9 7,3 7,7 11,6 14,2 2,15 4.4 13,7 25,3 10,6

Миксюооган шмы. ¡спользмошне м ннеиалъ ный азе УГ

Южный \ьГ ТГГ ТГГ 55,1 1 Н5Т тт Ш 41,7

Выщелоч. (3) 16,7 14,4 29,7 39,2 9,8 30.8 53,1 25,5

Выщелоч. (4) - 7.9 10,6 14,8 15,9 - 3,2 28,4 37,2 10,8

Солонцеват. 10,9 13,1 10.7 17,5 1 17.1 2,5 5,5 17,1 1 35.9 14.4

Микроскопические грибы

Южный 0,03 0,02 0,06 0,09 0,09 0,04 0,01 0,32 0,64 0,40

Выщелоч. (3) 0,04 0,М 0,52 ■ - 0.07 0,03 0,02 0,16 - 0,02

Выщелоч. (4) - 0,04 0,03 0,07 0,08 - 0.07 0,11 0,08 0,04

Солонцеват. 0,02 0.02 0,04 0.03 0,04 0.01 0,01 0.01 0.04 0.02

1 Ьллюлсиорагрушающие

Южный 0,13 0,09 0.12 0,12 0,20 0,10 0,39 0,17 0,07 0,07

Выщелоч, (3) 0,10 0,08 0,11 - 0,15 0,13 0,05 0,15 - 0,27

Выщелоч. (4) - 0,08 0,07 0,12 0,18 - 0,14 0,09 0.26 0,52

Солонцеват. 0,05 0.04 0.03 0.06 0,09 0,20 0,02 0,05 0,13 0,33

На пашне увеличивается численность микромицетов по сравнению с целиной. В течение сезона их численность возрастает от начата вегетации культуры к фазе молочно-восковой спелости по злаковым культурам и к фазе цветения по кукурузе. Следовательно, грибная микрофлора тоже находится в прямой зависимости от выделительной деятельности растений.

На пашне количество грибов было наибольшим на черноземе обыкновенном и наименьшим — на черноземе солонцеватом. Возможно, это связано с высокой плотностью и низкой пористостью этих почв, что неблагоприятно сказывается на таких облнгатных аэробах, которыми являются грибы.

Для целлюлозоразрушающих микроорганизмов целины характерно увеличение их количества к концу вегетации.

На пашне происходит снижение численности целлюлозоразрушаю-щих микроорганизмов в фазе активного роста и развития культур и значительное увеличение численности в послеуборочный период.

Надо отметить, что увеличение численности целлюлозоразрушаю-щих микроорганизмов на черноземах агроценоэов несоизмеримо со своими целинными аналогами. К примеру, на черноземах выщелоченных и солонцеватых их в 4-5 раз больше, чем на целине и достигает величины в 400-800 тыс. кл. на 1 г почвы. На черноземах обыкновенных количество данной группы микроорганизмов достигает 2,2-3,04 млн кл. на 1 г почвы. Превышение по сравнению с целиной составляет 8-12 раз.

Таким образом, на пашне по сравнению с целиной происходят значительные изменения в составе живой материи. Значительно возрастает количество микроорганизмов и биомасса растений, которая требует гораздо более усиленного питания, чем целинная растительность. При этом потребленные элементы минерального питания не возвращаются в почву, как на целине, а отчуждаются вместе с урожаем. Этим мы загоняем растения в условия минерального голода.. Не является в этом случае спасением внесение минеральных удобрений, т.к. они не восполняют всего утраченного из рациона питаний растений. Таким образом,- мы провоцируем новый виток в цикле выветривания и новообразования почвенных минералов.

Ионометрические исследования проводили: на черноземах обыкновенных под кукурузой в 1989, 1991, 1996 гг.; на черноземах выщелоченных под озимой пшеницей в 1998, 2000 гг.; на солонцевато-слитых — в 1984, 1995, 2000 и 2001 гг. Закономерность изменений физико-химических показателей одинакова по годам исследований, поэтому приводим данные только за один конкретный год.

Изменение величины ЕЬ почв исследуемых участков в течение светового дня имеет одинаковую закономерность: наименьшие значения отмечаются утром, достигают максимума в 13-16 часов, после чего наблюдается постепенное снижение исследуемого показателя. Однако, степень выраженности изменений в почве целинного и пахотного участков различна

Целинный участок характеризовался менее значительными изменениями окислительно-восстановительного потенциала как в суточной динамике, так и в течение сезона.

На пашне в фазу 3-4 листа кукурузы показатель ОВП немногим превосходил показатель целины при сохранении разницы между утренними и послеобеденными показателями (35 и 50 мВ). Среднесуточные показатели в этот период составили 492 мВ, отклонения от среднесуточных — 13,5 мВ, а значения Су = 2,7. Разница между минимальными и максимальными суточными показателями в фазу цветения составила 95 мВ при максимальных значениях в 565 мВ. В фазу молочно-восковой

спелости происходит некоторое, хотя и незначительное, снижение ОВП. После уборки урожая наблюдается дальнейшее понижение ОВП и стирание разницы между утренними и послеобеденными показателями, выраженными в уменьшении Су до 1,46.

На участке 5-летнего орошения изменения ЕЬ аналогичны неорошаемому, но с тенденцией к увеличению потенциала во все сроки исследований, за исключением послеуборочного периода. Во время активного роста и развития кукурузы максимальная амплитуда колебаний (115 мВ) значительно выше, чем на неорошаемой пашне. Разница в крайних значениях создается за счет изменений верхнего предела величины ЕЙ, в то время как нижние значения близки между собой.

На участке орошения с гидроморфным типом водного режима окислительно-восстановительные процессы приобретают совершенно другую направленность. В весенний период наблюдается вспышка окислительных процессов, которые могут возникать после длительного анаэроб иозиса. Затем начинается постепенное падение ЕЬ в течение сезона. Однако, если в фазу цветения и молочно-восковой спелости кукурузы сохраняется увеличение ОВП в световой период дня, то после уборки урожая наблюдается падение этого показателя в течение дня (с 440 до 390 мВ), что говорит о преобладании восстановительных процессов над окислительными. Значения О оставались относительно стабильными (в пределах 3,0-5,0).

Результаты изучения динамики рН в почвенных растворах показывают, что максимальные значения наблюдаются, как правило, в утренние часы. Затем происходит отчетливое снижение величины рН, достигающее минимальных значений в послеобеденный период (13-16 часов), после чего начинается постепенное нарастание исследуемой величины.

Не столь существенные суточные и сезонные изменения рН по сравнению с пашней имел участок целины.

На пашне происходит снижение среднесуточных значений рН по сравнению с целиной. Следовательно, повышение кислотности происходило преимущественно в дневное время, что говорит о сильном влиянии растений и сопутствующих им микроорганизмов. В сезонном цикле наиболее низкие значения рН приходились на фазы активного роста и развития кукурузы.

На участке 5-летнего орошения суточные и сезонные изменения кислотно-щелочных условий среды аналогичны неорошаемому, но с тенденцией к уменьшению рН и увеличению разницы между утренними и дневными показателями.

На пашне 27-летнего орошения значения рН выше, чем на других участках. Закономерность суточных изменений (снижение рН в течение светового дня) сохраняется в первые 3 срока исследований, но при значительно более выровненных показателях (Су — 0,9-2,2). После уборки урожая происходило не снижение, а увеличение щелочности почвенного

раствора в дневное время. Изучение взаимосвязи ЕЬ почвы и рН ее водной фазы не дало однозначного ответа. При проведении расчета коэффициента корреляции (г) сопряженных изменений этих величин в суточном цикле получается тесная (в пределах 0,80-0,99) отрицательная связь, А при анализе сезонных изменений среднесуточных величин ЕЙ и рН тесная взаимосвязь наблюдалась только для неорошаемой и новоорошаемой пашни. Для остальных же случаев характерно отсутствие корреляции.

Изменения суточной и сезонной динамики ОВП и рН на черноземе выщелоченном АО «Балахоновское» аналогичны чернозему обыкновенному.

Таблица 4

Суточная и сезонная данамика ОВП н рН черноземов обыкновенных, 1989 г.

Участок исследований ЕЬ в течение суток, мВ рН в течение суток

у» 10 I 13й0 1611и 1 19 Г" | 1<Г И*1 | 161" 19ш

3^1 листа

Целина 460 465 490 505 500 8,00 7,85 7,55 7,45 7,45

Неорошаемая пашня 475 485 500 510 490 7,95 7,70 7,65 7,55 7,70

Орошаемая пашня (5 лет) 490 510 530 540 530 7,90 7,72 7,65 7,45 7,50

Орошаемая пашня (27 пет) 490 500 510 530 520 8,05 7,90 7,85 7,80 7,85

Цветение

Целина 480 490 515 530 510 7,85 7,55 7,40 ■7,35 7,40

Неорошаемая пашня 470 500 540 565 550 7,80 7,45 7,30 7,18 7,25

Орошаемая пашня (5 дет) 475 505 555 590 580 7,78 7,35 7,25 6,95 7,10

Орошаемая пашня (27 лет) 465 490' 505 520 515 7,90 7,60 7,55 7,45 7,50

Молочно-восковая спелость

Целина 500 525 540 550 540 : 7,80 7,65 7,50 7,45 7,50

Неорошаемая пашня 470 505 520 545 500 7,75 7,67 7,55 7,35 7,40

Орошаемая пашня (5 лег) 480 500 520 575 535 7,75 7,60 7,30 7,25 7,35

Орошаемая пашня (21 лет) 460 480 495 485 480 7,95 7,87 7,80 7,87 7,90

После уборки

Целина 485 525 530 515 510 7,95 7,85 7,75 7,60 7,70

Неорошаемая пашня 495 505 510 515 505 7,90. 7,85 7,80 7,80 7,85

Орошаемая пашня (5 лет) 430 490 500 . 505 495 7,90 7,80 7,75 7,80 7,85

Орошаемая пашня (27 лет) 440 425 390 415 420 8,00 8,05 8,10 8,05 " 8,03

Суточная и сезонная динамика окислительно-восстановительного потенциала на черноземе выщелоченном учхоза СтГАУ несколько иная. Наибольшие значения ОВП свойственны для фазы ранневесеннего кущения. При сохранении выявленной суточной динамики для этого показателя он снижается к летнему периоду. Это слабо заметно на целине и сильно - на пашне. Так, максимальные значения ЕЬ в 16-00 часов в фазу ранневесеннего кущения на пашне составляли 525 мВ, в фазу маточной спелости этот показатель снизился на 210 мВ и составлял 315 мВ, а в послеуборочный период — 240 мВ.

Суточная и сезонная динамика показателей рН чернозема выщелоченного учхоза была идентичной своему аналогу в АО «Балахоновское».

Таблица 5

Суточная к сезонная динамика ОВП <мВ) н рН в черноземах выщелоченных АО «Балахоновское» 2000 г.

Почва РН

уь | | ,3ии | |6» | 7<М! | !0щ | 131Н1 | 16«1 | ^

Ранне-весеннее кущение

Целина 520 535 560 560 550 6,90 1 6,80 6,65 6,45 6,50

Пашня 525 580 600 6)0 605 6,80 1 6,63 6.60 6.55 6.65

Молочновосковая спелость

Целина 530 545 [ 560 565 550 6,80 6,68 6,52 6,40 6.50

Пашня 400 470 I 495 530 500 6,80 6.48 6.33 5,75 5,87

После убо >ки

Целина 510 520 ! 535 550 540 6,85 6,72 6,58 | 6,50 6,50

Пашня 410 425 | 435 440 430 6,75 6,60 6,65 | 6.55 6.60

Таблица 6

Суточная н сезонная динамика ОВП (мВ) нрН В черноземах выщелоченных учхоза СтГАУ, 2000 г.

Почва ЬИ рН

7Ш I К11И | 13 19 7т |(Г | ,3и„ | ^ |

Ранне-весеннее кошение

Целина | 440 455 475 490 | 480 6.85 6,90 1 6,80 6,70 6,70

Паитня 1 370 420 440 525 1 520 5.90 5.80 1 5.75 5.65 6.75

М олочно-восковая спелость

Целина 415 428 445 466 455 6.80 6,70 6.57 6,45 6,55

Пашня 210 255 2К0 315 1 310 5.80 5.50 5.32 5.10 6.00

После сборки

Целина 400 410 422 440 435 6,85 6,70 | 6,55 6.50 6,55

Пашня 200 235 225 240 240 5,75 5,60 I 5,80 5,95 5,80

Закономерность в изменении суточных показателей на черноземе солонцевато-слитом аналогична карбонатному и выщелоченному, но разница между минимальными и максимальными показателями гораздо заметнее.

Сезонная же динамика показателей на солонцевато-слитых черноземах не имеет аналогии с карбонатными почвами.

Так, для карбонатных и выщелоченных черноземов характерно возрастание этих значений от начальных периодов роста и развития к критическим (цветение, мол очно-восковая спелость). На солонцеватых черноземах наибольшие значения характерны для ранне-весеннего периода. Максимальные показатели ОВП довольно высоки, превосходят таковые на сравниваемых почвах и составляют 640 мВ. Далее, к середине лета, идет постепенное снижение ЕЬ: в фазу цветения - до 590 мВ; в фазу молочно-восковой спелости — до 560 мВ и в послеуборочный период до 420 мВ.

Таблица 7

Суточная и сезонная динамика ОВП к рН солонцевагго-сллых черноземов, 2000 г.

Почва Е)| рН

" ¿Я-р дМ' | иМ | ¡&М ¡-18*Г( 21М 'б00 Т 12м Г 15та"Г 1^7 21^'

Раиневесеннее кущение

Целина 480 505 523 545 534 520 7,25 7,10 7,10 7,05 7,05 7,10

Пашня 600 615 620 640 633 630 7,10 7,03 6,92 6,86 6,90 6,98

Цветение

Целина 455 495 480 525 I 520 1 515 7,15 7,10 7,00 6,90 7,12 7,20

Пашня 390 480 539 520 1 544 I 508 7.12 6.80 6.61 6.33 6,48 6.74

Молочко-восковая спелость

Целина 480 475 495 510 500 480 7,10 I 7,03 6,80 6,78 7,00 7,14

Пашня 388 480 530 560 514 472 7,20 [ 7,05 6.52 6.12 6.27 6,62

После уборхн

Целина 470 452 486 500 490 477 7,15 1 7,12 7,03 6,85 1 6,95 7,05

Пашня 378 370 425 410 415 400 7.20 1 6.92 6.71 6,75 | 6,70 6.84

Такую закономерность можно объяснить исключительно специфичными физическими и водно-физическими свойствами данных почв.

Изменения кислотно-щелочного потенциала на черноземах солонцевато-слитых имеют ту же тенденцию, что и на других описанных почвах. - При изучении суточной динамики активности ионов кальция на черноземах обыкновенных выявлено^ что его содержание было минимальным в утренние часы. На целинном участке происходило постепенное увеличение содержания ионов кальция от весны к осени. Так, его максимальные значения весной были 4,1 мг-экв./л, а осенью 45,6 мг-экв./л. С увеличением активности ионов Са^" происходит и увеличение значений Су с 3,6 до 64,0.

На пашне увеличение активности ионов Са2+ продолжается до фазы молочно-восковой спелости (63,0 мг-экв./л) и превосходит целинные показатели, причем наблюдается сильное различие с весенним периодом, когда активность кальция не превышала единицы.

На участке нового и старого орошения изменения в содержании этого иона аналогичны неорошаемому, но с тенденцией к небольшому уменьшению его активности на 5-летнем и к значительной потере активности на 27-летнем орошении.

В сезонной динамике для целины характерны незначительные изменения в содержании К+ от весны к осени. При этом на глубине 10-12 см активность этого иона была выше, чем на глубине 2-3 см.

Содержание Ю на пашне на глубине 3-4 и 10-12 см выявили следующую закономерность: более насыщенный калием в весенний период слой 10-12 см постепенно обеднялся к осени, а слой почвы на глубине 2-3 см обогащался, превосходя нижний горизонт. Калий, вымывающийся из растений атмосферными и поливными водами, не имеет способности мигрировать в ниэлежащие горизонты по причине переуплотненное™ почвенного профиля. Он не фиксируется также живой фазой в силу стерильности и иссушен ности поверхности и отсутствия корневой системы. Накапливаясь на поверхности, он может необменно фиксироваться смек-титами с образованием иллитов (Rich, 1968). Таким образом, на пашне происходит перекачка К+ из корнеобитаемого слоя на поверхность почвы и отчуждение с урожаем. Активность его на целине, находившаяся в пределах нескольких мг-экв/л, значительно превосходила участки пашни, на которых содержание калия снижалось до 3-5 -103 мг-экв/л.

А. Юнгк с соавторами (1982) обнаружил, что когда корни растений уменьшали исходную концентрацию ионов в почвенном растворе для калия до 2-3 мкмоль/л, высвобождение калия из почвы вдвое превышало первоначальный уровень обменного калия. В таком случае, как отмечает СЛ. Барьбер (1988, С. 228), «при продолжительном выветривании и удалении ионов калия, удерживающих вместе слои слюды, слюды превращаются в вермикулит или монтмориллонит».

Изменения в суточной и сезонной динамике иона аммония сходны с изменениями иона калия по всем участкам исследований. Можно лишь отметить, что на целине, и особенно вдернинном горизонте, активность NH4+ в 10-20 раз и более превосходит участки пашни. Так, в фазу 3-4 листьев кукурузы в 1989 году максимальные значения в послеполуденный период были на целине - 0,28, а на пашне — 0,007 мг-экв/л.

Анализ динамики иона N03~ в суточном цикле также показывает тесную связь с биологическим фактором. В дневные часы максимального поглощения активность нитратов в водной фазе более низкая, чем в утренние и вечерние часы.

Суточные колебания активности N03~ более значительны на пашне, чем на целине. Величина активности менялась иногда на порядок. И причем разница этих значений наблюдалась за счет изменения верхних пределов, в то время как нижние послеобеденные были близки между собой.

При сопоставлении данных активности нитрат-ионов и ионов аммония можно наблюдать, что в их соотношении на целине количество нитрат-ионов равнялось или превосходило количество ионов аммония всего в несколько раз, тогдакакна пашне отношение Т^НЧ+:>Ю3" равнялось 1:10 или 1:100 и белее. Это свидетельствует о развитии процессов нитрификации и нарастании темпов выветривания почвенных минералов.

В совхозе «Водораздельный» в 1984 году произвели ионометрические наблюдения не только под пшеницей, но также под люцерной и на пару.

Исследования показывают, что независимо от произрастающей культуры или даже содержания поля в паровом состоянии выявленная закономерность динамики физико-химических показателей не меняется. Культура лишь накладывает некоторые особенности в поведении ЕЬ, рН и активности ионов.

5. Изменение морфологических признаков

При исследовании морфологических признаков выявлено, что на всех подтипах черноземов пашни явно выражены признаки слитости, которые отсутствуют на целине. Зернистая или призматическая структура на целине переходит в комковатую или глыбистую на пашне. На черноземах выщелоченных и солонцеватых отмечено снижение; уровня вскипания на пашне, по сравнению с целиной, на 26 и 41 см соответственно. Повсеместно отмечается снижение уровня залегания белоглазки. Биогенная деятельность, хорошо выраженная на целинных угодьях, слабо выражена или отсутствует на агроценозах. На участке длительного орошения в сухой период времени с глубины 80 см просматривается капиллярная кайма.

6. Трансформация минеральной основы почв

Изучены морфологические признаки кластогенных минералов черноземов обыкновенных и рассчитан коэффициент выветрелости по Ряб-ченкову. Индикаторами выветривания взяты следующие минералы: пи-роксены, амфиболы, биотит — с низкой химической устойчивостью; группа эпидота, апатит - со средней химической устойчивостью; авда-лузит, силлиманит, дистен, ставролит, анатаз, рутил, группа циркона, ильменит — с высокой химической устойчивостью.

Установлены изменения морфологических признаков минералов обрабатываемых угодий по сравнению с целинными, выраженные в окатанно-сти минералов, их политизации, появлении каверн, пятен коррозии и помутнении. Наиболее заметны следы выветривания на слюдах, пироксе-нах, амфиболах, эпидотах, полевых шпатах. Подвержены выветриванию и минералы с высокой химической устойчивостью, но в меньшей степени.

Тем не менее, коэффициент вы ветрел ости слабо менялся между участками целины, неорошаемой и орошаемой пашни и составлял 1,6-1,8.

При орошении, в условиях длительного анаэробиоза, в почвах появляется железомарганцевые новообразования. Строение конкреций сложное. Сердцевина — светло-желтая, представлена карбонатом кальция. Оболочка — железомарганцевая, со стальным отливом, отслаивается скорлуповидными кусочками. Возникновение подобных конкреций приведет к постепенному обеднению почв свободными карбонатами и десорбции Саг+ из состава ППК.

Анализ состава глинистых минералов черноземов обыкновенных показал, что на целине, в дернинном горизонте монтмориллонит отсутствует, появляется в горизонте А (9%) и увеличивает свое содержание до 26% в породе. Происходит перестройка в системе монтмориллонит — иллит с новообразованием последнего. Это подтверждается данными по иономет-рии, когда активность ионов калия в почвах целины превосходила активность этого иона на пашне. При необменной фиксации калия в кристаллической структуре монтмориллонитов, последние переходят в иллит.

На пашне протонный гидролиз сопровождается распадом иллнта и новообразованием монтмориллонита в пахотном горизонте (22%). Ниже пахотного горизонта закономерность в распределении глинистых мине-раюв сходна с целиной. Следовательно, наиболее интенсивное преобразование минеральной основы почвы происходит в пахотном агроген-ном горизонте.

В профиле чернозема орошаемого участка изменения в минералогическом составе сходны с неорошаемым. На участке длительного орошения (27 лет), вследствие подъема уровня грунтовых вод, увеличивается содержание смектитов по всему профилю (до 28-32%), а количество гидрослюды уменьшается. Накопление набухающих минералов группы монтмориллонита будет обусловливать процесс слитизации почв. В содержании каолинита значительных изменений по разрезам не наблюдалось.

Анализ глинистых минералов черноземов южных дал сходную картину с черноземами обыкновенными. Аналогичная картона получена и для выщелоченных черноземов АО «Балахоновское», только с той разницей, что здесь на целине, в дернинном горизонте имеются смектиты (7%). В выщелоченных черноземах учхоза СтГАУ на целине монтмориллонита (12,8%) немногим меньше, чем на пашне и увеличивается в породе. Характерно увеличение доли каолинита от 12% в породе до 22% в пахотном горизонте, что свидетельствует о каолинитизации и старении почв, которые приводят к резкому снижению их плодородия.

Аналогичные результаты получены и на солонцеватых черноземах. Солонцевато-слитые черноземы характеризовались высоким содержанием монтмориллонита по всему профилю и незначительной разницей между целинными и обрабатываемыми угодьями.

Состав глинистых минералов различных подлип» чернозема, %

Таблица 8

Черноземы обыкновенные Черноземы выщелоченные «Балахоновское» Черноземы выщелоченные учхоза СтГАУ Черноземы солон цевато-слитые Черноземы солонцеватые

£ £ 11 * сь £ е 1 а '1 Ё X Е £ - £ е | § £ Ё X I 1 генетич, горизонт \ 2 1 £ и X генетич горизонт 1 2 а; £ К К 1 £ 5 I * £ 1" 1 3 п 1 е X 2 1

Пели на

Ад 69 31 А, 7 57 35 А, 23 62 15 А, 36 38 26 А, 34 37 29

А 9 60 31 А 6 52 41 А 29 57 15 А 35 36 29 А 31 42 27

АВ 8 55 36 АВ 11 49 40 АВ 26 60 И В, 37 35 28 В1 36 43 21

В 8 54 38 В 15 49 36 В 44 42 14 Вз 47 34 29 В2 35 42 23

ВС 21 54 24 ВС 18 44 38 ВС 57 29 14 ВС 44 35 27 ВС 41 35 24

г 26 44 29 г 27 13 С 43 29 28 с ,13 27

Апа, 22 45 33 А» 13 47 39 27 52 22 А«! 52 35 33 Ашх 35 41 24

А 14 58 28 АВ 7 ,60 33 А - 26 52 23 В, 41 28 30 А 26 50 25

АВ 7 62 30 В 8 56 36 АВ 33 48 19 в2 49 26 25 В1 44 35 21

В 9 59 32 ВС .21 43 36 В 50 36 14 ВС 44 23 33 В} 36 41 24

В2 16 52 31 ВС 60 27 13 С 48 21 31 ВС 58 19 23

ВС 25: 45 30

с 60 . 24 12 с 60 24 16

В наших исследованиях особое внимание уделено изучению содержания различных форм кремнезема в почве. Как известно, монокремниевые кислоты входят в питательный рацион растений. Остальная подвижная часть кремния негативно влияет на физические свойства почв. Еще В А. Ковда (1937), К.П. Пак (1968), Н.П. Панов (1988), ТЛ. Быстрицкая (1982) пришли к вывода, что подвижный кремнезем выступает в качестве потенциального цементирующего материала и может приводить к развитию процессов слитизации.

Как показали исследования, для всех черноземов характерно резкое увеличение в содержании подвижного кремния и снижение содержания монокремниевых кислот на пашне, по сравнению с целиной. В сезонной динамике в большинстве случаев характерно увеличение запасов кремнезема к концу вегетации. Наибольший слитообразующий эффект, по-видимому, кремнезем будет оказывать на черноземах выщелоченных. В два срока исследований здесь не обнаружено в пахотном горизонте столь необходимых растениям монокремниевых кислот, но содержание подвижного кремнезема возрастает до 600 мг/кг и значительно превосходит свои целинные аналоги и другие почвы.

Таблица 9

Содержание монокремннешк кислот и подвижного кремния в различных подтипах черноземов

Название почвы Вид угодия Гене- тич. горизонт, см Весна Лето Осень

Моно-крем-нне-вая к-та Подвижный Моно-крем-ние-вая к-та Подвижный Моно- крем-кне-вая к-та Подвижный

Черноземы карбонатные целина Ад А 8,2 6,8 86 51 6,5 9,4 99 72 7,0 5,2 108 46

пашня Алах А 4,0 6,0 250 66 1,8 6,1 210 59 3,2 4,6 272 70

орошаемая пашня (5 лет) А пах Л гр. 2,0 241 196 2,1 3,1 229 190 2,8 1,6 286 204

орошаемая пашня 27 лет) Апах Л 1,9 2,0 286 250 1.7 1.8 270 260 2,4 1,6 292 314

Черноземы выщелоченные целина Ад А 5,8 4,1 442 425 за 1,8 465 440 7,4 5,1 480 360

пашня Анах А 1,7 1.5 576 510 нет 1,6 563 490 нет и 596 520

Черноземы солонцеватые целина АД А 1,08 7,1 314 302 7,2 11 306 364 12,5 10,0 368 358

пашня Апах А 4,0 3,8 440 328 5,0 2,4 382 .344 13,0 7,6 420 370

Обращает на себя внимание тот факт, что в подпахотном горизонте запасы подвижного кремния значительно ниже по сравнению с пахотным горизонтом. Для черноземов карбонатных разница составляет 2,5-3,0 раза. Следовательно, аккумуляция кремнезема приурочена к зоне максимального выветривания, которая занята корневой системой растений. Это согласуется с данными состава глинистых минералов. Еще МА Глазовс-кая (1950) пришла к выводу, что живое вещество (на примере водорослей и диатомий) представляет сильнодействующий агент коррозии минералов, способный вырабатывать аморфный кремнезем и синтезировать алюмосиликаты, подобные байделиту и монтмориллониту.

Установлено также, что при длительном орошении и смене автомор-фного типа водного режима на шдроморфный содержание кремнезема в подпахотном горизонте выше, чем в пахотном. Эти почвы характеризуются также высоким содержанием монтмориллонита и сильной степенью отгости.

Таким образом, снижение содержания монокремниевых кислот на пашне за счет их большего выноса провоцирует новый виток выветривания минеральной основы почв и накопления продуктов выветривания в виде подвижного кремнезема, способного вызывать эффект сли-тости почв.

7. Гранулометрический состав н физические свойства

При анализе гранулометрического состава черноземов существенных изменений по этому показателю между целиной и пашней и при анализе многолетних туров обследований не обнаружено. Однако следует признать, что по ключевым участкам наблюдалось утяжеление пахотного горизонта, выраженное в увеличении содержания физической глины и ила. Для черноземов обыкновенных и южных в среднем на 3-5%, выщелоченных — на 5-7%, солонцеватых и солонцевато-слитых — на 6-9%. Это характерно только для тяжелосуглинистых и глинистых почв. При анализе материалов почвенного обследования хозяйств по турам обследования средне- и легкосуглинистые карбонатные почвы склонны к облегчению пахотного горизонта.

При анализе физических свойств черноземов выявлено, что в весенний период за счет обработки плотность почвы на пашне была ниже, а пористость выше по сравнению с целиной. В летний период происходит сильное уплотнение почв на пашне и незначительное - на целине.

Орошение способствует еще большему уплотнению почв, В соответствии с плотностью изменяется и пористость, которая в летний период на целине классифицируется как хорошая или удовлетворительная и как неудовлетворительная — на пашне.

При исследовании структурного состояния черноземов в летний период установлено, что содержание агрономически ценных агрегатов на целине выше, чем на пашне. Разница в коэффициенте структурности составляла от 3 до 8 раз.

Наиболее оструктурены черноземы карбонатные (южный и обыкновенный). Антропогенное воздействие способствует обесструктуриванию почв и снижению коэффициента структурности до значений ниже единицы. Наименее структурны черноземы солонцевато-слитые. При Кс = 0,36 в пахотном горизонте и 0,28 — в подпахотном, почвы считают бесструктурны ми.

Таблица 10

Физические свойства черноземов

Название почвы Угодья Сроки (I, г/см3 dv, г/см'

Чернозем южный целина весна лето 2,66 1,19 1,27 53,3 52,3

пашня весна лето 2,68 1,17 1,38 56.4 48.5

целина весна лето 2,66 1,22 1,25 54,2 53,1

Чернозем пашня весна лето , 2,68 1,15 1,42 57,1 47,0

обыкновенный орошаемая пашня (5 лет) весна лето 2,68 1,19 1,44 55,6 46.8

орошаемая пашня <27 лет) весна лето 2,68 1,21 1,52 55,4 44,4

Чернозем целина весна лето 2,69 13 1,30 52,4 52,7

выщелоченный пашня весна лето 2,70 1,12 1,45 58,5 46,3

Чернозем солонцевато-слитой целина весна лето 2,65 1,35 1,48 49.1 44.2

пашня весна лето 2,66 1,08 1,56 59,4 41,4

Чернозем пашня весна лето 2,65 1,31 1,38 50,6 48.2

солонцеватый пашня весна лето 2,66 1,07 1,50 59,8 43.6

Ухудшение физических свойств почв, на наш взгляд, нельзя связывать только с уплотняющим действием сельскохозяйственной техники. Исследования кафедры, проведенные на различных подтипах черноземов, показывают, что уплотняющий эффект наблюдается только сразу после прохода техники. В послеуборочный период плотность почвы была одинаковой как в местах ее прохода, так и на сопряженных участках.

Таким образом, уплотнение и обесструктуривание почв обусловлено процессом слитизации, который связан с перестройкой минеральной основы почв, накоплением цементирующих продуктов выветривания и носит электрохимический характер.

8. Состав и трансформация ППК

При обобщении материала исследований по ключевым участкам и многократных туров почвенного обследования хозяйств региона необходимо отметить, что коренного изменения состава ППК для всех изучаемых подтипов черноземов не отмечается. Но все же определенные изменения происходят.

Таблица И

Состав обменных оснований н рН чернозема обыкновенного

Горизонт рН 2, мг-экв7100 г % от суммы

Са^ | Мг' | Ыат I К*

Целина

Ад 8.4 32,10 82,6 10.4 1,4 5,6

А 8,3 32.2 90,37 5,59 1,5 2,6

АВ м 36,58 71,4 24,8 1,2 2,5

В 8,4 37,36 57,2 38,1 1,9 2,8

ВС 8,5 32,98 26,3 53,4 17,5 2,8

с 8,5 40,14 18.0 54,3 26.0 1.7

Неорошаемая пашня

Апах 8.2 28,92 89,0 6,2 1,8 3,0

А 8,3 30,46 82,6 13,4 1,8 2,2

АВ 8,4 34,26 65,8 30,3 1,5 2,4

В! 8,4 33.08 59,8 35,9 2,1 2,2

в* 8,5 24,82 38,3 40,6 17,5 2,9

ВС 8,5 30.82 18.6 52,0 27,4 2,0

Орошаемая пашня (5 лет)

Апэх 8,2 31,36 81,8 12,2 3,4 2,6

А 8,2 28,12 89,5 4,9 3,4 2,2

АВ 8.3 31.60 82,0 13,1 2,1 2.8

В, 8,4 32,80 74.2 21,1 2,0 2,7

В; 8,5 30,34 63,9 31,3 2.0 2,8

ВС 8,5 26,34 54.1 41.3 2.0 2,6

Орошаемая пашня (27 лет)

Апм 8,4 33,98 88,3 8,5 0,8 2,4

А 8,4 33,38 88,1 9,9 0,9 1,1

АВ 8,5 36,58 86,8 П,7 0,7 0,8

В1 8,5 35,58 84,9 (3.6 0,7 0,8

Вг 8,6 28,22 49,4 46,6 3,1 0.9

ВС 8,6 33,92 40,5 46.8 11,5 1.1

На черноземах обыкновенном и южном изменения менее заметны и выражены в уменьшении содержания обменного калия и увеличении обменного натрия на пашне, по сравнению с целиной. При вовлечении черноземов в орошение эти изменения более заметны. В результате более глубокого промачивания почв карбонатными водами в нижней части профиля происходит увеличение в содержании обменного кальция и снижение в содержании обменного магния. ,

При сельскохозяйственном использовании черноземов выщелоченных происходит снижение не только в содержании обменного К+, но также и Сан. Эти почвы, обладающие меньшей буферноегью, снижают показатели рН более чем на единицу и переходят из разряда нейтральных в слабокислые и кислые.

Изменения в содержании обменных оснований и рН черноземов солонцевато-слитых сходны с карбонатными. В черноземах солонцеватых происходит увеличение степени солонцеватости за счет снижения доли обменного кальция. В почвах целинных участков гидролитическая кислотность отсутствует, резко возрастает на пашне и достигает значений более 14% от суммы. Вниз по профилю гидролитическая кислотность снижается и в горизонте ВС становится равна нулю. Это согласуется с данными по рН. Слабощелочные солонцеватые черноземы переходят в слабокислые. - :

Таблица 12

Состав обменных оснований и рН черноземов пыщшочсякнх) и южно™

Черноземы выщелоченные Черноземы южные

Горн-зоетг рН 2 , мг-экьЛООг % от суммы Горизонт рН эквЛООг % от суммы

Са1+ ме1+ N8* Ю Са** Г

Цел ина

7,1 26,7 87,9 7,7 1,9 2,5 Аа 8,3 28,4 81.4 11,4 1,6 5,6

А 7,2 28,1 85,7 10,5 2,2 1.7 А 8,4 27,2 88,4 2,0 3,7

АВ 7,5 27,5 80,6 15,2 2,8 1,4 в, 8,4 29,3 71,3 23,8 1,8 3,0

В 7,6 27,9 66,4 24,9 7,6 1,1 8,5 27,7 59.5 31;9 5,7 2,9

ВС 7,8 26,2 52,2 35,4 11,1 1,2 ВС 8,5 28,1 54,6 36,6 6,4 2,4

С 8,1 24.6 51,0 37,6 10.2 1Д с 8,5 26.9 45,6 43,2 9,6 1,6

Пш пня

Ащ* 6,0 23,1 76,6 18,5 1,4 1,5 Агах 8Д 26,5 84,1 11,3 1,6 3,0

А 6,6 09,6 86,7 10,5 и А 8,3 29,г 82,3 13,8 1,6 23

АВ 7,1 28,0 76,8 19,2 2,9 ИЛ В, 8,3 28,3 70,9 25,4 1,7 2.5

В 7,5 27,5 62,4 29г8 4,7 1,2 вг 8,4 28,0 60,5 34,3 2,7 2,5

ВС 7,9 26,8 67,9 24,1 5,8 1.2 ВС 8.5 27,9 59,6 37,8 3,2 2,4

С 8,2 25,2 68,3 25,3 5,1 и с 8,5 26,7 53,2 35.8 7,9 2,8

Отмеченное выше под кислен ие почв может быть обусловлено только активизацией процессов выветривания, связанных с массированным протонным бомбардированием минеральной основы почв. Анализ многолетних туров почвенного обследования хозяйств зоны подтвердил выявленную закономерность. В то же время, на некоторых почвенных разностях отмечено подщелачивание. Как правило, это были черноземы, поменявшие автоморфный тип водного режима на гидроморфный в результате подъема уровня грунтовых вод.

При развитии анаэробных процессов, как было ранее указано, окислительно-восстановительный потен циан снижается, а кислотно-щелочной — повышается.

Таблица 13

Состав обметок основаюм черноземов и рН солонцеватых н солонцевато-сжпых

Черноземы солонцеватые Черноземы солонцевато-слитые

Горизонт рН 2, мг- экв,/ 100 г % от емкости Горизонт рН мг-экв./ 100 г % от суммы

Саг+ щ1+ Ыа4 Саг+ м6* К*

Нел ива

А., 7,3 | 43,7 50,6 43.4 6,0 - А, 7,2 36,80 51,3 44,8 1.9 2,0

А 7,4 37.7 47,7 42,7 9.6 - В| V 45.88 40,6 44,9 12,9 1,6

В, 7.6 | 39,5 43,8 45.6 10,6 - В? 7.7 48,52 32,6 43.5 22.9 0,7

в. 7,6 40.8 41,7 44.3 14,0 - ВС 8.5 46,78 30,4 36.0 32,8 0.8

ВС 1,9 44,2 ■12,1 54,3 5,6 - с 8.9 40,78 23,9 41,5 34,2 0.4

Г Я 5 ! 4ЛК К 59 8 ,5,4 _

. Пя1 пня

А<мч 6,8 37,2 39,1 35.5 10,8 14,6 7.4 40.81 49,1 | 40,1 9,4 1,3

А 6.9 37,2 39,7 35,9 12,3 12,1 в, 7.3 47,73 43,3 41.4 14,5 0,7

В, 6,7 33,3 33.9 38,1 23,5 5,9 Вг 7,6 46,80 39,0 37,1 23,1 0.7

В; 6,8 36,4 34,1 43,1 21,1 1,7 ВС 8,6 42,66 25.4 39,6 34,3 0.6

ВС 73 33,0 33,3 57,3 9.4 - с 9,0 40,20 22,3 I 33,0 43,8 0.7

С 8.1 45,5 33,8 59,4 6,8 -

9. Изменения в содержании органического вещества и элементов питания

На всех исследуемых подтипах черноземов выявлено снижение в содержании гумуса на пашне по сравнению с целиной в верхних горизонтах почвы. На черноземах обыкновенных - на 1,2%; южных — на 0,53%; выщелоченных — на 1,1%; солонцевато-слитых — на 0,5% и солонцеватых - на 0,7%. При орошении происходит дальнейшее снижение в содержании гумуса. Эту закономерность подтверждает также динамика органического вещества по семи турам агрохимического обследования, проведенных агрохимцентром «Ставропольский» (А.И. Подколзин, 1988). 28

По тем же исследованиям, в динамике подвижного фосфора происходило увеличение его содержания от первого тура к пятому, который совпадает с концом 80-х и началом 90-х годов, а затем происходило снижение этого показателя. Динамика по фосфору согласуется с динамикой внесения фосфорных удобрений.

При исследовании содержания обменного калия не было выявлено единой закономерности в его изменении для всех почв. Для черноземов южных, обыкновенных и солонцеватых характерна вариабельность но годам без четкой тенденции к его снижению или увеличению. Для черноземов выщелоченных характерна тенденция к снижению в содержании обменного калия от первого тура к последнему. В настоящий момент большинство этих почв перешло в разряд низкообеспеченных.

Отсутствующая тенденция к снижению в содержании обменного калия обусловлена высоким содержанием его валовых форм (в породе до 2 %).

Содержание серы нестабильно по турам обследования и нет четкой тенденции в се снижении для черноземов южных и обыкновенных. Можно лишь отметить обеспеченность этих почв на среднем или низком уровнях. На черноземе выщелоченном и солонцевато-слитом есть тенденция к снижению в содержании подвижных форм этого элемента.

Изменения в содержании микроэлементов, на наш взгляд, может иметь гораздо большие негативные последствия, чем это представляется в современном земледелии. Данные по содержанию микроэлементов приводим за 2 или 3 тура обследований, которые охватывают 5-6 летний или 10-11 летний периоды.

Таблица 14

Содержание микроэлементов в различных подтипах черноземов па турам обследования (А.И. Подошмц 1998)

Подтип Мп 7,п В Си Со

V VI VII V VI VII V VI VII V VI VII V VI VII

Л в ¥ 3 ж X 14,1 14,6 9.5 1.2 0.60 0,4 2,1 2,2 2,0 0,26 0,23 0,16 0,05 0,08 0,05

1§ £ 16,4 15,4 9,6 1,15 0,44 0,4 2,34 2,3 2,39 - 0,16 0,15 0,05 0,05 0,05

А . Ш5 1 4 12,8 10,3 7,6 0,3 0,40 0,3 - 2,8 3,3 0,20 0,16 0,15 0,05 0,05 0,05

1 ¡1 - 17,4 9,1 - 0,90 0,5 - 3,2 3,2 - 0,24 0,18 - 0,06 0,05

Количество подвижного марганца имеет четкую тенденцию к снижению по всем изучаемым подтипам черноземов. Как видно из полученных данных практически все подтипы черноземов переходят из разряда среднеобеспеченных в разряд низкообеспеченных по содержанию подвижных форм марганца.

Тенденция в снижении обменного цинка просматривается на черноземах южных, обыкновенных и солонцеватых. Изначально эти почвы оцениваются как низкообеспеченные по цинку и дальнейшее снижение в его содержании может привести к трагическим последствиям. Возможно, что дальнейшие темпы снижения количества цинка будут замедлены, т.к. на черноземе выщелоченном он стабилен и его содержание в начале исследований (5-й тур) уже было в 4 раза ниже, чем на черноземах карбонатных.

Содержание бора в черноземах незначительно варьирует и в целом стабильно. Это обусловлено высоким содержанием его подвижных и валовых форм.

Происходит снижение в содержании подвижной меди до значений, почти одинаковых для всех подтипов черноземов. Обеспеченность почв по этому элементу можно было считать как среднюю для черноземов южных обыкновенных и солонцевато-слитых и как низкую — для выщелоченных. В настоящий момент все почвы имеют низкую обеспеченность по этому элементу.

Содержание кобальта стабильно низкое по всем изучаемым подтипам черноземов и во все сроки, что связано с низким содержанием его валовых форм.

В современном земледелии уделяется внимание только трем элементам минерального питания растений: азоту, фосфору и калию. Отсутствие должного внимания к микроэлементному составу почв приводит к сниженню количества и, самое главное, качества получаемой продукции.

Внесение макроэлементов с удобрениями активизирует рост и развитие растений. Вследствие этого растения больше выносят тех же макроэлементов, чем им было задано с удобрениями. Но они выносят и много микроэлементов, которых им на «стол» вместе с удобрениями никто не подавал. Растения употребляют, как известно, более 70 элементов таблицы Менделеева. Таким образом, следующее поколение растений находится в еще более худших условиях питания, которые мы стараемся улучшить внесением М, Р, К. Остальные элементы питания становятся еще большим дефицитом. Получается, что внесением удобрений мы загоняем растения в условия минерального голода. Этим же провоцируем растения на активизацию процессов выветривания, за-

канчивающуюся изменением минеральной основы почв, перестройкой в системе глинистых минералов, их разрушением. К примеру, для устранения голода по цинку растение вынуждено разрушать огромное количество алюмосиликатов. Лишь небольшая часть продуктов выветривания вовлекается в пищеварительный цикл растений. Остальная часть теряется из почвы поверхностным и внутрипочвенным стоком (щелочные и щелочноземельные элементы) или остается на месте (соединения кремния, алюминия) н дает основу для новообразования тех минеральных групп, которые ухудшают в первую очередь физические и водные свойства почв.

10. Проблемы подтопления почв

Процессы слитизации и осолонцевания в большинстве случаев неразрывно связаны с подтоплением, оглеением и вторичным засолением.

Развитие процессов подтопления на территории Центрального Предкавказья носит сугубо антропогенный характер.

За последние 45-50 лет территория Центрального Предкавказья, да и всего Северного Кавказа, оказалась ареной орошения и обводнения огромных территорий. За 15-летний период площадь орошаемых земель увеличилась с 1495 тыс. га в 1975 г. до 2448 тыс. га в 1990 г., т.е. почти на 1 млн га. В Ставропольском крае после завершения строительства оросительных систем орошалось 443,3 тыс. га.

Массовое строительство современных ирригационных систем резко увеличило густоту гидрографической сети, которая в условиях края составила 0,13 км/км5, аза счет орошения возросла до 0,42 км/км1.

По данным В-Е. Приходько (1996), КПД оросительных систем степной зоны составляет 0,5-0,6. По данным Ф.Р. Зайдельмана с соавторами (1998), КПД оросительных систем и того меньше — всего 0,4.

Другим фактором, обеспечивающим подъем грунтовых вод является то, что в течение последних 50 лет на территории Ростовской области, Ставропольского и Краснодарского краев было построено более 80 крупных оросительных систем и ряд огромных водохранилищ. К настоящему времени длина магистральных, распределительных и оросительных каналов в регионе составляет более 70 тыс. км. Кроме водохранилищ, на степных реках созданы тысячи прудов и водоемов суточного накопления воды. Из бассейна Азовского моря изъято и переброшено в бассейн Каспия более 150 млрд м3 воды. Это почти половина общего объема воды Азовского моря, который равен 320 млрд м3.

Таблица 15

Площадо подтопленных земель

Административные районы Всего земель, га В том числе

с уровнем грунтовых вод выше 3 м % от общей площади

Зона черноземов южных

Александровский 181146 91200 50,3

Новосел нцкий 157650 33600 21,3

Петровский 242738 23600 9,7

Граче веки R 153725 41500 30,0

Красногвардейский 202229 103400 51,1

Труновский 157368 64400 40.9

Зона черноземов обыкновенных

Изобильненскнй 165299 91010 55,1

Кочубсевский 205695 25500 12,4

Ново александровски й 179663 32400 18,0

Шпаковский 212572 38900 18,3

Георгиевский 165116 89500 54,2

Кировский 122960 24100 19.6

Зона черноземов солонцеватых

Андроповский | 211855 89200 42,1

М инераловодс ки й 128257 86600 67,5

До начала обводнения и орошения земель в крае фунтовые воды в равнинной части в балках и поймах рек залегали на глубинах от 7 до 15 м, а на водораздельных пространствах — до 50-70 м. Уже к 1978 г. грунтовые воды практически полностью заполнили зону аэрации и местами достигали отметки больше 3 м от поверхности почвы. Началось подтопление земель, площадь которых к 1980 г. достигла 1 млн 103 тыс. га, к 1985 г. - 1 млн 540 тыс. га, к 1990 г. - 1 млн 846 тыс. га, к 1995 г. - более 2 млн га. На этих землях автоморфный тип водного режима сменился на полугидроморфный и гидроморфный (капиллярно-подпертый).

11.Проблема подкисленин, подщелачивания и слитизации почв

При вовлечении черноземов в сельскохозяйственное производство преимущественно идет их подкисление. Лишь в некоторых случаях отмечается подщелачивание почв или pH может оставаться неизменным.

Проблему подкисления и подщелачивания почв невозможно рассматривать в отрыве от проблемы слитизации. Все они порождены одной причиной, взаимно влияют друг на друга, в причинно-следственной взаимосвязи меняют друг друга, и их взаимное действие на-

кладывается друг на друга, усиливается, приобретает отчетливые формы метаморфоза почв агроценозов.

Почва используется растениями исключительно как минеральный субстрат для питательных целей. В основе питания растений лежит разрушение минералов и горных пород, составляющих почвенное тело. В основе разрушения минералов лежит их кислотный гидролиз или, как мы говорим, протонное бомбардирование. В основе появления протонов лежит фотосинтез. Таким образом, растение получает мощное «оружие» — протон водорода, которым, пользуется при добыче элементов минерального питания. К. Олиер (1987, С. 55) пишет, что «живые растения представляют собой постоянный источник ионов Н+, которые создают кислую среду и выветривают близлежащие минералы».

Другим подкислителем почвы являются бактерии. Процесс их дыхания сопровождается образованием кислот. В аэробных условиях это преимущественно минеральные (азотная, угольная и т.д.), а в анаэробных — органические кислоты промежуточного метаболизма (лимонная, уксусная, щавелевая и т.д.). Таким образом, процесс подкисления почв постоянен и неизбежен.

Почему подкисление почв агроценозов идет намного быстрее, чем в естественных условиях? Тому виной 3 причины. Первая состоит в том, что растения пахотных угодий имеют гораздо большую биомассу и более мощную корневую систему по сравнению с целинными травами. Это позволяет им вырабатывать и выделять гораздо больше протонного материала для осуществления процессов разрушения. В этом им помогают ризосферные микроорганизмы, которые питаются органическим веществом выделений, и численность которых значительно возрастает на пашне.

Вторая причина состоит в том, что на пашне нет поступления свежего органического вещества вместе с опадом. На целине также идет подкисление, но его темпы значительно замедлены, т.к. на пути кислотных продуктов появляется органическое вещество, которое минерализуется и является постоянным источником элементов питания для растений. Разрушение минералов в больших объемах не требуется, и выветривание замедлено. На агроценозах имеется дефицит органического вещества. В сферу протонного гидролиза все чаще вовлекаются, почвенные минералы. •

Третья причина состоит в том, что в агроценозах наблюдается не только дефицит органического вещества, но и макро- и микроэлементов питания растений. Они постоянно отчуждаются вместе с урожаем. В условиях недостатка элементов питания растение вынуждено разрушать минеральную основу почв. В некоторых хозяйствах края в последнее время отмечено подщелачивание почв. Надо сказать, что

они лежат в зоне интенсивного орошения и сменили автоморфный тип водного режима на гидроморфный (капиллярно-подпертый). Это, как впрочем и подщелачивание, касается не только орошаемых, но и богарных участков.

Слитизаиия почв обусловлена частой сменой аэробной и анаэробной фаз почвообразования. Энергетическая направленность почвообразования в аэробных и анаэробных условиях имеет существенные отличия. В аэробных условиях она контролируется сообществом наземных растений и сопутствующих им аэробных микроорганизмов. Окислительно-восстановительные реакции имеют окислительную направленность. Для обеспечения непрерывности этих реакций в почву необходимо постоянное поступление Н+ и удаление избытка воды, т.е. наличие действенного дренажа. Для почвообразования в аэробных условиях свойственен преимущественно протонный энергетический транспорт.

При застое воды процесс протонного разрушения минералов замедляется и прекращается, т.к. концентрация Н+ в пленочной воде резко падает. Окислительно-восстановительные реакции имеют восстановительную направленность и генерируются анаэробными гетеротрофными микроорганизмами в процессе брожения, мета ноге неза и анаэробного дыхания (Л.И. Воробьева, 1989; Г. Шлегель, 1987).

Все эти типы метаболизма тесно связаны между собой. В процессе брожения углеводов образуются промежуточные продукты кислотного характера, вода и углекислый газ. При анаэробном дыхании, как и при аэробном, акцептором электронов служит кислород, но только связанных соединений. Выделяемые в процессе брожения протоны водорода также выполняют роль акцепторов электронов. С анионами углерода, серы, азота, которые появляются в почве в результате анаэробных окис-лительн о-восстановительных процессов, протоны образуют электронейтральные соединения - СН4, ]ЧН4.

Весь процесс денитрификации, как считают М.В. Гусев, Л,А. Мине-ева (1985, С. 363), состоит из четырех восстановительных этапов.

1) N0/" + 25 + 2Н+ -». N0" + Нр; 2) N0,- + ё +Н* -> N0 + ОН", 3) 2>Ю + 25 +2Н+ N20 + Нг0; 4) N¡0 + 2ё +2Н+ N1, + Н20.

В почвах нитрат-ионы обычно находятся в виде солей кальция, магния и натрия. Если исходить из наличия этих солей, то суммарная реакция денитрификации может иметь следующий вид:

Са (N0^ + ЮН* + 10е + 4Н20 + Са (ОН)г; 2№М0} +10Н+ + 10е -+ + 4Нг0 + 2^ ОН; (N0^+ 10Н+ + 10ё -> 14/ + 4Н30 + + Мё <ОН)г

Повышение рН вследствие образования щелочей при денитрификации (как впрочем и при десульфофикации) ведет к осаждению карбонатов кальция и магния и временному появлению соды согласно реакциям:

Са(ОН)2 + СО, -» СаС03; Mg(OH), + С02- MgCO,; 2NaOH + С02 NajCOj.

На исследуемых нами почвах в условиях капиллярно-подпертого водного режима все же происходит смена анаэробной обстановки на аэробную в сухой период года. Сода может исчезать полностью вследствие следующих реакций:

NajCOj + HjSO+ NajS04 + Н20 + СО^ или Na2C03 + 2Н30+ 2Na+ + ЗН,0 + СОг

Частая смена энергетических потоков материи в течение вегетации электронного » анаэробную фазу и прогонного в аэробную приводит к формированию слитых почв. C.B. Зонн (1987) отмечал, что многократное повторение анаэробных и аэробных циклов во времени приводит к наполнению смектитов, и почвы приобретают весь комплекс свойств, присущих слитоземам.

Подщелачивание почв может быть связано также с активно развивающимися процессами эрозии. По данным Е.И. Рябова (1996), потери почвы в границах Ставропольского края от пыльных бурь составляют 80265 млн т, превышая потери при ускоренной стадии в 20-30 раз. Местами наблюдается выдувание всего пахотного горизонта. Это гарантирует обнажение низших горизонтов, имеющих более щелочную реакцию среды.

Таким образом, процессы подкисления, подщелачивания и слито-генеза тесно связаны между собой огромной цепью биохимических реакций. Вследствие развития этих процессов почва теряет первозданные и приобретает новые признаки, выраженные в уплотнении, потере структурности, запасов гумуса и элементов минерального питания. Конечный итог этого процесса — потеря почвенного плодородия.

12.Предложения по предотвращению деградация черноземов и повышению их плодородия

С целью повышения плодородия черноземов карбонатных нами была разработана следующая схема: I. Контроль; 2. Апатит - 1 т/га; 3. Апатит — 1 т/га + известняк-ракушечник — 5 т/га; 4. Апатит — 1 т/га + известняк-ракушечник. — 3 т/га + HN03 — 0,2 т/га; 5. Апатит — 1 т/га '+ фосфогипс — 3 т/га; 6. Апатит — 1 т/га + карбонатный Песок — 25 т/га.

Для черноземов выщелоченных характерно отсутствие карбоната кальция. Вместе с карбонатом кальция выщелачиваются, и остальные щелочные и щелочноземельные элементы, что обуславливает нейтральную или кислую реакцию данных почв. В профиле этого чернозема четко обозначен горизонт аккумуляции продуктов выветривания, перемещенных с верхних горизонтов. Он расположен в нижней части горизонта* ВС

или в породе, представленной лессовидным суглинком.* Мы решили использовать эту породу в качестве мелиоранта и вернуть в почву все, что было вынесено за весь период почвообразования в голоцене.

Предложена следующая схема реминерализации: 1. Контроль; 2. Лессовидный суглинок - 40 т/га; 3. Известняк-ракушечник — 9 т/га;

4. Апатит ~ 3 т/га; 5. Гипс — 6 т/га; 6. Известняк-ракушечник — 9 т/га + апатит — 3 т/га + гипс — 6 т/га; 7, Лессовидный суглинок — 40 т/га + известняк-ракушечник — 9 т/га + апатит — 3 т/га + гипс — б т/га.

Для черноземов солонцеватых и солонцевато-слитых характерна высокая плотность, бесструктурность и отсутствие структурообразования. Для их мелиорации предложения следующая схема: I. Контроль; 2. Фосфогипс — 6 т/га; 3. Фосфогвпс — 12 т/га; 4. Фосфогипс — 18 т/га;

5. СаСО, - 6 т/га; 6. СаСО, - б т/га + фосфогипс - 6 т/га; 7. СаС03 -б т/га + НШ3 - 2,5 т/га + Н3РО, - 1 т/га; 8. СаСОЗ - 12 т/га + Н1Ч03- 5 т/га + Н3РО, - 1 т/га.

Известняк-ракушечник является биогенной осадочной горной породой, которая содержит в основном 36-37% Са; 0,48% Мё; 0,24% Р205, а также примеси алюминия, железа, калия, марганца, кобальта, молибдена, цинка и ряда других микроэлементов.

Апатитовый концентрат является продуктом флотации, апатит-нефелиновой породы, используемой в промышленности для получения фосфорных удобрений. Он содержит до 42,3 % Р205, 55,5 % СаС03, а также калий, кремнезем, алюминий, молибден и другие микроэлементы.

На наш взгляд, с экологической точки зрения применение апатита может быть гораздо выгоднее, чем фосфорных удобрений. Как известно, КПД работы удобрений незначительный и может составлять всего 30-40 %. Около трети от внесенных фосфорных удобрений фиксируется живой фазой почвы. Более трети в присутствии карбонатов кальция, переходят в нерастворимый трифосфат кальция (Са3(Р04)2). По сути, фосфор переходит в свое первоначальное нерастворимое состояние, в котором он находился в форме апатита. Тогда какой смысл во внесении удобрений, особенно основных? Лучше вносить фосфор в первозданном виде, без особых экономических затрат. В условиях производства растворение апатита идет с помощью серной кислоты для добычи фосфорной. В почве эту работу могут сделать те же нитрификаторы.

Карбонатный песок является смешанной породой морского генезиса. Основную его массу образуют кварц, халцедон, глауконит. Кроме этого, присутствуют СаС03, доломит, сидерит, слюда и другие минералы. Фосфогипс — это продукт химической переработки апатитового

концентрата. Его получают путем орошения апатита серной кислотой. При этом полученная фосфорная кислота вдет на приготовление фосфорных удобрений, а гипс идет в отвал. Он содержит 20-22% Са, 1,4% 1,8% Р205; 48,0 % Б04, 0,17-0,20% К

Таблица 16

Урожайшнлъ зеленой массы сунлрузы па карбонаты* червотемях . по мрмантам рештершпшцни, т/г* ,

Варианты Средняя за 19891991 тт. Прибавка

копт роль уровень рентабель-ности

т/га %

1. Контроль 25,3 — 217,6

2. Апатит -1 т/га 32,2 6,9 27

З.Апатит- 1 т/га + СаСОз-3 т/га 39,6 14,3 56

4. Апатит - 1 т/га + СаСОэ - 3 т/га + НЫОз -0,2 т/га 43,6 18,3 72 307,4

5. Апатит - 1 т/га+ Са304-3 т/га 32,9 7,6 30

б. Апатит - 1 т/га + карбонатный песок — 25 т/га 33,5 8,2 32

Азотная и фосфорная кислоты — полуфабрикаты туковой промышленности Невинномысского завода -«Азот». 46%-ная азотная кислота содержит 10,2% N. 37%-ная фосфорная кислота содержит 27% Р305 и 2,1 % Э04. Азотную кислоту применяли для растворения карбоната кальция и получения легкорастворимой соли — Са(М03)г Схему опыта на карбонатных почвах апробировали в 1989, 1990 и 1991 годах в совхозе •«Московский» Изобильненского района. По полученным материалам была защищена кандидатская диссертация аспирантом из Сирии Ха-сан Кором. -

Предложенная схема опыта на выщелоченном черноземе апробирована только частично в 2001 году в учхозе СтГАУ. Схема опыта по мелиорации солонцеватых и солонцевато-слитых почв апробирована в 19811988 годах в совхозе «Водораздельный» Андроповского района, а также в разное время — в совхозе «Восход» Кочубеевского района, в учхозе СтГАУ.

В процессе исследований выявили, что применение горных пород-мелиорантов на карбонатных черноземах дает достоверную прибавку урожая по сравнению с контролем.

Таблица 17

Влшаше химических мелиорантов на урожайность озимой пшеницы на солонпемто-слтых черноземах

Варианты опыта Урожайность, т/га Средняя, т/га Прибавка

1981 1982 1983 1984 1985 1986 1987 1988 т/га %

1, Контроль 2,95 2,16 2,85 1,84 1,04 2,04 2.15 2,84 2,23 - -

2. Фосфогипс, 6 т/га 3,96 3,06 3,26 2,08 1,32 2,44 2,86 2,85 2,69 0,46 20,6

3. Фосфопшс, 12 т/га 3,83 3,19 3,64 2,39 1,35 2,46 2,77 3,62 2,91 0,68 30,5

4. Фосфогнпс, 18 т/га 3,93 3,29 3,53 2,26 1,32 2,32 4,02 2,97 0,74 33,2 33,2

5. СаСОз, 6 т/га 3,05 2,36 3,85 1,79 1,35 2,20 2,84 2,94 2,55 0,32 14,3

6. СаСОз (6 т/га) + фосфогипс (6 т/га) 3,62 3,04 3,53 2,00 1,37 2,27 2,56 3,15 2,69 0,46 20,6

7.СаСО} (6 т/га> + НИ03 <2,5 т/га) + Н3РО4 (1 т/га) 4,23 3,66 4,10 2,37 1,69 2,72 3,30 3,41 3,18 0,95 42,6

8.СаСОа (12 т/га) + (5 т/га) + Н3РО4 (1 т/га) 4,01 3,40 4,04 2,44 1,34 2,68 3,32 3,59 3,10 0,87 39,0

НСРи.т/га 0,42 0,35 0,45 0,45 0,27 0,42 0,35 0.45

вх. % 4,01 4.08 4,59 2,61 4,09 4,01 4,08 4.59

Наибольший мелиоративный эффект получен при внесении апатита совместно с известняком-ракушечником и азотной кислотой. Прибавка урожая составляла 72% при уровне рентабельности в 37,4%. Кроме того, наблюдалось улучшение физических свойств, увеличение содержания элементов питания и нитрогенаэной активности почв.

На выщелоченных черноземах при учете урожая гороха выявлено, что применение лессовой породы в дозе 40 т/га дает прибавку урожая в 3,4 ц/га. При применении известняка-ракушечника прибавка составляла 9,1 ц/га.

Мелиоративный эффект от применения лессовой породы был не только в прибавке урожая гороха. Характерные для ослитованной почвенной массы контрольного участка уплотненность, бесструктурность пахотного горизонта, покрытого широкими и глубокими вертикальными трещинами в сухой период года, исчезали на варианте с применением породы.

При учете урожая озимой пшеницы на солонцевато-слитых почвах в период с 1981 по 1988 годы выявлено, что применение фосфогипса в

дозе 6 т/га и известняка-ракушечника в дозе 6 т/га дает наименьший мелиоративный эффект (0,46 и 0,32 т/га по сравнению с контролем). Применение известняка-ракушечника в дозе 6 т/га совместно с азотной и фосфорной кислотами дает прибавку урожая почти в 10 ц/га, что составило 42,6%. Мелиоративный эффект состоял в снижений плотности, увеличении пористости, структурности, водопроницаемости, снижении набухаемосги.

Краткое обобщение

Б.С. Алякринский (1985) писал, что жизненный процесс представляет собой неразрывное единство двух полярных противоположностей — разрушения и созидания. Почвообразование можно считать результатом взаимодействия двух взаимоисключающих начал — живой и косной материй. Живые растительные формации и микроорганизмы для удовлетворения своих пищевых потребностей должны разрушать минералы и горные породы, слагающие почвы. «Именно разрушение является движущей, активной, ведущей, т.е. первичной по отношению к созиданию, стороной жизненного процесса» (Б.С. Алякринский, С.И. Степанова, 1985. С. 18).

Такова философия жизни, которая гласит: для того чтобы что-то создать, нужно что-то разрушить. Для создания собственной биомассы, растения разрушают минералы, добывая оттуда все необходимые элементы питания.

Движущей силой такого разрушения служит поступление в почвенную среду протонов водорода вместе с активными химическими соединениями кислотной природы как органического, так и неорганического происхождения. Обеспечивает поступление этих веществ внеклеточный (голофитный) пищеварительный цикл фототрофов и микробных гетеротрофов. Поэтому почвообразовательный процесс един для всех уголков суши, но проявление его может иметь разный характер, зависящий от конкретных условий почвообразования, среди которых на первом месте — качество исходной породы и климат.

В естественных условиях процесс почвообразования носит эволюционный характер и для черноземов образует эволюционный ряд: черноземы южные обыкновенные -> типичные выщелоченные оподзо-ленные.

Для эволюции черноземов, образованных на элювии майкопских глин, характерно рассоление, рассолонцевание, увеличение мощности по' чвенного профиля й содержания органического вещества, а также новообразование карбонатов кальция в процессе педогенеза. Скорее все-

го, их эволюция шла по такому пути: солончаки солонцы солонцевато-слитые —► солонцеватые.

На пашне происходит отчуждение продукции. Биологический круговорот веществ разомкнут. Произрастание одного вида растений на агро-ценозе гарантирует напряженность, неупорядоченность, изменчивость и неоднородность циклов почвообразования. Растение, лишенное притока элементов питания, высвобождающихся при разрушении органического вещества, мобилизует все силы на разрушение минеральной материи.

Наиболее значительное влияние на ухудшение физических и физико-химических свойств черноземов пашни, на наш взгляд, оказывает перестройка в составе минеральной части почвенного тела. Происходит новообразование сильнонабухающих минералов смектитовой группы. Кроме этого, при активизации процессов выветривания образуется большое количество кремниевых соединений, способных «цементировать» почвенные агрегаты. Эффект этот называется слитизацией почв. Вызваться он может как отдельным, так и совместным действием новообразованных набухающих минералов и гидрофильных кремниевых соединений. Степень проявления слитизации может также зависеть от степени освобождения почвенного профиля от структурообразователей.

На наш взгляд, основная причина деградации почв — растение и изменившиеся условия произрастания. Именно растение на пашне поставлено в такие рамки, когда оно вынуждено разрушать и видоизменять почву.

Обработка почвы, поливы, внесение удобрений сводятся к одному -увеличению биомассы растений. Увеличение биомассы способствует увеличению объемов выветривания.

Эволюционные процессы почвообразования, как таковые, на пашне прекращают свое существование. Начинается деградация, точнее - метаморфоз.

В последнее время урожай сельскохозяйственных культур имеет тенденцию к снижению. Эта тенденция была бы еще более выражена, если бы не вмешательство погоды. За последние полтора десятка лет мы имели только два засушливых года. На фоне увеличивающихся осадков уменьшение урожайности не выражено. Но вот качество получаемой продукции оставляет желать лучшего.

Мы забыли, когда получали сильное и ценное зерно. Еще в начале 80-х годов вся продукция озимой пшеницы шла первого и второго класса. Содержание клейковины в зерне составляло более 30 % и нередко поднималось до 40 %. В настоящее время получение зерна 3-го класса стало чуть ли не исключением. Большинство продукции идет 4-м классом или фуражом.

Выводы

1. Изменения черноземов в условиях естественных угодий носят эволюционный характерна при вовлечении их в сельскохозяйственное производство после 80-100 лет эксплуатации приобретают черты метаморфоза,

2. В живом веществе почв на пашне увеличивается корневая система и биомасса растений в среднем в 10 раз, по сравнению с целиной. В течение сезона в количестве основных ipynn микроорганизмов на пашне возникает сильный динамизм, сопряженный с фазой развития культуры и их общая численность возрастает в 2-4 раза на черноземах солонцеватых, выщелоченных и в 8-10 раз на черноземах карбонатных.

3. Для черноземов пашни характерен не только сезонный, но и суточный динамизм физико-химических показателей, в сравнении с относительно ровными значениями на целине. Окислительно-восстановительный потенциал пашни в течение суток в различные фазы роста растений больше на 70-90 мВ — на черноземе карбонатном и выщелоченном и на 150-200 мВ на черноземе солонцевато-слитом, при снижении pH почвенного раствора на 1,0-1,5 единицы.

4. В морфологическом отношении для почв агроценозов характерно прогрессирование процесса ослитовывакия и нллювиирования, выраженных в ухудшении структуры, приобретении черт слитости, понижении уровня вскипания от 10%-ной HCl.

5. На пашне, по сравнению с целиной, активизируется процесс выветривания минеральной основы почв, выраженный в изменении морфологических признаков кластогенных минералов, таких как появление окатанности, пелитизации, помутнений, изьеденносги боковых граней, а при орошении образуются железо-марганцевые конкреции, способные блокировать свободные карбонаты кальция. В составе глинистых минералов идет увеличение в содержании смектитов в пахотном горизонте на черноземах карбонатных и выщелоченных. На всех подтипах черноземов идет увеличение в содержании аморфных кремниевых соединений и уменьшение количества монокремниевых кислот. Предполагается, что перестройка в составе глинистых минералов и образование гелей кремниевых соединений является первопричиной слитиза-ции черноземов пашни.

6. В гранулометрическом составе происходит заметное, хотя и небольшое, его утяжеление и возрастание доли ила в среднем на 4-9 %,

7. Происходит сильное уплотнение и обесструктуривание почв, верхних.пахотных горизонтов. Особенно это выражено на черноземах солонцеватых и выщелоченных при увеличении плотности на 0,2-0,3 г/см3 и снижении коэффициента структурности до 0,3-0,5.

8. В составе ППК наблюдается снижение доли Са2+ и К" и возрастание и Идет подкисление почв в агроценозе и рН водной суспензии снижается незначительно на черноземе обыкновенном и южном (на 0,2-0,3 ед. по сравнению с целиной) и значительно, на черноземе солонцеватом и выщелоченном (на единицу и более).

9. Содержание гумуса снижается на всех подтипах черноземов на 0,51,3 %. По данным многолетних агрохимических наблюдений, этот процесс не прекращается и по сегодняшний день.

10. В динамике содержания подвижного фосфора наблюдалось увеличение в конце 80-х и начале 90-х годов при возрастании доз внесения удобрений и снижение в его содержании к настоящему времени. Количество обменного калия относительно стабильно на черноземах обыкновенных, южных и солонцеватьсх и подвержено значительному снижению на черноземах выщелоченных.

11. Кроме бора, которым черноземы высоко обеспечены, идет резкое снижение количества подвижных форм микроэлементов, что приводит к снижению качества получаемой продукции.

12. В результате строительства и эксплуатации оросительных систем произошло поднятие уровня фунтовых вод и подтопление более 2 млн га земель, развитие процессов засоления, осолонцевания, слитизации и оглеения.

13. Общие проблемы деградации черноземов при их сельскохозяйственном использовании (слитизация, подкисление, уплотнение, обес-структуривание, снижение продуктивности) не связано напрямую с возрастанием проходов сельхозтехники, орошением, внесением удобрений. Первопричина состоит в качественном изменении фитоценозов пашни и условиях их произрастания, что приводит к значительному усилению темпов выветривания и новообразования почвенных минералов и снижению содержания элементов питания. Орошение лишь усугубляет этот процесс,

И. Увеличение продуктивности обрабатываемых угодий может быть сопряжено только с реминерализацией черноземов, т.е. с коренным обновлением их минеральной основы.

Слисок научных работ по теме диссертации

1. Группы микроорганизмов, преобразующие различные формы азота под сельскохозяйственными культурами в орошаемых карбонатных черноземах: Тезисы докладов научно-практической конференции молодых ученых / Соавтор: Тьерно Балла Диалло, - Ставрополь, 1989. -С. 212-214.

2. Энергетика и основные причины слитизации черноземов при орошении / Орошаемые черноземы и их рациональное использование: Сб. научн. трудов / Соавтор: Тюльпанов В.И. — Новочеркасск, 1990. — С. 18-27.

3. Сравнительная характеристика физических свойств и структурного состояния целинного и орошаемого карбонатного чернозема / Орошаемые черноземы и их рациональное использование: Сб. научн. трудов / Соавтор: Тюльпанов В.И. - Новочеркасск, 1990. — С. 44-49.

4. Активность нитратной и аммонийной форм азота на карбонатных черноземах в условиях неорошаемой и орошаемой пашни: Тезисы докладов межвузовской научно-практической конференции молодых ученых и специалистов / Соавтор: Тюльпанов В.И. - Ставрополь, 1991.

5. Эволюционные изменения свойств карбонатного чернозема в системе целина — пашня — орошаемая пашня: Тезисы докладов научной конференции, посвящ. 100-летию плана Докучаева по борьбе с засухой и преобразованием степей России / Соавтор: Тюльпанов В.И. — Новосибирск, 1992. - С. 124-127.

6. Указания по рациональному использованию орошаемых черноземов Северного Кавказа и Центрально-Черноземных областей / Соавторы: Скуратов Н.С. и др. - Новочеркасск, 1992. - 112 с.

. 7. Сезонная динамика окислительно-восстановительного потенциала и реакции среды целинного, орошаемого и неорошаемого черноземов/ Орошение и экология почв Предкавказья: Сборник научн. трудов / Соавтор: Хассан Кор. — Ставрополь, 1992. — С. 63-67.

8. Влияние пород-мелиорантов на повышение микробиологической активности и пищевого режима ирригационно-слитых карбонатных черноземов / Интенсивное использование пашни: Сборник научн. трудов / Соавтор: Козлов A.M. - Ставрополь, 1993. - С. 56-58.

9. Свойства и пути повышения плодородия ослитованных орошаемых черноземов / Актуальные аспекты повышения плодородия почв: Сборник научн.трудов/Соавтор: КоаловА.М. — Ставрополь, 1994. — С.25-26.

10. Изменение режима влажности черноземов при сельскохозяйственном использовании / Пути повышения урожайности сельскохозяйственных культур: Сборник научн. трудов / Соавтор: Лысенко ВЛ. — Ставрополь, 1995. - С. 78-84.

11. Изменение физических свойств и общей биологической активности харбонатных черноземов при орошении (статья): Тезисы докл. II съезда почвоведов/Соавтор: Тюльпанов В.И. -СПб., 1996. - С. 297-298.

12.Сезонная динамика численности азотпреобразующих микроорганизмов в условиях орошаемой и неорошаемой почвы / Биология почв антропогенных ландшафтов: Сборник научн. трудов / Соавтор: Тюльпанов В.И. - Днепропетровск, 1995. -.С. 171-178. ......

13.Влияние переувлажнения на микробное население почв / Современные достижения биотехнологии: Тезисы докладов Всероссийской конференции / Соавтор: E.H. Ангелов. — Ставрополь, 1996. - С. 74-75,

14.Влияние пород-мелиорантов на нитрагеназную активность карбонатного чернозема / Современные достижения биологии: Тезисы докладов Всероссийской конференции / Соавторы: Тюльпанов В.И., Хас-сан Кор. - Ставрополь, 1996. - С. 75-76.

15.Биосферная и экологическая функция почв: Материалы научно-производсгв. конференции, посвящ. 65-летию Ставропольской государственной сельскохозяйственной академии / Соавторы: Тюльпанов В.И., Лысенко В .Я. - Ставрополь, 1996. - С. 27-28.

16.Цикличность окислительно-восстановительного потенциала карбонатного чернозема в условиях целины и пашни /Циклы природы и общества: Материалы VI Межд. конф. — Ставрополь, 1998. — С. 118-120.

17.Эволюция глинистых минералов в агрогенных черноземах / Антропогенная деградация почвенного покрова и меры ее предупреждения: Труды Всеросс. конф. /Соавтор: Льгова Т.Н. - М., 1998, —С. 140-141.

18.Численность различных физиологических групп микроорганизмов на черноземах и генетически различных почвообразующих породах / Пути повышения урожайности сельскохозяйственных культур в современных условиях: Сборник научн. трудов / Соавтор: Нищерет В.В. — Ставрополь, 1998. - С. 91-94.

19.Цикличность черноземообразования в аспекте времени /Циклы: Материалы I Межд. конф. / Соавторы: Тюльпанов В.И., Воронков А.П., Каргалев И.В. - Ставрополь, 1999.-С. 151-153.

20.Агрогенная деградация черноземов Предкавказья и пути ее преодоления: Тезисы докладов Межд. конф. РАСХН / Соавтор: Марьин А.Н. -М., 1997. - С. 185-188.

21 .Почвы опытной станции СтГСХА / Пути повышения урожайности сельскохозяйственных культур в современных условиях: Сборник научн. трудов / Соавторы: Тюльпанов В.И., Каргалев И.В, — Ставрополь, 1999. - С. 29-31.

22.Эволюция минеральной основы материнских пород современных почв: Тезисы докладов Ш съезда Росс. Общества почвоведов / Соавтор: Тюльпанов В.И. - Суздаль, 2000. - С. 345.

23,Развитие и метаморфоз черноземов в Центральном Предкавказье: Тезисы докладов III съезда Росс. Общества почвоведов / Соавторы: Тюльпанов В.И., Воронков А.П., Каргалев И.В, - Суздаль, 2000. — С. 208-209.

24.Сущносгь почвообразования как основа теории и практики земледелия / Деградация почвенного покрова и проблемы агроландшафт-

ною земледелия: Материалы 1 межд. научной конф. / Соавтор: Тюльпанов В.И. - Ставрополь, 2001. - С. 3-26.

25.Изменение в содержании гумуса и элементов литания чернозема по различным элементам ландшафта / Деградация почвенного покрова и проблемы агроландшафтного земледелия: Материалы I межд. научной конф. / Соавторы: Тюльпанов В.И., Мирской А.Б., Фаизова В.И. — Ставрополь, 2001,- С. 344-346.

26.Подтопление почв Центрального Предкавказья / Деградация почвенного покрова и проблемы агроландшафтного земледелия: Материалы I межд. научной конф. / Соавторы: Тюльпанов В.И., Свешникова В.А. - Ставрополь, 2001,- С. 305-307.

27. Генетические особенности черноземов целины и пашни, сформированных на различных участках ландшафта / Деградация почвенного покрова и проблемы агроландшафтного земледелия: Материалы I межд. научной конф. / Соавторы: Дорожко Г.Р., Тюльпанов В.И., Мирской А.Б. - Ставрополь, 2001С. 287-290.

28. Общие проблемы деградации почв Ставрополья / Деградация почвенного покрова и проблемы агроландшафтного земледелия: Материалы I межд. научной конф. / Соавтор; Лопатин С.И. — Ставрополь, 2001.-С. 5-6. .

29.Общая теория цикла почвообразования / Циклы: Материалы Третьей Международной конференции. — Ч. 1. — Ставрополь-Кисловодск, 2001. — С. 130-132.

30.Цикличность почвообразования / Циклы как основа мироздания: Пленарные доклады Международных конф. по проблемам циклов природы и общества. - Изд. первое. — Ставрополь, 2001. — С. 498-508.

31.Периодичность популяций микробных ценозов черноземных почв в вегетационном цикле озимой пшеницы / Циклы природы и общества/ Соавторы: Тюльпанов В.И., Чебоненко С.В., Марьин А.Н. — Ставрополь, 2000. - С. 55-57.

32.Динамика микробного ценоза под озимой пшеницей на южном черноземе по различным предшественникам / Пути повышения урожайности сельскохозяйственных культур в современных условиях: Сб. научн. трудов / Соавторы: Марьин А.Н., Боркалов А.М. — Ставрополь, 2000. - С. 84-87.

33.Динамика микробного сообщества под горохом по различным приемам ремннерализации выщелоченного чернозема / Пути повышения урожайности сельскохозяйственных культур в современных условиях: Сб. научн. трудов / Соавторы: Воронков А.П., Пшеничный М.С. — Ставрополь, 2000. - С. 152-154.

34.Эволюционные изменения почвенного покрова Ставрополья: основные причины и меры по предотвращению деградационных процес-

сов / Эволюция и деградация почвенного покрова: Материалы II международ. научн. конф. / Соавторы: Тюльпанов В.И., Хаесан Кор, Лысенко В.Я., Льгова Т.И., Марьин А.Н., Каргалев И.В. — Ставрополь, 2002. -С. 5-15.

35. Со временное состояние почв Центрального Предкавказья / Эволюция и деградация почвенного покрова: Материалы И международ, научн. конф. / Соавторы: Тюльпанов В.И., Подсвиров В.И. ~ Ставрополь, 2002.-С. 15-17.

36.Состояние пашни, расположенной на склонах в СХП «Крымги-реевское» Андроповского района Ставропольского края / Эволюция и деградация почвенного покрова: Материалы II международ, научн. конф. / Соавторы: Дорожко Г.Р., Мирской А.Б. — Ставрополь, 2002. -С. 174-175.

37.Динамика численности почвенных микроорганизмов, в зависимости от интенсивности эрозионных процессов и сельскохозяйственного использования / Эволюция и деградация почвенного покрова: Материалы II международ, научн. конф. / Соавторы: Фаизова В.И., Каргалев И.В., Пономаренко А.В. - Ставрополь, 2002. - 175-178.

38. Состав обменных оснований черноземов СХП «Крымгиреевское» / Эволюция и деградация почвенного покрова: Материалы 11 международ. научн. конф. / Соавторы: Фаизова В.И., Мирской А.Б. — Ставрополь, 2002. - С. 178-179.

39.Количество и родовой состав азотпреобразующих микроорганизмов слитых черноземов целины и пашни / Актуарные проблемы растениеводства Юга России: Сб. научн. трудов / Соавторы: Фаизова В.И., Левичев В.А.- Ставрополь, 2003. - С. 261-262.

40. Изменения в почвенном покрове АО «Луч» Благодарненского района по двум турам почвенного обследования / Актуальные проблемы растениеводства Юга России: Сб. научн, трудов / Соавторы: Высочкин А.С., Савенко АН., Таридонов И.Ф. - Ставрополь, 2003. - С. 311-312.

41.Почвоведение (почвы Северного Кавказа) / Соавторы: Вальков В.Ф, и др. — Краснодар: Советская Кубань, 2002. — 728 с.

42.Практикум по почвоведению (почвы Северного Кавказа) / Соавторы: Штомпель ЮА и др. — Краснодар: Советская Кубань, 2003,- 328 с.

43.Изменение карбонатных черноземов Центрального Предкавказья в результате сельскохозяйственного использования // Использование и охрана природных ресурсов в России. - М., 2003. - 11-12. — С. 78-91.

44.Агрогенная деградация черноземов Центрального Предкавказья: Монография. — Ставрополь, 2003. - 224 с.

45.Изменения в составе живого вещества черноземов солонцеватых при сельскохозяйственном использовании Ц Вестник СГУ. — 1. — Ставрополь, 2004.

Подписано в печать 21.0]. 2004 г. Формат 60x84 '/„,, Бумага офсетная. Печать офсетная. Гарнитура «Тайме». Усл. печ. л. 2. Тираж 100 экз. Заказ 37.

Отпечатано с готового оригинал-макета в типографии издаталкко-псдиграфического комплекса СгГАУ *АГРУС». 355017, г. Ставрополь, ул. Мира, 302.

i - 23 68