Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Физическое состояние пахотных темно-каштановых почв в системе изучения почвенного антропогенеза степей Казахстана

ВАК РФ 06.01.03, Агропочвоведение и агрофизика

Автореферат диссертации по теме "Физическое состояние пахотных темно-каштановых почв в системе изучения почвенного антропогенеза степей Казахстана"

гб оа

- национальная академия наук республики КАЗАХСТАН

юютитут тчвоввдзва ии. у. у. Успанова казахский государственный национальный УШБЕРСКГЕТ им. Аль-2араби географический факультет

На правах рукописи УДК 631.43

НАУШНКО Александр Антонович

ФИЗИЧЕСКОЕ СОСТОЯНИЕ ПАХОТНЫХ ТЕМЮ-ШЕГАПОЖ 1ШВ В СЛПТЙ? ИЗУЧЕНИЯ ПОЧВЕННОГО АНТРОПОГЕНЕЗА СТЕПЕЙ КАЗАХСТАНА

06.01.03 - Агропочвоведенис

Диссертация в виде научного доклада па соискание ученой степени доктора биологических каук

Алиаты - 1936

Научные консультанты: член-корреспондент НАН РК, доктор сольскохсзлйственшк наук, профессор

?-!.У.АХАНОВ; доктор биологических наук И.Д.ДАВЖШИН.

Официальные оппоненты:

доктор биологических наук А.А.ТАНЛСИЕНКО; доктор биологических паук Л.М.ТАТАРШЦЕВ; доктор биологических наук В. А.РАССМШСВ.

Ведущая организация: Томский Государственный уничерситет.

Злцитк состоится ". 13' " л-'.ии^йШ- _ 1906 г. в 10 часов

на заседании диссертационного совета Д-002.15.01 по защите докторских диссертаций при Институте почвоведении и агрохимии СО РАН по адресу: 630099, г. Новосибирск, 99, ул. Советская, 18 (конференц-зал).

С диссертацией в виде научного дошада модно ознакомиться в библиотеке Института почвоведения и агрохимии СО РАН.

Диссертация в виде научного доклада разослана " ^ " Аи&л/!.^ 1996 г.

Ученый секретарь диссертационного совета, доктор биологичеегчх наук

сС^р

М.И.Доргачова

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ Изучение антропогенных изменений почв и почвенного покрова, разработка и углубление теоретических основ и методологических подходов в данном направлении науки является составной, неотъекулемой частью и важнейшим инструментом оптимизации использования почвенных ресурсов и их охраны. Особое место в исследованиях почвенного антропогенеза, несомненно, принадлежит физическому состоянию почв - совокупности параметров физических свойств почв, количественно отражающих их качество ("самочувствие") в отдельные отрезки времени. И в этом смысле физическое состояние почв следует рассматривать как экологическую среду протекания всех внутри-почвенных процессов.

Актуальность работы. Вовлечение почв в сельскохозяйственное производство и резкое увеличение в связи с этим интенсивности процессов биогеохкмического цикла ускоряет ритм почвообразования. Требуется постоянное поступление энергетического материала (свежего органического ветрства, богатых в химическом отношении минералов). Отсутствие такого поступления компенсируется мобилизацией имеющихся резервов, что приводит к истощению почв, ухудшению их физических показателей, резкому снижению плодородия.

За 40 лет безжалостной эксплуатации степных почв Казахстана фактически утрачено то, что природа создавала 20-25 тысяч лет. Есть районы, где за годы освоения целины содержание гумуса в почвах уменьшилось наполовину. 1Ь мнению академика А. Е Маланьина (1995), рекордный за всю целинную эпопею урожай 1992 года - это последний вздох нашей )сормилицы, и сегодня "речь нужно вести о катастрофе". Восстановление плодородия степной пашни республики, таким образом, - важнейшая научная проблема.

В степной зоне Казахстана проведены значительные научно-исследовательские работы по изучению антропогенных изменений почв, накоплен объемный научный материал. Еместе с тем, отсутствие экспериментально обоснованной теории антропогенного почвообразования существенно затрудняет исследования участившихся в степях Казахстана явлений деградации почв (дегумкфикация, опустынивание, уплотнение, дезагрегация, водная эрозия и др.), ограничивает возможности создания зшганченных систем почвозащитного земледелия. Кроме того, анализ многочисленных публикаций об антропогенных изменениях физических и других свойств степных почв республики передаю обнаруживает противоречия в результатах иссдэ-

- 1 -

дований разных авторов, которые в ряде случаев приходят к взаимоисключающим выводам, дают противоположные рекомендации. Одна из причин противоречий - отсутствие единого методологического подхода, опирающегося на стройную теоретическую базу. В свете сказанного внание количественных параметров и закономерностей антропогенных изменений почв и разработка наиболее эффективных методологических подходов для их изучения в конкретной природно-хозяйственной (агроэкологической) обстановке приобретает большую теоретическую и практическую значимость.

Цель и задачи исследований - углубление теоретической основы и разработка новой концепции в изучении антропогенеза степных почв Казахстана

Для достижения поставленной цеди решались следующие задачи:

- экспериментальные полевые исследования изменения физических свойств почв на фоне почвоэаидатной системы земледелия;

- полевые эксперименты по установлению таксономических уровней физических свойств пахотных почв - временных, равновесных, оптимальных, критических;

- характеристика физического состояния почв по материалам полевых исследований с привлечением накопленной информации;

- построение оптимальной модели физического состояния почв;

- разработка рекомендаций практического использования результатов исследований.

Объектом исследований стали почвы умеренно сухих степей Казахстана - теыно-каютановые. Основные стационарные исследования проведены на опытных участках и производственных полях Камш-нинского района Кустшюйской области (темно-каштановые карбонатные дегкоглшшетые иловато-пылеватые почвы), а маршрутные - в пределах Тургайской столовой страна

Сактический материал получен автором при проведении им стационарных и марарутних исследований. При расчетах, анализе и статистической обработке данных использованы также фондовые материалы Института почвоведения им. У. У. Успшюва НАН РК (Науменко, Панферова, 1980; Давлятвмн, Науменко, 1994), научные публикации.

Методология и методы исследования. Методологической основой диссертации стали тру-н В. К Докучаева, определяющие объект, предмет анализа, задач, и совокупность средств, методов и приемов исследований. Использованы профильный, сравнительно-географический, сравнительно-аналитический, агроэкологическиЯ, графи- 2 -

ческий, математико-статистический метода В основе научного поиска лежал 9-ти летний полевой эксперимент - стационарные методы изучения динамики почвенных процессов: целина и палия рааличной длительности использования в условиях почвозащитного земледелия, а на опытном участке - пашня разных способов обработки (отвальная, плоскорезная).

Научная новизна. Выявлены региональные закономерности изменения физических свойств и режимов почв в условиях многолетнего применения почвозащитной системы земледелия: впервые разработано и осуществлено подразделение физического состояния пахотных почв каштанового типа на "таксономические уровни" - временные, равновесные, оптимальны«, критические; предложенный подход п изучении почвенного антропогенеза степной зоны Казахстана реализован в виде оптимальной модели физического состояния почв пахотного горизонта; осуществлено теоретическое обоснование агротехнических мероприятий, в частности, ыеханичеегаос обработок (в том числе минимальных) .

Защищаемые положения:

1. Временные и простраж.I венные закономерности изменения фи*-зических свойств и физического режима темно-каптановых почв в условиях длительного применения почвозащитной системы земледелия. ■

2. Уровни физического состояния пахотных почв и их реализация в исследованиях почвенного антропогенеза

Практическая значимость работы. По материалам исследований Казахским Государственны.! институтом научно-технической информации (КазГосИНТИ) изданы информационные листки, аналитические обзоры (информационное обеспечение научно-технических программ), опубликована монография "Антропогенез физичес'.сого режима темно-каштановых почв Северного Казахстана". При решении Еопросов повышения (регулирования) плодородия степных почв Казахстана необходимы знания об уровнях их физического состояния - в этом важнее практическое значение и приоритет этих публикаций. Цгагие опубликованные работы автора в течение ряда лет (1083-1995 гг) используются в учебном процессе географического факультета Казахского Государственного национального университета юа Аль-"-араба - подготовке курсовых и дипломных работ, прохода-шп: студентами учебных и производственных практик, изучения курса "География почв с основами почвоведения", спецкурсов - "Мелиоративная география", "сядалогичесгоп основы кэгпюрация ландшафтов".

- 3 -

Личный вклад. Настоящий доклад является теоретическим обобщением опубликованных работ автора в основе которых лежат результаты полевых экспериментальных и камеральных исследований проведенных им в течение 1971-1994 гг. в соответствии с планами научно-исследовательских работ Института почвоведения им. У. У. Успано-ва HAH Республики Казахстан и кафедры физической географии Ка-еахского Государственного национального университета им. Аль-йара-би.

Апробация работы. Результаты работы докладывались на Республиканской конференции молодых ученых (Алма-Ата, 1976), IY-YI конференциях почвоведов Казахстана (Алма-Ата, 1978, 1982, 1987), IY Всесоюзном совещании по структуре почвенного покрова (Кишинев, 1980), YII Всесоюзной конференции по Мелиоративной географии (Ленинград,1986), 1-ом съезде почвоведов Казахстана (Алма-Ата, 1990), Республикански научной конференции по экологии и охране почв васушливых территорий (Алма-Ата, 1991), Методологическом семинаре географического факультета КазГУ им. Аль-4араби (/иша-Ата, 1992), на научной конференции, посвященной 60-летию КазГУ им. Аль-вараби (Алыаты,1994).

Публикации. Ревультаты исследований автора отражены в 51 печатной работе, в том числе I монографии, 3 брошюрах, учебном и методическом пособиях. Обший объем публикаций 60 печатных листов.

I. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ УЧЕНИЯ О ГОЧВЕННОМ АНГРОГОГ^НКЗЕ.

( 1-3, 6, 13, 14, 19, 24, 25, 28-30, 35, 36, 50, 51)

Научный интерес к познанию антропогенных изменений почв возник в конце XIX века. Измененные обработкой почвы В. В. Докучаев и EU.Сибирцев рассматривали как образования неустойчивые, временные. Однако в последующи накопившийся материал позволил С.П.КравЛову (1914, 1925) показать, что в результате обработки почвы претерпевают нарушения веками установившегося водного, теплового и воздушного режимов. При этом происходят резкие изменения в их свойствах, "соадакггся как бы особые сорта почв". В. А. Ковда (1973) отмечал, что после распашки целины начинается культурный процесс почвообразования, представляющий собой новейший этап жизни почвы, на котором естественный процесс почвообразования видоизменяется человеком , целях получения высоких урожаев культурных растений.

Длительное время (до середины 70-х годов) в познании почвен-

- 4 -

ного антропогенеза преобладали исследования так называемого процесса окультуривания почв (Благовидов, 1948, 1954; Долотов, 1956, 1963; Гаркуша, 1956, Балябо, 1956; Танэыбаев, 1958; Матыпук, 1962; Ливеровский, 1964; Тмин, 1971; Левин, 1972; «уха, 1976 и др.). Методология этих работ, базировавшаяся, главным образом, на сравнительно-географическом учете изменений свойств почв под воздействием агротехнических и мелиоративных воздействий, позволяли выявить количественные различия между вариантами почв различной длительности и интенсивности их освоения и использования (Шитов, 1982).

Во второй половине 70-х годов наблвдается "бурный всплеск" новых идей и подходов к изучению антропогенных изменений почв в различных регионах бывшего СССР. Все большее значение приобретают стационарные исследования - издается двухтомник "Принципы организации и методы стационарного изучения почв". М.: Наука. 1976; 1977 (авторы - А. А. Роде, Ф. И. Козловский, Г. С. Базыкина, В. Н. Димо, Е. А. Дмитриев, И. Е Скрц шикова, И. С. Кауричев, Т. R Аристовская. А. К. Ярцева и др.), важнейшим методологическим подходом становится разработка концепции моделей (натурных и математических) плодородия почв или агроэкосистем (Шипов, 1982; Кулаковская, Богде-вич, 1982; Медведев, 1985; Пймюв, Дурманов и др., 1985,1988; Булгаков, 1969; Савич, 1990 и др.), достаточно рельефно обозначается процессно-эволюционный подход (теория элементарных почвенных процессов - по И. П. Герасимову) - Е А. Караваева, 1935, 1992 и др.

Для успешного решения вопросов почвенного антропогенеза и возникших экологических проблем целесообразен учет всей совокупности взаимодействия блок-компонентов агроэкосистем "почва-расте-ние-атмосфера-вода-животные-человек". Именно поэтому в последние годы особое значение приобретает организация методов почвенного и агроэкологического мониторинга (Ковда, 1983; Добровольский и др., 1983, 1990; Крупеников, Урсу, 1985; Мклащзнко и др., 1088, 1990; Воронин и др., 1990; Кауменко, 1990, 1993; Смеян и др. 1991; Добровольский, 1992; Аханов И др.. 1993; Бельгибаев, 1993 и др.). .

Генетический подход в исследованиях почвенного антропогенеза степной зоны Казахстана всегда играл основополагающую роль (У. У. Успанов), а в основе научного поиска лежал, как правило, многолетний полевой эксперимент - стационарные методы изучения динамики почвенных процессов. Выявление признаков окультуривания (трансформации) почв при этом проводится традиционно - путем

- 5 -

сравнения опшных данных, полученных на палше, с целинной почвой-аналогом. К настоящему времени получен объемный экспериментальный полевой материал, характеризующий свойства и режимы пахотных черноземов обыкновенных и шных, темно-каштановых почв. • В Казахстане эти научные изыскания представлены рядом работ (Зран-цесол, 1956; Пачикина, Тимошин. 1955; РуСинппейн, 1959; Ыатшцук, 1962; Громыко, Шемякина, 1962; Тишшин, 1063; Леев, 1971; Кирю-шин, Лебедева, 1972; Бильдебаева, 1977; Вишневская и др., 1978; Дяаланкузов, 1978; Шумейко, 1979, 1992; Науменко, Ооизов, 1983; Акыурзин, 1983; Рубинштейн, Тазабеков, 1985; Черненок, 1987; Ка-рамщук, Черненок, кранец, 1989; Абдыхадыков, 1991; Бектемиров, 1991 и ш. др.).

В последнее время стало очевидным (Науменко, 1994), что некоторые из публикаций отражают результаты лииь отдельно взятых экспериментов (либо -визуальных наблюдений) и фиксируют статические или динамические данные без учета причинно-еледет венных связей, как мевдг отдельными свойствами почв, так и между почвами и интенсивностью антропогенных на них воздействий (сроки, способы и глубина механических обработок, длительность освоения, севообороты, удобрения и др.). Иными словами - изучение почвенного антропогенеза в республике не объединено ( не обеспечено) единым методологическим подходом. Это повлекло за собой появление научных публикаций с крайне противоречивыми результатами и, порой, взаимоисключающими выводами. Положение усугубляет то, что в Казахстане весьма мало уделяется внимания методологическим вопросам регионального почвенного антропогенеза. В этом направлении сделаны лишь первые шги (Рубинштейн, Тазабеков, 1985; Рубинштейн, 1987; Науменко, 1987, 1990, 1993, 1995; Аханов, Соколенко, 1090; Дав-дягиин, Науменко, 1992). Вакуум в методологии почвенного антропогенеза степей республики особенно существенно стал проявляться в последнее десятилетие, когда идет активный поиск новых путей совершенствования приемов обработки почв и почвозащитной системы земледелия (Еуянкин, 1986; Васько, 1986; Шиятый, 1987, 1995; Каштанов, 1989; Елисов, 1990; Зинченко, 1990, 1992; Сулейменов, 1991, 1992; Рябов и др., 1992; Христенко. 1994 и др.).

Таким образом, сегодня, когда проблема воспроизводства почвенного плодородия степей Республики Казахстан обрела свою крайнюю остроту, когда несмотря на определенные успехи, в активе методологических и теоретических разработок почвенного антропогене-

- 6 -

за ощущается огромный дефицит (и все это на фоне развала экономики, невостребования научных идей), важнейшими направлениям! должны стать моделирование плодородия почв (агроэкосистем) их стационарные исследования (агроэкологический мониторинг) на генетической и географический основе. При построении динамических моделей высокоплодородных почв чрезвычайно важно ориентироваться на количественные параметры их уровней (состояний) - временных, равновесных, оптимальных, критических (Науменко, 1995).

2. ЗАКОНОМЕРНОСТИ АНТРОПОГЕННЫХ ИЗМЕНЕНИЙ ФИЗИЧЕСКИХ СВОЙСТВ И РЕЖИМОВ ПОЧВ (1-18, 20-23, 25, 28, 31, 32, 34, 36-46, 48, 49) В степной зоне республики с черноземами обыкновенными и южными, темно- и средне-каштановыми почвами в середине 50-х годов были распаханы огромные массивы целинных и залежных земель общей площадью 25 млн. га. В структуре посевных площадей преобладает зерновые культуры. Это основной район возделывания сильных и твердых сортов яровой пшеницы. Сейчас вдесь сосредоточено 80% всей пашни Казахстана. Начиная с конца 60-х годов успешно внедре' на почвозащитная система земледелия, разработанная в Казахском НИИ зернового хозяйства под руководством академика А. И. Бараева Ее сущность, как известно, состоит в замене вспажн обработкой плоскорезами и другими орудиями, сохраняющими мульчирующие пожнивные остатки па поверхности почва Плоскорезная обработка дает высокий эффект в эернопаровых севооборотах в сочетании с интенсивным снегозадержанием, химическими методами борьбы с сорняками и сбалансированным минеральным питанием за счет внесения фосфорных удобрений. Все более значительной становится влияние тямгяой сельскохозяйственной техники на уплотнение пахотных почв и раэруЕэяие кх структуры.

2.1. Водно-физические свойства почв. ■ 2.1.1. Гранулометрический и структурно-агрегатный состав Установлено, что распашка и длительное земледельческое использование темно-кадтановюс карбонатных поча Северного Казахстана суЕ?;ственно не повлияло на их-гранулометрический состав. В микроагрегатном составе их пахотного горизонта произойти изменения - отшчается уменьшение Фракций крупного к среднего песка (1-0.25 мм) и увеличение мелкого-песка (0.25 - 0.05 ин). В подпа-

- 7 -

хотноы горизонте замечено незначительное (на 1-22) увеличение илистых частиц.

В результате земледельческого использования степных почв произошло разрушение и распыление макроструктуры их пахотного горизонта. Установлено, что разрушению подвергались в основном ценные в агрономическом отношении водопрочные агрегаты крупнее 1 мм. Например, в пахотном горизонте темно-каштановых почв уже через 3 года после распашки целины количество их уменьшилось в 2.5-3 раза. Через 16 лет использования этих почв в слое 0-10 см количество водопрочных агрегатов крупнее 1 мм снизилось в 25 раз и составило 2.6Х, в слое 10-25 см - более чем в 10 раз и соответствовало 5.52. в слое 25-40 см - в 2 раза и равнялось 30.2Х (табл.1).

Достижение системой (соотношением водопрочных агрегатов) равновесного состояния осуществляется формально в виде крутой параболы с начальной скоростью разрушения агрегатов 30-40Х в год (га период до 2 лет) с затуханием к 7-10 году до 5-7%, причем скорость разрушения прямо пропорциональна частоте обработки почв. Затем устанавливается равновесие с колебаниями, не превышающими 2Х уровня. В целом процесс разрушения водопрочных агрегатов стабилизируется на 16-16 год от начала освоения (Шумейко, 1980; Антропов, Шумейко, 1983).

Из приведенных в таблице 1 данных видно, что при освоении почв, наряду с разрушением, происходят процессы образования структурных отдельностей (сухое просеивание), которые обычно не обладают достаточной водопрочностью.

Высокая аэрация в течение вегетационного периода способствует развитию аэробных микроорганизмов, которые используют новообразованные гумусовые вещества как энергетический материал и тем самым содействуют распылению структура Это подтверждают данные микробиологических анализов на темно-каштановых карбонатных почвах Кустанайской области (зерносовхоз ш. Орунзе): число микроорганизмов на пашне (слой 0-20 см), как правило, в 2 -4 раза превышает их численность на целинных почвах (Вишневская и др. , 1978).

Важное практическое значение в образовании структурных отдельностей, безусловно, имеет обработка при "влажности оптимального структурообразования", которая для слоя 0-10 см данных почв, согласно Е У. Бахтину и др. (1973), соответствует 20-26Х от массы почвы. Установлено: обработка темно-каштановых карбонатных почв при "влажности струкгурообразования" может увеличить количество

- 8 -

Таблиц»! 1

Изменение структурно-агрегатного состава темно-каштановых карбонатных почв в процессе их освоения,X (средние данные оа вегетационный период)

— ■ —г Целина —г 1 1_ Г о д Ы 0 0 вое н и я -1

Слои. | г 1 1 1 3-й год | г 1 6-й год | 1 12-й год | • 1б-й год

см | Размеры а г р е г а т о в, мм

1 >0.25 | ! >1 1 1 >0.25 1 1 1 >1 1 ■ 1 >0.25 1 1 1 >1 1 >0.25 1 1 1 >1 1 ■ I >0.25 | >1 1

0-5 • 75.6 47.5 77.0 40.8 87.5 59.5 79.4 42.7 82.0 56.8

49.0 11.0 51.8 17.0 40.4 10.4 за 9 . 4.9 1а 5 2.4

0-10 92.5 84.9 7а 7 65.0 83.2 57.3 56.4 24.6 86.0 40.4 59.6 12.3 ва 0 36.6 54.8 9.5 88.0 28.0 63.1 2.6

10-25(21) 94.4 85,7 83.8 65.8 83.2 60.5 66.7 32.1 94.4 51.3 ва б 26.0 93.6 46.9 77.9 . 11.9 91.0 34.7 82.1 5.5

25-<0(25) 87.0 87.3 62.0 60.0 уа 0 71.7 87.3 41.3 Не одр. Не опр. 94.4 71.2 77.6 34.1 9а 4 66.0 82.0 30.2

Примечание; а числителе - результаты сухого просеивания, в знаменателе - мокрого

неводопрочных почвенных агрегатов в среднем на 10-207.. в целом же колебание параметров структурных отдельностей размером крупнее 1 ыы га вегетационный период в зависимости от влажности почв и агротехнических воздействий, а также особенностей использования- в севообороте мок>т достигать 30-35Х при сухом просеивании и 3-5Х при мокром (Зонов, Науменко, 1979). Кривая зависимости структурного состояния почв каштанового типа от их влажности имеет вид параболы и выражается уравнением регрессии: У - 41.3 + 1,7х -0.04х£ , где У - значение ветроустойчивой структуры (агрегаты крупнее 1 мм), XX; х - влажность, в %%. Это уравнение регрессии отражает динамику структуры и может бить использовано для прогнозирования структурного состояния почв при различной их увлажненности.

Экспериментальные исследования водных свойств структурных отдельностей техяо-каатановыл гарбонатных почв показали, что в результате их длительного использования в пашне агрегаты диаметром 10-2 ш стали неводопрочныыи, а водопрочноеть остальных весьма слабая (табл. 2).

Особое значение для степных регионов Казахстана имеет познание влияния ллоскорезной обработки на физические свойства почв. Выполненные в этом плане исследования темно-каштановых карбонатных поча Кустанайской области показали преимущество плоскорезной обработга в образовании водопрочной структуры (агрегаты крупнее 1 мм) нижней части пахотного горизонта (слой 10-25). В то ме время не выявлено четкой закономерности в изменении водопрочности агрегатов слоя 0-10 си в зависимости от способов обработки (Науменко, 1992). Ка улучвеикс почвенной структуры в зоне степного земледелия Казахстана при за;..оке вспааки плоскореэной разноглубинной обработкой указывается тагсае в работах И. Г. Зинченко, Н. Е. Лысенко (1980), Б. КБорангаакова, Л. Д. Задорина (1982). По данным этих авторов, полокительное влияние такой обработки на водопрочноеть агрегатов нижнего слоя пахотного горизонта четко прослеживается в последующих полях севооборота.

2.1.2. Удельная и объемная масса.

Удельная масса теьшо-каитановых карбонатных почв под целинной растительностью в верхних горизонтах (Л0, Л, В,) колеблется в пределах 2.63-2.67 г/! <3. В результате их длительного земледельческого иепольвования она увеличивается - в пахотном горизонте до 2.68-2.71 г/смЗ (процесс идет одновременно с уменьшением гумуса).

- 10 -

Изменение водоп|»чности агрегатов темно-каштановых карбонатных

почв (сдои- см) в процессе их использования, XX

10-26

Таблица 2

Годы использо занкя

РАЗМЕРЫ

АГРЕГАТОВ, мм

>10

10-7

7-6

6-3

3-2

2-1

1-0.5

0.5-0.26

>1

Цалкна

ГЬетл I 3 года

I б лет

12 язт

£5 лез

40 лет»*)

24.815.2 5.5+0.7 б. ОЮ-2 7.9±0.2 7.410.6 13.4±0.4 11.4Ц.2 8.5Ю. 5 66.0

24. 8+5.2 1.310.3

6.6Ю.7 1.6±аЗ

6.0+0.2 1.5+0.2

21.2±0.2 1.610.2 1.8Ю.1

7. 4+0.6 а 7+0.7 7. б±Р. 4 2.2+0.3 7.8+2.2 0.9+0.1

1.2+Р.1 " 1.1+0.1 1.3+0.3

7.9+0.2 2.5+0.2 а7±0.1 0,1

2.2+0.8 а 8+С. 9

а б+р.1 0.2

1а 4±0. 4 14. 4+0. 7

1а эю. б 10.0+р. 1 11.2+0.7 6.0+2.2 а 2+о. з 2.0±0,3 агиэ.4

1.310.2

11.411.2 14.8+0.9 9.910.8 6.9Ю.4 10.510.7 10.3+1. 6 1а 0+1.3 1а бц. 9 8.7+0.3 7.3+1.2

8. БЮ. Б 20.9+1. 8 18.811.7 19.7±0.9 14.3+1.3 16.812.9 22.0+1. Б 18.4+2.0 17.9+1.4 14.8+1.1

Пржячакпе: 1. Сбрайотка почв плоскореэная;

2. "»определение водопрочночти агрегатов проведено в сентябре 1994 г.

65.0 25.0 29.6 12.3 25.0 9.6 11.6 2.0 ав 1.6

а 8+0.2 4.1+1.0 9.0+0.6 19.9+1.2 4.9

Величина объемной массы как целинных, так и распаханных темно-каштановых карбонатных почв по профилю в среднем изменяется от 1.06-1.25 (горизонт А или Алах) до 1.60 г/смЗ (почвообразуюцая порода). Однако на пашне в зависимости от интенсивности механических обработок, водопрочности почвенной макроструктуры, гидрометеорологических факторов и др. объемная масса (плотность) пахотного горизонта почв испытывает те или иные колебания (сезонные и годовые). Важно отметить, что приведенные в таблице 3 параметры объемной массы пахотного горизонта почв отражают ее динамику за период с мая до начала сентября (после уборки яровой пшеницы), т.е. до проведения осенней (зяблевой) глубокой обработки, сразу после которой пахотный горизонт имеет наименьшую объемную массу -0.94*0.04 г/смЗ . Экспериментально доказано, что если не производить глубокую обработку (рыхления) темно-каштановых карбонатных почв в течение 2-3 лет, то их пахотный горизонт уплотняется до 1.24*0.03 (слой 0-10 см) - 1.30*0.01 г/смЗ (слой 1С»-25 см). Это, согласно И.Б.Ревуту (1972), "равновесная плотность". Объемная масса, которая устанавливается в пахотном горизонте (в среднем за

Таблица 3

Сезонная динамика объемной массы (г/смЗ) пахотного горизонта темно-каштановых карбонатных почв (средние данные за 1971-1979 гг.).

Слой, см | ШЯ | 1.....-■ | Ишь ■ Сентябрь |

0-10 1.0440.03 1.07±0.03 1.10*0.03 |

10-25 1.14*0.04 1.18*0.04 1.2310.03 |

Примечание: производственное поле 18-26 лет. плоскорезная обработка

ряд лет) к концу вегетационного периода (к сентябрю) на фоне существующей агротехники и погодно-климатических условий нами названа "средней равновесной плотностью" (Науменко, 1976) - табл.3.

Шд воздействием тяжелой сельскохозяйственной техники произошло уплотнение подпахотных и нижележащих горизонтов степных почв (на глубине 50 см - до 10Х, на глубине 100 см - на 2-А7) со всеми вытекающими последствиями. В этом отношении особенно показательно то, что порозность аэрации пахотных почв с глубины 40-50

- 12 -

см недостаточная (ниже критической) - не превышает 7-8% от объема.

По величине варьирования параметры объемной массы старопахотных полей стационара почти не от.пкаотся от почв пашни подзоны умеренно сухой степи Казахстана, хотя в последних коэффициенты вариации несколько выше. Это свидетельствует о слабом изменении объемной массы и других физических свойств темно-капггановых почв тяжелого гранулометрического состава при расширении плодади исследования, дает основание для массового использования полученных экспериментальных данных (Давлятшин, Науменко, 1977).

2.1.3. Усадка Уменьшение объема почв, деформация структурных отдельностей, образование трещин и др. связано с их усадкой при высыхании. Установлено, что объемная усадка темно-каштановых карбонатных почв старопахотных полей (слоя 0-25 см) равна 26.7+1.6%, что несколько больше, чем на целине (22.0+1.5%). Весьма показательно и то, что на староп.-ш-л процесс усадки идет примерно в два раза быстрее, чем на целине. В наших полевых опытах усадка здесь на 70-80% заканчивалась в те :ение первых пяти дней, в то время как на целинном участке за этот жз период она составила лишь 35-40% от полной ее величины.

Выявлены тесные зависимости между усадкой и величиной "начального" увлажнения почв (коэффициент корреляции г-0.71-0.84): Yt -2.60 + О. 50х; Y2-2. 04 + О. 21 х; Yj-2.00 + 0.16х; между усадкой и объемной массой пахотного горизонта (г—0. 73-0,86): У4-49.45 -22. Их; Ya-18.12 - 9.69х; Y3-15.85 - б. 1бх: Средняя величина связи установлена меаду усадкой и водопрочной почвенной структурой (г—0.30-0.68): Y, -30. 50 - 0.71х; Y2-9.90-0.08х; Yj-9.80-0.ОЗх, где Yj, Yj, Y3- усадка почвы, XX - объемная, вертикальная и горизонтальная соответственно (Зонов, Науменко, 1980; Zonov, Naumenko, Smagulov, 1983).

При высыхании почвы наступает такой момент, когда усадка резко снижается или совсем прекращается. Этот момент соответствует "влажности на пределе усадки". Именно эта величина считается нижним пределом влажности оптимальной для обработки почв (Ifepe-дельский, Ананьев, 1973). Установлено - для расрматриваемых пахотных почв она соответствует 20Z от массы.

2.1.4. Пороаность Обпея порозность целинных темно-каштановых карбонатных почв

- 13 -

изменяется от 53-592 - в верхних горизонтах до 41-43% - в нижних, что связано с аакоиомерным увеличением плотности с глубиной.

В первые годы после распаши почв происходит заметное (на 5-8Х) увеличение общэй порозности пахотного горизонта Многолетнее же освоение почв, как ухе отмечалось, приводит к ухудшению их структурного состояния, что неизбежно влечет за собой снижение общей порозности (наряду с увеличением плотности). Однако и в этом случае обП5ая порозность пахотного горизонта на старопахотных полях, рассчитанная по средней равновесной плотности, находится в пределах 59 (слой 0-10 см) - 55% (слой 10-25 см) и по шкале Н. А. Качинского (1958) соответствует наилучшей. Лишь в отдельные годы (с относительно большим количеством атмосферных осадков ливневого характера) к концу вегетационного периода обшая поро8ность нижней части пахотного горизонта (10-25 см) снижается до 52% и оценивается как удовлетворительная. Такая порозность соответствует равновесной плотности.

Известно (Долгов, Уодина, 1969), что при содержании в почве около 15% (от объема) воздуха обмен его с припочвенным атмосферным воздухом затруднен. Полученные данные свидетельствуют о том , что нормальный газообмен почвенного воздуха с атмосферным характерен в целинных почвах для горизонтов А и В4(до 40 см), где порозность аэрации находится в пределах 16-25% от объема На распаханных почвах порозность аэрации пахотного горизонта не падает шшэ 20-22%, что также соответствует нормальным условигм для почвенного газообмена Кшние горизонты (начиная с В2) имеют довольно низкую порозность аэрации (10-13% - на целине и 6-8% на старопахотных полях). Шрознооть, соответствующая наименьшей влагоем-кости (капиллярная) при длительной использовании данных почв увеличивается в среднем на 2-3%. что создает им возможность больше накапливать влаги. Одновременно уменьшение пороаности устойчивой аэрации ведет к падению водопроницаемости на старопашсе.

Установлена сезонная динамика порозности пахотного горизонта почв. Из приведенных в таблице 4 данных видно, что общая порозность рассматриваемых почв от весны к осени снижается в среднем на 3%. ГЬроэность соответствующая наименьшей влагоемкости увеличивается к концу вег'ационного периода в среднем на 2,5%, а порозность устойчивой Горации, наоборот, соответственно умен.1-ищется.

Таблица 4

Сезонная динамика порозности (2 от объема) пахотного горизонта темно-каштановых карбонатных почв (средние данные за 1971-1979 гг.).

■ -...... 1 Слои, 1 см ] 1 ..... ~ 1 1 Май г 1 1 Июль 1 1 ! Сентябрь -.....1 1 1

1 I Побщ. г I Пив | | 1 1 Па | Шбщ. I ■ ■ | Пив | 1 < ! Па | ■ 1 1 ПЬОЯ | Пив 1 1 1 1 Па | 1

0-10 10-25 61.2 57.8 32.9 31.9 28. 3 60. 0 25.9 56.3 33.8 33.0 26.2 23.3 58.2 35. 4 54.4 34.4 1 22.8| 20.0|

Примечания: 1. Обозначения порознссти: ГЪбц. - общая. Пив -соответствующая наименьшей влагоемкости. Па - устойчивой аэрации. 2. Производственное поле 18-26 лет, плоскорезнэя обработка.

2.1.5. Водопроницаемость Исследования водопроницаемости темно->еаитановых карбонатных почв показали, что она изменяется в довольно широких пределах в зависимости от сельскохозяйственного их использования, сроков определения, длительности освоения, а в конечном итоге - от культурного состояния пахотного горизонта. Ее динамика полностью согласуется с динахетгай других физических свойств и почвенной структуры (Маишепко. 1979).

Установлено, что целинные почвы с уплотненным строением профиля и- распыленным верхним (0-3 см) слоем вмеот довольно низкую водопроницаемость - обычно менее 0.40 ш/тн. Однако вследствие характерного для целштых почв растрескивания (особенно в 'сонце вегетационнго периода) их водопроницаемость иногда может достигать 0.80 и более км/мин. В первые годы после распали целзпш ео-допрошщаешсгь по-т увеличивается в 3-Б раз и в среднем составляет 1.70 мм/мин. Одншао в дальнейвсм, по кэро земледелъческого использования почв, при значительной снижении подопрочяости поч-вегапк агрегатов происходит постепенное уменьшение водопроницаемости - на старопахотных полях она редко прешпаст О, ВО од/кии. Это наиболее заметно проявляется на пару, где вря многократных летних обработках сильно расжштется микроструктура верхнего (0-10 см) слоя. Замечено также, ото на пару старопахотных полей скорость фильтрации обычно на ЗО-'ЗЕХ iiein.ro, чем под посевом яро- 15 -

вой пиеницы.

Интересны результаты определения водопроницаемости отдельных агрегатов целинных и пахотных почв: на пашне ее параметры значительно ювй (при сравнении горизонтов а и пахотного) - табл.5.

Исследованиями не установлено определенной закономерности в нзионеши водопроницаемости под воздействиям различных способов обработки - в одни годы наблюдалась настолько большая (на 15-20%) водопроницаемость по плоснореаной обработке, в другие - по отвальной. В среднам. за 0-ти летний период наблюдений, водопроницаемость почв с различными способами обработки (плоскорезная, отвальная) оказалась практически одинаковой (Науменко, 1992).

Таблица 5

Водопроницаемость агрегатов темно-каштановых карбонатных поча, мы/мин.

Слои, см Размера агрегатов, мм

10-7 7-5 5-3 | 3-2 2-1 1-0.5 0. а-0. 25 <0. 25

¿00-3 Про-.13-21 вальн.

0-10 Ал ах

0-25 0.31

0.21 ПрОВ.

0.22 0.29

. и.злииа 0.15 0.15 0.23 0.69 О. 41 0.41

Паты, £5 лет 0. 28 0. 35 0. 32

0.26 0.31 0.28 0.22

О. 25 0.66

0. 31

0.18

0.29

1. 00

0. 27

0. 28

0.02 0.07

0.03

0.04

Севонная динамика водопроницаемости рассматриваемых тем-но-калтазювых почв на целине и паше (пар, посев яровой пионкцы) проявляется неодинаково (рис. 1-3).

Из. целине водопроницаемость к концу вегетационного периода увеличивается - в основном под влиянием иссуюния почвенного про-филл и образования трещин. Иа пашне ке она, наоборот, к концу лета несколько снижается, что, безусловно, связано с ухудшением во-допрочности агрегатов и некоторым увеличением объемной массы почв пахотного горизонта. Вместе с тем, на паровых полях проведением глубокой (основной) осработки (при "влажности етруктурообразова-ния") можно добиться повышения водопроницаемости в среднем на Б0-55Х (первые годы после распашки) и на 30-35% (старопахотные).

- 16 -

Наши экспериментальные исследования в 1975 году на паровых полях это наглядно подтвердили (рис. 2-3).

2.1.6. Почвенно- гидрологические константы Как известно, лочзешю-гидрологичоские константы это граничные значения влажности, при которых количественные изменения в подвижности воды переходят в качественные отличия (Роде, 1965). Определены следующие основные почвенно-гидрологичесгаге константы: максимальная гигроскопичность (МГ), влажность завядания (ЕЗ), влатассть разрыва капиллярных связей (врк). наименьшая Елагоем-кость (IB). (Табл.6).

Данные таблицы 6 свидетельствует, что распашка и длительное использование в лапше темно-канггаиовых карбонатных почв наиболее заметно отразились ла найменьпей влагое!.ксоти (КВ) - произошло ее увеличение. Характерно: увеличение HB в нижней части пахотного горизонта и подпахотном более существенное (до 2.7% от массы), чем верхней (0.8% от массы), что в значительной степени связано с различием в содержании гумуса, водопрочных агрегатов и объемной массоа (плотностью). И.-;-"н установлено, что КВ пахотного горизонта рассматриваемых почв всегда выше 237. от массы, что согласно А. Г. Бондареву (1988) соответствует оптимальной. Зависимость наи-меньсей влагоемкости от плотности почв описывается уравненном-регрессии: Y- 48. 42 - 16. ОЗх (расчет линейкой зависимости произведен }«тсдом наименьших гевадратов), где У - паимеиызая влаго-зм-гсость, 7. от массы, х - плотность, r/смЗ. Поскольку полученное нами уравнение имеет высокий коэффициент корреляции (г—0.79+0.10), появляется реальная еозмокиость его практического использования для прогнозирования HB.

Влатаость разрыва ¡салиллярных связей (ВРК) - особая константа водно-физических свойств почвы, при шторой восходящее передвижение капиллярной воды в пределах всей промоченной толщ* npeicpasa-ется, либо резко затормаживается (Абрамова, 1953). Исследования!«-; установлено, что наступление влажности разрыва капиллярных связей (ЕРК) на старопахотных полях тешю-каигановых карбонатных почв происходит через 50-70 суток свободного испарения промоченной толая - в зависимости от погодных условий. Вследствие т л ж лого гранулометрического состава данных почв величга/а ВРК имгет довольно высокие значения (табл. 6) - в среднем 7CZ ст HB для пахотного и подпахотного горизонтов, до 75-С52Г - для нкяэгояацих^ Анализ лз!.й5!ония злзгяоети пахотных почз на паровых полях по- 17 -

Рис. 1 Динамика водопроницаемости почв. Целина 1-ишь, 2-август,

ЛИ

ад м

«.о ' 1о 1.0 10

«Яг, пар

-часы

часы

| г з

»67 • в <о

мм/ми»'

мм/мин

м

до

».о 1,0

«?1<. «рои» лшеиица

V 40 • 10 г.в № ты

1974 г. лроеая пиюнииа

I 2 1 * ь 6 1 > я ю

часы

Рис. 2. Динамика водопроницаемости почв. Вновь освоенный участок, плоскорезная обработка, 1-ишь, 2-август.

мм/мин

»0

м ц

1.0

^ я?««, пар

а»

м 10 1.0

мм/мин

, пшеница

■часы

»7»«, пвр

часы

!8»А5»7в»|0

19". г.. яр. пшеница

I I > *».« 7 « « 10

■ 43 СЫ

часы

г з * > в г в 9 щ

Рис.3. Динамика водопроницаемости почв. Старопагка, плоскорегная обработка. 1-ишь, 2-август.

Таблица 6

Почвеяно-гидрологические константы темно-каштановых карбонатных почв,XX от массы/объема

Слои, см Цехта Пашня, 25 лет

МГ КЗ ВРК нв ЫГ Ю ВРК нв

0-10

10-20

25-40

40-50

80-100

160-200

8.5 9.3

8.6 10.7

8.3

11.4 8.3

11.5 8.2

12.6 7.9

12.5

11.3 20.0 30.0

12.3

11.5

14.3 11.1 15.2 11.1

10.4

10.7

16.8

10.6 16.8

21.2 19.5 24.4

19.0 25Л) 18.8

26.1

17.8 28.0

17.9 28.3

33.6 25.9

32.4

24.6 за 7

24.5

з4г0 20.8 32. 7

19.7

31.1 - 19 -

8.4 9.4 8.7 10.6 8.6 ЙЛ

8.3 12.2 7.7 12.3 8.0 13.0

11.4 19.5 21.6

12.6 11.6

14.2 11.5

¡бГз 11.1

16.3

10.3 16.5 10.7

17.4

21.8 19.5 24.0

1а 6 24.7 1а о 26.4 17.0

га 5 1а о 29.2

34.8 28.6

35.1

26.2 34.8 26.0 38.0 22.8 35.5 20.7 3&5

казал, что а коси» апреля-мае-июне (в вавискыости от условия весеннего увлажнения) с глубины 60-90 см обособляется горизонт с влажность», соответствующей ЕРК. Замечено, что мощность и никняя граница этого горизонта в разные годы (на различных по длительности освоения и способам обработки полях) испытывает значительные колебания. Так, мощюсть горизонта, влажность которого соответствует величине ВРК, изменяется от 10-20 см до 50-100 см, а нижняя его граница нередко опускается до 140-180 см (рис. 4,6).

Сравнение целинных и пахотных почв, как правило, не обнаруживает существенных различий в величинах ВРК. Однако на старопахотных полях с бесструктурным!! почвами запасы воды на испарение расходуются со значительно болььей скоростью, чем в почвах с аг-ронокичеим ионной структурой. Шэтому в них влажность быстрее достигает селкчины ВРК т. е. обеспеченность влагой растений снижается быстрое. Установлено также, что ВРК быстрее достигается в плотно?! почве. Оо к»ре уменьшения плотности почвы продолжительность капиллярного передвиган:!.! влаги увеличиваете*. С увеличением плотности почвы повышается доля ВРК от на

Анализ и ¡.¡тематическая интерпретация полученного экснеримоктального (¿с.ге риала позволили.установить, что величина ВРК связана с плотпоцт^э линейной зависимостью и описываогон для рассматриваемых почв уравнением регрессии: У- 24.12 - 3.91 х, где V- влажность разрыва каталляриых связей, % от ыаеси, х - плотность, г/сглЯ 1$озЛ£ац;»кт к^рреладии (г) равен -0.05+0.С5, чго свидетельствует о теской саа::с;;:.состя и воакожяоети практического кспольвоЕгишн этого уразяоюш для прогнозирования ВРК.

Установлено, чго максимальная гигроскопичность (Ш') и влажность Ечоядашзя (ЕЗ) достаточно стабильны - практически одинаковы па цедике и иахив (табл.6).

Диапчзоа доступной влаги (ддв - КВ -ВЗ), как известно, показывает иакоолле возмэжиое содергшие в почве продуктивной влаги (при условии глубокого залегания грунтовых вод). В результате длительного использования данных почв в пааке наибольший запас доступной влаги в метровом слое увеличивается с 183 до 206 на:, а двухметровом с 330 до 381 мм. Следовательно, основной корнеобита-емый слой активного г чгообыена 0-100 см способен накопить влаги в доступной для растений форме в пределах 65-70 (целина) - 75-^52 (пашня) суммы годовых осадков (Иауменко, 1992).

- 20 -

2.2. Водный режим

Водный режим темно-каштановых карбонатных почв формируется под влиянием климата и их водно-физических свойств. На последние значительное влияние оказывает антропогенный фактор - обработки, культурная растительность, длительность освоения, севообороты, агротехнические мероприятия (снегозадержание, "закрытие влаги", прикатывание и др.) и т. д. Основным источником влаги в данных почвах являются атмосферные осадки. Грунтовые воды, приуроченные в основном к ереднеолигоценоЕым и плиоцен-четвертичным отложениям, залегает на глубине 15-20 м (Ахмедсафин и др. 1963) и на режим влажности влияния не оказывают. Наложим, что среднегодовое количество осадков в подвоне темно-каштановых почв Казахстана составляет 240-280 мм, а гкдратеркячесгскй коэффициент Селяшгаова 0.6-0.7.

Во влажные годы максимальная глубина весеннего прокачивания целинных почв может достигать 70-80 см - в этом случае влажность слоя 20-70 см сохраняется в пределах НВ-ВРК до июня. Однако в многолетнем цикле около 502 лет бывает засусливыми и в такие годы весенне промачивание целинл не превышает 20-30 см ( при среднем многолетнем 37 см). Поэтому в засушливые годы целинные темно-капталов ие почвы нормально увлатаены лишь до середины апреля, а в ■ июне происходит значительное иссушение почвенного профиля - до уровня влажности завядания (ВЗ) и ниле (слой 0-40 см) или до величины незначительно превышающей ВЗ (тшэтзяежа^гэ горизонты) -рис.5. Данные многолетних исследований свидетельствуют, что в целинных темно-каштановых почвах водообмен между верхним 90 см слоем и нижний (с 90-100 см) практически отсутствует. Нижний слой имеет, постоянно низкую влажность близкую к величине ВЗ и соответствует "мертвому" или диспульсивному (по Г. Н.Высоцкому) горизонту. В среднем многолетнем цикле влажность диспульсивного горизонта колеблется в пределах 13% от массы почва

В процессе длительного земледельческого использования темно- каштановых карбонатных почв произошло увеличение (на 3-5%, а на ряде полей - на 6-7% от массы почвы) влажности нкжл-зкалцос горизонтов, в том числе диспульсивного. В значительной шре это связало с проведением снегозадержания, "закрытием влаги" и большей глубиной весеннего прокачивания - во влажные годы - до 85 см, засушливые - в среднем 47 см (при среднешгоголетнем уровне 59 см). Кроме того, процесс передвижения влаги ввив по почвенному

- 21 -

профилю (до 150 см и более) иногда может продолжаться до сентября. Это нами зафиксировано в 1976 году на пару старопахотного поля, где влажность слоя 80-150 см 3 сентября соответствовала 18.0-19.4% от массы почвы, т.е. несколько провисала (в среднем на 1.52) величину ВРК. Это иллюстрирует рисунок 4. Наступившая в нижние горизонты влага в той или иной степени аккумулируется, гак как обратное ее движение к испаряющей поверхности резко замедляется при наступлении ВРК (Роде, 1952), когда потери влаги из поч-венно-грунтовой толщи происходят липь путем диффузного испарения, при атом, как показали экспериментальные исследования M. М. Абрамовой (1968), только часть паров уходит в атмосферу, другая передвигается вглубь почвы, в направления убывания ее температуры.. В нижележащих, более холодных, сдоях парообразная влага постепенно конденсируется, в большей своей части, в корнеобитаемой толщэ и, таким образом, может"бить использована корнями растений (Абрамова, 1968).

Таким образом, на пахотных темно-каштановых карбонатных почвах шшэ фактической глубины весеннего промачивакия( 80-85 см) формируется горизонт с более высокой "остаточной" влажностью близкой к величине ВРК. В период исследований влажность горизонта с "остаточной" влажностью изменялась от 14 до 19%. Установлено также, что "шртвый" горизонт пахотных почв, влажность которого постоянна и близка к ВЗ (Роде,1957), находится за пределами 200 см слоя (рис. 4.6). Установленные закономерное™ свиде1ельствуюг, такик образом, о более благоприятно складывающемся режиме влажности пахотных почв по сравнению с целинными. Вместе с тем, на старопахотных паллх, лишенных агрономически ценных агрегатов (водопрочной. почвенной стругауры). значительно увеличивается физическое испарение, что неблагоприятно сказывается на влагообеспе-чанности яровой яаэнкцы (Шумейко, 1975)*.

Характерно - за зимний период передвижение парообразной влаги из нижних слоев почвы в верхние незначительно (обычно не более 8 ш). Это убедительно показано ранее для степных регионов Северного Казахстана А. Б. Заводчиковьш (1964), H. М. Бакаевым, С. Н. Попковым

* Потери влаги год паром (конец мая - начало сентября) за счет физического испарения из слоя 0-50 см на старопахотных полях в 2-3 раза больше, чем из этого же слоя на вновь освоенных (Шумейко, 1992).

i

ПЛ.

Рис. 4. Динамика влажности (X от объема) темно-каштановых карбонатных почв. Старопаика. Паровое поле.

Рис.5. Динамика влажности (X от объема) темно-кшетаяовых карбонатных почв. Целина. .

Условные обозначения см. на следующей странице.

(1971), а для Цулундинской степи К Е Панфиловым. ЕЕ Юрьевым (1968). Е П. Панфиловым (1973).

Установлено также, что в интервале влажности 30-20Х от массы скорость физического испарения из рыхлой почвы (объемная масса

13711

■ 1 1

'I I J I I I I . , ,

'I 1Тт*гГ I I м м н ГГТТТ И I I I I 1.1 (.111 I I I, I I I ' 1 1

Жкчш

Рис. 6. Динамика влажности (X от объема) темно-каштановых карбонатных почв. Старопашка. Посев яровой пяеницы.

КАТЕГОРИИ ВЛАЖНОСТИ (Условные обозначения)

ш

НВ- ВРК =ВРК

[цп

[11 □

8РК-83 = 83 = МГ

1.00г/см3) на 30407. больше, чем из более плотной (1. ЗОг/смЗ) -табл. 7.

К настоящему времени достаточно убедительно доказано (Бараев. 1977 и мн. др.) преимущество плоскорезной обработки степных почв над отвальной в накоплении влаги (особенно в засушливые годы). Так. по нашим многолетним наблюдениям, при плоскорезной обработке темно-каштановых карбонатных почв запасы влаги в их метровом слое обычно были на 10-12 мм больше (весной 1979 г. эти различия достигали 25-28 мм).

Согласно С.А-Вериго и Л. А. Разумовой (1973), для нормального

Таблица 7

мм/час

Скорость испарения влаги - из темно-каштановой

мм/сут, карбонатной почвы.

Объемная масса г/см3 ■[........... ■ " I И н т е р 1 валы в л а Ж Н 0 с т и. "1 X от массы] 1

1 | > 30 1 | 30-20 i 1 20-10 | 1 1 < 10 | 1

1.00 0.42 0.37 0.13 - 0.06

10.1 8.9 3.1 1.4

1.10 0.40 0.32 0.12 0.04

9.6 7.7 2.9 1.0

1.20 0.40 0.27 0.13 0.06

9.6 6.4 &1 1.4

1.30 0.38 9.1 0.24 5.8 0.11 2.6 0.04 0.3

Эксперимент проведен в условиях слабого ветра - до 3-4 м/с и Т воздуха 20-22"С.

роста и развития аерновых культур в период от всходов до кутения запасы продуктивной влаги в слое 0-20 см должны быть от 20 до 50 мм. В период цветения в метровом слое почвы ее должно содержаться 100-200 мм, а при запасах влаги менее 80 мм ухудшается состояние растений яровой пшеницы. Однако, наши исследования свидетельствуют, что критический уровень содержания продуктивной влаги (менее 80 мм) в метровом слое темно-калггановых карбонатных почв обнаруживается нередко в фазу кущения яровой пшеницы и лишь в самые влажные годы (5%лет) оптимальные ее запасы сохраняются до фазы цветения (начало третьей декады июля). В острозасушливые годы (до 25Х) на протяжении всего вегетационного периода метровый слой почвы испытывает деф>щит продуктивной влаги (запасы 80 мм и менее) - табл.8.

Таблица 8

Запасы продуктивной влаги (мм) под посевом яровой пшеницы в темно-каштановых карбонатных почвах. Старопахотное поле. Плоскорезная обработка, т

Слои, см

Всходы

| Кущение

i

Цветение

-1-1-1-1-1-1-1--1-1

макс. ( мин. |средн|макс. | мин. |средн|макс. | мин. |средн|

_I_1_

0-20 29 10 18 29 1 12 21 -3 12

0-50 78 34 59 75 32 45 58 6 32

0-100 148 80 114 138 79 99 115 43 76

Показательны, в связи с этим, корреляционные зависимости между запасами продуктивной влаги в различных слоях почвы по фазам развития яровой пшеницы и ее урожайностью.

Так, наиболее тесная зависимость (коэффициент корреляции г-0.7 - 0.9) наблюдается для слоя 0-20 см от всходов до выхода в трубку. Столь ие тесная зависимость (г-0.9 - 0.7) выявлена для слоя 0-50 см за период "выход в трубку - цветение". Характерно, , что с фазы кущения до молочной спелости яровой пшеницы в создании ее урожая принимает участие влага всей метровой толвд почвы -теснота связи оценивается как средняя (г-0,6 - 0.4). Получены соответствующие уравнения регрессии.

' - 26 -

2.3. Температурный режим

Согласно классификационной оценке теплообеспеченности почв (Димо, Тихонравова,1991). степная зона Казахстана относится к обеспеченным выше среднего (сумма активные температур >10°С на глубине 20 ом 2100-2700°С). В этой связи представляет как наулый так и практичесгай интерес знание особенностей изменения температурного редама почв после вовлечения их в пашню и последующего увеличения их увлажненности. Важно знать - не снизилась ли температура почвенного профиля настолько, чтобы отрицательно повлиять на развитие культурных растений, ход внутрипочзенкых прс .осеов, погдо!дение талых вод и др.

Многолетними исследованиями на темно-каштановых карбонатных почвах в КустанаЛсютИ области установлено, что с мая по сентябрь среднемесячные температуры почвенного- профиля пашни обычно на 0.5-2.0°С ниже, чем целины, а для слоя ¿0-80 см в июне эти различия достигают 2.3°С. Такая закономерность объясняется более значительным увдалгением почвенного профиля пашш (в среднем на одну треть больше, чем на целине). В зимнее время (январь-февраль) еце более отчетливо проявляется контраст почвенных температур целины и лакни. Как, правило, в этот период среднемесячные температуры пахотных почв (в пределах слоя 20-160 см) на 2-3 С выше, а на глубинах 40 см (февраль) и 160 см (январь) различия составляют соответственно 10.4 и 7. 2*0. Несомненно, утепляющее влияние на пахотные почвы оказывает более висо гай снеязшй покров, который накапливается за счет стерни, а также в результате проводшкзго снегозадержания (Науменко.1986).

Проведенные исследования свидетельствуют о том, что способы обработки степных почв (отвальная, плоскорезная) оказывает заметное влияние на температуру почвенного профиля. Так, при отвальной обработке верхний слой почвы, лишенный с поверхности каких-либо мульчирущих материалов (стерня, остатки соломы) охлаждается несколько быстрее и более значительно. Сумма активных температур на глубине 20 см здесь почти на 20° С ниже, чем при плоскорезной обработке. Однако, в более глубоких горизонтах (начиная с 40 си) проявляется обратная закономерность - сумма активных температур на поле с отвальной обработкой на 57~107®С выше по сравнению с полем, где проведена плоскорезная обработка Контрасты активных температур достигают максимума (107° С) на глубине 160 см (табл. 9), что объясняется различиями в увлажнении почвенного про- 27 -

филя при разных способах обработки.

Таблица 9

Суша активных температур темно-каштановых карбонатных почв, °С (средние данные за 1972-1979гг.)

■' ....... 1 1 Грубила, | см I Целина 1 Пашня (вид обработки) |

Плоскорезная 1 Отвальная | 1

20 2734 2351 2323 |

40 2301 2188 2246 |

80 2049 1734 1852 |

160 1329 969 1076 |

320 0 0 0 I |

ГЬ данным таблицы 9 нетрудно подсчитать - сумма активных температур по всему почвенному профилю пашни в среднем на 290 (плоско резная обработка) - 208°С (отвальная обработка) ниже по сравнению с целиной. Одншсо это не создает неблагоприятных условий для созревания яровой пшницы, ячменя, кукурузы на сил ос и др. культур, а такие для протекания внутрипочвенных процессов - на глубинах 20 и 40 см (независимо от способов обработки) складывается оптимальный температурный режим (сумма активных температур при плоскорезной обработке соответственно 2251 и 2188° С), т.е. теплосбеспечешюсть (по ЕЕДимо) соответствует выпи средней.

Годовой ход температуры рассматриваемых почв характеризуется 'максимумом в гааче и минимумом в январе-феврале (табл.10). Охлаждение почвенного профиля начинается с конца ишя и продолжается до апреля. Отрицательные температуры при этом распространяются на глубШ1у 2.6-2.8 м. Интенсивное нарастание температур воздуха в апреле способствует прогреванию почвы. Повьазэние температуры почвы в отличие от соответствующего увеличения температуры воздуха смеггштся на более поздние сроки (гистерезис), причем с глубиной это проявляется резче. Такая ш зшмпоыорность наблюдается в распределении температуры почвы различных слоев. Так, по сравне-к 1шю с верхними слоями почвы (20 и 40 сы), на глубине 80 см температура "запаздывает'* на месяц, на глубине 160 сы - па два и 320 см - ка три шсяца.

Вэсной и в первой половине лета наиболее заметно проявляется

' - 28 -

Таблица 10

Среднемесячные температуры темно-каштановых карбонатных поча. ®С. Папаш. Шюскорезная обработка. /Средние данные за 1372-1979 гг/.

месяцы

ГЛУБИНЫ, см

|поверхн| 10 | 20 | 40 |

80

160

320

1 - - -9.2 -б. б -3.5 0.9 4.9

II - - -10. 6 -8.5 -6.0 -1.4 3.7

III - - -6.2 -5.7 -4.8 -2.3 2.-1

IV - - 3.6 1.7 0.1 -1.5 1.4

V 22.7 12.9 11.0 8.8 6.4 2. 2 1.5

VI 26.9 17.9 16.5 14.0 11.3 6.2 7

VII 28.3 21.1 19.4 18.2 15.0 9.9 5.1

VIII 22.0 18.6 17.6 17.3 15.5 11.0 5.9

IX 18.6 13.4 13.5 14.1 13.7 11.9 7.2

X - - 5.3 7.8 3.3 10.1 7.0

XI - - -0.6 1.6 4.3 6.7 7.4

XII - - -5.4 -3.0 -0.1 3.7 6.6

ср. 1У-:хА2аэ 16.8 15.6 14.5 12.4 8.4 4.5

Ср. год. - - 4.0 4.9 5.1 4.9 4.7

*) Для поверхности почзы и глубины 10 с и - ср. оа V- IX.

суточная шлшгтуда калебзлй! температуры поверхности почт Таге, по капз-гм наблюдениям в ¡юнце 3-еД дегады мая. л течение суток температура изменялось здесь от 5-6°С (5 часов) до 41.5-44. б°С(14 часов). Замечены различия в суточном перепаде почвенных температур целиии и пашни: на целике (гяубг» 10 см) в ¡юицз к&ч он достигает 7.5 °С (от 14,0 до 21.59С), а па паплю лииг. 1.0 "С (от 13.5 до 17. Б°С). Затухание шдлитуды колебаний приходзггея на глубину 20 см. Глубже 20 см температура почвы в течение суток практически не меняется. Как на целине, так и на пахотных угодьях наиболее низкие температуры поверхности почвы отмечаются в 5 часов, на глубине 10 см - в 8 часов, на глубине 20 см - в 11 часов, 40 см - в 20 часол, а самые высокие на поверхности в 14 часов, на глубине 10 см - в 20 часов, на глубине 20 см - в 23 часа, 40 см -в 8 часов.

2.4. Воздушный режим

Считается,что угнетение растений начинается при содержании в почвенном воздухе 15-182 02 и при концентрации С02 более 2%. Эти величины должны носить не пиковый характер, а наблюдаться в почве • достаточно длительное время (Hodgson,1982). Установлено, что уровни концентрации С02 в составе почвенного воздуха пахотных гори-вонтов темно-каштановых почв никогда не превышает критические. Кислородный режим этих почв также благоприятен для развития растений и микроорганизмов: в корнеобитаемом слое концентрация кислорода в течение всего вегетационного периода не опускается ниже 18-19%, т.е. близка к содержанию в атмосфере. (Емельянов, 1970; Бильдебаева и др. 1981). Как уже отмечалось (см. 2.1.3. По-розность), нормальный газообмен почвенного воздуха с атмосферным в целинных почвах характерен для горизонтов А и В1 - до 35-40 см (порозность аэрации 15-25% от объема), а в старопахотных - лишь для пахотного горизонта (16-24% от объема).

Продуцирование С02 почвами неодинаково в различные периоды года и фазы развития растений» имеет ярко выраженную динамику, которая обуславливается изменениями температуры и влажности, притоком растительного опада (Макаров, 1988; 1993 и др.).

Исследованиями установлено, что от весны к лету С02 накапливается в почвенной толще, а к осени содержание этого компонента снижается. В первой декаде ишя по всему почвенному профилю наблюдается увеличение содержания углекислоты, а затем, в процессе •созревания пшеницы, уменьшается. С глубиной концентрация углекислоты возрастает, образуя максимум в слое 30-40 ( 50) см. Замечено тшаке, что на протяжении всего вегетационного периода в верхнем горизонте распаханных темно-каагановьк почв, где наиболее благоприятны условия для циркуляции воздуха, содержится наименьшее количество С02 (табл. 11).

В целом газообмен целинных почв вызе чем пахотных, что в определенной степени связано с их меньшим увлажнением и тревдшова-гостью (табл. 12).

Длительное использование почв в п&гяе с применением комплекса агротехнических мероприятий по накоплению в них влаги создало условид для увеличения концентрации углекислоты в почвокиом профиле и ■ аашдлении газообмана (Вишневская, Злаков, Наукенко, 1978; Бильдебаева к др. ,1631; Бильдебаева, Науменко, 1983).

Реакция сельскохозяйственных культур на повышение концэнтра-

- 30 -

Таблица 11

Динамика С02 в почвенном воздухе темно-каштановых карбонатных почв (средние данные ва 1971-1974 гг.; по Вишневской, Чулакову,Науыенко, 1978).

Глу- | Концентрация СОЙ в почвенном воздухе, об. XI |

бина. |-1-1-1-1-1

см | Май | Июнь | Июль I Август | Сентябрь |

_I_I_I_I_I_I

Целина

10 0.18 0.16 0.22 0.11 0.07

20 0.31 0.16 0.27 0.18 0.14

40 0.33 0.24 0.45 0.23 0.14

П а 1 I Н Я

10 0.17 0.21 0.25 0.15 0.14

20 0.33 0.26 0.36 0.26 0.25

40 0.44 0.47 0,48 0.32 0.32

Таблица 12

Динамика газообмена в темно-каштановых карбонатных почвах (средние данные за 1971-1974 гг. ;по Вишневской, Чулакоау. йауменко, 1978).

.....1 1 Выделение С02 (дыхание почвы). кг/га в 1 1 час |

1 ( Май 1 Ишь | | 1 Июль | 1 ..... ....... "Г" Август | 1 Сентябрь }

Целина Пашня 2.91 1.64 2.73 .2.16 2.69 2.51 2.22 1.90 2.10 | 1.90 | .............1

ции ССй в составе почвенного воздуха различна. Планирование урожайности конкретной культуры требует оптимизации воздушного режима почв в строго лимитированном диапазоне оптимальных концентраций газов (вопросы об оптимальных концентрациях газов в составе почвенного воздуха для многих культур еде не разработаны). И это необходимо учитывать при обработке почв и внесении удобрений (Зборишук,1985).

. 3. РАЗРАБОТКА КОНЦЕПЦИИ УРОВНЕЙ ФИЗИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ ПОЧВ (1, 13, 14, 16, 19, 24-30, 32-37, 47, 48) 3.1. От противоречий к созданию стройной теоретической разработки

В научной работе не надо бояться противоречий, - отмечал академик ЕЕ Семенов (1958), их надо искать. Детальный анализ современных публикаций, посвященных изучению антропогенных изменений водно-физических и других свойств степных почв республики позволил выделить спектр противоречий в результатах полевых исследований. Так, одни исследователи (Редков,Дтланкузов, 1987; Акмур-зин,Кененбаев,1989) утверждают, что объемная масса пахотного горизонта на старолахотгалс полях уменьшается и "всегда ниже, чем на целине", другие (Умаров, Бшшухаметов, Якунин, 1989; Науме н-ко,1992), наоборот, считает, что здесь она несколько выше.

Нет единодушия в оценке водопроницаемости почв на пару и под посевом яровой пшеницы старопахотных полей степной зоны Казахстан. Ц И. Деев (1971), К У. Умаров, М. А. Бикмухаметов, Г. Е Якунин (1989) отмечают увеличение' водопроницаемости на паровых полях по сравнению с полями, занятыми посевом яровой пшеницы. Совершенно противоположные результаты получены нами Шумейко (1975,1979, 1592), а также Б. А. Акмурэшшм (1982), В. А. Акмураиныы, С, Б. Ксиен-баевш (1989), Б. П. Ахтырцевш, К. Л. Лешиишым (1991) и др.

В. К Редков и Т. Дкаланкузов (1987) убеждены, что в процессе длительного использования степных почв их водопроницаемость увеличивается, с чем, основываясь па наших многолетних экспериментальных исследованиях, нельзя согласиться. поскольку, как. уте отмечалось, в пахотном горизонте почв старопахотных полей снижается содержание гумуса, разрушается водопрочная структура. увеличивается скорость уплотнений, снижается порозность устойчивой аэрации и др.

Противоречивы тагаэ литературные данные по шрфодогна и свойствах пахотного горизонта степных поча Казахстана, длительно используемых б условиях почвозаздткого земледелия. Исследованиями А. Д. Зайцевой, И-ЕОхинъко (1969), В. И. Кириаша. И. Е Лебедевой (1972), И.Г.Занчеш» (1979) н др. экспериментально установлена (и это давно не дискутируется) дифференциация пахотного горизонта при плоскорезнсй 'обработке ' по элементам плодородия, основным свойствам и, в частности, по содержанию гумуса Вместе с тем, в работе С. Д. Абдыхалыкоао (1991) чгтаеы: »при безотвальной системе

обработки создается однородный пахотный горизонт.. "Сформируется пахотный слой с однородным (гомогенным) строением по Mopífo тют-ческим признакам и основным свойства!/'.

Причина многих противоречий, как уже было отмечено, безусловно, связана с отсутствием единого методологического подхода в исследованиях почвенного антропогенеза. Действительно, определение объемной массы, структурно-агрегатного состава или ьодс.ронк-гдедасти пахотных почв проводят и сразу после глубокой (или >-:ел-кой) обработки, и через месяц, и через год-два после нес, по учитывая часто длительности использования почв в пшене (допуст! <, 2 года или 1С-20 и более лет), сроков проведения агротехнических мероприятий и др. В связи с этим, нами предпринята попытка разработать такой подход в исследованиях антропогенной эволэдгк (тр'«исфр«ации) степных почв, который бы отрачад дияамику свойств их пйхс-гного горизонта в зависимости как от природных факторов так н антропогенных воздействий.

3.2. yjQüjhHH фианчестого состояния пахоталс почв в исследованиях почвенного антропогенеза и создании моделей их плодородия.

К частоятему времени в научной литературе накоплен определенный кчтернал отрадэщвй параметры оптимальных и равновесных (идя реальных - по А. С. Бондареву, 1988) уровней свойств пахотного горизонта раэлнчшлс почв. При атом особое внимание авторы уделяют обгемной масс»», структурно-агрегатному составу, водопроницаемости (Ревут, 1972; Кузнецова, 1979,1990; Науменко, 1079,1992,1995; Шдве--доз, 1'1й2; 1988; Бондарев, Бахтин, Воронин, 1986; Рубинштейн, 1987; Бондарев,19УЯ; Бондарев, Кузнецова,1980; Татариниев,1993; Сапоа-пи!«й,1ч94 и др.), что вполне оправдано, поскольку они "основные параметры, кондиционируныиго почвенные условия гкиани растений" (Репут.Соколонсгаш.Ваоильев.Ш?!). Глисте с тем, нельзя отрицать того факта, что в разные (|&эы развития зерновых культур (или отрезки гремчни вегетационного периода - на паровых полях) Физическое состояние пахотного горизонта далеко не всегда можно представить лии:ь двумя уровнями -- оптимальным и равновесным. Поэтому в целях наиболее глубокого изучения процессов и генетической судноети антропогенной эволюции (трансформации) степных почв Казахстана, н т'исже построения моделей их плодородия, нами на основе многолетних наблюдений и полевых экспериментов раэ|>аГ'ОТнно и осуществлено подразделение физического состояния пахотного roí и- аз -

зонта (слои 0-10 см и 10-25 см) темно-каштановых карбонатных почв на "таксономические уровни" - временные, равновесные, оптимальные, критические, объективное существование которых доказано экспериментально на производственных полях Камышшнского района Кустанайской области.

Хорошо известно, что механические обработки играет важнейшую роль в регулировании физического состояния почв. И поэтому вполне естественно - в разные отрезки (периоды) времени после обработки создается свои характерные состояния физических свойств (режимов) почв - уровни. Каждый тип и подтип (род, вид, разновидность) пахотных почв имеют определенные параметры этих уровней. Дадим их определения.

1. Временный уровень - физическое состояние почвы сразу после . вспашки (глубокого рыхления); оно неустойчиво - под влиянием внутренних и внешних факторов осуществляется постепенный переход к среднему равновесному и равновесному состояниям (уровням).

2. Средний равновесный уровень - среднее за ряд лет физическое состояние почвы, которое устанавливается в пахотном горизонте в конце вегетационного периода на фоне существующей агротехники и определенных погодно-климатических условий.

3. Равновесный уровень - физическое состояние почвы, когда не происходит существенных его изменений во времени, т. е. наступает динамическое равновесие. Такой уровень обычно можно наблюдать на старопахотных полях, где в течение двух или более лет не проводилась глубокая обработка.

4. Оптимальный уровень - физическое состояние почвы при котором создаются наиболео благоприятные условия для произрастания культурных растений, т. е. когда получают наивысший урожай в данной природной зоне при средних метеорологических условиях. Последнее обстоятельство (метеорологическое) особо подчеркивает Л. С. Рогаганэи к ЕЕ Прядка (1973): "говоря о какой-либо закономерности влияния плотности почвы на урожай и, наоборот, о реакции растений на плотность почвы, следует всегда помнить, что она имеет место при определенных, например, средних метеорологических условиях и что -всегда вог ¡.галлы анок-ллии, которые всегда следует учитывать при решении практических вопросов".

. 5. Критический уровень - физичесюе состояние почвы при которой культурные растеши ре а го сникаэт рост и развитие, имеют >т-

нэтешшй вид, крайне нкз!су» урозкайность.

^ -

Имея самую низкую объемную массу (плотность) сразу после глубокой обработки (временный уровень), пахотный горизонт в этот период обладает самой высокой порозностью и водопроницаемостью, параметры которых постепенно снижаются (в процессе уплотнения почв и переходу к равновесному уровню). Установлено, что процесс уплотнения (самоуплотнения) пахотного горизонта темно-каштановых карбонатных почв до величины равновесной плотности, как правило (но не всегда), длится 2-3 года после глубокой плоскорезной обработки. Соответственно, через такое же время устанавливаются равновесные уровни порозности водопроницаемости. Характерн' что равновесные уровни объемной массы, порозности и водопроницаемости близки к критическим или практически совпадают с ними. Вместе с тем, равновесный уровень всех водопрочных почвенных агрегатов всегда находится низ® критического уровня (на 10-12% - агрегаты крупнее 1 мм, на 5-101 - агрегаты крупнее 0.25 мм) и не улучшается до оптимального своевременной обработкой при "оптимальной влажности структурообразования". 1?иж критического также равновесный уровень неводопрочных почвенных агрегатов крупнее 1 мм в слое 0-10 см (для агрегатов крупнее 0.25 мм равновесный уровень находится в пределах оптимального по всему пахотному горизонту) -см. табл. 13.

Проведенные исследования однозначно свидетельствует: физическое состояние пахотного горизонта темно-каштановых 1сарбонатных почв республики находится на грани критического. Относительно высокие значения равновесной плотности (объемной массы) пахотного горизонта говорят о том, что уровень содержания водопрочных агрегатов уже не обеспечивает достаточной устойчивости его сложения. Сравнительно низкая равновесная водопроницаемость не способствует полному поглощению ливневых осадков и талых вод, и это затрудняет накопление в почве влаги, увеличивает сток, усиливает процесс эрозии. Степной пашне постоянно угрожает дефляция - в слое 0-10 (б) см количество структурных отдельностей крупнее 1 мм (сухое просеивание) при равновесном уровне ниже 50" .(порог ветроустойчивости). Улучшенная як обработкой неводопрочная структура неустойчива во времени (временный уровень).

Р^али^ация Ш!МЩЙ™ "уровней физического состояния почв" в исс^едовшшях их антропогенеза и постдеэении моделей плодородия... Наши многолетние наблюдения и полевые эксперименты, анализ

- 35 -

Таблица 13

Уровни физического состояния старопахотных темно-каштановых карбонатных легкоглинистых почв -1-,-

Слои, см, время

|Времешшй(пос-|ле г луб. обр.)

--1--

| Равновес-| Критичес-I ный | кий j__i_

7---1

| Оптимадь- | 1 ный |

Q-IOcm 10-26СМ

O-IOcm 10-25см

O-IOcm 10-25сМ

O-IOcm

10-25см

Q-IOcm

10-2бсм

1-й час 10-й час

Объемная масса,г/смз 0. 94iO. 04 1. 2410.03 1. 30i0, 03 0.94i0.04 1. ЗОЮ. 01 1. 32+0. 01 ' Общая порозность, X от объема 64.0±1. 2 53. 0+0. 9 50. ?¿0. 9 64.Olí. О 52.7+0.6 51.2±0.2 Порозность аэрации,% от объема 34.511.1 20.5±0.4 16.0+0.9 34.5±0.9 18.2Ю. 8 15.0+0. 3 Структура, X, агрегаты > 0.25мм

1.06 - 1.17 1.20 - 1.30

56 62

18 18

89. 0±0. 5 76.7¿0.9 65.5+2.0 70

28.4Ц.6 24. 2±2.1 35.0+2.0 > 40

90. 4+0.4 69.7±0.4 65.5+2.0 % 70

30. 410.6 30.411.4 35.012.2 V 40

Структура,X,агрегаты > 1мм

67.3±1.1 42.3±1. 8 45. 5+2.6 г 50

1.8Ю.2 1.8±0. 3 14.1+0. 4 ^ 20

82.7+0.8 67.8+1.0 47.0+0.2 i 50

3.8±0.2 3.810.2 14.110.3 1 20

ВлЗОПрОНИЦоЙМОСТЬ, , мм/мин

4.45+0. 49 1.08±С. 08 0.80+0.06 % ;

1.30*0.11 0. БОЮ. 08 0.35+0.05 > <

60 55

24 23

Примечание: Структура: в числителе - результаты сухого просеивания, в внаменателе - мокрого, - .36 -

опубликованных и фондовых материалов убеждает, что - "уровни физического состояния", реально существующие в природе, целесообразно использовать в исследованиях всего комплекса свойств и режимов пахотных почв степей, когда речь идет о познании их антропогенеза или создании моделей почвенного плодородия. При трком подходе представляется вполне закономерным выявление количественных зависимостей почвенных режимов (водного, температурного, вов-дутяного, питательного, биологического) от конкретного состояния (уровня) пахотного горизонта - объемной массы, водопроницаемости, порозности, структуры. Следуя данному подходу, при наличие значительного количества экспериментальных данных, применение методов математической статистики позволяет проводить определение уровней свойств почв расчетным способом. Так, например,равновесный уровень плотности может быть определен следующим уравнением регрессии (Козин, 1989):

У - 1.202 + О.ООЗх + 0.009Z - 0.17£пС,

где У - равновесная плотность, г/смЗ;х - содержание фракции крупной пыли (0.05-0.01 мм),%; z - содержание фракции средней пыли (0.01-0.005 мм)Д; С - содержание гумуса, Z.

По величине равновесной плотности (х) определяют и почвен-но-гидрологические константы (Науменко,1990). например, влагоем-кость (у): У - 48. 42 - 16.09х или влажность разрыва капиллярных связей (z): z - 24.12 - 3.9х.

Не подлежит сомнению - изучение антропогенеаа почв невозможно без всестороннего анализа в условиях агроэкологического мониторинга комплекса (системы) сложных и многообразных взаимосвязей и закономерностей, которые воздействуют на современное их состояние и развитие. Важно выделять природную и производственную подсистемы воздействия. Природная подсистема должна изучаться в совокупности природных (климат, рельеф, биота) и антропогенных свойств (воздействий). При этом важен ретроспективный анализ почвенного покрова, что позволяет оценить обвдй итог длительных антропогенных нагрузок и определить тенденцию современного развития. Производственная подсистема включает комплекс всех видов сельскохозяйственного и мелиоративного воздействия на почву. Па пашне она представлена, в основном, агротехническим и агрохимическим комплексами - это вое виды обработок почвы в их необходимой последовательности: снегозадержание,"закрытие влаги", структура севообо-

- 37 -

ротов, приемы возделывания и уборки сельскохозяйственных культур. В сфере подсистемы находятся таючэ химические методы борьбы с сорняками и сельскохозяйственными вредителями.

Во всех случаях путем установления корреляционных зависи-. гостей определяются ведущие (главные) и второстепенные воздействия, дается их количественная оценка.

Важнейшим условием исследований являются сопряженные наблюдения за изменением физического, химического, биологического режимов почв под воздействием природной и производственной подсистем. "Уровни физического состояния почв", таким образом, становятся главным эвеном в пбчвенном блоке агроэкологического мониторинга.

Внедрение данного методологического подхода в деятельность научных учреждений создает условия для всестороннего познания генезиса освоенных почз степей Казахстана, более эффективного проведения бонитировочных работ, рационального использования пахотных угодий. Несомненно и то, что, применяя все известные методы изучения почвенных процессов (на фоне интенсивной антропогенной нагрузки), появляется возможность активно работать над созданием • моделей плодородия почв.

Согласно Л. Л. Шишову (1982), под моделью плодородия почв следует понимать совокупность агрономически значимых свойств и почвенных режимов, отвечающих определенному уровню продуктивности растений. Таюзе определение позволяет выделить модели почв различных уровней плодородия (в том числе очень высокого, высокого и среднего).

Следуя концепции "уровней физического состояния почв", из ' "Схеш вариантов моделей плодородия" (Фрид,1эа5) наиболее целесообразно выделить динамические (модели процессов), которые могут описывать как многолетние тенденции, так и внутригодовую динамику, должны давать возможность прогнозировать процесс во времени.

При разработке таких моделей рекомендуется руководствоваться следующими принципами:

- равновесный уровень физического состояния пахотного гори-вэита самый устойчивый н потому построение модели должно начинаться о него;

• - оптимальный уровень физического состояния пахотного горизонта обеспечивает наилучшие усдовля для развития всех вкутргаоч-вепвьос процессов и получения урогвя, с это значит, что в подели • ' ' - 33 -

высокоплодородной почвы он играет главную роль;'

- все параметры химических, физико-химических, биологически и других свойств почв фиксируются при временном, среднем равновесном, равновесном и оптимальном уровнях их физического состояния. Многолетний период наблюдения позволит при этом дать прогноз развития внутрипочвенных процессов и состояния плодородия.

3. 4. Регулирование физического состояния почв Современные проблемы регулирования физического состояния почв различными приемами обработки рассматриваются в ряде работ (Панфилов, 1973, 1980; Кузнецова, Долгов,1975; Нерпнн, Судаког 1385; Бондарев, 1984,1994; Медведев, 1982,1988; Дутаров, Куликов, 19S0; Кузнецова,1990; Шииов, Дурманов, 1991; Татаршщев, 1S93; Бондарев, Кузнецова,Сапожников, 1994 и мн. др.) Теоретическое обоснование и практическое преимущество плоскореэной обработки степных почв представлено в трудах ученых Казахского НИИ зернового хозяйства им. А. И. Бараева - А. Л. Зайцевой, IL Ф. Татоизша, И. EL Охинько (1975) и др. Противоположное мнение - эффективность отвальной вспашки в степных регионах Казахстана - высказано И. В. Матьадуком (1962), С. С. Сдобниковнм (1964,1988).

Прикатывание и боронование как прием регулирования плотности и водного режима черноземов и темно-каштановых почв республики изучает Л.С.Рсктанзн и др. (1973), И. Н. Головчекко (1974), P.C. Рок-танзн, Р. X. Карипов (1975) и др. Многие исследователи обращают внимание на эффективность новых для степного земледелия Казахстана приемов регулирования физического состояния почв - иелевания (Буянкин,1986; Васько, 1986; Иванников.1987; Л*4т и лр. 1968). о-г-еотвалыюй обработки рыхлителями-чизелями с наклонными стойкаш!, вместо плоскорезов-глубокорыхлителей (Зинченко,1990, Чад ль и др. 1992).

Минимализашш обработок в целях регулирования физического состояния почв наших степей рекомендуй? Л. С. Роктаяэн, В. И. Буянкин (1976), Л. М. Кудаиев( 1977), Л. С. Роктанэн, IÜ А. Лааник( 1977), П. а Кллмаков, А. М. Неетереико (1981) , П. П. Колмаков (1986), Т. М. Блисов (1990), К. Г. Щульмеистер и др. (1993) и др.

Примечательно, что ряд авторов (Буянгаш, Кучеров, 1978; Госсен и др. 1979; пеанов, 1980; Кснев, 1986;Зинченко, 1992) вопросы минимальных и др. обработок почвы связывают с погодными условиями года. Нам же представляется более целесообразным при принятии реакция о назначении или отмене любых обработок почвы руковолство-

- 39 -

Уровня физического состояния пахотных теино-калггановьа карбонатных почв и мероприятия по их оптимизации

Таблица 14

-г.......— -----------г | Объемная масса | Водопроницаемость, ..... 1 Макроструктура,2 *) | 1 1

Уровни | (плотность), г/смЗ | км/кик. (агрегаты) >1 мм | Мероприятия | 1

| 0-10 си | 10-25 ем | 1 1-ый час 110-ый час 1 0-10 см | 10-25 см | ........ 1._____________ „ .1 1 1 ____________ _____________ .1

Средний

равновесный 1.12±0.02 1.23*0.02 1.84*0.12 0.7010.08

42.3+1.8 67.8+1.0

» Равновесный 1.24±0.03 1.30±0.01 1.08*0.08 0.50±0.08

А. о 1.8Ю.З а 8+0.2

1 67.3+1.1 82.7+0.8

Временный 0.8410.04 0.94±0.04 4.45*0.49 1.39±0.11

1.8+0.2 а8±0.2

- >50 »50

Оптимальный 1.06-1.17 1.20-1.30 Я. 17 >0.70 - -

»20 >,20

Рыхление на глубину 10-12 см (или без обработки)

Глубокая обработка (25-30 см)

Прикатывание

Примечания: 1. Добая обработка должна проводиться при влажности струвтурообрааования 20-252 от кассы почва 2. Применение гербицидов и органических удобрений имеет особо важное значение, а *;в числителе - результаты сухого просеивания; в знаменателе - мокрого.

ваться главным критерием - ее физическим состоянием. Объемная масса (плотность) является достаточно показательной характеристикой физического состояния почв. Поэтому интенсивность, глубина и способ обработок для создания оптимального уровня физических условий в пахотном горизонте почв в значительной мере будет зависеть от различий между оптимальной и равновесной объемной массой и скоростью перехода к последней.

Чей больше разность между ними, тем интенсивней должна быть механическая обработка, и наоборот.

Обобщение установленных закономерностей сезонной р. намики объемной массы, водопроницаемости и структуры пахотных темно-каштановых карбонатных почв позволяет, на основе знания количественных показателей уровней физического состояния верхнего и нижнего слоя пахотного горизонта, планировать основные агротехнические мероприятия (табл. 14).

3.5. Количественная оценка экологических ситуаций агроландшафтов

Вполне закономерно, что современное развитие и совершенствование методологических подходов в изучении почв на фоне их земледельческого использования, глубокое понимание всего многообразия и сложности протекающих при этом внутрипочвенных процессов выдвигает в число важнейших задачу количественной оценки экологических ситуаций, складывавшихся на отдельных полях распаханных земель (агроландшафтах). Успешное решение именно этой вадачи, на нал взгляд, в перспективе может стать венцом учения о почвенном антропогенезе.

Для полной оценки экологических ситуаций и их изменений, безусловно, необходимо использовать сотни и тысячи разных величин, нужен мониторинг планеты и ее отдельных регионов. Вместе с тем, мы считаем, что на первой стадии оценки экологических ситуаций агроландшафтов можно и необходимо использовать результаты бонитировки почв (Давлятшин, Науменко,1992).которая в перспективе должна опираться на знание "уровней состояния почв". В этом случав динамика "уровней" - от временного до равновесного (или критического) - будет количественно характеризовать изменения экологических ситуаций агроландшафтов (в том числе - отдельных хозяйств, полей и др.).

В целях объективного показа экологической ситуации определенного агроландшафта предлагается вначале установить разницу баллов

бонитета эталонной почвы и почвенного покрова отдельного хо-вяйства. В связи с этим вводится понятие "экологический индекс" (Эй) - соотношение баалов бонитета вокальной эталонной почвы (Бэ) и почвенного по!фова исследуемого хозяйства (Во) к баллам бонитета зональной эталонной почва Выражается в долях от единицы: Зи * (Бз - Во) : Бэ.

.. Тагам образом, экологический индекс количественно оценивает степень отклонения уровня плодородия почвенного покрова в агро-ландшфге от уровня плодородия типичного представителя зонального подтипа. Чем меньше экологический индекс, тем лучше экологическая ситуация агроланда!афта объекта. Экологический индекс - величина относительная. Это позволяет сравнивать результаты оценки экологической ситуации агроландшафтов, формирующихся в любой почвен-но-географической зоне и подзоне.

На основе анализа экологического индекса, отражающего долю влияния факторов на продуктивность агроландшафтов, разработана икала оценки экологической ситуации агроландшафтов сухих степей

-1-1

Экологический индекс | Экологическая ситуация |

_1__I

«0.10 0.11 - 0.20 0.21 - 0.30 0.31 - 0.60 >0.50

Устойчивая

Удовлетворительная

Напряденная

Критическая

Катастрофическая

Таким образом, использование "уровней физического состояния почв" и материалов бонитировки почв - интегральных показателей особенностей почвенного покрова, служит объективным критерием в (щенке экологической ситуации.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

1. На основе разносторонних данных проведен теорэтотеский анализ и установлены закономерности антропогенных изменений физи-оджшг свойств- и физического релзаз теыно-кашановьсс карбонатных

.почв равнинного Казахстана. Показано значение и »¿эсто физического состояния пахотного горизонта почв в исследованиях почвенного антропогенеза степей.

2. В результате длительного.использования почв в пеане прок-

' - « -

зошло разрушение макроструктуры их пахотного горизонта и значительное снижение количества водопрочных агрегатов крупнее 1 мы. При этом в слое 0-10 см агрегаты размером 10-2 мм абсолютно ге обладают водопрочностью. Достижение системой (соотношением водопрочных агрегатов) равновесного состояния осуществляется формально в виде крутой параболы с начальной скоростью разрушения агрегатов 30-40% в год (за период до 2 лет) с затуханием к 7-10 году до Б-72, причей скорость разрушения пропорциональна частоте обработки почв. Затем устанавливается равновесие с колебаниями, не превышающими 2% уровня. В целом процесс разрушения водопрочн^ агрегатов стабилизируется на 15-16 год от начала освоения.

3. Ухудшение макроструктуры и водопрочности почвенных агрегатов на старопахотных полях неизбежно привело к увеличению скорости уплотнения, повышению равновесной объемной массы пахотного горизонта, снизило (особенно на пару) равновесную водопроницаемость и устойчивость почв к процессам дефляции и эрозии. Произошло увеличение скорости и абсолютной величины усадки пахотного горизонта почв при высыхании. Длительное применение тяжелой сельскохозяйственной техники способствовало некоторому уплотнению подпахотных и ниделедащнх горизонтов. Одновременно, на пахотных почвах увеличилась наименьшая влагоемкость и диалоэон доступной влаги, они глубже промачиваются (за счет агротехнических мероприятий) , что дает возможность запасать им большее количество влаги.

4. Проявляется сезонная динамика физических свойств пахотного горизонта почв: объемная масса и порозность, соответствующая наименьшей влагоемкости (капиллярная) от весны к осени незначительно увеличиваются, а водопроницаемость, общая порозность и порозность устойчивой аэрации соответственно уменьшаются. Водопрочность почвенных агрегатов в конце лета несколько хул®, чем весной. & водопрочные структурные отдельности (крупнее 1 мм) под посевом яровой пшеницы имеют четкую тенденцию к улучшению во второй половине лета. На паровых полях улучшение неводопрочной структуры может быть достигнуто обработкой почвы при "влажности структурообразования".

Плоскорезная обработка имеет преимущество в образовании незначительного количества водопрочных агрегатов в нижней части пахотного горизонта (10-25 см). В слое 0-10 см не обнаружено четкой закономерности в динамике водопрочности агрегатов. объемной массы, а также водопроницаемости в зависимости от способов обработки.

Незначительное пространственное варьирование показателей объемной массы и других физических свойств пахотных темно-капггановых почв тяжелого гранулометрического состава при расширении площади исследования (вся подзона умеренно сухой степи Казахстана) дает основание для массового использования полученных экспериментальных данных.

.. Б. На распаханных почвах ниже фактической глубины весеннего яромачивания (80-85 см) формируется горизонт с "остаточной влажностью" близкой к величине влажности разрыва капиллярных связей (ВРК). "Мэртвый горизонт" на пахотных почвах не обнаруживается до глубины 200 см и ик режим складывается Солее благоприятно, чем на целине. Вместе с тем, критический уровень содержания влаги (менее 80 мм) в метровом слое темно-каштановых почв нередко наступает ухе в фазу кущения яровой пшеницы и лишь в самые влажные годы (5Хлет) оптимальные ее запасы сохраняются до фазы цветения (начало третьей декады июля). В острозасуиливые годы (25% лет) на протя-иении всего вегетационного периода метровый слой почвы испытывает дефицит продуктивной влаги. Плоскорезная обработка имеет преимущество в накоплении влаги в почве.

6. Распашка способствовала изменению температурного режима почв - зимой пахотные почвы меньше охлаждаются, в теплый период года меньше прогреваются; в профиле почв стабилизируется суточная амплитуда температур. На пашне сумма активных температур по всему почвенному профилю в среднем на 290 (плоскорезная обработка) -203°С (отвальная) ниже по сравнению с целиной. Однако это не создав! неблагоприятных условий для созревания зерновых культур - их 'теплообеспеченность (по ЕЕДимо) соответствует выше средней.

7. Пэчвы хорошо аэрированы: • в корнеобитаемом слое содержание кислорода за вегетационный период не опускается ниже 18-19Z. Концентрация С02 в почвенном воздухе пахотного горизонта никогда не бывает критической. Нормальный газообмен почвенного воздуха с ат-шсферным на целине характерен для горизонтов А и В1 (до 35-40 см), а на пашне - пахотного. На паше произошло увеличение концентрации углекислоты в почвенном профиле (максимум на глубине 30-50 см) и замедление газообмена (особенно на паровых полях).

а Разработано и осуществлено подразделение физического состояния пахотного горизонта (слои 0-10 и 10-25 см) почв на "таксономические уровни" - временные, равновесные, оптимальные, критические, объективное существование которых доказано эксперишн- .

'-U-

тально. Физическое состояние пахотного горизонта'темно-каштановых карбонатных почв республики находится на грани критического. Особую тревогу вызывает водопрочность.почвенной структуры.

9. Реализована концепция "уровней физического состояния почв" в исследованиях их антропогенеза и разработке динамических моделей плодородия. Внедрение данного методологического подхода создает условия для всестороннего анализа внутрипочвенных процессов, прогнозирования "кризисных ситуаций" освоенных почв, более эффективного проведения бонитировочных работ, имеет важное значение для теоретического обоснования и планирования любых ме хан^/еских обработок.

СПИСОК ПУБЛИКАЦИЯ ПО TEWS ДИССЕРТАЦИИ Монографии, брошюры, учебно-методологические пособия

1. Науменко А. А. Антропогенез физического режима темно-каштановых почв Северного Казахстана. Алма-Ата: Ка& ШИНКИ. 1992. 27бс. (Деп. 16.10. 92, N 3867-Ка 92).

2. Науменко А. А., Джунусбекова Д. А. Повышение плодородия и охрана почв. Аналитический обзор. Алма-Ата. 1983. 53с.

3. Науменко А. А. Мелиорация и рациональное использование почв. Аналитический обзор. Алма-Ата 1988. 51с.

4. Науменко А. А. Основы мелиоративной географии. Методическое пособие. Алма-Ата: КазГУ. 1988. 62с.

5. Насыров Р. Ы. , Науменко А. А. , Соколов А. А. География почв Заилийского Алатау. Учебное пособие. Алма-Ата: iVisaK, университета 1991. 76с.

6. Науменко А. А. Современный антропогенез почв и их охрана. Алма-Ата: Время. 1993. 23 с.

Научные статьи

7. Науменко А. А. О водопроницаемости темно-капггановых почв Кустанайской области. //Изв. АН КазССР. Сер. биолог. 1975. N 1.С. 5860.

8. Шумейко А. А. Структурный состав и »; зкоторые вопросы водного режима темно-каштановых почв Кустанайской области в связи с длительностью их освоения. //Изв. АН КазССР. Сер. биолог. 1975. N 3. С. 45-49.

9. Давлятшин И. Д. , Науменко А. А. О пространственном варьировании некоторых физических свойств темно-каштановых почв, //Иав. АН КазССР. Сер. биолог. 1977. N4. С. 50-54.

- 45 -

10. Вишневская В. H., Чулаков Ш. А. , Науменко А. А. Плотность, воз душный и микробиологический режим темно-каштановых почв Кустанайской области. //Изв. АН КазССР. Сер. биолог. 1978. N 3. С. 48-64.

11. АОдыхалыков С. Д., Науменко А. А. Генетические особенности и физические свойства темно-каштановых карбонатных почв Кустанайской области. //Изв. АН КазССР. Сер. биолог. 1978. N 3. С. 42-48.

12. Зонов Г. В., Науменко А. А. Динамика структуры и влажность старопахотных почв каштанового типа. //Изв. АН КазССР. Сер. би-ЛОГ. 1979. N 2. С. 79-84.

13. Шумейко А.'А. Сезонная динамика физических свойств темно-каштановых карбонатных почв Северного Казахстана.//Почвоведение. 1979. N 9. С. 117-123.

14. Naufnenko A.A. Seasonal di nam les of phisical properties of dark-chestnut calcareous soils of Northern Kazakhstan.//Soviet soil science. 1979. Vol.11. N 5. p. 42-50, (U3A).

15. Науменко A. A., Зонов Г. В. Усадка почвы и формирование полигональной комплексности почвенного покрова умеренно-сухой степи. //Изв. АН КазССР. Сер. биолог. 1980. Г! 6. С. 51-54.

16. Науменко A.A. Изменение водно-физических свойств тем-но-кшгоановых карбонатных почв на фоне почвозащитного земледелия. //Веетн. Ali КазССР. 1980. N 12. С. 52-55.

17. Антропов R Е , Науменко А. А. Количественный анализ динамики водопрочной структуры темно- казггановых карбонатных почв Кустанайской области.//Изв./Л КазССР. Сер. биолог. 1983. H 3. С. 42-47.

18. Баяьдебаева P. U., Науменко А. А. Водно-воздушный режим старопахотных тешю-каштшювых почв Кустанайской области. //Природопользование Северного Казахстана. Алма-Ата: Кайпар. 1983. С. 85-89.

19. Науменко А. А., «аизов К. EL Комплексные режимные исследования почв Северного Казахстана. //Вестн. АН КазССР. 1983. » 12. С. 22-25.

20. Зонов Г.' В.. Наукешсо A.A.. Смагулов Т. А. Дифференциация структуры почвенного покрова сухой степи Тургайского плато. //Шч-

.воведение. 1983. N 12. С. 17-24.

- 21. Zonov а V., Kaumanko А. А., Smsgulov Т. A. Soil mantle differentiation in the Turgay plateau dry steppes. //Soviet soil solenoe. 1883. N6. p.58-65, (USA).

46 -

22. Бильдебаева Р. М., Зояов Г. Е . Шумейко А. А. Об участии гумуса в образовании ветроустойчивой структуры карбонатных почв каштанового типа. //Изв. АН КазССР.. Сер. биолог. 1984. N 2. С. 7779.

23. Шумейко А. А. О климате темно-каштановых карбонатных почв Кустанайской области. //Вопросы гидрологии земель Казахстана. Алма-Ата: КазГУ. 1986. С. 79-88.

24. Науменко А. А. Новый подход к изучению антропогенной эволюции почв.//Инфорлисток КазНИИНТИ. 1990. N 77. 4с.

25. Науменко А. А. Вопросы антропогенной эволюции почв степной зоны Казахстана. //Вопросы прикладной физ. географии в эколо1 Казахстана Алма-Ата: НаэНИИНКИ. 1992. С. 34-41. (деп. 2.12. 92. N 3928. Ка-92).

26. Давлятшин И. Д., Науменко А. А. Оценка экологической ситуации сухостепных агроландшафтов. //Изв. АН Республики Казахстан. Сер. биолог. 1992. N Б. С. 47-52.

27. Давлятшин Л Д.. Науменко А. А. Методика оценки экологической ситуации агроландшафтов. //Новости науки Казахстана. 1992. N 2. С. 41-45.

28. Науменко А. А. Антропогенная эволюция почв казахстанских степей и проблемы методологии. //Вестник КазГУ. Сер. географ. 1994. N 1. С. 39-46.

29. Науменко А. А. Учение о почвенном антропогенезе: концепции и проблемы развития.//Вестник КазГУ. Сер. географ. 1995. Еш. 2. С. 99-110.

30. Науменко A.A. Новый метод использования уровней физического состояния старопахотных почв степей Казахстана в разработке моделей их плодородия. //Новости науки Казахстана. 1995. Вып. 1. С. 43-46.

Научные рекомендации производству

31. Науменко A.A. Наука - производству: важный резерв плодородия. //Новый путь. 1978. 13 июня. С. 3.

32. Науменко А. А. Минимальная обработка почв в зависимости от 1« физического состояния.//Информлисток КазНИИНТИ. 1981. N296. бо.

33. Науменко А. А. , Кксанов К. X Ландиафгно-экологичэскке принципы почвенных исследований.//Информлисток КазНИИНТИ. 1986. М 89. 4с.

34. Науменко А. А., фаиэов К Ш. Лгроэюологические принципы рационального использования старопахотных почв степной зоны Казахс-

- 4 7 -

тана. //Информлисток КазНИИНГИ. 1990. N 122. 4с.

35. Науменко А. А. Агроэкологические основы антропогенеза почв. //Информлисток КазШИНКИ. 1992. N 138. 4с.

36. Науменко A.A. Региональный мониторинг физического состояния почв в условиях почвозащитного земледелия.//Информлисток Каз-НИИНКИ. 1993. N 130. 4с.

Информационные материалы

37. Науменко А. А. Равновесная и "критическая" плотность темно-каштановых карбонатных почв различной давности освоения.//Материалы республ. » конф. молодых ученых, т. 2. Алма-Ата. 1976. С. 398.

38. Науменко А. А., Насыров Р. М. Особенности водного режима темно-каштановых карбонатных почв под естественной растительностью. //Материалы республ. коиф. молодых ученых, т. 2. Алма-Ата- Наука. 1976. С. 399.

39. Науменко А. А. Основная цель - повышение плодородия почв. //Нэвый путь. 1976. 26 июня. С. а

40. Науменко А. А. Окультуривание почв. //Новый путь. 1976. 28 августа. С. 3.

41. Шумейко A.A. Оптимизация физических свойств темно-каштановых карбонатных почв. //IV республ. конф. почвоведов. Тез. докл., т. 1. Алма-Ата: Наука 1978. С. 121.

42. Науменко А. А., Панферова Н. А. Изменение природных свойств и режимов темно-каштановых карбонатных почв в процессе их освоения. //IV республ. конф. почвоведов. Тез.докл., т.2. Алма-Ата: Нау-

. ка. 1978. С. 134-136.

4а Зонов Г. В., Науменко А. А. Усадка почвы как фактор формирования почвенных комбинаций.//Структура почвен. покрова и ее значение для картирования почв, учета и использования почвен. ресурсов. Тез. докл. IV Всес. совекрцшя. Кишинев. 1980. С. 10-11.

44. Зонов Г. R , Науменко А. А., Сыагулов Т. А. Дифференциация структуры почвенного покрова сухой степи Тургайского плато. //Пятая республ. конф. почвоведов Казахстана. Алма-Ата- Кайнар. 1982. С. 302.

45. Шуыешта A.A. Экспериментальные исследования водных свой* сув агрегатов старопахотных почз. //Пятая республ. конф. почвоведов

Казахстана Алма-Ата- Кайнар. 1982. С. 240.

45. Факзов К Ш., Науменко А. А. Объединить усилия ученых аа

• - 48 -

повышение плодородия почв. //Казахстанская правда. 1984. 22 февраля. с. з.

47. Шумейко А. А. Взаимодействие иаух в спецкурсе "Излиора-тивная география".//^лиорация Нечерноземья. Тез.докл. VII Всее. конф. гю мелиоративной географии. Л.: АН СССР. 1986. С. 45 -".б.

48. Науме гага А. А. Аетуальные йопросы изучения таксономических уровней свойств старопахотных почв степей Казахстана //Жестал респ. конф. почвоведов Казахстана. Tea. докл. Алма-Ата: Гаука. 1987. С. 150-151.

49. Науме нко А. А. Проблемы изучения почвенного ¡ишшга Казахстана //Первый съезд почвоведов Каеахстада Алма-Ата: Наука 1990. С. 66.

50. Фаизов К. И., Вауменко А. А. К вопросу об агропоологическсм районировапт! зоны степного земледелия Казахстана //Шрвый с геад почвоведов Казахстана. Алма-Ата* Наука. 1990. С. 100.

51. С/аизов К. Ш., Науменко А. А. Проблемы антропогенной деградации пота освоенной целины.//Экол. и охрана почв аасуал. территорий Казахстана Тез. докл. республ, няучн. конф. Алма-Ата: Наука. 1991. С. 76.