Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

ГЕНЕТИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ И АГРОЭКОЛОГИЧЕСКИИ МОНИТОРИНГ ЧЕРНОЗЕМОВ СОЛОНЦЕВАТО-СЛИТЫХ РАЗВИТЫХ НА ЭЛЮВИИ МАЙКОПСКИХ ГЛИН ЦЕНТРАЛЬНОГО ПРЕДКАВКАЗЬЯ

ВАК РФ 06.01.03, Агропочвоведение и агрофизика

Автореферат диссертации по теме "ГЕНЕТИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ И АГРОЭКОЛОГИЧЕСКИИ МОНИТОРИНГ ЧЕРНОЗЕМОВ СОЛОНЦЕВАТО-СЛИТЫХ РАЗВИТЫХ НА ЭЛЮВИИ МАЙКОПСКИХ ГЛИН ЦЕНТРАЛЬНОГО ПРЕДКАВКАЗЬЯ"



На правах рукописи

НОВИКОВ Андрей Анатольевич

ГЕНЕТИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ И АГРОЭКОЛОГИЧЕСКИЙ МОНИТОРИНГ ЧЕРНОЗЕМОВ СОЛОНЦЕВАТО-СЛИТЫХ РАЗВИТЫХ НА ЭЛЮВИИ МАЙКОПСКИХ ГЛИН ЦЕНТРАЛЬНОГО ПРЕДКАВКАЗЬЯ

Специальность 06.01.03 - агропочвоведение, агрофизика

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степенн кандидата сельскохозяйственных наук

Краснодар - 2003

Работа выполнена в Федеральном государственном учреждении государственном центре агрохимической службы «Ставропольский».

Научный руководитель.: кандидат биологических наук, доцент

Цховребов Валерий Сергеевич

Официальные оппоненты: доктор сельскохозяйственных наук, профессор

Терпелец Виктор Иванович;

кандидат сельскохозяйственных наук Головинов Андрей Александрович

Ведущая организация: Ставропольский научно-исследовательский

институт сельского хозяйства (СНИИСХ)

Защита состоится 14 ноября 2003 г. в 9 часов на заседании диссс,-онного совета Д.220.03$.04 при Кубанском государственном аграрном ун). ситете по адресу; 350044, г. Краснодар, ул. Калинина, 13.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Кубанского госу -х ственного аграрного университета.

Автореферат разослан « ч! » октября 2003 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета, профессор

В,В. Кобляков

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. В пределах Центрального Предкавказья слитые солонцеватые почвы занимают более 450 тис. га.

Несмотря на достаточно высокое потенциальное плодородие, они обладают крайне неблагоприятными водно-физическими свойствами. Эти почвы отличаются тяжелым гранулометрическим составом, низкой водопроницаемостью, наличием в почвенном поглощающем комплексе большого количества натрия и магния, уплотненностью почвенного профиля, чем создают большие трудности при возделывании сельскохозяйственных культур.

Изучение процессов, происходящих в настоящее время в данных почвах, н выявление их направленности позволит в дальнейшем разработать эффективные мероприятия по повышению плодородия слитых солонцеватых черноземов и урожайности возделываемых культур.

Выяснение генетических особенностей почв является главной теоретической задачей почвоведения, развивающегося в традициях докучаевской школы и призванного быть научной базой рационального использования земель в различных целях, в том числе и сельскохозяйственных.

Одной из основных задач современного почвоведения как экологической науки является изучение генетических особенностей конкретного рода почв и их соответствия тем культурам, которые наиболее полно в определенных условиях могут реализовать свою продуктивность.

Обусловлено это тем, что все изменения в почве от качала почвообразования до настоящего момента связаны, главным образом, с эволюцией ее минеральной основы, бесконечная перестройка которой во времени сопровождается изменением морфологических и функциональных свойств почвенного тела и его способности удовлетворять потребности растений в минеральной пище, быть благоприятной средой для роста и развития корневой системы растений.

По утверждению Б.Г. Розанова, почвы выполняют ряд глобальных и экологических функций. Учитывая это многообразие, необходимо останавливаться не только на почвенно-экологнческом или почвенно-химическом мониторинге, но и специально учитывать особенности агроэкологического почвенного мониторинга.

В конце двадцатого столетия общими для многих почв являются потеря гумуса, изменение реакции среды, неблагоприятные изменения состава обменных катионов, эрозия и дефляция, загрязнение почв тяжелыми металлами, пестицидами и т.д.

Поэтому в настоящее время особенно актуальным остается наблюдение за процессами, происходящими в почвах, т.е. ведение агроэкологического мониторинга.

Цель и задачи исследований.

Основной целью исследований является определение генетических особенностей и выявление изменений почвекно-агрохнмнческих и эколого-токсикологических показателей черноземов солонцевато-слитых развитых на элювии майкопских глин.

Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:

1. Изучение морфологических свойств и генетических особенностей черноземов солонцевато-слитых.

2. Наблюдение за динамикой физико-химических показателей, макро- и микроэлементов.

3. Контроль за эколого-токсикологи чески ми и радиологическими показателями.

4. Расчет экономической эффективности мелиорации изучаемых почв.

Научная новизна исследований. На территории Центрального Предкавказья агроэкологнческнй мониторинг черноземов солонцеватых слитых, как и динамика обменных оснований и кислотно-щелочною потенциала (рН) в течение года, проводятся впервые.

Защищаемые положения;

Изучаемые почвы целесообразно классифицировать как черноземы: слитнзи-рован но-солониеватые, содонцевгпосл итизированн ые, учитывая преобладающий процесс.

Почвенный поглощающий комплекс и величина рН исследуемых почв остаются стабильными при изменении сопряженных величин.

Почвы характеризуются существенными изменениями содержания валовых форм тяжелых металлов.

Микроэлементы, содержание которых находится на высоком уровне (В, Мп), в течение периода наблюдений остаются стабильными.

Практическая значимость. Проведенный комплекс полевых и лабораторных исследований послужит теоретической и практической основой для разработки системы мер по повышению плодородия черноземов солонцевато-слитых.

Изучение динамики обменных оснований позволяет точнее диагностировать изучаемые показатели.

Апробация работы.

Результаты исследований доложены:

- На научных конференциях Ставропольского государственного аграрного университета «Пути повышения урожайности сельскохозяйственных культур в современных условиях». —Ставрополь, 2000; 2001; 2003 гг.

- Из I Международной конференции «Деградация почвенного покрова и проблемы агроландшафтиого земледелия». - Ставрополь, 2001 г.

- На II международной конференции «Эволюция и деградация почвенного покрова». — Ставрополь, 2002 г.

Публикации.

По теме диссертации опубликовано 7 работ.

Структура и объем диссертации.

Диссертация состоит из введения, шести глав, выводов, предложений производству, списка литературы и приложения. Работа изложена на 145 страницах компьютерного текста, включает 5 таблиц и 25 рисунков. Приложение состоит из 18 таблиц и 5 рисунков. Список используемой литературы представлен 158 источниками, в том числе 8 иностранными.

Автор выражает глубокую признательность доктору биологических наук, профессору Тюльпанову Вадиму Ивановичу за научное руководство и неоценимую помощь в данной работе.

ОБЪЕКТЫ, МЕТОДЫ И УСЛОВИЯ ПРОВЕДЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ

Объектами исследований являются черноземы слитые солонцеватые Ставропольского края развитые на элювии майкопских глин. Указанные породы, а следовательно и почвы, лолучили наибольшее распространение в обширном понижении, расположенном между предгорьями Кавказа к Ставропольской возвышенностью

практически в широтном направлении г. Невинномысск - с. Курсазка - г Минеральные Воды.

В районах распространения слитых солонцеватых почв Ставрополья выпадает от 450 до 600 мм осадков.

Средняя годовая температура воздуха колеблется от 8,1 до 10,3®С.

Средние январские температуры изменяются от -2,9 до -5,2°С. Абсолютный минимум температур в Центральном Предкавказье составляет —32-34"С,

Возобновление вегетации растений отметается в конце марта-начале апреля. Продолжительность безморозного периода составляет 180-195 дней.

Наиболее жаркими летними месяцами являются июль и август. Их средняя многолетняя температура составляет соответственно 20,4-24,0°С, максимальная 36-42°С. Число дней с суховеями в черноземной зоне Ставрополья составляет 50-60.

Жарких дней со среднесуточной температурой воздуха выше 20°С насчитывается 55-80.

Сумма осадков за период активной вегетации растений составляет 300-400 мм. Сумма активных температур выше 5°С составляет 3000-3700°С, выше 1СС 2400-3400°С.

Климат Центрального Предкавказья характеризуется довольно резко выраженной тлггиненгальностъю, что получило свое отражение в формировании растительного и почвенного покрова, нашло отражение в генетических особенностях формирования почв.

Современный облик черноземов солонцевато-слитых и их гумусное состояние являются, главным образом, результатом совокупной работы сначала галофигной, □ затем гликогалофитной растительности, хорошо приспособленной к жизни на засоленных породах и почвах. По мере опреснения почвенной толщи гликогалофиты уступают жизненное пространство типчаково-ковыльной и разнотравно-злаковой растительности, среди которой доминантами являются типчак и пырей.

В настоящее время на данных почвах возделываются преимущественно озимые зерновые культуры, реже — кукуруза и подсолнечник.

Для проведения агроэкологического мониторинга слитых солонцеватых черноземов Центрального Предкавказья было заложено 4 реперных участка.

Реперный участок № 1 заложен весной 1991 года в Кочубеевском районе на территории АОЗТ «Руно», отделение Ла 2, на пашне. Данный участок имеет следующие географические координаты: 44 градуса 41 минута северной широты и 42 градуса 08 минут восточной долготы. Почвенный покров представлен черноземами остзточ-но-солонцевашми слитыми очень сил ьно солончаков ы м н срсднемощными слабогумусированными легкоглинистыми,

Реперный участок № 1 заложен весной 1993 года в Андроповском районе на территории АПК «Куршава», отделение № I, на пашне. Данный участок имеет следующие географические координаты: 44 градуса 26 минут северной широты и 42 градуса 35 минут восточной долготы. Почвенный покров представлен черноземами среднесолонцевятымн слитыми среднемощными слабогумусированными легкоглинистыми.

Реперный участок № 3 заложен весной 1994 года в Минераловодском районе на территории КП «Возрождение», отделение № 1, на пашне. Данный участок имеет следующие географические координаты: 44 градуса 24 мин>ты северной широты и 42 градуса 48 минут восточной долготы. Почвенный покров представлен чернозема-

ми слабосолонцеватыми слитыми спабосолончаковатыми маломощными слабогуму-сированными легкогп инистым и.

Реперный участок № 4 заложен весной 1994 года на территория государственного сортонсп ытательного участка Андроповского района, на пашне. Данный участок имеет следующие географические координаты: 44 градуса 31 минута северной широты и 42 градуса 21 минута восточной долготы. Почвенный покров представлен черноземами остаточно-солонцеватыми слитыми мощными малогумусными легко глинистыми.

На протяжении всего периода наблюдений органические и минеральные удобрения на данных участках не применялись. В 1998 году натерритории реперного участка № 4 внесли фосфогипс в количестве 6 т/га.

Закладка реперных участков проведена согласно методическим указаниям «Проведение локального мониторинга по определению влияния удобрений и других средств химизации на совокупность свойств почв, урожайность сельскохозяйствен• ных культур и их качество» М., 1991 г.

Площадь каждого реперного участка составляет 10 га, форма - квадрат.

Почвы на каждом исследуемом участке определялись путем проведения детальной почвенной съемки с закладкой основного разреза для подробного морфологического описания и всестороннего изучения почвы.

Из разрезов по генетическим горизонтам были отобраны образцы почв для проведения химических анализов на показатели: гумус, рН, поглощенные основания (кальций, магний, натрий), подвижный фосфор, обменный калий, гранулометрический состав, водорастворимые соли, карбонаты.

В пределах реперного участка, выбранного для локального мониторинга, для определения площади элементарного участка и количества проб для собора образцов в нем, намечали участки различной нлощадн, на которых закладывались прикопки для отбора индивидуальных почвенных образцов. При этом меньшие площади укладывались в пределах большего участка (кассетный способ).

Реперный участок разбивали последовательно на участки (квадраты) 3; 2 и 1 га таким образом, чтобы наименьший (100x100 м1) находился в центре реперного участка. С каждого участка отбирали определенное количество индивидуальньк почвенных образцов, например 30-е площади 5 га. В результате часть образцов оказывается общей для участков. Все почвенные образцы анализировали на содержание основных показателей. Математическую обработку результатов анализов проводили по трем группам индивидуальных почвенных образцов для каждого участка: все 30, нз них -20, и только 10 (с наименьшего элементарного участка). На основании произведенных расчетов определили характерную пестроту распределения показателей, рациональную площадь элементарного участка, количество почвенных проб для составления смешанного образца.

Проведенная работа позволила определить минимальное количество элементарных участков и индивидуальных почвенных проб, которое с наибольшей точностью характеризует пестроту почвенных показателей реперного участка.

В последующие годы отбор почвенных образцов провопили рано весной, отобранные образцы анализировались на следующие показатели: определение органического вещества (гумуса), ГОСТ 26213-91; определение подвижных форм фосфора и калия гго методу Мачигина в модификации ЦИНАО, ГОСТ 26205-91; определение подвижных форм цинка, марганца, меди, кобальта по Крупскому и Александровой, ГОСТ Р 50686-94, 50685-94, 50683-94; определение тяжелых металлов (валовых

форм) на атомно-адсорбционном спектрофотометре С-116; определение подвижного бора по Бергеру и Труогу в модификации ЦИНАО, ГОСТ Р 50688-94; определение рН в водной суспензии с помощью иономера; определение емкости поглощения по методу Бобко и Аскинаэи в модификации ЦИНАО; определение обменного кальция и магния методом комплексе неметрического титрования (трилон Б); определение об* менного натрия по Гедройцу; определение ионов в водной вытяжке по Гедройцу; определение сторон ция-90, цеэня-137 путем обработки навески я моль/дм1 соляной кислоты с последующим учетом на РУБ-01.

Кроме того, в период с 01.03.2001 г, по 01,05,2002 г. были проведены исследования динамики обменных оснований в течение года. Результаты сплошного почвенного обследования обрабатывались с вычислением следующих статистических показателей:

— среднее арифметическое значение — X;

- среднее квадратичное отклонение-S;

— коэффициент вариации — V, %;

- доверительный интервал -X±t$;

— коэффициент корреляции-г,

- величина аппроксимации - R2.

Каждый изучаемый показатель был представлен графиком, С целью выявления тенденций на каждом графике были построены линии тренда полиномиальные второго порядка, вычислено уравнение, описывающее эти линии. Чтобы подтвердить ту или иную тенденцию, была рассчитана величина аппроксимации.

На рисунках, представленных в данной работе линия тренда изображена пунктиром, а истинные значения выборки сплошной линией.

Расчет экономической эффективности гипсования проведен согласно «Методическим указаниям по составлению проектно-сметн ой документации и организации работ по мелиорации солонцовых почв в Ставропольском крае». - Ставрополь, 1982.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ 1. Генетические и морфологические особенности почв реперных участков

Описываемые почвы в пределах Центрального Предкавказья распространены в зоне развития черноземов обыкновенных. Поэтому их часто выделяют на уровне рода в указанном подтипе черноземов.

Черноземы солонцевато-слитые характеризуются слито стью почвенного профиля, наличием в ППК большого количества магния и натрия, постепенностью переходов генетических горизонтов, пониженным уровнем вскипания от 10% соляной кислоты (обычно ниже гумусового слоя), грубой, часто глыбистой структурой горизонта В, наличием глянца на структурных отдельностях. Иногда встречается оглеенне в нижней части почвенного профиля. Данные почвы обладают большой влагоемко стью и низкой водопроницаемостью, имеют свойство сильно набухать при увлажнении и образовывать глубокие широкие трещины при иссушении.

Плотность почвы в пределах почвенного профиля чаще варьирует от 1,4 до 1,6 г/см3 н более.

Для изучения морфологических свойств почв, представленных в данной работе, были заложены почвенные разрезы на каждом реперном участке.

Поверхностные горизонты черноземов солонцевато-слитых имеют интенсивную темно-серую окраску.

Мощность гумусовых горизонтов А+В, в почвах изучаемых рсперных участков, колеблется от 29 до 84 см, при мощности горизонта А, равной 17-34 см.

В качестве почвообразующих пород изучаемых почв выступают выветренные разности майкопских глин. Минералогический состав илистой фракции монтморил-лонитовый - 60-85% С небольшой примесью каолина (9-17%), иллита <4-21%) и хлорита (0-12%). Содержание тонкорассеянных карбонатов и гипса в четвертичных делювиальных глинах возрастает до (СаС03) и 21,% (СаЗО^^О). содержание аморфного кремнезема составляет 0,5-4%.

Гранулометрический состав легко глин истый пылеваго-иловатый. Содержание физической глнны «0,01 мм) в верхнем горизонте изменяется от 64,80 до 71,64%. Преобладающее значение принадлежит илистой фракции - 40,00-52,04%, второе место принадлежит пылеватой фракции. Элювиально-иллювиальное перемещение илистой фракции в пределах почвенного профиля отсутствует (табл. 1),

Таблица 1

Результаты гранулометрического анализа черноземов солон цгвато-елггы!

Wt почвенного разреза Обозначение горизонта Глубина взятия образна, см Содержание фракций (от абсолютно сухой почвы), ® Í

1-0,05 мм 0,050,01 мм 0,010,001 мм менее 0,001 мм Сумма фракций менее 0,01 мм

I Ал 0-20 15.42 12,94 19,60 52,04 71,64

В 25-35 17,48 11,96 21,22 49,34 70,56

ВС 44-54 18,23 12,70 18,00 51,10 69.10

с " 95-Í 05 17,34 12,20 21,20 49,20 70,40

2 Ап 0-20 16,08 19,20 23,96 40,80 64,80

А 20-28 14,12 19,60 22,80 43,50 66,30

В 33-43 14,12 21,20 17,00 47,70 64,70

ВС . .55^5 15,92 18,10 19,77 46,20 66,00

с 71-81 15,59 20,00 20^20 44,20 64,40

3 Ап 0-17 11,68 18,S0 22,60 46,90 69,50

В 18-28 22,70 18,10 20,70 48,50 69,20

ВС 33-43 15,10 16,50 22,60 45,80 69,40

С 4S-5S 13,60 30,60 21,00 33.50 55,40

4 Ап 0-22 14,17 18,00 27,83 40,00 67,83

А 23-33 U,41 17,60 29,10 38,89 67,99

В, 43-53 11,80 21,60 24,60 40.00 64,60

8г 68-78 14,08 20,88 23,06 41,96 65,04

ВС 88-98 10,71 24,00 28,68 36.61 65,29

с 135-145 17,77 19,44 33,35 39,44 72,79

Реакция почвенной среды пахотного горизонта в одних случаях слабощелочная (рН 7,4-7,9), в других щелочная (рН 8,2). С глубиной отмечается подшелачива-ние почвенного раствора, в горизонте С величина рН достигает максимального значения 9,4 (табл. 2),

в

По содержанию гумуса описываемые почвы чаще относятся к слабогумусиро-ванным видам 3,1-3,5%, реже к малогумусньш - 4,6%. Вниз по профилю почв происходит постепенное убывание количества гумуса, вплоть до почвообразующей породы, где его содержание наименьшее (0,2 8-1,0%).

Таблица 2

Результаты химического Анализа черноземов солонцевато-слитых

№ почвенного разреза Обозначение горизонта Глубина взятия образца, см рН Гумус, % Сумма по-глощ. основан. мг-экв/100 г Поглощенный кальций, % Поглощенный магний, % Поглощенный натрий, % Содержали« карбонатов, %

1 Ап 0-20 7,9 3,3 34,0 67,5 28.1 4.4 0,04

В 25-35 7,8 2,3 31,8 66,1 30,2 3,6 0,49

ВС 44-54 7,8 1,3 34,0 59,7 37.7 2,7 4,11

С 95-105 8,0 0,8 33,3 55,0 38,7 6,3 3,97

2 Ап 0-20 8.2 3,5 33,2 68,2 29,6 2.3 0,0t

А 20-28 8,6 3,0 33,7 65.2 28,5 6,3 0,05

В 3343 V V 33,7 58,8 30,0 11,3 0,37

ВС 55-65 9.4 2,1 30,1 48,2 35.9 16.0 5,64

с 71-81- 9,4 1.0 29,6 45,3 29,7 18,2 4,94

3 Ап 0-17 7,8 3.1 34,5 71,8 23,5 2,7 0,09

В 18-28 8,1 2,9 32,4 68,3 31,8 6.7 0,42

ВС 33-43 8,5 2,0 40,3 61.6 33,8 4.7 3,40

С 48-58 8,6 0,8 24,0 77,6 18,8 3,6 2,85

4 Ап 0-22 7,4 V 35,6 78,7 20,5 0.8 0,03

А 23-33 7,1 4,2 34,2 74,0 24,9 1,2 0,01

в, 43-53 V 2,8 33,7 66,6 31,5 1.9 0,03

Ва 68-78 7.6 2,1 33,1 61.3 35,3 3.4 0.01

ВС SS-98 8,6 0,73 25,9 56,0 38,2 5.8 1,75

с 135-145 9,0 0,28 27,0 42,6 47,1 10,3 5,71

В составе поглощенных оснований в пахотном горизонте преобладает кальций -67,5-78,7%! второе место принадлежит магнию - 20,5-29,6%, на долю натрия приходится 0,8-4,4%. В направлении от поверхности почвы к материнской породе происходит увеличение доли обменных и в то время когда содержание обменного Са** уменьшается. В горизонте С в составе обменных оснований отмечается следующее долевое участие: Са" 42,6-77,6%; 18,8-47,1%;Иа+ 3,6-18,2%.

По содержанию обменного натрия в горизонте В почвы изучаемых реперных участков классифицируются как остаточно-, слабо- и среднесолонцеватые.

Румма поглощенных оснований в верхнем горизонте составляет 33,3-35,6 мг-экв/100г почвы, в почвообраэующей породе данный показатель уменьшается до 27,033,2 мг-экв/100гпочвы.

Подвижные формы Р20$ в пахотном горизонте подвержены широкому варьиро-ванию-6-25 мг/кгпочвы.

Содержание обменного калия в верхнем горизонте находится в пределах от 233 до 355 мг/кг почвы. Вниз по почвенному профилю количество К20 уменьшается довольно постепенно, достигая наименьшего значения в почвообразующей породе, 155200 мг/кг почвы.

Гумусовый слой (А+В) практически не содержит карбонатов - 0,01-0,47%. В переходном к почвообразующей породе горизонте ВС накапливается больше карбонатов, чем в почвообразующей породе. В соответствии с увеличением количества карбонатов наблюдается скачок в увеличении щелочности.

Количество водорастворимых солей в пределах почвенного профиля колеблется от 0,05 до 1,43%. Химизм засоления чаще сульфатный, реже хлоридао-сульфэтный, иногда встречается хлорндный и сульфатный с участием соды (табл. 3),

Таблица 3

Результаты ипалта водной вытяжки черноземов солонцевгго-слвпл

№ разреза Горизонт Глубина вэггил образца, СИ Плот-вый остаток, '/о В fi от абсолютно сухой почвы Суима ионов, % Степень зкихпс-ння Химизм мсоле-вдя*

щелочность а sa* С*» М*" Ni*

с&г HCOj-

1 An 0-20 1.553 0,000 0,018 0,015 0,994 одзо 0,060 0,115 1,43 оч.сильн с.

В 25-3 S U56 0,000 0.015 0,00g 0,851 одзо 0,055 0,051 1,21 сильны с.

ВС 44-54 0,157 0,000 0,012 0,008 0,080 0,011 0,00« 0,020 0,14 к«з*»л с.

С 95-105 1,413 0,000 0.015 0,036 0,«89 0,100 0,051 0,244 Сильнш с.

2 Ап 0-20 0,085 0,000 0,031 0,012 0,008 0,002 0,002 0,013 0,07 пеиеол X.

А 20-23 0.115 0,000 0,043 0,01« 0,014 0,003 0,002 0,021 0,10 НСзасод X.

В зз-ii" ОД« 0,0002 0,078 0,Ш 0,032 0,005 0,004 0,039 0,17 неиеод х.с.

ВС SJ-6S 0J29 0,0031 0,082 0,008 0,061 0,003 0,002 0,061 0,22 неэасол с.**

с 71-81 0.231 0,0062 0,073 0,007 0,077 0,004 0,002 0,065 одз неэасол с.**

3 Ail M 7 0,086 0,000» 0,032 0.003 0,020 0,006 0,002 0,012 0,08 нсзасод х.с.

В lî-18 0,151 0,0000 0,037 0,003 0,055 0,005 0,003 0,031 0,13 незасод с.

ВС 33-13 0,717 0,000 0,027 0,005 0,445 0,074 0,029 0,08« 0,67 средняя

с 48-58 1,354 0,000 0,018 0,00« 0,914 0,233 0,035 0,116 1,32 снльндд с.

4 Ап 0-22 0,074 0,000 0,01« 0,003 0.023 0.00« 0,005 0,004 0,07 незасол с.

А 23-33 0.070 0,000 0,006 0,010 0,021 0,005 0,003 0,006 0,05 незасод u.c.

в. 43-53 0,089 0,000 0,006 0.010 0,035 0.005 0.004 0,011 0,07 мезнсол к.с,

В» 68-78 0,085 0,000 0,006 0,003 0,045 0,003 0,002 0.018 0.08 незасол с.

ВС , 88-98 0.164 0,000 0,055 0,006 o,oso 0,003 0,003 0,040 0,16 ннамш с.

с 135-145 1270 0,000 0,037 0,003 0,102 0,008 0,004 0,049 0,20 незасол с.

* х. ~ хлоридный; с. - сульфатный; х.с. - хяорндно-сульфатный;

** с участие« соды.

В тех горизонтах, где отмечен сульфатный с участием соды тип засоления, наблюдается наибольшая щелочность (рН 9,4).

Солонцевато-слитые почвы развивались в аналогичных климатических услови-.ях, что и черноземы Центрального Предкавказья, но на засоленных глинистых породах, под переменным влиянием галофитной, тликогалофитной и ксерофитной расти* тельности в начальный период почвообразования.

Главное, что отличает их от типичных солонцов, заключается в том, что в своем развитии они не проходили щелочную стадию. По этой причине существенного элювиально-иллювиального перемещения минеральной массы, характерной для типичных солонцов, в солон цевато-слитых почвах нет. Для них характерен только ряд признаков, присущих солонцовым почвам (состав обменных катионов, высокая плотность и щелочность в нижних горизонтах и т.д.).

Проведенная генетическая характеристика исследуемых почв свидетельствует о том, что вопрос отнесения их к определенной таксономической единице остается открытым.

В действующей классификации почв (1977 г.) они выделяются на уровне рода в подтипе черноземов обыкновенных, что, по нашему мнению, является не совсем верным. Эти почвы отличаются от черноземов обыкновенных неблагоприятными водно-физическими свойствами, составом ППК, минералогическим и гранулометрическим составом, что создает большие трудности при возделывании сельскохозяйственных культур.

По предлагаемой субстантивно-генетической классификации почв РФ (2000 г.) данные почвы занимают промежуточное положение по набору признаков между типами черноземов и темкых слитых почв.

При отнесении их к типу черноземов возникает вопрос о принадлежности их х определенному подтипу, так как набор характеристик позволяет отнести их к солонцеватым, слитнзиропанным и засоленным черноземам одновременно.

Если рассматривать данные почвы в типе темных слитых почв, то по таким характеристикам, как содержание физической глины и составу обменных оснований, они не могут диагностировать как темные слитые почвы.

Поэтому целесообразно предложить, чтобы в классификации почв в типе черноземов расширить подтиповую классификацию, например, соло и цевато-сл итизиро-ванные, слитизированно-солонцеватые, при этом на последнем месте в данных словосочетаниях указывать преобладающий процесс.

Все это обусловлено тем, что на территории Центрального Предкавказья процессы слитизации, осолонцевания и засоления не проявляются в отдельности, а происходит наложение одного процесса на другой,

2. Агроэкологический мониторинг черноземов солонцевато-слитых

2.1. Изменение количества гумуса за исследуемый период, Блок гумуса является одним из центральных в почвенно-экологическом мониторинге, так как гумус, его количественные и качественные показатели определяют функционирование не только основных свойств и режимов почв, но и трансформацию и миграцию токсичных веществ, поступающих в результате природных и антропогенных факторов.

Органическое вещество слитых почв отличается значительным разнообразием. В составе гумуса могут находиться в различных соотношениях между собой свободные гуминовые кислоты и фульвокислоты, гумусовые вещества, связанные с кальцием или полуторными окислами.

Динамика содержания гумуса в пахотном горизонте слитых солонцеватых черноземов в течете периода наблюдений представлена па рисунке 1.

Тенденция некоторого уменьшения количества гумуса отмечается на территории АПК «Курщава». Данную тенденцию можно признать достоверной, так как величина аппроксимации, показывающая насколько линия тренда приближается к истинным значениям выборки, довольно высока 1^=0,5525,

Репер № 1

Репер № 2

4

3 2

1 - -

у-0,0277х' - О.ЗТЗЭк + 4,36*3 Я1-0,3702

4-

Зу го-

у - 0,01««' • 0.2Э6Х + 4,0738 ^ « 0,5525

1»1 ям» ню ото

Репер № 3

Репер Лк 4

4"

з-

г 1 о

4П4 1«« 1«4 147 I«» ЗИП

у 1 -0.0321*' * 0,2488* + 2.45 0,3707

у ■ • 0,231 * + Э Л 79

I«« 1«К 14» 1№ 13« |Щ £000

— - истинные знамения выборки ■ • - - - линия Тренда Рис. 1. Динамика содержания гумуса в горизонте Апах

Прослеживая динамику содержания гумуса в черноземах слитых солонцеватых реперного участка № 4, выявляется тенденция постепенного увеличения данного показателя, особенно в последние два года наблюдений. Величина аппроксимации К2=0,5660.

Почвы реперных участков № 1 и № 3 характеризуются отсутствием выраженных тенденций изменения количества гумуса.

Анализируя данные коэффициентов вариации количества гумуса, на всех исследуемых реперных участках, можно отметить, что изучаемый показатель обладает незначительной изменчивостью. Коэффициенты вариации находятся в пределах от 9 до 12 %.

Таким образом, содержание гумуса есть величина относительно стабильная. Некоторое увеличение или снижение его количества можно объяснить большим поступлением корневого опада после проведения мелиорации и возрастанием степени минерализации при отрицательном балансе органического вещества в почве.

¿¿.Динамика реакции почвенной среды. Реакция почвенного раствора не всегда остается постоянной величиной для той или иной почвы. Степень этого изменения на разных почвах не будет одинаковой, вследствие различной их буферности.

Исследования динамики кислотно-щелочного потенциала рН свидетельствуют о том, что данный показатель является наименее вариабельным среди всех изучаемых

характеристик черноземов солонцевато-слитых. Коэффициенты вариации величины рН минимальны и составляют 2,34-7,88%.

Реакция среды почвенного раствора в течение периода наблюдений не имеет тенденций увеличения или уменьшения, так как проведенные на графиках линии тренда приближаются к прямой линии, проходящей параллельно временной шкале (рис. 2),

»

в 7 б

э 2 1 С

Репер №:

В*. 0,0691

9т

е-к

7- ■

6' ■

4 4. .

3- ■

г-1 ■

04-

Репер № 2

у - -0,0295** + 012571* + 7,55

1991 ЮТ пи 1994 (995 19» Г9ЭГ 1999 1999 29(4 №1

19« 19» 1993 19И 199Г 19« [999 Г000 2001

Репер № 3

3-ь.

е-7- •

е- ■

! е-

а д.. 3' •

г-1 - •

04—

у - Аогог*1+М7огх+в525 Йа .02719

1«? 1997 1999 1994 »09 гоо!

Репер № 4

7-

е- ■

■ ЗН г-

■ I -

у > -0.006**'♦ 0.003* + 7.591 (

1994 1М$ 1999 1«Г 1Н9 19» 9МО гх>

Рис. 2. Динамика величины рИ в горизонте Апах

Изучение динамики реакции среды почвенного раствора в течение года позволяет отметать, что данный показатель также остается стабильным.

Отсутствие процессов подщелачивали я или подкисления в данных почвах обусловлено выоокой буферной способностью солонцевато-слитых черноземов. Мерой буферности в этих почвах служит обменный кальций, так как наиболее тесная положительная корреляция отмечена между величиной рН и количеством кальция в ПГЖ. Коэффициенты корреляции находятся в пределах 0,41-0,67.

2-5. Состав обменных оснований и его изменение. Состав поглощенных оснований и кашонообменная способность является одним из фундаментальных свойств почвы.

С величиной и составом ППК связаны главные физико-химические свойства почвы, ее структура, качественный и количественный состав почвенного раствора.

Емкость кагионного обмена почв связана с гранулометрическим составом, наличием определенной группы глинистых минералов, содержанием органического вещества и реакцией почвенного раствора.

За исследуемый период содержание обменного кальция в ППК существенно не изменилось. Данный показатель, в целом, остается стабильным, при довольно большой вариабельности по годам. Исключение составляет поведение обменного кальция в почвах реперного участка Ла 4, где с 1999 года отмечается рост обменно-поглощенного кальция, что обусловлено применением фосфогнпса (рнс. 3).

Репер № 1

Репер № 2

у .-0.01 я5 -0.0724*4 15.832 К* «0.02158

I три ш] 1»« № штил}!

30 т

1 га-1 ю-?

8 15

I 10 ■■ | 5..

у = .(поэтах* ♦ 0,4384* » 21,49 = 0,0164

1005 1П4 100« 15Э7 Кб« (НА 2000 £001

ЗОТ

5 ■ О

Репер № 3

у . -0.2202*' ♦ 1,9774* + 20.? 18 Я'-0,1794

ТОМ |Мй 109 Т 10» |»в »Ой ЭУ><

30т | 25

I го 8 18 5 ю - ■

Е 8

Репер № 4

у - О.евЭбх1- 5,0545* * 24,13 Я1 »0,4817

■ООО 1907 19» 1В09 гхю Зои

Рис, 3. Динамика содержания обменного кальция в горизонте Апах

Видимая тенденция снижения количества обменного магния отмечается в ГШ К черноземов солонцевато-елитых реперного участка N2 4. Незначительное уменьшение содержания обменно-поглощенного магния отмечено в почвах ре-пери ых участков № 2 и № 3 {рис. 4),

Репер № I

Репер Ка2

зо т

3 25 I го а 15

о

у =. -0,1006** + 1.Э45Э»* 12? П*. 0.2066

30-г } £5■■

I ао

5 13 +

1 ю I 5

у а о.оо«*' ■ о.мез* * 12,204

И8-0,4719

1091 10« 1Ш 1В911994 »94 109? 1990 1949 иио 3001

10И 1№ 19» ТМ 1997 19Я 1999 £000 Э001

Репер № 3

Репер № 4

30

Р5

I го 8

| ю

\ 5 О

у - ■О.ОТбв*1 + 0.2195* V 8,в125 В1 =0,1557

30 у у -■олгвб*' -одав* * 1б,о1е ^ = 0.6802

■«4 16» язи \937 1в» зло »о*

19*4 1905 10М 1097 199в 1099 НЮв

Рис. 4. Динамика содержания обменного магния в горизонте Апах

Обменный натрий в течение периода наблюдений обладает наибольшей вариабельностью среди изучаемых обменных оснований. Коэффициенты вариации находятся в пределах 35,69 - 68,62 %. При этом тенденций увеличения или уменьшения данного показателя выявить не удалось (рис. 5).

Репер № 1

Репер № 2

5т

а 2.5- ■

у - -0.0» Мх" + 0,0976* + <,3905 П2 - 0.3807

у. ИКЕ1х*-1,1(22« * 3.7183 К"-0.5861

1002 19» 1бм 1444 1094 144714« 1444 3004 ЙХИ

№59 1449 1«а 1«т гево 1ИМ ДО1

Репер № 3

Репер № 4

я гл

у.-0,0502*' * 0.4312* » 0,0927

1т 1нв 1847 18вя 1999 гооо №1

8 2.5-

у ■ -Ю.ОбБгх1 ♦ 0,4вЭ4х + 0.543 В* * 0,4789

1996 1490 19«* 1899 »00 ЛЯП

Рис. 5. Динамика содержания обменного натрия в горизонте Апах

В течение-периода наблюдений сумма поглощенных оснований практически не изменяется (рис, 6). Коэффициенты вариации вариации колеблются от 5,42 до 10,3%.

Репер № 1

Репер № 2

40 т

» 35-: | 30 £ 25 + 8 20 1 15- ■ I 10 * 5

у Ш -0,1342л1 * 1.3604* + 29,957 Я* - 0.20М

40-Г

135 I 30 + : »■■ 8 20 ■ • I

1 10- ■ I 5--

у • 0.0744*' - 1.2«52* + 37,676

«■-о.етз?

1001 1092 14« 1904 10» 10» 1097 1 909 (944 0090 №1

1994 1096 1040 1007 19» ТО» (ОВД И01

Репер № 3

40 у

35-

зо-Р" 25-

го-; и-■ : ю--

I 5- .

у - -0.2996** + 2,5509* ♦ 30.052 Й1 - 0,3622

Т994 2000 ЯЯ1

Репер № 4

40Т

1 35

I эо-Р

; 25--

в го- ■ 5 15--

II::

у - 0.0354*'. 0,2279* -»33.186 Я?-0.0244

1444 19К 1990 1007 1040 1949 ЯП0 »04

Рис. 6. Динамика суммы обменных оснований в горизонте Лпах

Это объясняется тем, что ППК является очень стабильной системой, способной противостоять внутренним и внешним фактором воздействия. Проведенные исследования динамики обменных оснований в течение года указывают, что сумма поглощенных катионов также остается стабильной.

Наибольшую положительную корреляцию с суммой поглощенных оснований имеет содержание гумуса (коэффициент корреляции составляет 0,55-0,77), В данном случае можно полагать, что в слитых солонцеватых черноземах поглотительная способность почв во многом определяется содержанием органического вещества.

В то время когда проявляется тенденция уменьшения количества кальция в ППК, отмечается повышение долевого участия магния или натрия в составе поглощенных оснований, и наоборот. Это дает возможность предположить прохождение процессов взаимного обмена ионов кальция, магния и натрия между поглощающим комплексом и почвенным раствором.

2.4. Изменения в содержании макроэлементов. В данной работе из состава макроэлементов изучались калий, фосфор и сера.

Проведенные наблюдения за динамикой, доступной для растений, формой калия в черноземах солонцевато-слитых указывают на неоднозначный характер изменения данного показателя на разных ре пер ны к участках (рис. 7).

Репер № I

у - у! * г?,0Э1** эоо.ге

Й* « 0,6833

—I—I—I—I—I—I—I—I

IBW IBM 1Я6 1λ t997 19» 1We#30Q 2001

Репер №2

600-J-

500 -4<Ю- •

f зоо 200 100 о

у • 1.6613**- 25.663* + 368,6

wt 19«« aooo mai

Репер На 3

Репер № 4

к - г.овээ*1 ■ м.егя*+зге,э»

R1. 0.341)

1ИМ 1996 Ш 199? 19» £00О №1

ВОО

а»--

400 | эоо гоо 100 о

у-о.4шк*-г,отнх+316,75 R* «0,2007

19Э4 IH3 13М 13ЭТ 199« 1994 гая 9001

Put. 7, Динамика содержания обменного калия в горизонте Лпах

Слитые солонцеватые черноземы реперного участка № 1 расположены на территории АОЗТ «Руно» Кочубеевского района, характеризуются устойчивой тенденцией увеличения количества обменного калия с большой долей вероятности, так как линия тренда представлена прямой с величиной аппроксимации 11г=0,б833.

Тенденция незначительного уменьшения содержания калия отмечается на территории АПК «Куршава» Андроповского района.

Тренд данного показателя близок к прямой линии, при высоком приближении к истинным значениям, так как аппроксимация составляет 1^=0,7094. Высокая корреляционная зависимость обменного калия данной территории отмечена с количеством гумуса и суммой поглощенных оснований, коэффициенты корреляции составляют, соответственно, 0,78 и 0,93.

Содержание обменного калия в пахотном горизонте реперных участков №3 и № 4 за исследуемый период практически не изменилось.

Изучение подвижных фосфатов в солонцевато-слитых черноземах позволило выявить следующие тенденции (рис. 8).

Репер № I

40т 35-30- ■ Я.-го-:

15

ю- ■

5- -

о

у - 0.0205** ^ 1.044®* + 14.4М

|№ 1« >№ 1ИС И№ ВО»

Репер № 2

гооо зос1

Репер № 3

40т

35-

эо- • , 88-'. го-:

15

К)..

5' • 0-

В*. 05403

1«9в 1Мв го» зт

Репер № 4

у-имвк'-е.ивгк+ге.тг! и". о,гш

(М »40

Рас. 8. Динамика содержания подвижного фосфора в горизонте Апах

На реперных участках № 1 и № 2 отмечается такое же направление в изменении содержания данного показателя, как и в случае с обменным калием.

Почвы репера № I в течение периода наблюдений характеризуются устойчивым ростом количества подвижных фосфатов, в то время как пахотный горизонт репера Ка 2 обличается заметным падением содержания изучаемого элемента. Линия тренда, в обоих случаях, имеет форму прямых линий, при довольно высоких величинах аппроксимации (Й.2 = 0,45—77), что с большой долей вероятности позволяет считать данные тенденции достоверными.

Содержание доступных фосфатов в почвах реперного участка Кг 3 за период наблюдений существенных изменений не претерпело.

В слитых солонцеватых черноземах ГСУ Андроповского района отмечается рост количества фосфора в последние годы наблюдений.

За исследуемый период содержание подвижных фосфатов характеризуется значительной изменчивостью, так как коэффициенты вариации находятся в пределах 28,04-50,45%

Значимые корреляционные связи количества подвижного фосфора отмечается с содержанием гумуса (коэффициент корреляции 0,72-0,73).

В составе макроэлементов питания растений сера обладает наибольшей вариабельностью за исследуемый период. Коэффициенты вариации колеблются в пределах от 48,88 до 78,99 %.

Тенденции изменения содержания серы в большей степени соответствуют изменениям, происходящим с обменным калием и подвижным фосфором. Выявлена четкая тенденция накопления серы в пахотном горизонте слитых солонцеватых черноземов репера № 1. Обратный процесс по отношению к сере происходит на реперном участке № 2. Некоторое снижение количества серы отмечено в почвах реперного участка № 3, На реперном участке №4 явных тенденций изменения изучаемого показателя не просматривается (рис. 9).

Рис. 9. Динамика содержания серы в горизонте Апах

Проведенные исследования динамики макрокомпонентов питания растений указывают, что в пахотном горизонте реперного участка № 1 происходит накопление данных элементов. Данный факт объясняется отсутствием потребителя, которым являются культурные растения. На этом участке в течение шести лет ссльскохозяйсг-

венные растения не возделывалнсь. В этих условиях элементы питания растений, вынесенные ш почвы, каждый год возвращались вместе с спадом.

Более интенсивное использование почв реперного участка № 2 обуславливает обеднение пахотного горизонта биофильными макроэлементами.

Увеличение количества подвижных фосфатов, особенно в последние годы наблюдений, в почве репериото участка Ха 4 связано с внесением фосфошпса.

2.5. Тенденции изменения микроэлементов. Микроэлементы в почвах содержатся в различных соединениях. Одни находятся в виде окислов и входят в состав почвенных минералов и органических соединений, другие - в поглощенном состоянии на поверхности почвенных коллоидов.

Главным источником микроэлементов в почвах являются почвообразуюшие породы. Содержание микроэлементов в материнских породах зависит от гранулометрического состава. В породах тяжелого механического состава микроэлементов гораздо больше ло сравнению с легкими.

На территории Ставропольского края наиболее богатыми микроэлементами среди почвообраэующих пород являются элювий третичных глин и аллювиальные отложения.

Все изучаемые почвы характеризуются высокой обеспеченностью подвижными формами бора. Средние значения данного показателя находятся в пределах 3,24-4,38 мг/кг.

Проведенные многолетние исследования динамики подвижных форм бора в черноземах слитых солонцеватых позволяют отметить некоторое уменьшение содержания бора только в почвах реперного участка № 3. В остальных случаях тенденции увеличения или уменьшения количества бора отсутствуют.

Наибольшая положительная корреляция подвижных форм бора отмечена с величиной рН (г=0,36-0,45). Данный факт позволяет предположить, что реакция почвенной среды в слитых солонцеватых черноземах в определенной мере определяется содержанием бора.

Почвы исследуемых реперных участков относятся к среднеобеспеченным по содержанию подвижного марганца, среднее значение колеблется от 12,78 до 19,75 мг/кг.

В течение периода наблюдений выявить тенденции увеличения или уменьшения количества марганца в пахотном горизонте изучаемых почв не удалось. С уменьшением количества гумуса в почвах снижается и содержание марганца (г= 0,60-0,82).

По содержанию меди почвы реперного участка № 2 относятся к низкообеспеченным (0,18 мг/кг), остальные - к среднеобеспеченным (0,21-0,27 мг/кг).

За исследуемый период содержание меди в пахотном горизонте слитых солонцеватых почв подвержено незначительному уменьшению, за исключением реперного участка № 1, где данный показатель остается стабильным.

Довольно тесная корреляция отмечена межу количеством меди и содержанием гумуса (т-0,44-0,81).

По содержанию цинка черноземы солонцевато-слитые относятся к ниэкообеспе-ченным (0,47-1,08 мг/кг).

Количество цинка имеет тенденцию незначительного убывания на реперных участках Ха 2 н № 3 и роста на территории репера № 1.

Пахотный слой слитых солонцеватых черноземов участка № 4 характеризуется стабильным содержанием цинка втечение периода наблюдений.

Количество подвижных форм цинка во многом определяется содержанием органического вещества. Коэффициенты корреляции находятся в пределах 0,49-0,62.

Верхние горизонты изучаемых почв характеризуются низкой обеспеченностью подвижными формами кобальта, средние знамения составляют от 0,06 до 0,13 мг/кг.

За исследуемый период на данных почвах можно проследить общую тенденцию незначительного снижения количества кобальта в пахотном горизонте.

Проведенные исследования динамики микроэлементов в пахотном слое черноземов солокцевато-слитьк позволяют отметить, что микроэлементы, которые имеют изначально низкое содержание в почве (Си, Та, Со), характеризуются тенденциями к снижению в течение периода наблюдений, что объясняется их выносом товарной частью урожая. Микрокомпоненты питания растений, количество которых находится на высоком уровне (В, Мп), остаются стабильными, так как их количества, необходимые на формирование биомассы, невелики по сравнению с их содержанием в почве.

2,6, Валовые формы тяжелых металле». Среди многочисленных загрязнителей почв и растений особое место занимают тяжелые металлы (ТМ).

К факторам, способствующим удержанию ТМ почвой, можно отнести; обменную адсорбцию глин и гумуса, формирование комплексных соединений с гумусом, адсорбцию гидратированными окислами алюминия, железа, марганца, а так же формирование нерастворимых соединений, особенно при восстановлении.

Количество кадмия, на всех реперных участках, имеет тенденцию к снижению, при высоких значениях аппроксимации (0,42-0,68), Среднее содержание этого эле-ме1ггаза период исследований составило 0,41-0,58 мг/кг.

В динамике содержания валовых форм кобальта наблюдаются устойчивые тенденции уменьшения его количества, за исключением реперноло участка № I, где указанная тенденция менее выражена. Направленность изменения количества кобальта подтверждается высокими показателями аппроксимации 71-0,87).

Содержание данного элемента находится в пределах 8,43-11,50 мг/кг

Процесс обеднения пахотного горизонта изучаемых почв наблюдается и в отношении валовых форм медн, с большой долей достоверности, так как величина аппроксимации составляет 0,43-0,83, при этом среднее содержание меди за исследуемый период составило 19,03-26,70 мг/кг.

Только валовые формы марганца характеризуются отсутствием устойчивых тенденций к убыванию. В целом количество марганца в течение наблюдений остается стабильным. Исключение составляет реперный участок №1. Здесь наблюдается накопление марганца в пахотном слое исследуемых почв, его среднее значение находится в пределах 247,88-523,75 мг/кг.

Валовое содержание никеля в горизонте Апах имеет устойчивое убывание на территории реперного участка № 3, и незначительное - на участке № 2. На остальной территории тенденции увеличения или уменьшения изучаемого показателя не проявляются. Средние многолетние значения изучаемого показателя составляют 28,5-40,40 мгЛсп

Валовые формы свинца характеризуются устойчивым убыванием в течение периода наблюдений в пахотном горизонте почв всех контролируемых участков.

Данные тенденции можно считать достоверными с большой долей вероятности, так как величины аппроксимации составляют 0,70-0,88, при этом за период наблюдений среднее содержание этого элемента находится в пределах от 15,94 до 18,50 мг/кг.

Верхние горизонты слитых солонцеватых черноземов характеризуются элювиальным процессом по отношению к валовому количеству стронция, за исключением реперного участка № 1, где происходит накопление этого элемента. За многолетний период наблюдений его среднее содержание составило 5,09-6,81 мг/кг.

Содержание стронция хорошо коррелирует с содержанием гумуса, коэффициенты корреляции составляют 0,43-0,72.

Слитые солонцеватые черноземы характеризуются устойчивой тенденцией к снижению содержания валовых форм цинка. Данное изменение можно считать достоверным, так как величина аппроксимации составляет 0,7474-0,8199. Среднее содержание данного элемента за исследуемый период составляет 52,24-56,80 мг/кг.

Почвы изучаемых реперных участков характеризуются отсутствием загрязнения тяжелыми металлами. Так, все значения изучаемых показателей находятся ниже ориентировочно допустимых концентраций (ОДК).

Расчет показателя суммарного загрязнения (2с) указывает, что пахотный горизонт черноземов солонцевато-слитых характеризуется неопасным уровнем загрязнения, 2с среднее находится в пределах от 1,21 до 3.21.

Процессы, происходящие с тяжелыми металлами в пахотном горизонте черноземов солонцевато-слитых, указывают на заметное снижение их валовых форм В преобладающем большинстве случаев, что подтверждается снижением суммарного показателя загрязнения (рис. 10).

Репер № 1

Репер № 2

1031 19« 194Э 1944 1409 1440 1597 19» 1499 »09 »01

190Э 1004 1000 1949 1»Г 1904 1994 №44 »01

Репер № 3

Репер ЛЬ 4

»-0,0950*' + 0,190г* + 4.6077 N. Я" Ч 0,8043

5Х

. у. 0,0526** -0.9472* +

1994 19» 1944 1097 1440 1940 30» »01

1044 10« 1994 1447 1944 1909 3000

Рил 10. Динамика суммарного показателя загрязнения в горизонте Апах

Наметившиеся тенденции трудно объяснить на данном этапе исследований. Поэтому, в дальнейшем, необходимо расширить спектр исследований указанных показателей, посредством углубленного изучения минералогического состава наблюдаемых почв и других факторов, определяющих содержание валовых форм тяжелых металлов.

Можно предположить, что причиной снижения содержания тяжелых металлов является уменьшение техногенной нагрузки в связи с экономической ситуацией в стране.

2.7. Динамика удельной активности радионуклидов. Почвы обладают уникальной сорбцконной способностью по отношению к поступающим в нее в микроколичествах радионуклидам.

Являясь изотопами химических элементов, радионуклиды характеризуются такими же физико-химическими свойствами, что и стабильные изотопы этих элементов. Поскольку Зг90 и Сб1" имеют длительный период полураспада (Эг90 - 30,17; Сз'1?- 28,5 года), их дальнейшая судьба в почве, проникновение в растения представляют особый интерес в целях охраны здоровья человека.

Проведенные исследования за динамикой Сб111 позволяют отметить следующие тенденции: на территории реперного участка № 1 отмечен рост изучаемого показателя, в пахотном слое контролируемых участков номер 2 и 4 удельная активность Ся1" остается стабильной. Высокими колебаниями изучаемого показателя без определенной тенденции характеризуются почвы репера Ха 3. Удельная активность этого показателя в среднем составляет 12,72-19,65 Бк/кг.

По отношению к Бг90 отмечена тенденция уменьшения его удельной активности в течение периода наблюдений, за исключением реперного участка № 3, где изучаемый показатель остается на прежнем уровне, при средних значениях данного показателя 1,31-2,50 Бк/кг.

Слитые солонцеватые черноземы характеризуются отсутствием загрязнения пахотного горизонта радионуклидами, так как их содержание не превышает значений минимальных показателей в эколого-токсикологической группировке почв по оценке радиоактивности.

3. Химическая мелиорация и ее эффективность

В настоящее время основным видом мелиорации черноземов солонцевато-слитых является гипсование, которое основано на внесении фосфогипса.

Нареперном участке №4 в 1998 году был внесен фосфогнпс в количестве б т/га.

Произведенный расчет экономической эффективности показывает, что условно-чистый доход на I га составляет 2424,47 руб. при уровне рентабельности 154 % и окупаемости затрат в течение 2,4 года. Минимальный срок последействия мелиоранта составляет б лет.

выводы

1. Проведенная генетическая характеристика черноземов солонцевато-слитых свидетельствует о том, что они имеют существенное отлнчие как от существующих подтипов черноземов, так и солонцов. Целесообразно расширить подтиповую классификацию черноземов и ввести подтипы слитиэированно-солонцеватые, солонцевагго-слнтизиро-ванные, учитывая преобладающий процесс.

2. Содержание гумуса есть величина относительно стабильная, коэффициент вариации равен 8,98-12,08%. Некоторое увеличение или снижение его количества можно объяснить большим поступлением корневого опада после проведения мелиорации и возрастанием степени минерализации. Наибольшая положительная корреляция содержания гумуса отмечается с суммой поглощенных оснований (г=0,55-0,77). Это дает основание предположить, что в черноземах солонцевато-слитых поглотительная способность во многом определяется количеством гумуса.

3. Величина кислотно-щелочного потенциала (рН) черноземов солонцевато-слитых в течение периода наблюдений на всех реперных участках остается стабиль* ной, что обусловлено их высокой буферной способностью, мерой которой является в большей степени обменный кальций.

4. Сумма поглощенных оснований за исследуемый период практически не изменяется (коэффициент вариации 5,42-10,30%). При проявлении тенденций уменьшения количества кальция в ППК отмечается повышение долевого участия магния или натрия в составе поглощенных оснований, что объясняется взаимообменом ионов между ППК и почвенным раствором.

5. Динамика макрокомпонентов питания растений указывает, что в пахотном горизонте репера № 1 происходит их накопление, что объясняется отсутствием потребителя (культурных растений). Более интенсивное использование почв репернош участка № 2 обуславливает обеднение пахотного горизонта биофильными макроэлементами. На участках 3 и 4 явных изменений не наблюдается.

6. Микроэлементы, которые имеют изначально низкое содержание в почве (Си, Лп, Со), в целом характеризуются отрицательными тенденциями в течение периода наблюдений, что объясняется их выносом товарной частью урожая. Микроэлементы, количество которых находится на высоком уровне (В, Мл), остаются стабильными.

7. Почвы всех реперных участков характеризуются отсутствием загрязнения тяжелыми металлами как отдельно по каждому элемент}', так н по показателю суммарного загрязнения. Отмечены тенденции снижения содержания валовых форм тяжелых металлов в исследуемых почвах.

8. Слитые солонцеватые черноземы характеризуются отсутствием загрязнения пахотного горизонта радионуклидами, так как их содержание не превышает значений минимальных показателей в эколого-токсикологической группировке почв по оценке радиоактивности.

9. Применение фосфогипса в качестве химического мелиоранта является экономически эффективным и целесообразным. Уровень рентабельности данного приема мелиорации равняется 154%. Условно-чистый доход на 1 га мелиорируемой площади составляет 2424,47 рублей,

ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВУ

1. Для мелиорации исследуемьгх почв необходимо применять кальцнйсодержа-щие материалы, из которых наиболее доступным является фосфогипс.

2. Для поддержания плодородия черноземов солонцевато-слитых необходимо пополнять запас элементов питания растений, которые имеют тенденцию к снижению (Р:05, КгО, в).

3. Из микроэлементов необходимо применять ^п, Со, Си), содержание которых находится на низком уровне независимо от тенденции их изменения.

ПО МАТЕРИАЛАМ ДИССЕРТАЦИИ ОПУБЛИКОВАНЫ СЛЕДУЮЩИЕ РАБОТЫ:

1. Новиков А А. Агрохимические особенности почв, развитых на третичных глинах / АА. Новиков, АЛ. Прошлое // Пути повышения урожайности сельскохозяйственных культур в современных условиях; Сб. науч. тр. СгГСХА. - Ставрополь, 2000. - С 37-39.

2. Новиков A.A. Динамика основных элементов питания растений в слитых солонцеватых почвах Ставропольского края /A.A. Новиков И Пути повышения урожайности сельскохозяйственных культур в современных условиях; Сб. науч. тр. СгГСХА. - Ставрополь, 2001.

3. Новиков A.A. Агроэкологическое состояние почв реперных участков в зонах повышенных техногенных нагрузок / A.A. Новиков, С.Н. Шкабарда // Деградация почвенного покрова и проблемы агроландшафтного земледелия: Мат. пере. междунар. конф. 24-28 сентября 200] г. - Ставрополь, 2001. - С. 254-253.

4. Новиков A.A. Агроэкологическое состояние пахотного горизонта слитых солонцеватых почв Ставропольского края / A.A. Новиков // Эволюция почвенного покрова: Мат. И междунар. конф. - Ставрополь, 2002. - С. 49-50.

5. Шкабарда H.A. Агроэкологнческая мелиорация как метод стабилизации экологических систем и повышения плодородия почв / H.A. Шкабарда, С,Н. Шкабарда, A.A. Новиков // Эволюция почвенного покрова: Мат. II междунар. конф. - Ставрополь, 2002. - С. 391-394.

6. Шкабарда С.Н. Агроэкологическое состояние агроценозов Ставропольского края по результатам исследований на реперных участках в системе локального мониторинга / С.Н. Шкабарда, АА. Новиков // Эволюция почвенного покрова: Мат. II междунар. конф. - Ставрополь, 2002. - С. 288-292.

7. Новиков A.A. Генетические особенности слитых-солонцевэтых черноземов, находящихся в системе агробиологического мониторинга / A.A. Новиков // Актуальные проблемы растениеводства Юга России: Сб. науч. тр. Ст.ГАУ. - Ставрополь, 2003. - С. 198-201.

Технический редактор: ИВ Филин Редактор: A.M. Бакунина

Издательство Ставропольского государственного аграрного университета мАПРУС» 355019, Ставрополь, пер. Зоотехнический, 12;

Подписано в печать 09.10.03, Бумаг» офсетная, Формат 60x84 Ш6. Гарнитура «Тайме». Усл. леч. л. 1,39, Тираж 100 экз. Заказ 323. Отпечатано в типографии издательско-полиграфического комплекса «АГРУС» г Ставрополь, ул. Мира, 302.