Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

ИЗМЕНЕНИЕ АГРОФИЗИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ПОЧВ ПАШНИ В НИЗМЕННО-ЗАПАДИННЫХ АГРОЛАНДШАФТАХ ЗАПАДНОГО ПРЕДКАВКАЗЬЯ

ВАК РФ 06.01.03, Агропочвоведение и агрофизика

Автореферат диссертации по теме "ИЗМЕНЕНИЕ АГРОФИЗИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ПОЧВ ПАШНИ В НИЗМЕННО-ЗАПАДИННЫХ АГРОЛАНДШАФТАХ ЗАПАДНОГО ПРЕДКАВКАЗЬЯ"

Я'Звяо

На правих рукописи

ВЛАСЕНКО Валерий Петрович

ИЗМЕНЕНИЕ АГРОФИЗИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ПОЧВ ПАШНИ В НИЗМЕННО-З А ГТАДИННЫХ АГРОЛАНДШАФТАХ ЗАПАДНОГО ПРЕДКАВКАЗЬЯ

Специальность 06.01.03 —агролочво ведение, агрофизика

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

!Г

Краснодар 2005

Работа выполнена в Южном филиале Федерального государственного унитарного предприятия «Госземкадастрсъемка-ВИСХАГИ»

Научный руководитель -

Официальные оппоненты:

Ведущая организация —

кандидат сельскохозяйственных наук, профессор Ачканов Александр Яковлевич

доктор сельскохозяйственных наук, профессор Терлелси Виктор Иванович ,

кандидат биологических наук Черниченко Игорь Дмитриевич

Краснодарский научно-исследовательский институт сельского хозяйства им. П. П. Лукьяненко

Зашита состоится « ноября 2005 г. часов на заседании

диссертационного совета Д 220.038.04 при Кубанском государственном аграрном университете по адресу: 350044, г. Краснодар,ул. Калинина 13, КубГАУ.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке КубГАУ, Автореферат разослан г.

Отзывы на автореферат (в двух экземплярах, заверенные печатью) просим направлять по адресу: 350044 г. Краснодар, ул. Калинина 13, КубГАУ, ученому секретарю Диссертационного совета Д 220,038,04, факс.

Ученый секретарь диссертационного совета / профессор В. В. Кобляжов

общая характеристика работы

Актуальность работы. Значение физических свойств почвы для ее плодородия никогда не подвергалось сомнению. В то же время проблеме физической деградации почв, подвергшихся переувлажнению, особенно вследствие антропоген необусловленного изменение агроландшафтов, уделяется мало внимания. Анализ научной литературы, опубликованной по этой теме применительно к почвам Западного Предкавказья (А. Я, Ачканов, 1993, 1999; Ю. Н. Багров, 1965; Е. С. БлажннЙ и Ю. Н. Багров 1960; Н. В. Елисеева, 1983; Н. Е. Редькин, 1969; И. Д. Черниченко, 1988; Н. Б, Хитро в, 2003 и др.), показывает, что основной акцент в исследованиях был сделан на количественную сторону изменения физических СВОЙСТВ почв, а возможные изменения агрофизических свойств почв, связанные С изменением агро~ ландшафтов под воздействием антропогенного фактора не учитывались.

Между тем, в процессе изменения структуры почвенного покрова низменно-западинных агролан лшафтов, вызванного усилением гндроморфизма, агрофизические свойства почв, слагающих днища отрицательных элементов рельефа н прилегающих территорий, изменяются значительно.

Агро ландшафты оказались очень чувствительными к внешним воздействиям, что привело к выходу ландшафтных систем из равновесия по прошествии определенного времени техногенного воздействия. Прн этом заработал с все нарастающей скоростью механизм цепных реакций. Примером именно такого развития процесса является возникновение гидроморфных комплексов среди изначально аатоморфных почв.

Процесс расширения ареалов локального переувлажнения затронул огромные территории Юга России, Украины и Молдовы. Результатом его стало преобразование исходно автоморфных лоча в почвы гидроморфного ряда, которые по потенциальному плодородию значительно уступают своим зигоморфным аналогам. Только в Краснодарском крае за 40 лет, прошедших со времени первого тура обследования площадь лугово- и луговато-черноземиых уплотненных и слитых почв увеличилась более чем па 50 тыс. га и в настоящее время составляет 135 тыс. га, или Н—17% площади сельхозугодий края.

Особенность развития современного локального переувлажнения в условиях интенсивного земледелия состоит в том, что оно является следствием трудно прогнозируемых процессов физической деградации почв И в то же время служит ее причиной.

В связи с этим важнейшими задачами являются установление масштаба распространения н оценка степени деградации почвенного покрова на основе наблюдения за динамикой физических свойств почв в целом, и особенно их твердой фазы как наиболее весомой из составляющих ее частей.

Цель н задачи исследований — установить направление, степень и причины изменения агрофизических свойств пахотных почв в условиях

ЦН6 МСХА

низменно-заладннных агролан дшафто в Западного Предкавказья, дать рекомендации по замедлению деградационных процессов в почвах.

В соответствии с поставленной целью решались следующие задачи;

(.Установить масштабы распространения антропогеннообусловлеиного переувлажнения в степной зоне на основе данных почвенных изысканий в ряде районов КраснодарскоЕХ) края.

2. Исследовать причины и механизмы физической деградации черноземов и формирования гидроморфных комплексов в степных агроландшафтах.

3. Оценить вклад природных и антропогенных факторов в процесс расширения ареалов локальных гидроморфных комплексов степных агролаидшафтов,

4. Дать количественную и качественную характеристику основным физическим свойствам почв гидроморфных комплексов.

5. Дать предложения по почвоохранным агроприемам, способствующим оптимизации агрофизических свойств почв низменно-западинных агролаидшафтов, подверженных физической деградации.

Научная новизна работы:

1. На основании анализа данных трех туров почвенного обследования за период 40—60 лет выявлены изменения физических свойств почв низменно-западинных агролаидшафтов.

2. Установлена взаимосвязь (ее характер и степень) между важнейшими физическими свойствами почв — плотностью и влажностью — и выявлена ее зависимость от удельной поверхности почвы.

3. Определена роль набухания и усадки в развитии слитизации почв, подверженных переувлажнению.

4. Изучена роль удельной поверхности твердой фазы и ее зависимость от степени развития гндроморфизма.

5. Исследована динамика пороеого пространства почв вследствие развития процессов гндроморфизма в изначально автоморфиых черноземах, рассч!ггана основная гидрофизическая характеристика (ОГХ) почв низменно-западиниых агролаидшафтов Кубани.

6. Показана роль трансформации рельефа в развитии гидроморфных комплексов в степных агроландшафтах.

7. Исследована зависимость агрофизических свойств почвы от ее положения в ландшафтной хатене, а также агротехнических особенностей (севооборот, система обработки почвы, система удобрений).

Подобные комплексные исследования агрофизических свойств почв, рассматриваемых с точки зрения приуроченности к различным элементам низмен-но-западинных агролаидшафтов, проведенные с использованием современных методических подходов для данного региона выполнены впервые.

11р»ктнчмк»я значимость исследовании:

1. Предложены критерии оценки агрофизических свойств почвы, которые повысят объективность кадастровой оценки и мониторинга состояния почвы:

— характер зависимости плотности почв от их влажности в качестве критерия степени деградации агрофизических свойств почв;

— величина удельной поверхности почв, служащая базовым показателем физического состояния почв и являющаяся основой для расчета удельного сопротивления обработке) липкости, вязкости, определяющих технологические свойства почв и используемых при кадастровой оценке земель;

— структура порового пространства почв, изученная с помощью ОГХ, используемая в качестве диагностического признака при почвенных исследованиях для установления процессов гидроморфизма и слитогенеза на ранних стадиях. '

2. Даны предложения по совершенствованию использования гидроморфио-уплотненных почв, а также агротехнологические приемы оптимизации агрофизических свойств (система мелиоративной обработки, фито мелиорация).

Положения, выносимые на защиту:

1. Важнейшей чертой современного этапа эволюции почвенного покрова низмен но-запади иных агролан дшафто в Западного Предкавказья является антропогенно обусловленная физическая деградация автоморфных почв, приводящая к расширению площадей локального переувлажнения.

2. Деградация, в сочетании с климатическими факторами обуславливает развитие гидроморфизма с изменением всего комплекса агрофизических свойств почвы,

3. Количественная характеристика изменений агрофизических свойств

почв.

4. Механизм развития физической деградации, представленный в следующем виде: увеличение удельной поверхности твердой фазы почв, укрупнение почвенной структуры, изменение в структуре порового пространства почв, увеличение амплитуды объемных изменений в цикле набухание— усадка. Движение почвенной массы в этом цикле приводит к расширению площадей уплотненных и переувлажненных земель.

4. Использование почв низменно-западинных агроландшафтов в сельскохозяйственном производстве должно строиться на основе учета их хозяйственной ценности, а также с точки зрения возможности улучшения их агрофизических свойств,

Апробация результатов исследований. Результаты исследований докладывались на научно-практических конференциях агрономического факультета КУБГАУ в 2003 и 2004 гг., Международной научной конференции «Экология и биология почв» (Ростов-на-Дону, 2004), Международной научной конференции «Экология Н биология почв» (Ростов-на-Дону, 2005), Международной научной

конференции, посвященной 100-летию со дня рождения основателя воронежской школы почвоведов П. I". Адерихина «Черноземы Центральной России: генезис, география, эволюция» (Воронеж, 2004), научно-практической конференции «Экологические и социально-экономические аспекты развития Предгорной зоны Северного Кавказа» (Белоречекск, 2005).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 7 статей.

Личный вклад автора. Исследования автора проводились в институте «КубаньНИИгипрозем» (в настоящее время ЮФ ФГУП «Госэемкадастрсъемка-ВИСХАГИ»). Автор в течение 25 лет участвовал в проведений почвенного обследования Краснодарского края, часть территории которого, а именно районы распространения низменно-западинных агроландшафтов, является предметом исследования настоящей работы. При обобщении материалов почвенного обследования в основном использованы данные, полученные лично автором диссертационной работы, а также в сотрудничестве с другими работниками института. Анализы агрегатного состава, изучение зависимости плотности почв от их влажности, определение внутрнагрегатной пористости, удельной поверхности, статистическая обработка материалов исследования выполнены лично автором. Автором работы, впервые для данных почв, применена компьютерная программа расчета показателей физического состояния почв (в том числе и ОГХ), разработанная П. М. Сапожниковым и А. Н. Прохоровым (1992).

С учётом полученных данных, автором проведен расчет нормальной урожайности, дифференциального рентного дохода н кадастровой стоимости почв ннзменно-западинных агроландшафтов.

О бьем и структура работы. Диссертация изложена на 180 страницах, состоит из введения, 7 глав, выводов, предложений производству и списка литературы, содержащего 277 наименований и 12 приложений.

Благодарность. Автор выражает благодарность канд. с.-х. наук, проф. КубГАУ Александру Яковлевичу Ачканову за руководство, канд. с.-х. наук, проф. Валентине Павловне Василько и д-ру геогр. наук Наталье Болеславовне Елисеевой за содействие, д-ру с.-х. наук Петру Михайловичу Сапожникову за предоставленную компьютерную программу расчета показателей физического состояния почв, главному специалисту (почвоведу) ЮФ ФГУП «Госземкадастр съем ка-ВИСХАГИ» Зое Семеновне Марченко и директору этого предприятия Алексею Михайловичу Середину за предоставленную возможность использования архивных материалов.

содержание: работы 1. Краткий обзор литературы

В первой главе дан анализ научных публикаций по вопросам распространения, номенклатуры - и генезиса вторичио-гидроморфных почв низменно-

заиадннных агроландшафтов, а также проблем мониторинга их агрофизических свойств. Уточнены основные понятия, обозначающие явления и процессы переувлажнения земель, гидроморфных (мочарных) ландшафтов и почв, слитилацин, критерии их выделения согласно взглядам В. М.Гвоздецкого и П. К. Замория (1933), М.К.Конакова (1939), П. А. Сувака [4], В.Д. Киселя (1981), Н. И. Полупана, А. Ф. Нестеренко, Е. В.Яровенко (1983) и других авторов. При том, что понятия мочарны й ландшафт и мочаристые почвы далеко не всегда трактуются однозначно (Е. Б. Яро вен ко 1989; Д. С. Безуглова и О. Г. Пазаренко 1998; Н. Б, Хитро а и О. Г. Назаренко 2000) считаем обоснованным применение формулировки, данной Ф. Р. Зайдельманом (1998).

По подсчетам Дюдаля (1965), общая площадь, занятая черными слитыми почвами на нашей планете, равна 257 млн. га. По данным В. И. Тюльпанова (1998), в Центральном и Восточном Предкавказье площадь слитых почв составляет более 450 тыс. га, площадь луговато- и лугово-черноземиых уплотненных и слитых почв западин в степной части Краснодарского края, по данным «Ку баньН И Иги прозем» (2001 г) — 135 тыс. га, а площадь переувлажненных земель в наиболее влажные годы достигает 600—700 тыс. га.

По поводу генезиса почв низмен но-запад инн ых ландшафтов существует широкий спектр мнений: Г. Н. Высоцкий (1905), Ф. Р.ЗаЙдельман (1998) определяют ведущую роль глееобразования в слитогенезе; П. Н. Березки, А. Д. Воронин н Б. В. Шеин (1989) указывают на роль глееобразования в увеличении поверхностной энергии почв, повышающем опасность слитизации; по данным Б, Самира (1974), Э. А. Корнблюма, Н. Г. Зыриной, Т. Г. Дементьевой (1972), С. В. Рубилнна и Т. С. Зверевой (1974), Т.А.Соколовой и .Г.М. Соляника (1984), В. Ф. В алькова и Н. В. Елисеевой (1998) процесс слитизации неразрывно связан с перестройкой минеральной основы почвы и образованием минералов группы монтмориллонита; И, Н. Болышев (1948), Т.Л.Быстрицкая и А. Н. Тюрюканов (1971) отмечают ведущую роль несиликатного железа в слитогенезе; В. В. Маты чек ков и Е. А. Бочарникова (1997), Н. Л. Яцынин (1976), О. A. Chadwik (1987), W. L. Lindsay (1979), R. S. Goya] (1977) считают, что причиной слито генеза и индикатором переувлажнения является уровнь содержания кремния.

При всем многообразии взглядов на причины и сущность гндроморфизм а и слитизации, по нашему мнению, наиболее обоснованным является признание в упомянутых процессах ведущей роли снижения содержания кальция, как в поровом пространстве, так н в ППК, а также глееобразования, приводящего к глубокой трансформации минералогического состава. Эти процессы приводят к изменению твердой фазы почвы (количественному и качественному), что, по данным Н. Б. Хитрова (2003), приводит к усилению сдвиговых деформаций (смещений) одних блоков почвы относительно других за счет возникновения внутренних напряжений е почвенной массе. В данной схеме причина и следствие могут меняться местами: глееобразованне вызывает слитогенез и ь то же

время обуславливается ям. Роль силикатов в слитогенезе, на наш взгляд, менее существенна,'хотя и не отвергается нами полностью.

По поводу оценки физических свойств почв существует большой разброс мнений: Н. А. Качинский (1958) в качестве показателя физических условий в почве предлагает использовать гранулометрический состав, С. И. Долгов и С. А, Мод н на (1969) — плот ность почв, И, В. Кузнецова (1979) — содержание водопрочных агреппов размером более 0,25 мм. К. К. Гедройц (1955) и А. В, Николаев (1975) рекомендуют оценивать их физическое состояние, используя безразмерные показатели (критерии) состояния. П. М. Сапожников (1982) для этой цели предлагает использовать систему «базовых показателей», включающих удельную поверхность твердой фазы (УП), плотность сложения и плотность твердой фазы, влажность; П. Н. Березин (1990) — поверхностную энергию твердой фазы и емкость адсорбционного слоя; Б. В. Шеин (1991) — основные гидрофизические функции (ОГХ и влагопро водность) и зависимость набухания (усадки) от влажности.

Количественная и качественная характеристика физических свойств лочв Западного Предкавказья представлена в монографин И. А. Кузнецова (1968) и работах Н. Е.Редькина (1969), Ю.Н.Багрова (1962), Е.С.Елажнего (I960), Н. В. Елисеевой (1983), Однако большинство этих исследований направлено на констатацию физического состояния почвы без учйта динамики изменения физических свойств почв во ■ времени под влиянием природных и антропогенных факторов.

Обзор литературных источников показывает, что почвы при изучении их физических свойств необходимо рассматривать в качестве основного элемента низменно-западииных агроланяшафтов Западного Предкавказья , с учётом их динамики. '

2. Объект я методы исследования

, , Объектом исследования в данной работе являются почвы низменно-запа-динных агроландшафтов Западного Предкавказья — черноземы сверхмощные и их гидроморфные аналоги. На основании предварительного анализа литературных источников и материалов почвенной съемки определены следующие места наибольшего распространения гидроморфно-обусловленной физической деградации: район Ейского полуострова и центральная часть Приазовской низменности (Тимашевский район Краснодарского края и земли в пригороде Краснодара). ,

Объект исследования приурочен к При кубанской (Приазовской) степной равнинной провинции. Она представляет собой наклонную равнину с общим уклоном на запад, к Азовскому морю.

Рельеф местности — н изменно-заладинныЙ, лочвообразующне породы — терригенные лессовидные глины и суглинки нижне- и среднеплейсгоценового возраста, лессовидные терригенные нижнє четвертичные суглинки и глины.

Почвы равнины — черноземами обыкновенные мало - и слабо гумусные сверхмощные и мощные в большинстве слабодефлировашые, в западинах залегают лугово-черноземные уплотненные и слитые, часто осолоделые почвы (Ейский район), черноземы типичные и выщелоченные мало - и слабогумусные, преимущественно сверхмощные равнины с луговато - и лугово-черноземными уплотненными и слитыми почвами в западинах Тимашевского района и пригороде Краснодара, Более детально исследования агрофизических и физико-химических свойств почв проводились в образцах, отобранных на специальном полигоне, представляющем собой фрагмент генетически сопряженной в рельефном отношении территории (ландшафтной катены):

черноземы выщелоченные плоского водораздела— залежь; черноземы выщелоченные плоского водораздела — пашня; луговато-черноземные уплотненные почвы окраины западины — пашня; • лу го во-черноземные слитые почвы центральной части (днища) западины— пашня, периодически распахиваемая.

Опыт по мелиоративной оценке агропрнемов проводился на; опытном поле КубГАУ (территория учебно-опытного хозяйства «Кубань») в пригороде Краснодара. ■ ■ ■ *

Все химические анализы и анализы физических свойств почв выполнялись в лабораториях КубГАУ и «КубаньНИИгипрозем» согласно существующим ГОСТам и методикам

Виды и методы анализов:

содержание гумуса — по Тюрину, ГОСТ 26213-91; плотность почвы (объемная масса) — буровым методом, ГОСТ 5182-78j ГОСТ 5180-84;

плотность твердой фазы почвы — пикнометрически, ГОСТ 5181-78 и ГОСТ 5180-84;

гигроскопическая влажность — методом сушки образца, ГОСТ 5180-75;. максимальная гигроскопичность адсорбционным методом, ГОСТ 518075; ' ' - : - •■

гранулометрический состав — по Качинскому с пирофосфатноЙ подготовкой, ГОСТ12356-79;

микроагрегатный состав по Качинскому, ГОСТ 12536-79; структурный состав — по Савинову, ГОСТ 12536-79; порозность агрегатов — методом насыщения их неполярной жидкостью (керосином) по Андрианову и Латыеву; ' удельная поверхность1— по БЭТ; поглощенные основания — по Тюрину, ГОСТ5180-75; pH водной суспензии — электрометрически, ГОСТ 26213-84. Результаты почвенного обследования (данные «КубаньНИИгипроземл) обработаны методами вариационной статистики с целью определения следующих ста гнети чес ких показателей: среднее арифметическое значение ~

X, min — минимум, max — максимум, среднее квадратичное отклонение — о, коэффициент вариации —У(%), доверительный интервал — X±t, коэффициент корреляции —г, величина ал рокси мани и — ÄJ.

3. Природные условия района исследований

3.1. Климат

Территория распространения низ мен но-запзди иных агроландшафтов, являющихся объектом изучения настоящей работы, довольно обширна и различается по основным климатическим показателям: если в Ейском районе количество осадков за год составляет 456 мм, то в Тимашевском — 548 мм, а в районе г. Краснодара — 643 мм (Краснодар, 1975).

Зона распространения низменно-западинных агроландшафтов характеризуется довольно значительным различиями в тепло- и влагообеспечениости, следовательно, гидроморфно-обусловленная физическая деградация почв связана не столько с климатом, сколько с антропогенными и другими (неклиматнче-скнмн) факторами.

3.2. Геоморфология

Согласно схеме геоморфологического районирования Северного Кавказа и Нижнего Дона (И. Н. Сафронов, 1987), рассматриваемая территория располагается в пределах Предкавказской провинции Азово-КубанскоЙ равнины. Ряд исследователей (Е, С. Блажннй, 1971, С. П. Лозовой, 1979) разделяют Кубано-При азовскую низменность (по их терминологии) на две части: Предкубанскую равнину н Приазовскую низменность. Приазовская низменность находится на отметках 80—20 м над уровнем моря. Общей особенностью территории являются слабые уклоны местности, при которых даже небольшие препятствия поверхностному и грунтовому стоку во влажные годы могут привести к переувлажнению почв на плакоре, геоморфологический облик территории распространения низменно-западинных агроландшафтов не является вполне сформировавшимся и стабильным во времени.

3.3. Почвообразумнцнс породы и их геологическое строение

Согласно имеющимся литературным данным, почвообразующими

породами, слагающими территорию распространения низменно-западинных агроландшафтов, являются лессовидные глины и суглинки мощностью от 6 до 50 м. Характерной особенностью лессовидных отложений являются светлая папево-бурая окраска и своеобразная текстура с вертикальными канальцами — макропорами, отсутствие слоистости. Просааочность лессовидных пород обусловлена наличием в них растворимых компонентов: гипса, карбонатов, легкорастворнмых солей и коллоидных веществ в гелеобраэном состоянии. Внешний вид пород, слагающих днища крупных западин и подов Ейского района, настолько своеобразен (зеленовато-бурая окраска, уплотненное сложение, отсутствие пористости, что они идентифицируются как «бурые», «бурые уплотненные», «оглеенные глины», т. е. из их наименования исчезает упоминание о лессовом происхождении, В составе фракций гранулометрического соста-

еа наблюдается заметное уменьшение содержания крупной пыли (до 16,0— 28,2%) и увеличение содержания нла и физической глины до 39,7—47,8 и 70,0—76,6% соответственно.

3.4. Гидрография и гидрология

Приазовская низменность пересекается рядом рек, текущих в северо-западном направлении н впадающих в Азовское море. Главными из них являются Ея, Челбас, Бейсуг, Кирпили, Понура. Все они обладают неглубокими, симметрично расположенными долинами. Междуречья здесь плоские, малорасчлененные. Густота речной сети невелика, особенно на Ейском полуострове, к югу она увеличивается. Реки имеют незначительное общее падение и гидравлические уклоны, а поэтому обладают спокойным течением.

Грунтовые волы в зависимости от рельефа залегают на различной глубине, на равнинных участках и склонах Приазовской низменности не ближе 10 м от поверхности н на процесс почвообразования влияния не оказывают, в то же время, в бессточных замкнутых понижениях рельефа, днищах балок они залегают обычно на глубине 0,5—м. На глубине 1,5—2,0 м формируется верховодка, появление которой связано с наличием водоупорных иллювиальных горизонтов и просадочных фунтов. Уровень ее подвержен резким колебаниям— подъемам во время выпадения осадков и весеннего снеготаяния и падениям в засушливый период (вплоть до полного исчезновения).

3.5. Растительность

По свидетельству многих исследователей (В. В. Шифферс, А. А. Гроссгейм и И. С. Косенко) в недавнем прошлом почти вся территория Азово-Кубанской равнины была покрыта природной лугово-сгепной растительностью. Глубоко, в долины рек и балки проникали лесные массивы из гидрофильных и широколиственных пород. Небольшие широколиственные леса по западинам и гидроморфным участкам как реликты дошли до наших дней в виде «дубинок» и «кругляков». Лесная растительность западин играла существенную роль в их гидрологическом режиме, и ее исчезновение привело к нарушению водного баланса ландшафта.

В настоящее время сравнение видового состава степных биотопов и участков очагового переувлажнения показывает их существенное различие. Растения, встречающиеся на переувлажненных участках, в подавляющем большинстве относятся к видам сорной флоры.

4. Результаты исследования

4.1. .Масштабы распространения площадей уплотненных -к гидроморфііо-измененных почв

Обобщение материалов почвенного мониторинга,. * проведенного институтом «КубаньНИИгипрозем», позволяет сделать вывод, что процессы переувлажнения почв с различной интенсивностью, в зависимости от влажности гола (обеспеченности осадками), проявляются на всей территории

края. В крайне влажные годы, особенно если подряд следуют два влажных года п более, площадь переувлажненных земель (ППЗ) в крае может достигать 600— 700тыс. га, или 13,в—29,7% площади всех сельхозугодий. Наиболее интенсивное проявления переувлажнения отмечено в низменных ландшафтах, осложнённых наличием замкнутых понижений различного генезиса.

Значительные площади черноземов выщелоченных, сформировавшихся в замкнутых понижениях, со временем под влиянием грунтовых и поверхностных вод, перешли в почвы лугово-стенного типа — лугово - и луговато-черно-земные уплотненные и слитые; за 30 лет площади полугидроморфных уплотненных и слитых аналогов черноземов в крае увеличились на 51,6 тыс. га.

4.2. Факторы развития пироморфизма в почва* низменно-запади иных агролнндтафтоп. Природные предпосылки

.Можно выделить следующие группы факторов, обуславливающих естественное развитие территории: климатические, геоморфологические, гидрогеологические, литологические. Проведенный нами анализ количества осадков за прошедшее столетие на метеостанции «Круглик» (1895—1987 гг.) выявил наличие 25—27-летних циклов, в пределах которых сухие и влажные годы составляют по 30%, средние по влажности — 40%. Сравнение данных по периодам 1891—1945 и 1961—1989 гг. в Тимашевеком районе показывает увеличение на 40% количества осадков, приходящегося на период с температурой ниже 5° С, что послужило одной из причин роста ППЗ.

Прямой зависимости роста ППЗ от изменения количества осадков не наблюдается, прослеживается влияние характера выпадения осадков — распределения их по периодам (теплый, холодный), а также интенсивности и, особенно, совпадения двух влажных лет подряд. Динамика изменения геоморфологического облика территории изучена нами с помощью совмещения фрагментов почвенных карт съемок разных лет (1972,1987,2000) (рис. 1).

Результаты такого анализа показали, что на водоразделах площади гилроморфных почв увеличиваются но днищам мелких лощин и потяжнн к их отверткам. В межводораздельных депрессиях прирост происходит в основном за счет замкнутых понижений (рнс.1).

Первый участок (а) — пониженная равнина с многочисленными депрес-сионными формами мезо- и микрорельефа. Второй участок (б) — водораздельная территория, со слабо выраженным эрозионным рельефом, пониженными элементами рельефа являются балки с разветвленной сетью притоков. Подобные участей типичны и м«отчислении в данных агроландшафтх.

За 28-летний период площадь западины на первом участке увеличивается почти втрое и почти в б раз — количество мелких блюдец. На втором участке мелкие лощины удлиняются и их отвертки выходят выше на водораздел, наблюдается отсечение отвершков и образование замкнутых депрессий. Ареалы ППЗ, как правило, приурочены к днищам наиболее глубоких и «старых» (по съемке 1972 г.) понижений. Изменение подовых понижений Ейского района

после инициальной просадки состоит а расширении ареала промазывания в сторону наименее выраженных склонов, что вызывает прогрессирующий рост понижений.

) . И * * • ♦

а) пониженная равнина б) водораздельная территория

ОШ — Луговзто - и лугоао-черноземные уплотненные почвы (1972 г.)

—Прирост полу гидроморф) |ых почв (1987 г.)

КЯ — Прирост полугцлроморфных почв (2000 г.)

Рис. 1, Фрагменты почвенных картТимашевского района Краснодарского края *

Почпообразуюшнмк породами рассматриваемого региона являются лессовидные отложения, одной из важнейших особенностей которых является про-садочность. Водопроницаемость деградированных л ее сов уменьшается до 0,001—0,0001 м/сут,, они становятся практически водонепроницаемыми. Деградация лессовидных почвообразующих отложений и формирование слитого горизонта в почвах — звенья одной природной цели. Они одновременно являются следствием и причиной нарастающего процесса переувлажнения почв.

Из антропогенных факторов локального воздействия выделяется две группы причин: связанные с землеустроительной (планировка полей, строительство дорог и каналов в насыпях, переезды на балках, террасирование, неправильное расположение лесополос) и вызванные агротехнической деятельностью (вспашка поперек направления естественного стока, распашка тальвегов балок, проходы тяжелой сельскохозяйственной техники и др.).

43. Влияние процессов пироморфизма и слито гене;» на спой спи) почв ннзменно-заишшнных ягролаилшяфтоп

Изменение морфологических свойств почв. По сравнению с черноземами повышенных участков у луговато - и лугово-черноземных уплотненных н слитых почв уже в подпахотном горизонте отмечается заметное увеличение плотности сложения и укрупнение структуры. Для данных почв характерно наличие гидроморфных признаков в виде точечных и дробовидно-просяных конкреций полуторных окислов железа и марганца с середины гумусового слоя (66—71 см — лугово-черноземные) или за его пределами (143—147 см луговато-черноземные уплотненные).

Мощность гумусового слоя «А+В» луговато - и лугово-черноземных уплотненных почв практически не отличается от черноземов и составляет \У1—147 см. V лугово-черноземных слитых почв отмечается несколько меньшая мощность слоя «А+В» (доверительный интервал при уровне вероятности 0,95 составляет 127—132 см).

Луговые слитые почвы имеют меньшую мощность гумусового слоя, составляющую в среднем 70—80 см профиля в горизонте «В». Окисные формы железа н марганца, в виде ржавых пятен и разводов и железисто-марганцевых дробовин, присутствуют по всему профилю.

Среди луговых слитых почв выделяются луговые слитые осолоделые, отличающиеся элювиально-иллювиальной дифференциацией профиля: верхние, заметно обезыленные гумусово-элювиальные горизонты («Ап» или «А1», «А2») луговых слитых осолоделых почв характеризуются белесовато-серой или серой с белесым оттенком окраской, а глубжележаший иллювиальный горизонт («В») как правило окрашен в темно-серые или буровато-серые тона.

Изменение плотности почв. Исследования плотности почв при влажности 24—26% и корреляционный анализ результатов позволяют сделать вывод о том, что плотность сложения почв, приуроченных к различным элементам низменно-западинных агроландшафтов, различна и увеличивается по сравнению с черноземами на 7—10% у их полу гидроморфных аналогов луговато - и луга во-черноземных уплотненных почв и на 1$-г~36% у слитых. За 28-летний период изменений в плотности черноземов не отмечено; в слитых горизонтах почв пониженных элементов рельефа наблюдается дальнейшее увеличение плотности на 6—8 % (табл. 1). Плотность всех исследованных почв находится в тесной связи с содержанием гумуса, гранулометрическим составом и составом обменных оснований, но у почв пониженных элементов рельефа наблюдается некоторое ослабление связи плотности с содержанием гумуса и поглощенного кальция и усиление роли содержания илистой фракции по сравнению с черноземами.

Плотность исследованных почв изменяется с изменением влажности, (рис. 2), причем амплитуда изменения плотности зависит от величины удельной поверхности, находящейся в тесной связи с выраженностью гидроморфизма

Таблица 1- Статисгнческне иарямегры плотности почв низменно-западиниых аг рол ян дш я фтоп (ІСубаніЛІМИгиироіем, 1972-2000п)

Глубина отбора образца, см . Статисти чес кие параметры

1972 2000

X X

■ Чернозёмы обыкновенные

0-20 ?,17 7,17-1,22 1,18 1,15-1,23

45-55 1,22 1,20-1,26 1,25 1,25-1,29

80-90 ро 1,25-1,31 132 1,28-1,36

115-125 1,35 1,27-1,36 137 і 33-1,41

>| Луговато-черноземные уплотненные

0-20 1,25 1,21-1,29 1,22 1,16-1,28

35-45 132 1,27-137 137 131-1,43

85-95- 1,37 1,34-1,40 1,45 1,33-1,47

125-135 1,42 137-1,47 1,47 137-1,53

Лу гово-чернозём н ые слитые

0-20 1,37 135-139 1,40 1,35-1,45

30-40 МО 1,38-1,42 1,45 1,35-1,49

70-80 1.50 1,47-1,53 1,62 1,56-1,70

5 10 15 20 35 В/шхность почвя X

Рис. 2. Зависимость плотности

1 ■ — ііагово-черноземные слитые

1 - 10-15 си

2 - 30-35 см

3 - 55-60 сн

II- Черноземы выщелочишь*«

4 - 10-15 ен

5 - 30-35 сн 6-55-60 см

н слитизацни: у черноземов выщелоченных она ниже (64%), у лугово-черноземных слитых — выше (75%). Максимальная плотность (2,06 гУсм3) отмечаются у лугово-черноземных слитых почв при влажности 6%.

Скорость изменения плотности почвы, характеризуемая углом наклона графика зависимости плотности от влажности к оси X, также выше у почв с признаками гидроморфнзма. Вообще между углом наклона и степенью выраженности слитости почв существует тесная корреляционная связь, что, по нашему мнению, позволяет использовать этот показатель для диагностики процесса слитизации.

Изменение агрегатного состава почв. Сравнение структурного состава почв разных элементов. низменно-запацииных агроландшафтов показывает значительное различие по содержанию в их профиле агрономически ценных агрегатов размером 0Д5—10,0 мм: от 60,4—79,8% у черноземов до 50,4— 52,1% у луговато- и лугово-черноземных уплотненных и 12,0—36,0% у лугово-черноземиых и луговых слитых почв. За 28-летний период отмечается ухудшение качества почвенной структуры и ее водопрочности вследствие развития процессов гидроморфнзма и слнтнзацни.' В структурном состоянии переувлажненных почв отмечены следующие изменения: содержание агрономически ценных агрегатов размером 0,25—10 мм в профиле луговато-чернозсмных уплотненных почв уменьшается на 9,3—13,1%, а у лугово-черноземных и луговых слитых — на 2,4—9,0 абсолютных процентов, водопрочных (0,25—5,0 мм) на 3,2—6,1 % и 7,2—20,2% соответственно.

Состав обменных оснований и его изменение. Изменение водного режима черноземных почв вследствие развития гидроморфнзма приводит к изменению состава обменных оснований. Сумма обменных оснований в профиле луговато-черноземных уплотненных почв уменьшается по сравнению с черноземами на 5,5—6,1 мг-экв. на 100 г почвы, развитие слитогенеза в нижней части профиля лугово-черноземных слитых почв приводит к.увеличению суммы обменных оснований на 5,5—10,5% по сравнению с пахотным слоем. Изменение суммы обменных оснований в почвах, подверженных гид ром орфизму, сопровождается увеличением доли поглощенного магния на 4,5—6,3%. Изменения в составе ППК черноземов за 45-летний период недостоверны статистически при уровне вероятности 0,95 и существенны при том же уровне вероятности для лугово-черноземных слитых и лугово-черноземных слитых осолоделых почв.

4.4. Исследование агрофизических свойств почв на специальном полигоне

Изменение удельной поверхности, В нашей работе удельная поверхность определялась по методу сорбции водяного пара с последующим расчетом по уравнению БЭТ в тех же образцах, в которых изучалось изменение плотности в зависимости от влажности. Для сравнения приводятся данные, рассчитанные по методике П. М. Сапожникова (табл. 2).

Таблица 2-Удельная поверкноеты|»чн полигона (учхоз Кубань, опытное поле Куб ГА У)

Горизонты Глубина отбора образца, см Количество определений Удельная поверхность по БЭТ, ма/г Удельная поверхность расчетным метолом, м*/г

" Черноземы выщелоченные (залежь)

1 А1 10—15 3 114,1 113,5

Л1 30—35 3 112,1 107,2

- В 55—60 3 П0.5 104,8 :

Черноземы выщелоченные (папщя)

.1 Ли 10—15 3 114,4 114,2

* А1 30—35 3 112,7 110,7

- В 55—60 3 110,8 99,5

Луговаго>чсрноэемные уплотненные

Ап 10—15 3 119,2 107,1

< А1 30-35 3 120,1 106,7

'я В 55—60 3 122,4 105,6

Лугово-черноземиые слитые

Ал (От—15 3 121,3 107,3

* А1 30—35 3 133,1 108,8

В 55—60 3 135,1 103,6

к

'. Удельная поверхность увеличивается в ряду от черноземов (110,5— 114,4 м3/г) к лугово-черноземным слитым (121,3—125,1 м7г). По профилю отмечается уменьшение удельной поверхности с глубиной у черноземов И увеличение ее у почв затронутых гидроморфизмом и слитизацией,

■ ь Динамика порового пространства. Одним из показателей физического состояния почвы, характеризующих состояние двух наиболее динамичных фаз почвы (жидкой и газообразной), является ее пористость (общая, внутриагрегат-ная, межагрегатная). Результаты исследований привели к следующим выводам: общая пористость черноземов выщелоченных залежи практически не донню« по профилю (различия недостоверны при р °= 0,95) 49,6—50,5%, в профиле черноземов выщелоченных пахотных она максимальна в верхнем (10—15 см) обрабатываемом слое — 52,1% и снижается в нижележащих слоях до 45,0— 46,6%. У почв отрицательных элементов рельефа (луговато-черноземные уплотненные и лугово-черноземные слитые) общая пористость заметно ниже, чем у черноземов (42,0—43,8%) и практически не отличается по профилю (различия не существенны при уровне вероятности 95%). Проявляется явное уменьшение пористости агрегатов в ряду черноземы выщелоченные —»яугово-черн^ земные слитые на 4,1—8,6%, кроме того, отмечается снижение пористости агрегатов на 1,2—3,9% с глубиной у лугово-черноземных слитых почв. Эти раз-

личия свидетельствуют о деградации агрофизических свойств, в частности внутри агрегатной пористости почз, подвергшихся слитогенезу и гндромо|к|)изму.

Пористость аэрации для черноземов колеблется от 21—23% у залежных до 18—16% у пахотных. Закономерностей в изменении ее с глубиной не установлено. V пслугидроморфных аналогов черноземов отмечается заметное снижение порозности аэрации с глубиной и, особенно, с усилением гидроморфизма и слитизации. На глубине 55—60 см только 11% у луговато-черноземных уплотненных и 9% у лугово-черноземных слитых приходится на поры аэрации. Снижение пористости (всех категорий) при развитии гидроморфизма сопровождается изменением структуры по ро во го пространства. Анализ структуры порового пространства выполнен нами с помощью ОГХ.

Различия в структуре порового пространства черноземов и их полугидро-морфных аналогов проявляются в следующем: вл а го проводящих пор у луговато-черноземных уплотненных почв содержится на 1,8—2,2%, у лугово-черноземных слитых на 3,5—4,0% меньше, влаго сохраняющих — соответственно на 4,3—6,4% и 8,9—10,4% меньше, чем у черноземов.

Усадка н иабухаемость. В количественном отношении необходимо отметить весьма существенное различие в величине усадки исследованных почв. По сравнению с черноземами выщелоченными залежи, у которых усадка составляет 15%, в пахотных увеличение усадки на 3% отмечено в верхнем (10— 15 см) слое, что вероятно связано с техногенным воздействием, негативно влияющим на весь комплекс физико-механических свойств. В почвах отрицательных элементов рельефа усадка значительно выше, причем отмечается ее рост с глубиной от 19% в верхнем (10—15 см) слое луговато-черноземных почв до 30% у лугово-черноземных слитых на глубине 55—60 см. Наблюдается средняя корреляционная зависимость объемной усадки от удельной поверхности у черноземов (г = 0,68—0,70, г3 = 0,42—0,49) и сильная у луговато - и лугово-черноземных почв (г « 0,88—0,90;, г1 = 0,77—0,98). Связь между объемной усадкой и содержанием илистой фракции сильная для всех горизонтов исследованных пслугидроморфных почв (г = 0,80—0,97, г1 ™ 0,64—0,94),

Различие в ходе усадки черноземов и их полугидроморфных аналогов обуславливают значительную трещиноватость последних при их высушивании до воздушно-сухого состояния.

Основная гидрофизическая характеристика (ОГХ) почв. В связи с высокой трудоемкостью методов прямого определения ОГХ, требующих больших затрат времени и, кроме того, применимости их с достаточной точностью в узком интервале давлений влаги (рЯ) нами использована технология расчета базовых показателей физического состояния почв, разработанная П. М. Сапож-никовым и А. Н. Прохоровым (1992). На рис. 3 помещены графики ОГХ черноземов выщелоченных (залежь) —I и лугово-черноземных слитых — 2, являющихся крайними элементами изучаемого ряда почв.

■--10-15сы (1)

-55-6 Осы (1)

■ -55-61) см р)

10-15см (I)

... 1 г з

■ -.4

. »Рис. 3. ОГХ черноземе и выщелоченных (залежи)-/ , лугово-чер поземных

слитых почв- 2

Интервал значений давления влаги, соответствующий диапазону доступной для растений влаги - рР2,18—3,68. Диапазон доступной влаги проявляет устойчивую тенденцию снижения при изменении использования от 14,6—16,3% у черноземов залежи до 10,9—13,4% у пахотных и при усилении степени гидроморфизма и слитнзации до 11,0—15,9% у луговато-черноземиых уплотненных и 9,8—10,3% у лугово-черноэемных слитых почв (табл. 3).

Таким образом, вовлечение залежных земель в обработку (пашню) и развитие процессов гидроморфизма и слитизации ведет к уменьшению доли доступной влаги в общих ее запасах. Особенно существенны различия между черноземами залежи и лугово-черноземными слиггыми почвами — 5,2—6,0 абсолютных процентов, или более 30% от содержания доступной влаги в черноземах.

Таблица 3 - Характеристика почв полигона по содержанию доступ ной влаги

' Тип почвы Диамаюн доступной влаги, %

10— 15 см 30—35 см 55—60 см

Черноземы выщелоченные (залежь) 16,3 14,6 15,0

Черноземы выщелоченные (пашня) 13,4 12,9 10,9

J 1у 1-овато-чсрнозсм ные уплотненные 15,9 »1,1 11,0

Л у гово-ч ернтасм ные слитые 10,3 9,9 9,8

5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Влажность (УУ),%

5. Схема развития деградации черноземов нрн переувлажнении

На основании полученных данных нами предпринята попытка разработки схемы физической деградации черноземов (рис.4) Под влиянием группы факторов (ландшафтных и технологических) происходит изменение гидрологического режима почвогрунта, дегумифнкация почвы, ее уплотнение, разрушение структуры. Отмеченные процессы вызывают глубокую перестройку твердой фазы почвы' (изменение удельной поверхности, ее гидрофилизацию, увеличение амплитуды объемных деформаций): воздушной — перестройка по ро во го пространства, жидкой — изменение основных гидрофизических констант, что, в свою очередь, способствует усилению гидроморфизма и расширению площадей переувлажненных земель.

б. Влияние обработок и систем удобрений на агрофизические свойства почвы и продуктивность растений

Исследование проведено в стационарном многолетнем многофакторном опыте, заложенном на землях учхоза «Кубань» в низменно-западинном агро-ландшафте в пригороде Краснодара. Почвы - лугово-черноземные уплотненные, культура - кукуруза на зерно.

В опыте изучалось влияние - на агрофизические свойства следующих видов основной обработки: а) вспашка на 27 см (контроль); б) мелиоративная обработка— глубокое рыхление на 70 см и безотвальная обработка на 27 см (такая обработка проводится два раза за 8-польный севооборот, под остальные культуры проводится только безотвальная вспашка); в) минимальная обработка тяжелой дисковой бороной на 10—12 см.

Данные обработки нспытывались на фоне следующих систем удобрения: а) минеральная — внесение только минеральных удобрений; б) органомине-ральная; в) органическая. Дозы удобрений рассчитывались балансовым методом, конкретно для кукурузы они составляют; минерал ьная-Ь! 120, Р60, К90; органо-мн игральная - солома сои 2,5 т/га, N140, РбО, К60; органическая - навоз 80 т/га + солома сои 2,5 т/га + N60 Р30.

Лондмифпшые

Ttx»0,1 юн V ectttt t

Ф*к юры;

Внугря» почвеннме

процессы:

Результат:

І Ісрсі^рвжнн« ниє стоки бычочпё-рсчной « »и, мл рушение

ДрС*іЦ|М>»||Н»ЮСТІІ

местности

~ZL

УііНЧТОЖФИИ« епктшюП |МСТ«Т*ЛЫН|С1М їм» МШПССІІНИМ

ITo/ntN Vf B

ll«l,tetíMTI»ffi С Гру »CT Л1Ы

itoctno» iMfi^M опраныпочв

бмііішчііміінє с*, тменемне еостма

рі шане rJtetBM« процессу

ЛокильныА unoA »оди »я

=Г

Фн «mtCPCHtf Д(Г|М№ , ItHltt расширение ПЛ9* ШЯЛСА HtpeyBJI>«IÍ0b nui поца

Деі^мификиім

(^пдрФфялмтщга, ntpcci poJk« »«fwwtt пространств*, увеличу не удельмфЛ поверхности где р цв ft фіш

Исндгштифсн

rfllMolUWMfKHA

приемок » тин-чески« Среден» 1*л*чам oí раны

— ■ Vi г

УіШФПІПІНГ почты, ршрупют te

CTpjitrj-pu

Снижение ІКфИСТОСТИ п^шцни» ycw»ci»hc гядроморфнм * процессов

Рнс*4* Сима жіанміійя jminiifwi фііінчесіеой л«г|млйііни мчкя^слойімі «пмлилінйфтоь

Полученные данные показывают, что изучаемые факторы (обработка и удобрение) оказывают существенное влияние на плотность и агрегатный состав почвы (табл. 4).

Таблица 4 - Влияние обработки н удобрений на плотность луюво~

Способ основной обработки почвы Глубина обработки, см Плотность почвы, г/см1

без удобрений система удобрения

минеральная органом и-неральная органическая

Вспашка 5—10 1,31 1,34 1,34 1,35

15—20 1,37 1,37 1,37 1,36

25—30 1.47 1,48 1,45 1,38

45—50 1,43 1,42 1,46 1Д7

65—70 1,43 1,42 1,40 1,40

Мелиоративная обработка 5—10 1,40 1,43 1,26 1,24

15—20 1,41 1,38 1,35 1,32

25—30 1,39 13 1,34 1,27

45—50 1,40 1,40 1,40 1,37

65—70 1,42 1,41 К41 1,40

Минимальная обработка 5—10 1,36 1,36 1,34 1,33

15—20 1,39 1,40 1,42 1,41

25—30 1,48 1,45 1,44 1,40

45—50 1.4& 1,43 1,43 1,39

65—70 1,42 1,48 1,40 1,42

При наиболее распространенном способе основной обработки почвы (вспашке) к середине лета пахотный слой оказывается Лереуплотненным выше оптимума (1,31—1,37 г/см*); кроме того, на границе пахотного и подпахотного слоев (25—30 см) образуется уплотненный слой — «плужная подошва». При безотвальной обработке формирование «плужной подошвы» менее выражено, кроме того, такой прием позволил значительно снизить плотность почвы, однако плотность почвы остается выше оптимальных значений (1,25— 1,30г/см5). Испытание минимальной обработки с целью снижения машинной нагрузки показало, что в данном случае саморазрыхления почвы не наблюдается, плотность почвы осталась высокой.

Изменение сложения почвы связано с изменением ее агрегатного состава. На варианте «вспашка» глыбистое«, почвы оказалась наибольшей — более 30%. При мелиоративной обработке содержание глыбистой фракции было меньше, а количество агрономически ценных агрегатов (10—0,25 мм) — больше.

При поверхностной обработке оптимизации подвергся только верхний 10-сантиметровый слой, а ниже глыбистостъ была высокой. Сочетание

мелиоративной обработки, органической и оргакомииеральнон системы удобрения позволяет почти в два раза снизить глыбистость, а содержание агрономически ценных агрегатов доходит до 87%.

.Наибольшая урожайность кукурузы на зерно достигнута при сочетании мелиоративной обработки и органоминеральиой системы удобрений.

Таким образом, применение периодического глубокого рыхления и ежегодной безотвальной обработки на фоне органо-минеральиой и органической систем удобрений позволяет поддерживать сложение почвы на уровне, близком к оптимальному для тяжелых почв.

7. Влняине деградацнонных процессов на производственную ценность почв низмеппо-занадинных агролапдшафтов

Изменения агрофизических свойств, происходящие, в первую очередь, в почвах отрицательных элементов рельефа приводят к снижению их производственной ценности, что связано как с падением потенциального плодородия, так и с ухудшением их технологических свойств. По данным КубаньНИИгипрозем урожайность озимых зерновых на луговато-черноземных уплотненных почвах нч 6,8 ц/га (17,0%), а на лугово-черноземных слитых почвах — на 10,1 ц/га (25,0%) меньше, чем на черноземах,- Подобная тенденция, снижения урожайности в зависимости от степени развития гидроморфизма и слитизацин отмечается и для других культур: на 17,4—26,4% ниже урожайность сахарной свеклы и значительно ниже (на 27,0—40,9%) — подсолнечника.

Кадастровая стоимость, являющаяся основой для расчета земельного налога, а также используемая в других целях, предусмотренных законодательством, для почв низменно-западинных агроландшафтов различается весьма "существен но: ее величина максимальна у черноземов обыкновенных (47 620 рубУга), на 8,8% она ниже у черноземов выщелоченных (43 430 рубУга) и значительно, более чем в 2 раза, ниже у луговато-черноземных уплотненных почв (23 270 рубУга). Кадастровая стоимость лугово-черноземных слитых и луговых слитых осолоделых почв составляет 400 рубУга и рассчитана на основе абсолютной ренты, которая для безрентных земель в России составляет 12 рубУга.

выводы

1. Установлена устойчивая тенденция роста площадей переувлажненных земель (ППЗ) в районах наиболее интенсивного проявления современного гидроморфизма. За последние 26—30 лет доля ППЗ в сельскохозяйственных угодьях выросла в 2—3 раза, плошали полугндроморфных уплотненных н слитых аналогов черноземов увеличились на 51,6 тыс. га и в настоящее время составляет 134,5 тыс. га.

2. Морфологические свойства почв низменно-западинных агролаидшаф-тов различаются, и зги различия обусловлены в первую очередь степенью увлажнения различных элементов рельефа.

3. Качество структуры и ее водопрочноегь у полугидроморфных аналогов черноземов заметно падает при развитии процессов гидроморф изма и слити-зацки: увеличивается доля глыбистых частиц, снижается внутриагрегатная пористость и т. д.

4. В составе поглощенных оснований происходит снижение доли поглощенного кальция и увеличение— магния. При этом процесс глееобраэовакия приводит к снижению содержания и запасов гумуса в гумусироваиной толще исследуемых почв, что влияет на их физические свойства.

5. Удельная поверхность твердой фазы почв зависит в первую очередь от содержания илистой фракции и увеличивается в ряду от черноземов к лугово-черноземным слитым примерно на 13%.

6. Плотность исследованных почв изменяется с изменением влажности, причем амплитуда изменения плотности зависит от величины удельной поверхности, находящейся в тесной связи с выраженностью гидроморфизма и слитизации: у черноземов выщелоченных она ннже (64%), у лугово-чериоземиых слитых выше (75%). Скорость изменения плотности почвы также выше у почв с признаками гидроморфизма.

7. Поровое пространство почв, подверженных гидроморфизму, изменяется как в количественном, так и в качественном отношении: общая порозность лугово-черноземных слитых почв по сравнению с черноземами залежи падает на 9,6%, и если межагрегатная порозность снижается всего на 3,4%, то внутриагрегатная порозность агрегатов размером 3—5 мм снижается значительно — на 10,4%, что явно свидетельствует о процессе физической деградации почв.

8. Усадка почв низменно-западинных агроландшафтов отличается весьма существенно — от 15% у черноземов залежи до 30% у лугово-черноземных слитых, что обуславливает высокую плотность полугидроморфных аналогов черноземов в сухом СОСТОЯНИИ ,

9. Плотность почв, приуроченных к различным элементам низменно* заладииных агроландшафтоа, возрастает ряду черноземы выщелоченные —* лугово-черноземные слитые и теснота связи с факторами ее определяющими усиливается с развитием гидроморфизма.

10. Графики основной гидрофизической характеристики изучаемых почв практически не отличаются в области высоких давлений и существенно расходятся в области низких, соответствующих категориям доступной влаги: у черноземов залежи диапазон доступной влаги 16,3%, у лугово-черноземных слитых — 9,8%.

11. Применение мелиоративной обработки с периодическим глубоким рыхлением и ежегодной энергосберегающей безотвальной обработкой почвы на фоне органом и н ¿рал ьной и органической систем удобрений позволяет сдерживать процесс физической деградации почвы.

12. Результаты расчета нормальной урожайности, дифференциального рентного дохода и кадастровой стоимости свидетельствуют о снижении производственной ценности почв, подвергшихся гидроморфиэму и слитизации.

предложения производству

а ■ н

1. При изучении плотности набухающих почв и измен но-залади иных агро-ландшафтов необходимо учитывать значительные объемные изменения почв и вводить поправку на усадку или использовать динамические кривые зависимости плотности от влажности, при построении которых учтена усадка почв.

1. Для характеристики структурного состояния почв низменно-западнн-ных агроландшафтов, кроме общепринятых, использовать показатели внутрнаг-регатной порозности и распределения пор по размерам.

3. При использовании под пашню почв низменно-западииных агроландшафтов для сдерживания процесса физической деградации применять мелиоративную обработку с периодическим глубоким рыхлением и ежегодной энергосберегающей безотвальной обработкой почвы на фоне органоминеральной и органической систем удобрения.

4. Для существенного улучшения агрофизических свойств необходимо дополнительное воздействие в виде внесения кальций содержащих мелиорантов и больших доз органических удобрений, а также изменение структуры посевных площадей в сторону увеличения доли многолетних трав и других культур-ф итомел норантов.

3. При {Решении вопроса о способе использования земель в сельскохозяйственном производстве (определении вида угодий) учитывать дифференциальный рентный доход и кадастровую стоимость, которые с одной стороны служат показателем производственной ценности почв, с другой — являются отражением степени деградации почвенного покрова и должны учитываться при разработке систем мероприятий по восстановлению плодородия ночв.

Работы, опубликовапиые по теме диссертации

1. Власенко, В. П. Мониторинг процессов водной эрозии и гидроморф изма / В. П. Власенко // Атроэкологический мониторинг Краснодарского края: сб. научн, тр. / КубГАУ— Краснодар, 2003. — С. 11—23.

2. Власенко, В. П. В водно-физические свойства почв / В. П. Власенко // Агроэкологический мониторинг Краснодарского края: сб научи, тр/ КубГАУ — Краснодар, 2003. — С. 35—45.

3. Власенко, В. П. Изменение агрофизических свойств пахотных почв низменно-западинных агроландшафтов Краснодарского края / В.П.Власенко, А. Я. Ачканов // материалы Международной научной конференции. — Ростов н/Д, 2004. — С.48—52.

4. Власенко, В. П. Развитие гидроморфизма в пахотных почвах низменно-западинных ландшафтов Краснодарского края / В. П. Власенко // материалы Международной научной конференции, посвященной 100-летию со дня рождения основателя воронежской школы почвоведов П. Г. Адерихнна. Воронеж, 2004. — С.113—! 16.

5. Власенко, В. П. Зависимость плотности сложения набухающих почв низменно-западинных агроландшафтов Западного Предкавказья от влажности и ее связь с категорией удельной поверхности/В. П. Власенко //материалы Международной научной конференции. — Ростов н/Д: Ростиздат, 2005. С. 87-—91.

6. Власенко, В. П, Мониторинг физического состояния основных типов почв Краснодарского края / В. П. Власенко // Экологические и социально-экономические аспекты развития предгорной зоны Северного Кавказа: материалы межрегиональной научно-практической конференции. — Белореченск; Майкоп, 2005. С. 333—338.

7. Власенко, В. П. Развитие гидроморфизма в пахотных почвах степных агроландшафтов Краснодарского края / В. П. Власенко, А. Я. Ачканов,// Альтернативные технологии в земледелии: сб, научн. тр. / . КубГАУ — Краснодар, 2005. —С. 19—24.

Подписано в печать 25,10.2005. Формат 60x84/16. Печ. л. 1 Тираж 100. Заказ № 618

Кубанский государственный аграрный университет 350044 г. Краснодар, ул. Калинина, 13

г-20 6 6 1