Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Изменение состава и свойств выщелоченного чернозема Западного Предкавказья при его сельскохозяйственном использовании

ВАК РФ 06.01.03, Агропочвоведение и агрофизика

Автореферат диссертации по теме "Изменение состава и свойств выщелоченного чернозема Западного Предкавказья при его сельскохозяйственном использовании"

Работа выполнена на кафедре почвоведения и земледелия факультета тропического и субтропического сельского хозяйства Кубанского государственного аграрного университета в 1991-1994 гг

Научные руководители: доктор сельскохозяйственных наук,

профессор Н.С.1УР

кандидат сельскохозяйственных наук, доцент И.В.ЗАНИН

Официальные оппоненты: доктор биологических наук,

профессор В.^.ВАЛЬКОВ

кандидат сельскохозяйственных наук, доцент Г.Ы.СОЛЯНИК

Ведущая организация - Северо-Кавказский научно-исследовательский и проектно-технологический институт агрохимии и почвоведения

в 10 часов на заседании специализированного совета К 120.23.05 пои Кубанском государственном аграрном университете по адресу: 350044, г.Краснодар, ул.Калинина, 13, КГАУ.

Защита диссертации состоится

1995 г.

• С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Кубанского

государственного аграрного университета

Автореферат разослан ./) у января 1995 г.

Ученый секретарь специализированного совета,кандидат с.-х. наук.доцент

В.В.КОБЛЯКОВ

I.ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

4£2¥§5Ьность_темы.. Производственная деятельность человека влияет как на факторы почвообразования, так и сами почвы, их состав и свойства. Проблема изменения потенциального и эффективного плодородия почв при их сельскохозяйственном использовании в настоящее время становится особенно важной в связи с внедрением интенсивных технологий Дирюшин В.И., 1989/.

Разработка научных основ рационального использования земли с целью получения наибольшего количества продукции с единицы площади возможна только при наличии самых достоверных и всесторонних данных о свойствах почв. Необходимо иметь достаточно четкие сведения о том, какие свойства почв не обеспечивают получения высоких и устойчивых урожаев сельскохозяйственных культур, с каком направлении их надо изменять.

Естественное плодородие почвы изменяется обычно очень медленно. Определяется оно комплексом биологических, агрохимических и физических свойств, обусловливаниях жизнедеятельность растительных организмов. Разрушение и деградация являются характерной чертой возрастающего антропогенного воздействия на почвы в результате хозяйственной деятельности человека, которая в основном заключается в следующем: механическая обработка , ежегодная уборка и отчуждение большей части урожая, внесение удобрений, широкое применение пестицидов /Адерихин П.Г., 1964/. Поэтому изучение вопросов изменения состава и свойств почв при использовании их в сельском хозяйстве является актуальнейшей задачей для исследователей и практиков и имеет важное значение не только для стран тропиков и субтропиков, но и для других регионов.

Целью данной работы было изучение изменения состава и свойств чернозема выщелоченного Западного Пред-

кавказья при его сельскохозяйственном использовании.

В этой связи б задачу исследований входило:

- установить влияние хозяйственной деятельности на гранулометрический и микроагрегатный составы чернозема выщелоченного;

- изучить изменение структурного состава и водопрочности агрегатов;

- выявить различия в водно-физических свойствах черноземов выщелоченных при их разном сельскохозяйственном использовании;

- определить изменение влажности почв, общих, продуктивных запасов влаги на залеже, под культурами севооборота, монокультурой кукурузы по отдельным периодам и годам;

- дать агрохимическую характеристику чернозема выщелоченного по основны; показателям и показать интенсивность изменения их в процессе сельскохозяйственного использования;

- установить динамику обменного аммония, нитратов и подвижного фосфора в почве, используемой с различной'интенсивностью.

Впервые дана комплексная и количественная сравнительная оценка состава и свойств чернозема выщелоченного Западного Предкавказья при различном уровне его сельскохозяйственного использования в течение двадцати лет под залежью, монокультурой кукурузы, люцерной и кукурузой , возделываемых в восьмипольном севообороте.

Ш?актическая_ценность_]эаботы. Практическая ценность полученных результатов заключается в том, что на их основе можно прогнозировать и целенаправленно влиять на почвообразовательный процесс.Так, по показателям изменений параметров плодородия выщелоченного чернозема становится возможным определенными агротехническими приемами регулировать содержание агрономически ценных и водопрочных агрегатов, гумуса и элементов питания растений, обменных оснований и реакцию среды, а также улучшить водные свойства и физическое состоя-

ние почвы. Все это будет способствовать улучшению условий-для ■ юста, развития и повышения продуктивности растений.

Апробауия_Еаботы. Материалы диссертации доложены и получили добрение на научных конференциях исполнителей-исследователей по еме № 10 факультета тропического и субтропического сельского хо-яйства Кубанского ГАУ (Краснодар, 1992, 1993, 1994 гг.).

Пубдакаци^£езультато^^стедований. По материалам диссертации -'Публикована I научная работа и две находятся в печати.

Объем, и структура диссертации. Диссертация изложена на границах машинописного текста. Содержит 3 главы, в которых имеется Э таблиц и 10 рисунков, выводы и 38 таблиц-приложений. Список спользованной литературы включает 208 наименований, в т.ч. зарубелых авторов 41.

2.ОБЪЕКТЫ,УСЛОВИЯ И МЕТОДИКИ ИССЛЕДОВАНИЙ

Исследования проводили в 1992-1994 гг. в полевых и лабораторных ■словиях. Для изучения динамики основных показателей состава и свой-;тв выщелоченного чернозема Западного Предкавказья были ввделены ¡тационарныо площадки в четырехкратной повторности на участках со :ледуюцими вариантами 20-летнего использования выщелоченного чернозема: Залежь (дендрарий КГАУ), люцерна и кукуруза в эвене вось- . ипольного учебного севооборота (факультета тропического и субтро-ического хозяйства КГАУ), монокультура кукурузы (опытное поле НИИСХ).

По климатическим условиям район проведения опытов относится к • юне неустойчивого увлажнения, характеризуется умеренно континен-'альным климатом. Средняя температура воздуха составляет Ю,7°С. 'идротермический коэффициент (ГТК) равен 0,9-1,2. Теплом обеспече-ai все выращиваемые в районе сельскохозяйственные культуры. За вегетационный период суша температур составляет 3500°С, общая про- . •

о

должительность периода с температурой выше +5°С - 243 дня, с температурой более Ю^С- 190-195 дней. Температурные условия в 1 оды исследований били близки к среднемноголетним. Количество осадков в апреле, мае и июне с годы исследований были выше средне-многолетних показателей за ата месяцы. При полеЕом исследовании почв выполняли почвенные разрезы глубиной два метра. Проводили их морфолого-генетическое описание и отбор образцов э соответствии с принятой в России формой и методикой. При изучении водно-физических свойств и агрохимического состава, динамики влажности выщелочен ного чернозема образцы почвы ежемесячно отбирались буром Розанова по слоям 0-10 см, 10-20 см к далее сплошной колонкой по слоям 20 см до глубины два метра.

Отбор образцов почв для определения объемной массы, структурного состояния, предельной полевой влагоемкое?/, проводили в весеннее или ранне-летнее время, когда почва имела физическую спелость и легко распадалась на составляющие ее агрегаты. Гумус определялся по слоям до глубины два метра. Динамика подвижных элементов питания в почве изучалась в слое 0-20 см.

Лабораторные анализы проводили по общепринятым методикам: гранулометрический и микроагрегатный составы по Качинскому: структурно агрегатный состав по Саввинову; удельная масса твердой фазы почвы- пикнометрическим методом; объемная масса -цилиндром объемом 50 см3; максимальная гигроскопическая влага путем насыщения почвенных проб над 10%-ной серной кислотой (по Митчерлиху); порозность агрегатов по Польскому, путем парафинирования; дифференциальная порозность чернозема - по Качинскому.

Химические и агрохимические анализы проводили по следующим методикам: гумус по И.В.Тюрину в модификации В.Н.Симакова, азот валовой - по Кьедьдалю, нитратный по Грандваль-Ляжу; аммоний-с реактивом Несслера: подвижные формы фосфора по Чирикову; обмен-

р. о,

гые основания Са и ) комплексометрическим методом; СО^ кап-'онатов- на кальциметре газометр;;ческим методом.

3. РЕЗУЛЬТАТУ ИССЛЕДОВАНИЙ 3.1.Грануломегпический и микроагрегатные составы Ряд исследователей /Ьалыкин А.Г. и Сафонов А.,1990/ считает,что ранулометрический состав является устойчивым показателем,который ■ало и очень медленно изменяется в процессе как естественного почво-бразования.так и ппи антрапогенном воздействии на почву.Поэтому для .туч'нения свойств пахотных почв с неблагоприятным гранулометрическим оставом требуется активное и длительное вмешательство человека.Гра-улометрический состав выщелоченных чепноземов легкоглинистый иловато-клеватый довольно однородный по профилю.Отмечено некоторое увеличено илистой фракции и физической глины в верхней части гумусово-акку--улятивного горизонта по сравнению с материнской породой.Содержание ракпий песка не превышает 9,СЙ, а часто по профилю составляет 2,7-,6Я.Ппичеч во многих разрезах количество мелкого песка с глубиной озпгстйет в лва раза,п то время как количество крупного и среднего еск;; по профилю изменяется мало.Независимо от сельскохозяйственного спользоьания в выщелоченном черноземе максимальное содержание физи-еской глины и ила наблюдалось в верхнем гумусово-аккумулятивном горизонте А.С глубиной количество их в целом постепенно снижалось и .остигало минимума в материнской породе.Рассчитанный нами коэффициент глинивания был всегда больше единицы, а в средней и нижней частях оризонта А он достигал максимальных значений (1,08-1,31 ), что видетельствует о более активном внутшпочвенном выветривании и акоплении здесь илистых частиц. Это подтверждается также отноше-ием количества илистых частиц в каждом генетическом горизонте к одегисанию физической глины в этом же горизонте .Данные о накоплении листах частиц в гумусовом слое выщелоченных черноземов и собенно в средней и нижней частях горизонта Айв вегж-ей переходного горизонта В дают лишь относительное представление б интенсивности оглинивания, так как этот процесс охватывает не

только почвенные горизонты, но и материнскую породу. Поэтому коэффициенты накопления ила и оглинивания показывают лишь, насколько интенсивнее процесс протекает в гумусовом профиле по сравнению с материнской породой. Наиболее интенсивно оглинивание протекает в нижней части горизонта А. и в верхней переходного горизонта В, где большую часть года наблюдаются положительная температура и оптимальная для сиаллитизации влажности почвы. В горизонте А в летний период часто наблюдается иссушение почвы, а в зимний период ее промерзание, что замедляет процесс выветривания минералов. Аналогичные данные гранулометрического состава выщелоченных черноземов приведены в работах Е.С.Блажнего , Е.С.Блажнего с соавторами /1985/.

' Полученные результаты свидетельствуют, что гранулометрический состав выщелоченных черноземов не претерпел значительных изменений за 20-летний период разного его сельскохозяйственного использования Однако ежегодное поступление органического вещества в выщелоченный чернозем по залеже и люцерне обусловило несколько большее количество илистых частиц (на 2-5%), по сравнению с почвой под монокультурой кукурузы и кукурузой в звене севооборота. В содержании физической глины (частиц менее 0,01 мм) и пылеватых (частиц 0,05-0,001 мм) по профилю чернозема существенных изменений не обнаружено. Наибольшая величина коэффициента оглинивания в метровой толще выщелоченных черноземов (1,21-1,31) отмечена под монокультурой кукурузы и кукурузой в звене севооборота, что вероятно , рбусловлено здесь;усилением процессов внутрипачвенкого выветривания под влиянием ежегодно вносимых минеральных удобрений. Установлено, что в выщелоченных черноземах хорошо выражена водопрочность микроструктуры, что подтверждается высоким Содержанием агрегатов размером менее 0,25 мм. Количество их вниз по профилю не оцускается ниже 70%, а часто

составляет 80-93$ массы почвы. Среди микроагрегатов преобладают сдельности крупной пыли (0,05-0,01 мм). Составляющие 40-67% суммы мкроагрегатов. Далее по содержанию следуют мелкопесчаные (0,25-),С5 ми) я мелкопылеватке (0,005-0,001 мм) отдельности меньше зсего при микроагрегатном анализе получено илистых микроагрегатов - от 2,2 до 4,2$ массы почвы.

3.2.Структурный состав и водопрочность агрегатов

Структура о^элцьает большое влияние на водно-физические свойства и плодородие почв.

Проведениями исследованиями в целом установлено, что верхняя полуметровая толща выщелоченных черноземов хорошо оструктурена. Агрономически ценных агрегатов размером 0,25-10 мм здесь содержа-тось от 61 до 69%. С глубиной, с уменьшением гумуса, количество П'рономически"ценных агрегатов снижалось и было минимальным (57,552,7%) в материнской породе. Рассчитанный наш фактор дисперсности-ю Качинскому также свидетельствует о довольно высокой водопрочности .икроагрегатов выщелоченных черноземов. В гуцусовом слое почвы фактор дисперсности равен 8,11?, а в материнской породе он состав-зяет 11,2-12,5%. Это свидетельствует о высоком факторе структурности ! выщелоченного чернозема. Наиболее благоприятный в агрономическом >тно1лении микроагрегатный состав- выцелоченных черноземов под залежью, где фактор дисперсности в верхней метровой толще не превышал [0%, а содержание илистых микроагрегатов размером менее 0,001 мм )ыло не выше 4%. Близкие к этим величинам показатели были под поцерной, монокультурой кукурузы и особенно под кукурузой в звене ¡евооборота. Во втором метре, несмотря на снижение гумуса с г^уби-юй, водопрочность микроагрегатов оставалась довольно высокой, о гем свидетельствует фактор дисперсности. Аналогичные данные микро-1грегатного состава приведены в совместной работе Е.С.Блажнего,

Ф.Я.Гаврилюка, В.Ф.Валькова и Н.Е.Редькина /1985/ при характеристике выщелоченных черноземов Западного Предкавказья. Однако у них фактор дисперсности на глубине 133-140 см не возрастал, а составлял 6,1%. Рассчитанный коэффициент структурности (К.С) по нашим данным в горизонте А колебался в пределах от 1,8 до 2,2. Ниже по профилю он постепенно снижался и достигал минимума (0,9-1,1) в материнской породе, на глубине 180-200 см. Используя данные структурного состава приведенные в работе И.А.Кузнецова /1958/, мы также рассчитали коэффициент структурности. Оказалось, что 35 лет назад в горизонте А этих же черноземов коэффициент структурности составлял 0,6, а в горизонте В он возрастал до 1,2. Количество наиболее ценных в агрономическом отношении агрегатов размером 1-3 мм в черноземе выщелоченном под разными культурами было довольно близким только в слое 0-10 см. Вниз по профилю количество их под люцерной, монокультурой кукурузы и особенно под кукурузой в звене севооборота было заметно меньше, чем под залежью.

, Самым высоким количество водопрочных агрегатов (как в 1992 , так и в 1993 г.) было под люцерной- 60,9-68,3%, а наименьшее содержание юс было под монокультурой кукурузы- 50,3-60,7%. Два других варианта использования почв (залежь и кукуруза в севообороте) по этому показателю занимали промежуточное положение (табл.1).

Проведенными исследованиями установлено, что структурные агрегаты черноземов выщелоченных в целом обладают хорошей воДопрочностью. Сумма водопрочных агрегатов в пахотном и подпахотном слоях превышает 57,555, с глубиной количество их постепенно убывает, что, вероятно, связано с уменьшением гумуса, являющегося "цементом" при образовании структуры. Под всеми культурами количество водопрочных агрегатов крупнее 3 мм было невысоким и часто составляло 4-6% с колебаниями от 3,3 до 19,9%. Несколько больше этих агрегатов было в слое 0-10 см под залежью. Отмечалось также уменьшение

Таблица I'

Сумма водопрочных агрегатов выщелоченного чернозема, %

Угодья, культура »►Слой, см:1992-1993:1993-1994гг. : гг. : :Среднее

Залежь 0-10 54,9 56,5 55,7

10-20 56,0 59,1 57,6

20-40 61,5 63,7 62,6

Люцерна в севообороте •о-ю 62,7 68,3 65,5

10-20 64,9 66,6 65,8

20-40 60,9 60,9 60,9

Монокультура кукурузы 0-10 55,3 55,7 55,5

10-20 60,6 60,7 60,7

20-40 50,3 57,1 53,7

Кукуруза в звене 0-10 58,6 58,5 58,6

севооборота 10-20 65,6

62,2 63,9

20-40 56,9 59,2 58,1

водопрочных агрегатов размером 1-3 мм под монокультурой кукурузы к возрастание водопрочных отдельностей здесь размером 0,5-1 мм.При повторном определении водопрочности агрегатов в 1993 г. были получены аналогичные результаты."

3.3.Характеристика водно-физических свойств чернозема выщелоченного

Водно-физические свойства почвы тесно связаны с ее структурным составом и водопрочностью агрегатов.В комплексе они определяют соотношение твердой, жидкой и газообразной фаз, а также водный, пищевой и воздушннй. рёяямн почвы.

Одним из интегральных показателей физических свойств почвы является объемная масса. Средние .данные ее величины для отдельных

объектов по слоям 0-20, 0-50 и 50-100 см существенно отличаются (табл.2). Наименьшие показатели плотности чернозема выщелоченного

Таблица 2

Изменение объемной массы почвы по слоям и угодьям

Угодье, культура -■г 1 = Х±5Х у Л и ! ^

0-20 см

I.Залежь 16 1,12+0,03 6,12 3,06 2,33+(1-3),

- 2,50+(1-4)

2.-Монокультура кукурузы 8 ВД5+0.01 3,73 1,25 2,20+(2-3); 2,18+(2-4)

3. Люцерна 8 1,19+0,03 8,47 2,95 -

-4.Кукуруза в звене севооборота 8 1,18+0,02 0-50 см 5,44 1,87

I.Залежь 16 1,20+0,03 5,86 2,93 2,50+(1-3)

2.Монокультура кукурузы 8 1,21+0,01 3,18 1,08 2,50+(2-3)

3.Люцерна 8 1,27+0,02 5,90 2,05 2,Й0+(3-4)

4.Кукуруза в звене севооборота 8 I,23+0,01 50-100 см 3,19 Т ,07 ¿05,22=2,07

I.Залежь 16 1,28+0,02 5,52 2,75 2,50+(1-3)

2.Монокультура кукурузы 8 1,30+0,01 3,31 1,14 -

3. Люцерна 8 1,33+0,01 2,39 0,82 -

4.Кукуруза в звене севооборота 8 1,32+0,01 2,82 0,94 -

били под залежью, где они равнялись 1,20+0,03 г/смэ Общая зако-

номерность изменения плотности корнеобитаемого слоя почек находится в обратной зависимости от их использования, что объясняется неравномерным воздействием различных приемов обработки, разными

сроками изменения и т.д. На исследуемых объектах почв достоверные различия наблюдаются , кроме между залежью и монокультурой кукурузы, залежью кукуруйа в севообороте и монокультура кукурузы -и кукуруза в севообороте, где плотность составляет (1,20 +0,03 до 1,23+0,01 г/см3). В черноземе выщелоченном под залежью отмечалась и наибольшая водоудерживающая способность. В слое 0-10 см наименьшая влагоемкость составила 30,3?, в то время как под люцерной, монокультурой кукурузы и кукурузой в звене севооборота она была соответственно на 0,74, 1,01 и 1,61% ниже.

О благоприятных водно-физических свойствах черноземов выщелоченных свидетельствуют и результаты исследования дифференциальной по-розкости кх. Данные черноземы обладают благоприятным соотношением пор внутри агрегатов и между ними.

3.4.Водный режим чернозема выщелоченного при различном его использовании

Анализ изменения полевой влажности чернозема выщелоченного, а также общих и продуктивных запасов влаги показывают значительную их динамику как во время вегетации растений, так и по объектам исследования.

Влажность чернозема выщелоченного во всех слоях в течение вегетационного периода оставалась довольно высокой. В 1992 году за вегетационный период осадков выпало на 17 мм больше, чем в 1993, а в 1994 году за этот же период осадков выпало на 79 мм меньше, чем в 1993 году. Это и сказалось на водном балансе полей (рис.1). Проведенные исследования позволяют сделать вывод о том, что в течение трех лет динамика общих и продуктивных запасов влаги определяется режимом влажности чернозема, а также.его водно-физическими свойствами. В конце апреля 1992, 1993 , 1994 гг. запасы общей и

мм мм

14

м>< мм

1992г.

350 75С 350 750

300 70С 300 700

- ••. НВ

250 65С 250 650

200 60С 600

150 55( 550

100 50С \ /10° 500

50 45С V 50 450

0 40С ВЗ П 400

199 Зг НВ

/ \ \

/ Ч\ Х V '

ьД /V

Ч>ьч

с

1У у У1—УЛ.УШ IX*

250 200 150

100 50 0

С о

1У У И УП УШ IX

О 1У У У1. УП- УШ IX

I- залежь

1 ---- 2-люцерна

2

........3-монокультура кукурузы

-•--4-кукуруэа в севообороте

Рис.1.Динамика общих и продуктивных запасов влаги (в слое 0-200 см)

продуктивной влаги в черноземе исследуемых объектов были довольно значительны и находились в пределах 587,2-706,3 мм. Наибольший запас влаги отмечался под монокультурой кукурузы и кукурузой в звене севооборота. Обильные дожди в чае и июне 1992 года способствовали увеличению общих и продуктивных запасов влаги под все™ культурами иу угодьями. В июле и августе запасы влаги несколько снижались, хотя и были довольно значительными. Минимальные запасы общей и продуктивной влаги в слое 0-200 см под залежью и люцерной составляли от 479,9 до 488,9 мм и наблюдались в августе. Значительное количество осадков в течение трех лет способствовало поддержанию общих и продуктивных запасов влаги на высоком уровне.

3.5.Агрохимические показатели и динамика элементов питания

Важнейшими показателями плодородия почв является содержание в почве гумуса и мощность гумусового горизонта.

Проведенными исследованиями установлено, что максимальное ко- ; личество гумуса наблюдалось под залежью (табл.3). Это превышение отмечалось не только в верхнем пятидесятисантиметровом слое, но во всех нижнерасположенных горизонтах. Под другими культурами гумуса содержалось меньше, однако каличество его под люцерной, монокультурой кукурузы и кукурузы в звене севооборота существенно не различалось во всех слоях почвы. Определяющее влияние на содержание и запасы гумуса под залежь» оказала большая масса органических остатков лугово-степной многолетней растительности, ежегодно поступающей как на поверхности почвы, так и в другие нижерасположенные слои. Содержание гумуса в слое 0-20 см под залежью достоверно отличается от его количества под другими культурами. Минимальное содержание гумуса в слое 0-20 см было под кукурузой в звене севооборота, что вероятно, объясняется ежегодным отчуждением с поля всей сельскохо-

ш

Таблица 3

Содержание гумуса по слоям , Ъ (Л = 8) (результаты статистической обработки)

Глубина, см: Угодьи и культура : X ±_ <5 у :У,% :?,% :

0-20 Залежь 3,92+0,099 7,37. 2,53 8,П+( 1-2),

4,59+(1-3) 9,50+(1-4)

Монокультура 3,10+0,018 1,72 0,60 2,93+(2-3),

кукурузы

1,28 (2-4)

Люцерна 3,42+0,022 3,75 1,31 4,22+(3-4)

Кукуруза в звене 2,96+0,006 0,65 0,22

£05,14=2,14

0-50 Залежь 3,82+2,43 6,33 2,13 Ю,24+(1-2)

10,56+(1-3) II ,56+(1-4)

Монокультура 2,97+0,94 2,69 0,94 2,90+(2-3),

кукурузы

3,92 (2-4)

Лице она 2,88+1,12 3,22 1,12 0,64"(3-4)

Кукуруза в эвене 2,86+0,35 1,08 0,35

¿05,14=2,14

0-100 Залежь 3,37+0,076 6,01 2,21 5,67+(1-2),

7,40+(1-3), 9,61+(1-4)

Монокультура 2,78+0,029 3,07 1,07 1,72"(2-3),

кукурузы 3,94+(2-4)

Люцерна 2,60+0,026 2,71 0,94 2,19+(2-4)

Кукуруза в звене 2,37+0,019 2,49 0,84

"Ьб,14=2,14

зяйственной продукции и крайне низким поступлением здесь органических остатков в почву. Количество гумуса в слое 0-20 см под разными культурами-достоверно различается друг от друга. Средневзвешенное количество в слое 0-50 см и 0-100 см под залежью также достоверно отличается от его количества под другими культурами.

Соотношение между углеродом и азотом (С/)Г») находится в пределах от 5,12 до 13,69. В горизонте С количество его не превышает 0,41%, а под люцерной соотношение между углеродом и азотом сужается. Таким образом по сравнению с другими участками обедненность 1*уМУйа; азбтом наблюдается особенно в эвене севооборота где отношение углерода к азоту в гуцусе (С/№) составляет от 8,70 до' 13,69. Характер снижения валовдао азота по профилю изучаемых почв подтверждается результатами статистического анализа во всех объектах.

Наибольшее содержание общего фосфора наблюдается по кукурузе в монокультуре (0,211 мг/100 г почвы), которое статистически существенно превышает содержание фосфора в других видах угодий.

. В результате проведенных исследований установлено, что нет достоверных различий между изучаемыми объектами по показателям рН водной и солевой. Суша поглощенных оснований колеблется в горизонте А от 28,15 до 45;50 мг-экв на 100 г почвы, что связано по-видимому с -¡л' ., высоким содержанием тонкодисперсных частиц у черноземов выщелоченных. Обменный кальций составляет 80-84% от суммы, что благоприятно сказывается на коагуляции почвенных коллоидов и состоянии структурных агрегатов.

Динамика элементов питания

Об обеспеченности растений азотным питанием судят по содержанию минеральных его форм, то есть по количеству нитратов и аммония (рис .2).

Характерной общей особенностью в динамике минерального азота в пахотном слое почвы в годы проведения исследований является тот

-I -залежь - -—З-монэкультуга кукурузы

----2 -люцерна —~—4-кукупуза в севообороте

Рис.2. Динамика минерального азота в выщелоченном черноземе (слой почвы 0-20 см1

факт, что п дождливом 1992 году накапливалось в целом'больше аммония и меньше нитратов, а в засушливом 1994 году это проявлялось наоборот.

Повышенное количеств^ аммония в мае и июне почти под всеми

».

объектами в 1992-1994 гг. объясняется высокой влажностью почвы и интенсивными микробиологическими процессами, приводящими к накоплению азота в почве в виде аммония. Невысокое количество обменного атония обнаружено б августе и сентябре 1994 года. Лишь только в апреле, июне и в июле содержание его возросло до 3,8-5',6 мг/100 г почвы. Однако в дальнейшем количество его снизилось до "следов". Вероятно, это объясняется отсутствием дождей и довольно сухой почвой.

Содержание нитратов в 1992-1994 гг. в черноземе выщелоченном на всех исследуемых объектах было низким и составляло в основном менее I мг/100 г почвы. Весной минимальное количество нитратов на-Олюдалось под люцерной. Это связано с тем, что развитие люцерны начинается рано весной,коща еще низкие темтсепатури и нитрификаци . идет медленно, а также в результате интенсивного поглощения нитратов почеы растениями люцерны. В дальнейшем в мае, июне, июле'и в августе количество нитратов несколько снижалось, по мере потребления, кх растениями. В сентябре содержание нитратов возрастало к достигало весеннего количества особенно в 1994 году до 5,1-6,8 мг/100 г

почвы.

Вторым по важности макроэлементом в минеральном питании растений является фосфор. Наши наблюдения за динамикой фосфатов показали,что 5ольшое количество и запасы их по всему профилю были под монокультурой кукурузы и кукурузой в эвене севооборота.Определяющее влияние здесь оказали вносимые минеральные удобрения.Колебания в содержании фосфора на исследуемых участках были низкими (1^=9,5-6%).Подвижного фосфора в пахотном слое чернозема под монокультурой куку-

Вузы было в 2-3 раза больше, чем под залежью, люцерной, кукурузой в звене севооборота. Под всеми культурами снижение (в 1,5-3 pasa) подвижного фосфора наблюдалось в июле, августе и сентябре по мере потребления его растениями и перехода в малоподвижное состояние ввиду иссжвзния почвы.

Таким образом, проведенные исследования показали, что даже сверхмощные черноземы при интенсивном их сельскохозяйственном использовании меняют состав и свойства.

ВЫВОДЫ.

I.Гранулометрический состав черноземов выщелоченных Кубани является устойчивым показателем, при сельскохозяйственном использовании он изменяется мало и медленно. Независимо от сельскохозяй-*-ственного использования максимальное содержание физической глины (65,9-70,0%) и ила (35,0-40,7%) наблюдалось в гумусово-аккумулятив-ном и в верхней части переходного горизонтов. Коэффициент.оглинива-ния здесь имел максимальные значения (1,08-1,30).

2.Черноземы выщелоченные имеют высокую водопрочность микроагрегатов (71,3-95,3$) и невысокую величину фактора дисперсности, равного в гумусовом слое 8-11% и возрастающего в материнской породе до II,1-12,5%.

З.В агрономическом отношении' Наиболее благоприятный микроагрегатный состав чернозема выщелоченного был в верхней метровой толще под залежью, где фактор дисперсности не превышал .10%, а сумма . водопрочных микроагрегатов составляла 81,8-88,7%. Эти показатели были высокими также под монокультурой кукурузы и люцерной,' и в нижерасположенных слоях под этими культурами.

4.Верхняя полуметровая толща чернозема хорошо оструктурена. Количество агрономически ценных агрегатов (10-0,25 мм) здесь равно

61-69%. С глубиной оструктуренность снижается. Среди макроагрегатов преобладают глыбистые отдельности, составляющие по профилю 30-50%, пылеватых частиц мало- 0,6-2,2%. Наибольшее количество агрономически; ценных агрегатов было под залежью (58,2-67,5%). Интенсивная ежегодная обработка пахотных почв снизила оструктуренность чернозема.Коэффициент оструктуренности под залежью превышал единицу , под монокультурой кукурузы он был минимальным (0,6-0,9).

5.Водопрочноеть макроструктурных отдельностей черноземов выщелоченных хорошая. В пахотном и подпахотном слоях сумма водопрочных агрегатов превышала 57,5%, но с глубиной, по мере падения гумуса, водопрочность агрегатов снизилась. Больше водопрочных агрегатов было под люцерной- (60,9-68,3%), меньше - под монокультурой кукурузы (50,3-60,7%).

6.Черноземы выщелоченные имеюг рыхлое и слабоуплотненное ело-, жение по профилю (СМ 1,20-1,37 г/см3), высокую общую порозность (>50%), полевую влагоемкость (29,5% вверху и 23,7% внизу), порозность аэрации (> 27,7%), благоприятное соотношение пор внутри агрегатов и мевду ними. Максимальная водоотдача по профилю равнялась 10,0-16,8%.

7.Несмотря на разное количество атмосферных осадков в период вегетации растений и за год'общие и продуктивные запасы влаги поддерживались на довольно высоком уровне и даже в августе они не достигали минимальных значений, соответствующих влажности завяда-ния растений. Более высокие запасы влаги почти во всех слоях почвы и в течение трех лет исследований были под монокультурой кукурузы и кукурузой в звене севооборота, а меньшими под залежью и люцерной.

8.Максимальный дефицит.запаса влаги во всех слоях чернозема был в июле, августе и сентябре 1994 г. под залежью, минимальный под монокультурой кукурузы и кукурузой в звене севооборота.

9.Длительное возделывание культур в севообороте и при моно-

культуре кукурузы снизило содержание гумуса за год в пахотном слое на 0,012-0,024%, запасов гумуса- на 0,19-0,45 т/га. В слое 0-40 см запасы гумуса за год снизились на 0,98-2,04 т/га (по сравнению с залежью). Установлены достоверные различия в содержании гумуса в слое 0-20, 0-50 и 0-100 см под залежью, монокультурой кукурузы, люцерной и кукурузой в звене севооборота.

Большие запасы гумуса и азота валового в слое 0-200 см были под залежью, валового фосфора- цод монокультурой кукурузы.

По материалам диссертации опубликованы следующие работы: I.Изменение состава и свойств" чернозема выщелоченного при его сельскохозяйственном использовании// Сборник научных работ молодых ученых.- 1993.- Краснодар. С.3-7.

2.Содержание и запасы фосфора в черноземе выщелоченном при различном использовании//Труды Кубанского государственного аграрного университета, 1994. Выпуск 339(367).

3.Динамика форм азота в выщелоченном черноземе при его различном использовании// Труды Кубанского государственного аграрного университета, 1994.- Выпуск 339(367).

КУБАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

На правах рукописи

УДК 631.42:631.445.4 (470.62)

ВДКЕЛАССИЛИ ФРАНСУА

ИЗМЕНЕНИЕ СОСТАВА И СВОЙСТВ ВЫЩЕЛОЧЕННОГО ЧЕРНОЗЕМ ЗАПАДНОГО ПРЕДКАВКАЗЬЯ ПРИ ЕГО СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОМ ИСПОЛЬЗОВАНИИ

Специальность- 06.01.03 - Агропочвоведение и агрофизика

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

Краснодар, 1995