Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Плотность серых лесных почв Владимирского ополья и факторы ее определяющие

ВАК РФ 03.00.27, Почвоведение

Содержание диссертации, кандидата биологических наук, Липатов, Денис Николаевич

Введение . 2

Глава 1. Плотность серых лесных почв: ее пространственная организованность, временная изменчивость, взаимосвязь с другими свойствами. 4

1.1. Закономерности изменения плотности по профилю серых лесных почв.*

1.2. Пространственная вариабельность плотности почвы.9

1.2.1. Статистическая характеристика плотности почвы как случайной величины.9

1.2.2. Закономерности пространственной организации плотности почвы. .10

1.3. Временная изменчивость плотности серых лесных почв.14

1.3.1. Влияние процессов прмерзания-отгаивания на динамику плотности почвы.14

1.3.2. Процессы набухания-усадки, трещиноватосгь почвы и их роль в динамике плотности почвы.

1.3.3. Влияние почвенных обработок на плотность пахотного и подпахотных слоев поч

1.4. Характер взаимосвязей между плотностью и другими почвенными показателями.^1

Глава 2. Объекты и методы исследования.26

2.1. Общая характеристика территории Владимирского ополья.26

2.1.1. Климатические условия.26

2.1.2. Почвообразующие и подстилающие породы. Грунтовые и подземные воды.27

2.1.3. Геоморфология и микрорельеф.28

2.1.4. Растительность.30

2.1.5. Почвенный покров.30

2.2. Объекты исследования.36

2.3. Методы исследования.41

2.4. Вычисления.43

2.4.1. Вычисление скользящего среднего, скользящей дисперсии.44

2.4.2. Автокорреляционный и кросс-корреляционный анализ.45

2.4.3. Спектральный анализ. 47

2.4.4. Семивариограммы.49

Глава 3. Профиль плотности серых лесных почв Владимирского ополья.

Глава 4. Латеральная организованность плотности в серых лесных почвах Владимирского ополья. 62

4.1. Изменчивость плотности почвы в связи с особенностями морфологического строения почвенного покрова Владимирского ополья. 62

4.2. Квазипериодичность изменения почвенной плотности в пространстве. 72

4.3. Пространственный анализ дисперсии плотности почвы. 92

Глава 5. Временная изменчивость плотности пахотных серых лесных почв. 104

5.1. Сезонная динамика плотности и влияние на нее различных видов основной обработки почвы. 104

5.2. Соотношение между плотностью пахотного горизонта и его мощностью. 110

Глава 6. Взаимосвязь между плотностью и другими почвенными свойствами. 112

6.1. Зависимость плотности серой лесной почвы от ее влажности, содержания гумуса, удельной поверхности. 112

6.2. Связь плотности серой лесной почвы с ее твердостью и коэффициентом впитывания. 118

6.3. Взаимосвязь между плотностью и другими почвенными свойствами с учетом их пространственной организованности. 121

Выводы. 126

Введение Диссертация по биологии, на тему "Плотность серых лесных почв Владимирского ополья и факторы ее определяющие"

Показатель плотности почвы традиционно широко используется в самых различных почвенных исследованиях. И почти в каждом из этих исследований особо подчеркивается значительная пространственно-временная вариабельность плотности почвы. Однако закономерности пространственной организованности и сезонной динамики плотности остаются малоизученными. Так, при описании почвенного профиля неизменно отмечается характер вертикальной изменчивости плотности почвы. Причем бывает крайне сложно отделить педогенную дифференцирован-ность профиля по плотности от литогенной, а в почвах агроценозов еще и от дифференцированное™, вызванной агрогенными явлениями. По-видимому, решение этой проблемы предполагает проведение детального анализа вертикальной неоднородности плотности для почв различного генезиса, сравнение освоенных и целинных аналогов. В свою очередь, в перспективе профиль плотности может найти более широкое применение при характеристике и диагностике почв. С представлениями октуре пространственной неоднородности плотности почвы тесно связаны такие явления, как плужная подошва, внутрипочвенный микрорельеф, слой криогенного саморыхления. При этом наряду с вертикальной организованностью плотности важную роль играют закономерности ее латеральной изменчивости. Чаще всего вдольповерхностная организованность плотности продиктованактурой почвенного покрова исследуемого участка и отражает изменение плотности почвы при смене (выклинивании) одних почвенных горизонтов другими. Принципиальным является вопрос о том, в какой степени факторы, формирующие микровариабельность плотности почвы, будут сохранять свое влияние при более высоком уровне рассмотрения, в частности, на уровне ЭПА. Широкие возможности для изучения латеральной неоднородности почвы предоставляет траншейный метод. Траншеи позволяют получать непрерывную картину изменения морфологических показателей и свойств почвы в пространстве, выступая в качестве полигонов, на которых устанавливаются закономерностиения почвенного покрова на исследуемой территории.

Наблюдения за динамикой плотности почвы являются обязательным этапом агрофизического мониторинга пахотных угодий. Процессы увлажнения-иссушения, промерзания-оттаивания обуславливают значительную сезонную динамику плотности почвы не только в пахотном горизонте, но и в более глубоких слоях, что позволяет широко применять показатель плотности почвы как в кратковременных, так и в долговременных биогеоценотических исследованиях.

Изучение зависимостей между плотностью почвы и другими почвенными свойствами представляет особый интерес. При количественном описании многих почвенных процессов оценивается характер связи плотности с самыми разными свойствами почвы. Плотность является интегральным показателем по отношению ко многим почвенным параметрам, поэтому по измерениям плотности можно в необходимых случаях судить о других почвенных показателях.

В задачи исследования входило:

1. Детальный анализ пространственной неоднородности плотности почвы в пределах ее верхнего полуметра.

2. Характеристика сезонной динамики плотности серых лесных почв в агроцено-зах.

3. Получение регрессионных уравнений для прогноза плотности почвы, основываясь на значениях других почвенных показателей.

Заключение Диссертация по теме "Почвоведение", Липатов, Денис Николаевич

выводы

1. Дифференцированность пахотного горизонта серых лесных почв по плотности создается в результате воздействия антропогенных факторов. Характер вертикальной организованности плотности в подпахотной толще неодинаков как для разных почвенных видов, так и в генетически сходных почвах. Варьирование плотности почвы, отмечаемое в горизонтальном направлении вдоль одинаковых глубин или горизонтов, не является случайным, а отражает вертикальную неоднородность почвенных профилей по этому свойству.

2. Наиболее плотными являются осветленные горизонты BE и ЕВ, и если допустить исходное литологическое сходство текстуры этих горизонтов с текстурой гор. В, то можно констатировать, что в результате элювиальных процессов плотность горизонтов, подверженных этим процессам, увеличивается. Пахотный и подпахотные слои серой лесной почвы с ВГГ характеризуются меньшей плотностью, чем фоновые серые лесные почвы. Однако в результате дегумификации и уплотнения техникой почвы с ВГТ также могут приобретать неблагоприятные агрофизические свойства.

3. Пространственное варьирование плотности почвы в латеральном направлении определяется структурой почвенного покрова. Квазипериодичность пространственного изменения плотности в пределах 0,25 - 5,0 м обусловлена тре-гциноватостью почвы.

4. Увеличение дисперсии почвенной плотности приурочено к участкам с низкими значениями этого показателя. Степень варьирования плотности почвы возрастает в районе переходов через естественные и антропогенные почвенные границы.

5. Для плотности в пахотных и подпахотных слоях серых лесных почв характерна сезонная динамика, обусловленная природными циклами и повторяющимися сельскохозяйственными мероприятиями. Разуплотняющий эффект глубокого безотвального рыхления проявляется для верхней части подпахотной толщи в следующем вегетационном периоде. Проведение вместо зяблевой вспашки поверхностной обработки почвы на глубину 12-15 см не привело к уплотнению нижней части пахотного слоя.

6. Для прогноза плотности во втором гумусовом горизонте и в гор. Апах серых лесных почв применимы уравнения линейной регрессии, где в качестве независимых переменных выступают содержание гумуса и влажность почвы.

7. Пространственная организованность плотности почвы может играть особую роль в процессах перераспределения почвенной влаги.