Состав и свойства черноземов обыкновенных и южных в условиях интенсивного землепользования

Давыдов, Игорь Викторович

Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему
Состав и свойства черноземов обыкновенных и южных в условиях интенсивного землепользования
ВАК РФ 03.00.27, Почвоведение

Автореферат диссертации по теме "Состав и свойства черноземов обыкновенных и южных в условиях интенсивного землепользования"

¿г

На правах рукописи

ДАВЫДОВ ИГОРЬ ВИКТОРОВИЧ

СОСТАВ И СВОЙСТВА ЧЕРНОЗЕМОВ ОБЫКНОВЕННЫХ И ЮЖНЫХ В УСЛОВИЯХ ИНТЕНСИВНОГО ЗЕМЛЕПОЛЬЗОВАНИЯ (на примере северо-западной и центральной частей Ростовской области)

Специальность 03.00.27 - почвоведение

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Москва-2008

3 О О'112000

003451369

Работа выполнена на кафедре общего земледелия факультета почвоведения Московского государственного университета им. М.В. Ломоносова

Научный руководитель:

кандидат биологических наук, Д.В. Карпова

Официальные оппоненты:

доктор сельскохозяйственных наук, П.М. Сапожников

кандидат биологических наук, В. Г. Мамонтов

Ведущее учреждение:

Воронежский государственный аграрный университет им. К.Д. Глинки

Защита диссертации состоится «18 » ноября 2008 г. в 15 час 30 мин в ауд. М-2 на заседании диссертационного совета Д 501.001.57 при МГУ им. М.В. Ломоносова по адресу: 119992, ГСП-1, Москва, Ленинские горы, МГУ им. М.В. Ломоносова, факультет почвоведения.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке факультета почвоведения МГУ.

Автореферат разослан « » октября 2008 г.

Приглашаем Вас принять участие в обсуждении диссертации на заседании Диссертационного совета. Отзывы на автореферат в двух экземплярах просим направлять по адресу: 119992, ГСП-1, Москва, Ленинские горы, МГУ им. М.В. Ломоносова, факультет почвоведения, Ученый совет.

Ученый секретарь диссертационного совета доктор биологических наук,

профессор

А.С. Никифорова

Общая характеристика работы

Актуальность ппоблемы. Изучение закономерностей изменения свойств черноземов на уровне механизмов и кинетики протекающих в них процессов на фоне различных видов использования почвы и режимов орошения весьма важно для выработки и принятия рациональных решений в землепользовании степных территорий.

В настоящее время существующие зональные системы земледелия не учитывают в должной мере процессы деградации почв, которые приобретают все более ощутимое социально-экономическое значение, так как через продукцию растениеводства оказывается большое влияние на здоровье человека и животных.

Антропогенные изменения свойств черноземов в процессе сельскохозяйственного производства имеют разнонаправленный характер и в ряде случаев определяют отрицательные последствия. Сельскохозяйственное использование почв черноземной зоны часто приводит к уплотнению и обесструкгуриванию пахотных горизонтов, нередко достигающему степени слитости. Широко известны такие формы деградации почв как эрозия, подкисление, разрушение структуры и т.д., что резко снижает ценность почвы как средства производства сельскохозяйственной продукции. В результате антропогенного воздействия происходит также загрязнение почв тяжелыми металлами, что оказывает токсическое действие на возделываемые культуры; изменяется активность и численность микрофлоры, которая, в свою очередь, оказывает влияние на содержание доступных элементов питания. В итоге - падение почвенного плодородия, разрушение почвы как природного тела. Особенно это касается черноземов - эталона плодородной почвы. Поэтому исследование трансформации важнейших свойств черноземов при интенсивном земледелии весьма актуально и имеет большое научное значение.

Цель и задачи исследований. Цель работы заключается в установлении особенностей антропогенной трансформации, ее механизма, и изменения состава и свойств черноземов в условиях интенсивного землепользования.

Для достижения указанной цели необходимо было решить следующие задачи:

1. Выявить основные тенденции антропогенных изменений морфологических, химических и агрофизических показателей черноземов обыкновенных и южных.

2. Установить направление изменения агрохимических и физико-химических характеристик исследуемых почв в условиях интенсивного землепользования.

3. Оценить загрязненность исследуемых почв тяжелыми металлами и влияние содержания тяжелых металлов на их состав и свойства.

4. Установить особенности антропогенной трансформации черноземов обыкновенных и южных в условиях интенсивного землепользования.

Научная новизна

В результате проведенных исследований установлено, что:

1. На обследованных почвах сельскохозяйственное использование привело к более глубокому залеганию карбонатов (в черноземе южном на 40 см, в черноземе обыкновенном на 10 см).

2. Показано что, при антропогенном воздействии на черноземы обыкновенные, произошло изменение структуры от зернистой на целине до комковато-порошисгой на неорошаемых полях и порошисто-глыбистой при орошении. В южных черноземах при обработке происходит дезагрегация верхних горизонтов, переход от мелко-зернистой структуры гор. А к порошистой.

3. На орошаемых черноземах выявлены признаки проявления слабо выраженных элювиальных процессов, развивающихся вслед за выщелачиванием карбонатов.

Практическая значимость

Результаты исследований позволяют:

- разработать мероприятия по оптимизации свойств черноземов на территории хозяйств северо-западной и центральной частей черноземной зоны Ростовской области;

- определить степень и направление антропогенного преобразования обыкновенных и южных черноземов на территории хозяйств Российского научно-исследовательского института проблем мелиорации (Веселовский район) и Донского зонального научно-исследовательского института сельского хозяйства (Тарасовский район) в Ростовской области;

- внести предложения по мерам предотвращения деградации и загрязнения обыкновенных и южных черноземов, а также сохранению их плодородия.

Апробация работы. Результаты диссертации доложены на Всероссийских конференциях Докучаевские молодежные чтения «Почвы России. Проблемы и решения» и «Почвы и техногенез» (Санкт-Петербург, 2006, 2007 гг.), II Международной научной конференции «Современные проблемы загрязнения почв» (Москва, 2007 г.), Международной научно-практической конференции «Экология биосистем: проблемы изучения, индикации и прогнозирования» (Астрахань, 2007 г.), V съезде Общества почвоведов им. В.В. Докучаева (Ростов-на-Дону, 2008 г.).

Публикации по теме диссертации. По материалам диссертации опубликовано 7 печатных работ: 2 статьи и 5 тезисов докладов.

Структура и объем диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, обзора литературы, описания физико-географических условий, описания объектов и методов, трех глав экспериментальной части, рекомендаций производству, выводов и списка используемой литературы. Работа изложена на 221 странице текста, содержит 18 рисунков и 25 таблиц. Список литературы включает 215 источников, в том числе 10 зарубежных авторов.

Автор искренне благодарен за постоянное внимание к работе и неоценимую помощь своему второму научному руководителю, доктору биологических наук, профессору П.Н. Балабко; глубоко признателен кандидату биологических наук, доценту И.Б. Макарову, доктору сельскохозяйственных наук, академику РАСХН В.И. Кирюшину за ценные консультации. Кроме того, автор выражает признательность доктору сельскохозяйственных наук, академику РАСХН В.П. Ермоленко, доктору технических наук, академику РАСХН В.Н. Щедрину, доктору сельскохозяйственных наук Г.Т. Балакаю, научным сотрудникам ФГНУ «РосНИИПМ» г. Новочеркасск и ГНУ «ДЗНИИСХ» п. Рассвет Ростовской области за

помощь в организации и проведении модельно-полевых опытов, а также сотрудникам аналитической лаборатории агрохимического отдела ГНУ «ВНИИСХ» г. Суздаль, принимавшим участие в выполнении аналитических работ.

Основное содержание работы

В обзоре литературы рассмотрены работы В.В. Докучаева, П.А. Костычева, Н.М. Сибирцева, Л.И. Прасолова, И.П. Герасимова, Е.Н Ивановой, H.H. Розова, Е.А. Афанасьевой, С.С. Неуструева, Б.Б. Полынова по истории изучения черноземов, их классификации, о различных теориях образования и направлениях их эволюции. В первой, второй и третьей главе рассмотрены публикации А.П. Щербакова, И.И. Васенева, Ф.Я. Гаврилюка, П.Г. Адерихина, В.А. Ковды, Б.П. Ахтырцева, В.Ф. Валькова, ДИ. Щеглова, Г.И. Григорьева, В.М. Фридланда, Н.Г. Зборшцук, О.С. Безугловой, В.И. Кирюшина, B.C. Цховребова, описывающие сельскохозяйственное использование черноземов и его влияние на гумуслое состояние, физические и физико-химические свойства черноземов. В четвертой главе приведены работы, касающиеся последствий орошения черноземов. В пятой главе систематизированы данные по загрязнению почв тяжелыми металлами, описаны источники поступления тяжелых металлов в окружающую среду, влияние тяжелых металлов на свойства почвы и способы восстановления почв, загрязненных тяжелыми металлами. В шестой главе описаны системы земледелия на ландшафтной основе и различные подходы к проектированию этих систем, применяемые АП. Щербаковым, А.Н. Каштановым, М.И. Лопыревым, Е.В. Полуэктовым, В.П. Ермоленко, В.И. Ольгаренко. Отмечено, что В.И. Кирюшиным сформулировано понятие адаптивно-ландшафтной системы земледелия как категории, интегрирующей ландшафтный и эколого-адаптивный подходы. Именно адаптивно-ландшафтные системы земледелия применяются для снижения нагрузки на почвы в последние годы.

Физико-географические условия региона исследований В данной главе приводится краткая физико-географическая характеристика территории, даны сведения об особенностях рельефа, почвообразующих пород климата, растительности и почвенного покрова Ростовской области. Рельеф центральной территории Ростовской области равнинный, расчлененный элементами гидрографической сети (Ермоленко, Щедрин, 2000), что объясняется наличием разветвленного Веселовского водохранилища. Территория северо-западной зоны Ростовской области представляет собой повышенную волнистую равнину, с общим уклоном с севера на юг и восток до Северного Донца, к Азовскому морю и Дону. Почвообразующими породами на рассматриваемой территории являются преимущественно четвертичные отложения, представленные желто-бурыми лессовидными суглинками, а также желто-бурыми и красно-бурыми глинами. Сложные физико-географические условия, близость незамерзающих морей и системы высоких хребтов Кавказа вносят изменения в движение воздушных масс и обусловливают своеобразие климата территории (Колесников и др., 2000). Климат области континентальный с жарким засушливым летом. Большая часть территории области расположена в засушливой и очень

засушливой зонах и для получения высоких урожаев сельскохозяйственных культур необходимо постоянное искусственное орошение. Черноземы обыкновенные и южные в Ростовской области являются преобладающими почвами, занимая 64.2 % территории, каштановые почвы, включая их комплексы с солонцами занимают 10.5 % (Гаврилюк, 1970). Объекты и методы исследований Объектами данного исследования были черноземы обыкновенные (ЗАО «Нива» Веселовского района Ростовской области) и южные («Северо-Донецкая сельскохозяйственная семенная опытная станция» Тарасовского района Ростовской области). Сравнивали почвы целинные и давнего освоения, где возделывались: подсолнечник, яровой ячмень, озимая пшеница и кукуруза, в орошаемых и неорошаемых условиях. Для выполнения намеченной программы было заложено 16 почвенных разрезов в 2004 и 2006 годах. Непосредственно в полевых условиях, на основе сравнительно-географического метода, проводились морфологические описания почвенных профилей и отбор почвенных образцов по всему профилю по почвенным горизонтам в соответствии с нормативными требованиями. Определяли: гумус, общее содержание азота, сумму поглощенных оснований, Р, К, Са, Mg, СОа карбонатов (по тестированным методикам ЦИНАО), гранулометрический состав и воднопептизируемый ил (по Качинскому). Было также определено валовое содержание тяжелых металлов: Pb, Zn, Си, Ni, Со, Cr, Mn, Fe ренгено-флуоресцентным методом при помощи спектрального анализатора «Spectroscan». При обработке результатов полевого опыта были проведены предварительная цифровая обработка полученных данных и статистическая оценка методом корреляционного анализа (Дмитриев, 1995; Дёрффель, 1994), выполненные с помощью программы OriginPro 7.0. и Microsoft Excel.

Морфологические и агрофизические характеристики исследуемых черноземов в разных условиях использования. Использование почв в сельском хозяйстве привело к тому, что назрела необходимость выделять эгги почвы отдельно в классификации (В.Тонконогов и др.). Распашка почв, внесение различных химикатов, высев высокоурожайных культур и отчуждение значительной части фигомассы с урожаем меняет циклы и режимы почвообразования. Сельскохозяйственное воздействие может также приводить к изменению физико-химических показателей - уменьшению содержания кальция и магния в обменно-поглощенном состоянии, возрастанию гидролитической кислотности, снижению степени насыщенности основаниями (Адерихин, 1969; Чуян и др., 1996; Скорбач, 1996).

Таким образом, несмотря на высокую устойчивость черноземов, изменения под воздействием человека должны находить отражение в некоторых характеристиках почвенного профиля и, прежде всего, физических показателей.

Морфологические признаки исследуемых почв. Цель настоящих исследований -получение морфологических и морфометрических характеристик структурного состояния

черноземов обыкновенных и южных Ростовской области, находящихся в различных условиях землепользования, необходимых для прогнозирования направления и интенсивности трансформации черноземов, разработки методов восстановления и оптимизации структурного состояния.

В процессе морфологического описания почвенных профилей были отмечены генетические особенности рассматриваемых почв, которые нашли отражение в следующем. Наибольшие различия сравниваемых вариантов наблюдались в верхней части профиля. Важный диагностический морфологический показатель степени воздействия антропогенного исследования - глубина залегания карбонатов. Полевые исследования показали, что сельскохозяйственное использование понизило глубину залегания карбонатов в черноземе южном максимально на 40 см, в черноземе обыкновенном на 10 см.

На орошаемом участке почва отличается повышенной уплотненностью. В верхней части профиля имеется кремнеземистая присыпка, которая свидетельствует о разрушении минеральной массы. Структура, особенно гумусового горизонта, разрушена - она пылевато-глыбистая. В нижней части гумусового горизонта наблюдается тусклый глянец коллоидной пленки на гранях структурных отдельностей, что свидетельствует о вымывании коллоидной органоминеральной части почвы из верхних горизонтов в нижние.

Вовлечение обыкновенных и южных черноземов в сельскохозяйственное производство приводит к изменению физических свойств и структуры почвы. Происходит изменение структуры от зернистой и зернисто-комковатой в верхних горизонтах целинных аналогов почв до комковатой, в используемых в сельском хозяйстве обыкновенных черноземах. В нижней часта горизонта А, находящейся под Ana*, на участках с интенсивным воздействием наблюдается более резкая верхняя граница и большее изменение структуры, которое выражается в увеличении комковатости и появлении более четко выраженных граней структурных отдельностей, что обусловлено большим количеством проходов тяжелой техники.

В южных черноземах при обработке происходит изменение структуры верхних горизонтов, переход от мелко-зернистой структуры гор. А к порошистой.

Мезоморфологическая характеристика почв. Изменения структурного состояния в гумусовом горизонте почв происходят не только на макроуровне, определяемые комплексом почвенных условий и процессов, изменяющихся при усилении антропогенной нагрузки, но, прежде всего на мезо- и микроуровне - внутри почвенного агрегата, что выявили мезоморфологические исследования.

Было произведено сравнительное мезоморфологическое описание под бинокуляром отобранных образцов чернозема обыкновенного, находившемся при разных условиях увлажнения: целина, неорошаемое поле, орошение.

По мезоморфологическим исследованиям и описаниям, можно заключить следующее:

1. Произошла деградация структуры от зернистой на целике до комковагго-порошистой на неорошаемом поле и порошисто-глыбистой при орошении. Такое ухудшение структуры на полях происходит вследствие воздействия воды и сельскохозяйственной техники.

2. В почве с дополнительным увлажнением начались процессы отмывания минеральной массы от гумусовых веществ.

3. В результате сельскохозяйственной обработки и изменения режима увлажнения произошло значительное уплотнение почвы. Самые высокие значения плотности чернозема обыкновенного в слое 0 - 30 см достигаются на неорошаемом поле (2006 г.- соя) и при орошении (2006 г.- яровой ячмень), 1,44 и 1,31 г/см3 соответственно, а на целине плотность равна 1,15 г/см3 (табл. 2).

Изменение гранулометрического состава и плотности. Изменение содержания гумуса и постоянная ежегодная физическая нагрузка приводят к трансформации структуры и других агрофизических свойств черноземов. Поэтому изучение изменений физических свойств этих почв, находящихся в агрофитоценозах позволяет выделить ступени их деградации.

Анализ результатов гранулометрического состава по глубине почвенного профиля орошаемого обыкновенного чернозема в сравнении с неорошаемыми свидетельствует о том, что при поливах происходит вымывание илистой фракции до глубины 80-100 см и ее накопление в нижних горизонтах, содержание в верхнем горизонте илистой фракции составляет 18,5%, в нижних горизонтах - 25,0 - 25,9% соответственно. Также на орошаемом черноземе в верхней части профиля возрастает содержание крупной пыли 44,3%, тогда как в целинном черноземе содержание частиц диаметром 0,05-0,01 мм составляет 31,9 - 34,8%; содержание фракции средней пыли, наоборот, уменьшается - 5,8% (кукуруза при орошении) и 13,1 - 17,3% соответственно. На глубине 80 см и ниже заметных изменений в гранулометрическом составе орошаемого чернозема не происходит. Аналогичные результаты получены на черноземах Центрально-Черноземных областей (Скуратов, Докучаева, Щеглов и др., 1989). В обыкновенном черноземе на целине происходит накопление ила с глубиной. Содержание ила в верхнем горизонте целинной почвы 7,6%, в нижнем-26,4%.

В южном черноземе на целине содержание частиц диаметром менее 0,01 мм в гумусовом горизонте составляет 52,0 - 57,9%, в том числе илистых частиц 28,5 - 43,9%, то при сельскохозяйственном использовании содержание физической глины уменьшается до 47,2 - 51,4%, втом числе илистых частиц 10,8 - 34,6%.

Во всех профилях гумусовые горизонты характеризуются несколько более легким

гранулометрическим составом по сравнению с нижележащими горизонтами. Принимая во внимание, что тонкие фракции, как правило, содержат больше органического вещества, чем более крупные, в пересчете на безгумусовую навеску степень обеднения верхних горизонтов черноземов илистой фракцией будет еще больше. По всей вероятности, это явление можно рассматривать как проявление слабо выраженных элювиальных процессов, развивающихся вслед за выщелачиванием карбонатов.

По мнению В.Е. Алексеева (1990) механизмы элювиальных процессов в черноземах могут был. разными и включать вынос глинистых минералов в форме суспензий, начальные стадии разрушения и деградзциошшх трансформационных изменений глинистых силикатов.

Указанные различия между исследованными профилями, возможно, также усугубляются пространственным варьированием гранулометрического состава исходной породы, как по глубине, так и по простиранию. Вместе с тем, не исключено, что увеличение количества илистой фракции в пахотном горизонте в орошаемом обыкновенном черноземе по сравнению с целинным обыкновенным черноземом частично связано с интенсификацией процесса оглинивания. Это предположение согласуется с литературными данными по черноземам (Подымов, Скрябина, 1978; Щербаков, Щеглов, 2001). Также изменение гранулометрического состава черноземов в результате орошения заключается в обогащении верхней части пахотного горизонта орошаемого обыкновенного чернозема частицами тонкого песка. Содержание фракции тонкого песка в верхнем пахотном горизонте составляет 44,3 %.

Содержание микроагрегатного ила невелико и в верхней части гумусового горизонта целинного чернозема не превышает 0,7%. Самое высокое содержание микроагрегатного ила в гумусовом горизонте наблюдается в обыкновенном черноземе при поливе и составляет 1,5%. Следовательно, в 2 раза увеличивается количество водопептизируемого ила и снижается количество агрегированного, как было сказано ранее. Увеличение содержания водопептизируемого ила приводит к повышению липкости, связности почв, способности при высыхании образовывать корку - формируются признаки, характерные для слитости почв.

Фактор дисперсности (по H.A. Качинскому) в целом довольно низкий, что свойственно черноземообразовательному процессу. В нашем случае максимальное значение фактора дисперсности наблюдается в гумусовом горизонте орошаемого чернозема, по сравнению с другими исследуемыми нами почвами - 8,2 %, что не превышает значения этого показателя для лучших черноземов (10%). В пахотных южных черноземах фактор дисперсности также выше по сравнению с целиной, 3,4-4,6% и 0,4-0,9% соответственно. Следует отметить также, что фактор дисперсности наиболее плавно изменяется по профилю целинных черноземов.

Самой высокой потенциальной способностью к острукгуриванию в гумусовом горизонте по А.Ф. Вадюниной обладают черноземы южные на целине, где фактор

структурности составляет 124-140%; на пашне под ячменем он составляет 81-94%. В обыкновенных черноземах фактор структурности (по А.Ф. Вадюниной) в пахотных аналогах почв выше, чем на целине, 52-60% и 73% (кукукруза при орошении) - 95% (озимая пшеница) соответственно. По видимому, в процессе сельскохозяйственного использования обыкновенных черноземов возрастает величина непроизводительного физического испарения влаги по отношению к суммарному испарению (эвапотранспирации), а это, в свою очередь, вызывает подтягивание бикарбонатов кальция к дневной поверхности, что способствует улучшению микроструктуры гумусовых горизонтов.

О характере изменений основных физических и некоторых водно-физических свойств почв под влиянием антропогенного фактора также можно судить по показателям плотности и пористости почв. Плотность почвы исследуемых разрезов на обыкновенном черноземе была довольно высокой за исключением дернины целинного участка. Но горизонт А имеет значения плотности близкие к неудовлетворительным практически во всех местоположениях. На южных черноземах при обработке происходит разрыхление верхнего горизонта, но подпахотный горизонт достаточно уплотнен. Дня всех изучаемых разрезов характерно постепенное увеличение плотности с глубиной до 0,96-1,47 г/см3 в горизонте В.

Таким образом, можно говорить о том, что непосредственное механическое воздействие на верхнюю часть почвенного профиля влечет за собой изменения физико-химических, гумусовых, микробиологических и других показателей, определяющих структурное состояние всего гумусового горизонта черноземных почв.

Изменение химических и физико-химических показателей исследуемых черноземов при земледельческом использовании Содержание гумуса. Структурность почв во многом обусловлена их гумусным состоянием. Сравнительное изучение почвенных разрезов на орошаемых и неорошаемых участках показало, что регулярное орошение приводит к заметным изменениям морфологических признаков обыкновенных черноземов. В частности, происходит некоторое увеличение мощности гумусового горизонта Непосредственные измерения и расчеты показали, что усредненная мощность горизонтов А + АВ на неорошаемых и орошаемом массивах различается на 8-20 см. Окраска нижних горизонтов стала темнее и более однородной, что, вероятно, связано с переносом из верхних горизонтов обогащенных гумусом высокодисперсных частиц почвы нисходящим током воды. Аналогичные выводы были сделаны исследователем Я.Т. Суюндуковым (1989) на обыкновенных черноземах степного Зауралья Башкирии.

Анализ данных о содержании гумуса в профиле исследуемых почв свидетельствует о том, что количество органического вещества в почве обусловлено, прежде всего, спецификой их земледельческого использования (таблицы 1 и 2). Наибольшее содержание гумуса отмечается на целинных (залежных) участках как в верхнем Ад и А горизонтах, так и в

глубже расположенных. Вовлечение изучаемых почв в пашню приводит к снижению

содержания гумуса прежде всего в верхних горизонтах и по профилю.

Максимальное усредненное содержание гумуса в верхнем гумусово-аккумулятивном горизонте (4,63%) наблюдается в южном черноземе на целине, а наименьшее - 2,68 % (под яровым ячменем). В обыкновенных черноземах максимум в гумусовом горизонте 3,9 % (целина), минимум - 3,20% (под озимой пшеницей). Анализируя таблицу 1 мы можем сделать вывод о том, что в результате сельскохозяйственной обработки черноземов происходит снижение содержания гумуса на 1,13-1,95% в южном и на 0,7% в обыкновенном черноземе. Во всех исследуемых почвах происходит постепенное снижение содержания гумуса по профилю.

Гумусовый профиль черноземов при поливе несколько растянут по сравнению с профилем неорошаемой почвы. В отдельных случаях, в особенности при больших нормах полива, отмечается значительное увеличение содержания гумуса в горизонте АВ. Так, в обыкновенном орошаемом черноземе (кукуруза при орошении) от 1-го к 3-му году содержание гумуса в этом горизонте возрастает от 1,79% до 2,37%, т.е. на 0,58%. Для образования такого количества гумуса необходимо 30 т/га растительных остатков (при условии, что коэффициент гумификации равен 0,4 (Кононова, 1951). В действительности же общая масса корней в данном горизонте (7-10 ц/га) недостаточна для образования такого количества гумуса. Следовательно, увеличение содержания гумуса в горизонте АВ обусловлено не только разложением растительных остатков, но и перемещением органического вещества по профилю почвы. Накопление гумуса именно в горизонте АВ, видимо, обусловлено повышенным содержанием в нем карбонатов кальция по сравнению с горизонтом А, содержание СаСОз в горизонте АВ составляет 3,30%, в горизонте А - 1,98% соответственно. Аналогичное увеличение подвижности гумуса при орошении, только черноземов южных, отмечается также Орловым Д.С. с соавторами (1975).

В обыкновенных черноземах наименьшие потери запасов гумуса наблюдаются на поле, где севооборот за последние 4 года выглядит следующим образом: кукуруза на силос, озимая пшеница (2 года), соя. Зерновые и бобовые культуры в большей мере сохраняют запасы гумуса из-за большего количества пожнивных остатков на поле, что также подтверждает большое количество исследований и заключений авторов, приведенных в литературном обзоре.

Потери гумуса в южных черноземах при антропогенном воздействии составили 0,10,39, предположительно, благодаря более высокому уровню агротехники и обеспеченности хозяйства («Северо-Донецкая сельскохозяйственная семенная опытная станция») органическими и минеральными удобрениями. За 3 года исследований происходят потери запасов гумуса на южных черноземах на поле, севооборот которого за последние 4 года выглядит следующим образом: яровой ячмень, подсолнечник, пар чистый, озимая пшеница -на 5 т/га.

Таблица 1. Физико-химические и химические свойства почв в 2004 г.

№ р-за Горизонт к глубина, см рн водный Гумус, % Запасы гумуса в слое 0-50 см, т/га CaCOj, % Na обмены мг-экв /100 г Са обм. Mg обм. Сумм а погло щ. основ аний

мг-экв/100г почвы

1ЮЧ-1, целина Ad 0-10 7,15 5,24 224,1 1,10 0,450 30,4 6,6 37,0

Al 10-29 7,65 4,83 1,10 0,175 33,6 6,0 43,0

Al(AB) 29-41 7,95 3,83 1,76 0,150 32,8 7,2 43,2

АВ 41-69 8,40 3,32 3,96 0,775 27,6 10,0 41,0

В 69-99 8,75 1,76 4,40 1,575 20,0 6,4 28,6

ВС 99-130 9,00 0,71 1,98 2,820 20,8 8,8 30,4

С 130-83 7,85 0,48 0,88 1,250 30,8 8,4 24,0

1ЮЧ-2, яровой ячмень Ad 0-4 8,00 2,97 170,9 1,10 0,400 30,4 6,8 43,0

Ара 4-30 8,00 2,84 1,10 0,390 28,4 7,0 35,6

Al 30-51 7,75 2,22 1,10 0,380 30,8 5,6 42,6

АВ 51-65 8,05 1,44 1,10 0,550 30,4 8,4 41,0

В 65-80 8,70 1,17 3,74 0,700 26,8 6,8 35,6

ВС 80-108 8,85 0,64 2,64 1,380 24,4 6,4 32,0

С 108 - 90 7,90 0,33 0,88 0,850 22,8 6,4 29,6

1ЮЧ-3, озимая пшеница Ad 0-8 8,20 3,60 161,5 1,98 0,400 32,4 5,2 40,4

Ара 8-25 8,25 3,15 2,20 0,300 31,6 6,8 40,2

АВ 25-70 9,00 1,38 4,40 2,000 18,4 7,6 33,2

В 70 -103 9,30 0,92 J 5,50 7,350 11,6 7,6 29,0

С 103-85 8,30 0,40 3,74 3,000 12,0 8,4 27,0

1ЮЧ-4, подсо.тнс чник Ара 0-25 8,20 3,50 176,7 2,64 0,175 32,6 4,0 36,6

АВ 25-55 8,50 1,98 4,40 0,413 26,4 4,0 32,0

АВ 55-83 8,10 1,50 5,28 0,112 21,0 7,0 28,0

В 83 -140 8,65 1,04 5,72 1,350 18,4 6,0 25,6

В 140-93 8,95 0,56 5,72 4,250 16,8 8,8 26,4

аоч-1, целина Ad 0-6 8,25 4,22 207,9 2,42 1,870 22,0 4,6 26,6

AI 6-33 8,35 3,58 2,42 1,360 21,2 5,2 27,4

АВ 33-49 8,50 3,31 3,30 1,600 18,0 4,4 26,2

В 49-115 8,60 1,22 4,84 0,850 18,4 5,0 23,6

С 115-50 8,00 0,72 5,72 3,100 12,0 8,8 20,8

1104-2, ку«дам при орошении Ара 0-55 8,60 3,71 242,5 1,98 1,600 12,8 4,8 20,6

АВ 55-88 8,45 1,79 3,30 0,950 19,2 3,6 24,2

В 88 -120 8,35 1,14 3,74 1,130 17,6 4,4 22,2

С 120 - 70 8,35 1,02 1,10 1,000 15,6 4,0 20,0

1104-3, подсолне чинк Ара 0-41 8,45 3,61 187,1 1,10 2,330 24,0 5,0 29,0

АВ 41-68 8,30 2,16 3,08 1,630 25,2 4,8 30,4

В 68-95 7,85 0,66 4,84 1,650 19,0 3,2 22,6

С 95 - 170 8,05 1,08 6,60 1,950 18,0 3,0 21,0

1104-4, озимая пшеница Ара 0-60 8,35 3,20 214,0 1,10 0,825 18,4 4,4 29,6

АВ 60-81 8,40 1,77 1,98 0,950 24,4 4,2 28,6

В 81-109 8,30 1,02 3,96 1,020 20,0 4,0 24,0

С 109-90 8,20 0,74 6,60 0,890 19,6 3,6 23,6

04-чернозем обыкновенный ЮЧ - чернозем южный

Таблица 2. Физико-химические и химические свойства почв в 2006 г.

№ р-за Горизонт и глубина, см рН водны й Плот носгь г/см3 Гуму с,% Запасы гумуса в слое 0-50 см, т/га Ыа обменн мг-экв /100 г Са обм. Мё обм. Сумма поглощ. основали й, мг-экв/100 г почвы

мг-экв/100 г почвы

IЮЧ-1. целина да 0-23 7,76 0,95 4,59 201,9 0,775 34,6 5,0 41,6

А1 23-40 7,70 1,06 3,55 0,900 35,8 5,4 42,4

IЮЧ-2, яровой лмснъ Ара1 0-7 7,92 1,29 2,99 147,8 0,450 33,4 4,2 40,6

Ара2 7-20 7,90 1,38 2,16 0,450 33,4 4,2 40,6

АВ 20-51 8,00 1,40 1,96 0,500 29,8 5,0 42,6

В1 51-68 8,15 1,60 0,825 24,6 4,6 37,0

1ЮЧ-3, озимая пшеница Ара1 0-14 7,80 0,82 2,99 175,4 0,425 33,0 3,8 37,0

Ара2 14-37 7,90 1,31 2,99 0,425 33,0 3,8 41,4

В1 37-54 7,91 1,41 2,78 0,413 29,0 3,8 37,2

В2 54-71 7,95 2,16 0,425 26,6 3,4 33,4

1ЮЧ-4, подсолке*!» ик Ара 0-5 8,00 0,96 3,16 171,7 0,425 31,4 3,8 38,6

Ара 5-23 8,05 1,29 3,37 0,400 33,8 4,2 38,8

В1 23-53 8,04 1,47 1,97 0,425 27,8 5,4 32,0

Вса 53-68 8,06 1,18 0,425 23,8 4,2 30,2

и ОЧ-1, целина А<1 0-10 7,78 1,06 4,17 169,8 1,388 21,6 4,2 35,4

А1 10-34 7,90 1,24 3,42 1,280 20,6 4,2 24,8

Всол 34-53 7,80 1,07 1,39 0,950 20,6 3,8 25,0

Всол 53-84 7,80 1,80 1,000 23,0 8,2 31,6

ИОЧ-2, кукуруза при орошении Ара1 0-12 7,95 1,27 3,55 176,6 1,620 26,2 3,4 33,0

Ара2 12-34 7,75 1,34 2,78 1,350 25,8 4,2 31,2

АВ 34-53 7,90 1,29 1,96 1,360 22,6 3,8 26,6

В1 53-77 8,05 2,37 0,850 23,4 5,0 28,8

11 оч-з, псдоолнсчн ик Ара1 0-13 7,70 1,27 3,57 209,8 0,850 28,2 5,0 34,4

Ара2 13-23 7,82 1,25 2,78 0,800 28,6 4,2 32,8

А1 23-45 7,80 1,56 2,87 1,120 27,8 4,6 32,4

АВ1 45-62 7,78 1,37 2,57 1,120 27,8 5,0 33,4

ИОЧЧ, озимая пшеница Ара1 0-12 7,80 1,39 2,37 187,2 0,413 26,2 3,0 32,8

Ара2 12-27 7,85 1,49 4,37 0,800 27,0 3,4 35,8

В1 27-60 8,05 1,21 1,80 1,320 24,6 5,0 30,0

В2 60-82 8,10 1,39 1,110 19,4 6,2 26,0

04 - чернозем обыкновенный ЮЧ - чернозем южный

Физико-химические и агрохимические свойства. Анализ таблиц 1 и 2 показывает, что во всех почвах рНюдк. изменяется от близкого к нейтральному до слабощелочного, в среднем 7,65-8,30, небольшое подацелачивание (рН = 8,75-9,30) происходит в горизонтах В и ВС южных черноземов, что связано с повышенным содержанием карбонатов кальция в этих горизонтах. Но по результатам 2006 г. реакция среды становится слабощелочной во всех почвах, в среднем рН имеет значения 7,7-8,0. В обыкновенных черноземах рН слабощелочной 8,0-8,5 и практически не меняется по всему профилю. Происходит подщелачивание верхнего горизонта обыкновенного чернозема при орошении - рН=8,6. Аналогичные результаты получены Белгородской комплексной лабораторией, ВГУ, НИИСХ им. В.В. Докучаева на обыкновенных черноземах Воронежской области. Вниз по профилю

изменения рН сглаживаются. Причину этого указать трудно, так как процесс изменения реакции среды обусловлен многими факторами, которые требуют продолжения наблюдений. Содержание карбонатов (СаСОз) нарастает с глубиной во всех разрезах от 1,10% до 6,60%, вскипание от НС1 - с верхнего горизонта.

Сумма поглощенных оснований колеблется от 43 мг-экв на ЮОг почвы в верхних горизонтах до 20 мг-экв в нижних горизонтах и верхнем горизонте орошаемого чернозема, что может объясняться вымыванием обменного кальция из верхнего горизонта при поливе. При этом обменный кальций составляет 75-90% от суммы обменных оснований всех почв. Его количество колеблется в верхних гумусовых горизонтах южных черноземов от 28 до 30 мг-экв/ЮОг почвы, максимальное его содержание наблюдается в гумусовом горизонте на целине 33,6 мг-экв/ЮОг почвы. При этом относительное количество магния в ППК в агрочерноземах южных по сравнению с целинными аналогами уменьшается, предположительно, вследствие известкования, а процентное отношение кальция в ППК увеличивается. В обыкновенных черноземах количество обменного кальция на 20-25% ниже, чем в южных черноземах и составляет в верхних горизонтах 18-24 мг-экв/ЮОг почвы. Однако, соотношение кальция и магния в ППК остается таким же, как и в южных черноземах, 75-90% составляет кальций. На орошаемом поле, где чередование культур в севообороте за последние 4 года выглядит следующим образом: овощи, кукуруза (2 года), ячмень, содержание обменного кальция в верхнем гумусовом горизонте обыкновенного чернозема составляет 12,80 мг-экв/ЮОг почвы. Это на 40% ниже его содержания в гумусовом горизонте целинного обыкновенного чернозема, в котором оно составляет 21,2-22 мг-экв/ЮОг почвы.

Снижение содержания обменного кальция в пахотном слое в условиях орошения, по-видимому, обусловлено выносом этого элемента с урожаем пропашных сельскохозяйственных культур, а также частичным вымыванием поливными водами в нижележащие слои. Снижение содержания в ППК ионов Са под воздействием орошения отмечено рядом авторов. Происходит также снижение соотношения Са : доля магния возрастает до 38%. Это связано с увеличением значения рН (в верхнем горизонте обыкновенного чернозема на орошаемом поле рН=8,6), при котором ослабевает связь Са с ППК и возрастает энергия магния к поглощению, что также подтверждается в работе М.М. Разумовой(1977).

Увеличение содержания ионов натрия в ППК происходит во всех почвах в нижних горизонтах В и С, также увеличивается соотношение натрия с кальцием и магния с кальцием по сравнению с верхними горизонтами, предположительно, в связи с внесением удобрений в верхние горизонты почв. В орошаемом черноземе относительная доля поглощенного натрия в ППК, в отличие от других разрезов, увеличивается в верхнем гумусовом горизонте из-за уменьшения Са в ППК, что служит показателем начальной стадии осолонцевания. Причина этого явления многофакгорна и требует специального изучения.

Содержание общего азота коррелирует с содержанием гумуса и также максимально в гумусовых горизонтах целинных почв (0,31-0,40%). Взаимосвязь между изменением

содержания гумуса и общего азота в профилях черноземов аппроксимируется уравнением прямолинейной регрессии (рис. 1 и 2), при этом коэффициент корреляции ЯЮ,95-0,99. Эти коэффициенты значимо отличаются от нуля с доверительной вероятностью Р=0,95 (Дерффель, 1994).

Только в двух разрезах (яровой ячмень и подсолнечник) на южных черноземах коэффициент корреляции 11=0,77-0,86, предположительно, в связи с меньшим внесением азотных удобрений под эти культуры (предшественники: перед ячменем - кукуруза, перед подсолнечником - ячмень), в сравнении с дозой внесения азотных удобрений под озимую пшеницу, при этом 11=0,86 также является статистически значимым с доверительной вероятностью Р=0,95 (рис. 3 и 4). Вследствие этого, сложилось более равномерное распределение общего азота в этих почвах по профилю, в отличие от целины, где и содержание гумуса и общего азота уменьшаются вниз по профилю с резким максимумом в гумусовом горизонте (табл. 3). За 3 года содержание нитрагного азота уменьшилось в 2-3 раза, аммонийного в 1,5-2 раза, предположительно, по причине недостаточного количества вносимых удобрений (табл. 3 и 4).

Содержание общего азота коррелирует с содержанием гумуса и также максимально в гумусовых горизонтах целинных почв (0,31-0,40%). Взаимосвязь между изменением содержания гумуса и общего азота в профилях черноземов аппроксимируется уравнением прямолинейной регрессии, при этом коэффициент корреляции Я=0,95-0,99. Эти коэффициенты значимо отличаются от нуля с доверительной вероятностью Р=0,95 (Дерффель, 1994). Только в двух разрезах (яровой ячмень и подсолнечник) на южных черноземах коэффициент корреляции 11=0,77-0,86, предположительно, в связи с меньшим внесением азотных удобрений под эта культуры (предшественники: перед ячменем -кукуруза, перед подсолнечником - ячмень), в сравнении с дозой внесения азотных удобрений под озимую пшеницу, при этом Я=0,86 также является статистически значимым с доверительной вероятностью Р=0,95. Вследствие этого, сложилось более равномерное распределение общего азота в этих почвах по профилю, в отличие от целины, где и содержание гумуса и общего азота уменьшаются вниз по профилю с резким максимумом в гумусовом горизонте (табл. 3). За 3 года содержание нитратного азота уменьшилось в 2-3 раза, аммонийного в 1,5-2 раза, предположительно, по причине недостаточного количества вносимых удобрений (табл. 3 и 4).

Сравнивая количество подвижного фосфора на пашне и целине (табл. 3 и 4), можно отметить, что на пашне в обоих подтипах черноземов его содержится больше. Это объясняется влиянием удобрений и усилением биологической активности. Содержание подвижных форм калия в обыкновенных черноземах (табл. 4) выше на целине, что может объясняться выносом калия с урожаем. По результатам анализов 2006 г. содержание фосфора под различными культурами падает незначительно на 1-3,5 мг/100 г. Содержание калия практически не уменьшилось в целинных аналогах почв, а при сельскохозяйственном использовании уменьшилось во всех почвах на 2-5 мг/100 г.

Таблица 3. Агрохимические свойства почв 2004 г.

№ р-за Горизонт и глубина, см N03, мг/ЮОг N-NN4, мг/ЮОг N общ., % Р2О5, обменн., мг/ЮОг к2о, обменн., мг/ЮОг

ГЮЧ-1, целина А<1 0-10 1,64 4,48 0,327 6,21 33,07

А1 10-29 1,11 4,28 0,301 6,02 33,06

А1 29-41 1,79 4,43 0,242 4,57 29,14

АВ 41-69 2,79 3,94 0,217 1,08 25,23

В 69-99 2,49 3,00 0,116 0,70 22,18

ВС 99 -130 2,43 3,52 0,102 0,70 20,01

С 130 -183 2,07 2,34 0,132 0,33 20,44

IЮЧ-2, яровой ячмень А<1 0-4 2,54 4,28 0,230 7,01 37,00

Ара 4-30 2.79 3,88 0,256 7,64 40,90

А1 30-51 2,02 4,20 0,248 6,08 31,32

АВ 51-65 2,21 4,41 0,220 5,65 31,75

В 65-80 5,31 2,48 0,177 3,46 26,53

ВС 80-108 4,65 2,73 0,165 0,70 26,10

с 108- 190 3,54 2,48 0,070 0,43 23,49

1ЮЧ-3, озимая пшеница Ас1 0-8 5,58 2,82 0,355 7,48 37,41

Ара 8-25 4,74 3,01 0,350 7,80 29,14

АВ 25-70 4,03 2,59 0,202 5,07 25,23

В 70-103 3,94 2,66 0,160 0,66 20,88

С 103-185 3,28 2,61 0,149 0,64 17,40

IЮЧ-4, подсолне чник Ара 0-25 7,71 4,84 0,295 9,10 41,32

АВ 25-55 5,09 4,49 0,254 8,28 30,44

В 55-83 3,05 2,75 0,14В 5,02 18,70

ВС 83 -140 3,59 4,13 0,100 0,42 17,40

С 140-193 6,11 2,57 0,190 0,27 16,09

ПОЧ-1, целина да 0-6 4,25 2,94 0,400 8,74 39,60

А1 6-33 4,03 2,97 0,310 8,64 40,00

АВ 33-49 3,45 4,30 0,291 6,76 37,40

В 49-115 44,3 4,70 0,149 1,24 36,13

С 115-250 10,37 4,58 0,126 1,14 26,60

IIОЧ-2, кукуруза при орошении Ара 0-55 7,71 4,74 0,296 11,65 57,90

АВ 55-88 22,72 2,97 0,233 8,82 54,80

В 88 -120 39,47 4,30 0,152 1,40 33,90

С 120-170 12,22 4,74 0,152 0,53 27,84

ПОЧ-3, подсолне чник Ара 0-41 11,65 4,08 0,282 10,49 54,81

АВ 41-68 26,71 4,76 0.224 9,55 25,70

В 68-95 24,94 4,35 0,085 2,20 20,00

С 95 -170 12,22 2,87 0,159 0,42 19,14

ПОЧ-4, озимая пшеница Ара 0-60 2,3 2,81 0,250 9,62 42,62

АВ 60-81 3,59 3,98 0,186 7,45 37,84

В 81 -109 4,43 4,79 0,140 2,44 23,49

С 109-190 2,99 4,24 0,100 0,37 20,88

04 - чернозем обыкновенный ЮЧ - чернозем южный

Таблица 4. Агрохимические свойства почв 2006 г.

№ р-за Горизонт и глубина, см N03, мг/1 ООг N-NN4, мг/1 ООг Р205, обменн., мг/1 ООг К20, обменн., мг/1 ООг

IЮЧ-1, целина да 0-23 0,66 2,69 5,35 31,2

А1 23-40 0,15 2,98 4,50 28,4

I ЮЧ-2, озимая пшеница Ара1 0-7 1,57 3,07 5,98 27,2

Ара2 7-20 1,11 1,73 4,40 22,0

АВ 20-51 0,88 1,97 4,00 8,4

В1 51-68 0,84 2,30 2,09 10,4

IЮЧ-3, подсолн-к Ара! 0-14 0,58 3,36 5,10 14,8

Ара2 14-37 0,64 2,50 3,52 11,6

В1 37-54 1,09 1,97 1,18 9,6

В2 54-71 1,14 2,06 0,48 8,0

1ЮЧ-4, озимая пшеница Ара 0-5 3,68 2,59 5,82 16,0

Ара 5-23 1,98 3,26 3,11 11,2

В1 23-53 1,11 2,33 2,26 8,0

Вса 53-68 0,99 2,40 1,10 7,6

IIОЧ-1, целина Ай 0-10 1,50 3,07 5,67 36,8

А1 10-34 1,06 2,83 5,26 36,4

Всол 34-53 0,99 3,02 3,00 28,4

Всол 53-84 1,28 3,60 1,21 31,2

II ОЧ-2, яровой ячмень Ара1 0-12 3,45 2,69 8,10 31,6

Ара2 12-34 1,68 2,59 7,39 34,0

АВ 34-53 1,80 2,54 1,23 46,0

В1 53-77 1,55 2,88 0,84 35,2

ПОЧ-З, кукуруза Ара1 0-13 1,40 2,40 6,69 31,2

Ара2 13-23 0,64 2,69 5,54 26,8

А1 23-45 0,44 2,93 5,98 21,2

АВ1 23-45 0,47 2,26 0,53 14,4

И ОЧ-4, соя Ара1 0-12 2,65 2,93 5,93 24,0

Ара2 12-27 1,80 3,07 5,10 22,8

В1 27-60 2,21 2,69 3,04 20,4

В2 60-82 2,17 2,45 1,24 32,8

ОЧ- чернозем обыкновенный ЮЧ - чернозем южный

Содержание тяжелых металлов в черноземах обыкновенных и южных.

Согласно полученным результатам по валовому содержанию тяжелых металлов в исследуемых черноземах, наибольшее содержание свинца в гумусовом горизонте наблюдается в южном черноземе на поле с озимой пшеницей. Содержание свинца в

черноземе обыкновенном на целине составляет 10-14 мг/кг, в южном черноземе от 20 до 37, что превышает ПДК в одном из горизонтов. С.В. Федосеенко (2004) опытным путем установлено, что среднее содержание валовых форм РЬ в черноземе обыкновенном составляет 23,5-25,0 мг/кг. Схожие результаты получены на аналогичных почвах другими исследователями: Н.В. Никитюк (1998) - 22,0-25,0 мг/кг, О.Н. Беляевой (2002) и А.П. Самохиным (2003) - 23,0-25,0 мг/кг.

В разрезе № 1-ОЧ-2, обыкновенного чернозема при орошении, содержание РЬ увеличивается с глубиной от 9 до 14 мг/кг, что может объясняться его вымыванием в нижние горизонты. В обыкновенном черноземе под подсолнечником (разрез 1-ОЧ-3) происходит накопление свинца (коэффициент аккумуляции >1).

В верхних горизонтах целинного южного чернозема происходит накопление всех остальных тяжелых металлов (коэффициент аккумуляции >1), что может объясняться эоловым переносом, латеральными и поверхностными почвенными потоками.

Валовое содержание цинка по полученным данным исследования лежит в пределах от 35 до 67 мг/кг для южных черноземов и от 65 до 85 мг/кг для обыкновенных черноземов. Концентрации Хп в почвах Ростовской области лежат в пределах 24-150 мг/кг, причем на большей площади не превышают 70 мг/кг. Фоновое содержание тяжелого металла в основных почвенных типах довольно близко: в черноземе южном в среднем - 69,1 мг/кг, в предкавказском черноземе - 59,9 мг/кг, в каштановых почвах - 64,8 мг/кг, Для исследуемых почв - черноземов обыкновенных и южных - пределы колебаний 31-140 мг/кг, среднее значение - 62,2 мг/кг (Закруткин, Шишкина, 1996). Полученные средние концентрации элемента в черноземе обыкновенном вполне соответствуют многочисленным литературным данным.

Содержание никеля во всех исследуемых черноземах превышает ПДК и колеблется от 1,06 до 1,63 единиц ПДК. Коэффициент аккумуляции для всех почв больше 1, следовательно, происходит накопление N1 и загрязнение почвы.

Концентрация валовых форм кобальта в 3-5 раз ниже ПДК, но в целинном южном черноземе и на поле ярового ячменя, а также в обыкновенном черноземе на поле озимой пшеницы происходит накопление Со (коэффициент аккумуляции >1).

Количество Ъп, N1, Ре и Сг уменьшается с глубиной, а содержание кобальта увеличивается. ПДК превышены по валовому содержанию хрома в верхних горизонтах всех почв, кроме целинного аналога обыкновенного чернозема Коэффициент аккумуляции >1, следовательно, происходит накопление Сг и загрязнение почвы, предположительно как с эоловым переносом, латеральными и поверхностными почвенными потоками, так и с вносимыми минеральными удобрениями. Содержание остальных тяжелых металлов не превышает ПДК.

Исследования валового химического состава черноземных почв Ростовской области

свидетельствуют о том, что основными факторами, нарушающими равномерность распределения микроэлементов в почвенном профиле, являются миграция карбонатов и накопление гумуса (Адерихин, 1963; Ахтырцев, 1993). Известно, что геохимия каждого элемента складывается из противоположных процессов, повышающих и понижающих его миграционную способность (Перельман, 1975). Так, биогенная аккумуляция, адсорбция и осаждение нерастворимых соединений переводят элемент в менее подвижное состояние, а минерализация органических остатков, десорбция и растворение способствуют миграции.

Математическая обработка результатов анализов почв на содержание ТМ.

Корреляция между величинами х и у признается только в том случае, когда коэффициент корреляции значимо отличается от нуля (Дбрффель, 1994). Нами проведен корреляционный анализ данных, полученных в ходе проведенных химических и физико-химических исследований. Целью данного анализа явилось установление тенденции взаимосвязи между содержанием тяжелых металлов и свойствами почв, а также тенденции взаимосвязи содержаний тяжелых металлов между собой. На рисунке 1 показана зависимость содержания тяжелых металлов от содержания гумуса

Рис. 1. Зависимость содержания Ъг\, N1 и Сг от содержания гумуса в южном черноземе (поле ярового ячменя)

Математическая обработка результатов анализов почв на загрязнение тяжелыми металлами показала линейную зависимость с коэффициентом корреляции Я от 0,77 до 0,95 между содержанием в почве №, Хп, Сг, Со и Мп в южном черноземе на целине, и содержанием гумуса Коэффициент корреляции Я в этих случаях значимо отличается от нуля с доверительной вероятностью Р=0,95. Соответственно, мы можем сделать вывод, что повышение содержания гумуса ведет к аккумуляции этих металлов в целинном южном черноземе. Особенность органической составляющей в том, что она обеспечивает фундаментальные свойства почв, играющие ключевую роль в формировании устойчивости к

загрязнению благодаря высокой обменной емкости органических веществ, способности их специфически адсорбировать ТМ, образовывать прочные органо-минеральные комплексы (Федосеенко, 2004).

Увеличение содержания свинца в черноземе коррелирует с увеличением в почве содержания нитратного азота; щшка - подвижного фосфора. Наблюдается тенденция к увеличению содержания обменного калия при накоплении Zn и РЬ в почве. K.G. Tiller (1989) называет почвенные процессы наиболее чувствительные к загрязнению: минерализация органического азота и фосфора, разложение целлюлозы, фиксация азота.

Между суммой поглощенных оснований и валовым содержанием Сг, Мп и Ni (рис. 2) в южном черноземе (целина, яровой ячмень) и в обыкновенном черноземе под озимой пшеницей (Сг, Ni, Zn, Pb, Fe) прослеживается линейная зависимость (R от 0,77 до 0,95).

сумяпотвдмъкаасвэий сумпотоирккосняашй

Рис. 2. Зависимость содержания Хп, № и Сг от суммы поглощенных оснований в южном черноземе (целина)

Также просматривается тенденция подщелачивания почвенного раствора при уменьшении валового содержания в почве Хп, Со, Бе, то есть концентрация тяжелых металлов имеет обратную линейную зависимость от рН в южных черноземах (К от -0,75 до -0,99).

Нами также было рассмотрено поведение и взаимосвязь некоторых элементов со свойствами почв и между собой в отдельности.

Так как связи между отдельными элементами во многих случаях имеют не строго детерминированный, а вероятностный характер, то при их изучении большую роль играет корреляционный анализ. С целью выявления возможных корреляционных связей между макро- и микроэлементами в профиле черноземов региона были рассчитаны парные коэффициенты корреляции. Как полагают некоторые исследователи, достоверно доказанная корреляционная зависимость свидетельствует лишь о сопряженности изменения данных величин, а не о наличии причинной взаимозависимости в их вариации. Взаимосвязанное

изменение их количеств в почве они рассматривают как результат действия факторов среды, общих для данных элементов (Баркан, Химич, 1968; Ковалевский, 1965). Существует также мнение, что тесная зависимость между содержанием в почвах ряда элементов является следствием парагенезиса - закономерного совместного нахождения химических элементов в минералах, породах, почвах, связанного с общностью условий образования (Дубиковский, 1975).

Корреляционный анализ данных о содержании химических элементов в генетических горизонтах черноземов показал наличие тесной прямой связи (г>0,7) между следующими парами элементов:, РЬ-Со, РЬ-Мп, Ы-Мп, 2п-}'е, гп-Сг, №-Сг и т.д. Достоверно установленная корреляционная зависимость свидетельствует о сопряженности изменения концентрации этих элементов в почвенном профиле. Сильная обратная корреляция свойственна таким парам элементов как РЫМ, РЬ-№, N-(30 и т.д. Химические элементы прочно закрепляются в почве в результате образования комплексных соединений гуминовых кислот с ионами. Кроме того, тяжелые металлы с переменной валентностью способны взаимодействовать с N и 5-содержащими функциональными группами органических соединений. Исследования Л.Н. Александровой (1980) показали, что металлы могут входить как в анионную, так и в катионную часть молекулы гуминовой кислоты. Содержание гуминовых кислот постепенно уменьшается вниз по профилю, и соответственно уменьшается концентрация элементов. Есть мнение, что аккумуляция тяжелых металлов в гумусовом горизонте объясняется активной биогенной трансформацией исходных глинистых минералов и поступающих аэрозольных частиц в условиях, способствующих прочной агрегации высокодисперсных частиц.

Проявление эрозионных процессов. Эрозионные процессы обусловлены рядом причин, среди которых первостепенную роль играет слишком узкая специализация на производстве семян зерновых культур при утраченном животноводстве, сохранении зерновых культур, слишком большой доле чистого пара. Развитию водной эрозии способствует значительная расчлененность территории. На узких плато водоразделов и их выпуклых частях проявляется дефляция почв.

Положение усугубляется последствиями нерационального землеустройства с расположением полей безотносительно к рельефу и структуре почвенного покрова. В составе полей часто находятся земли контрастных агроэкологических видов, в том числе в разной степени подверженных водной и ветровой эрозии. Неудовлетворительная противоэрозионная организация территории дополняется непродуманным расположением полезащитных лесных полос. При шаблонном расположении их поперек господствующих ветров не учитываются условия рельефа. В результате этого вдоль полос, совпадающих с направлением склонов, усиливается водная эрозия в период таяния снежных сугробов, образующихся около полос, особенно находящихся в неудовлетворительном состоянии.

Сложившаяся ситуация требует серьезных изменений инфраструктуры

землепользования, совершенствования систем земледелия и агротехнологий. Решение данной задачи осложняется необходимостью реконструкции системы существующих полезащитных лесных полос с частичным удалением их на участках, совпадающих с направлением склонов.

Учет почвенных свойств при внедрении адаптивно-ландшафтной системы

Для снижения нагрузки на почвы в последние годы применяются адаптивно-ландшафтные системы земледелия (Новосибирск, Воронеж, Владимирская область, Ростов-на-Дону).

Данные наших исследований были использованы при формировании проекта адаптивно-ландшафтных систем земледелия для Северо-Донецкой сельскохозяйственной опытной станции группой академика РАСХН Кирюшина В.И. Этот экспериментальный проект является продуктом новой методологии формирования адаптивно-ландшафтных систем земледелия, разработанной в Московской сельскохозяйственной академии имени К.А. Тимирязева. Суть методологии заключается в углубленной дифференциации земледелия применительно к разнообразным природным, почвенным и социально-экономическим условиям на основе детальной агроэкологической оценки земель в соответствии с требованиями сельскохозяйственных культур.

На первом этапе необходимо оптимизировать использование земель в основном в рамках существующей конфигурации полей севооборотов, закрепленной лесными полосами. На втором этапе должна быть реализована оптимальная инфраструктура землепользования, обеспечивающая освоение адаптивно-ландшафтных систем земледелия и прекращение деградационных процессов.

Поскольку хозяйственная деятельность не вполне соответствует агроэкологическим условиям хозяйства, предложена существенная ее перестройка в отношении специализации производства (рекомендовано семеноводство и мясомолочное скотоводство), размещения угодий, корректировки структуры посевных площадей и севооборотов, противоэрозионной организации территории и дифференциации агротехнологий.

В соответствии с первым этапом в пределах севооборотных полей выделены производственные участки, охватывающие агроэкологические типы земель, которые пригодны для возделывания каждой культуры севооборота, но при различных уровнях интенсификации и соответственно разных агротехнологиях. На этих участках, в зависимости от их агроэкологических характеристик, спроектированы противоэрозионные, мелиоративные и другие мероприятия, приближающие условия возделывания культур к фоновым агроэкологическим типам. Для интенсивных агротехнологий в пределах полей севооборотов выделены производственные участки с достаточно высокой агроэкологической однородностью. Выделенные сильноконтрастные типы земель отведены под постоянное залужение.

Учитывая высокую насыщенность севооборотов зерновыми и пропашными

культурами, необходимо применять органические удобрения и оставлять всю солому в

измельченном виде. Поступление в почву органического вещества должно увеличиваться с повышением уровня интенсификации агротехнологий. Если внесение навоза в севообороте составляет в среднем менее 10 т/га в год под пропашные культуры, целесообразно введение пожнивных культур, сидерального пара Если же это условие не выполняется, то указанный севооборот трансформируется в травопольный. При этом следует отдать предпочтение люцерне с использованием в течение 3 лет, включая год посева Наряду с улучшением режима органического вещества ее стержневая корневая система будет способствовать улучшению физических свойств подпахотных горизонтов.

Наилучшее решение задачи оптимизации использования земельных ресурсов хозяйства и построения адаптивно-ландшафтных систем земледелия и агротехнологий (второй этап) достигается на основе проектирования полей севооборотов в пределах агроэкологических групп земель и по возможности в пределах агроэкологических типов. Эта задача выполнена на основе разработки ахроэкологических карт сельскохозяйственных культур, сопоставление которых позволяет выявить группы культур с близкими требованиями по условиям возделывания путем взаимного наложения агроэкологических карт-слоев. При совпадении контуров одних категорий пригодности для разных культур выделяются агроэкологические типы земель, в пределах которых размещаются соответствующие севообороты.

Вначале решалась задача размещения севооборотов с наиболее требовательными культурами, например, озимой пшеницей, сахарной свеклой, кукурузой, соей на землях первой категории пригодных для высоких агротехнологий, если позволяет их площадь. Если она невелика, в севооборотный массив вовлекают земли второй категории, пригодные дтя этих культур с умеренными ограничениями (микрорельеф, умеренные по контрастности и сложности микрокомбинации почв и др). Тогда возникает проблема пространственной дифференциации агротехнологий, которая решается выделением производственных участков в пределах севооборотных полей. Эти участки могут включать контуры солонцовых, переуплотненных, эрозионноопасных и других почв и микрокомбинаций, для которых проектируются локальные мелиоративные, противоэрозионные и другие мероприятия. В зависимости от мелиоративного состояния полей и производственных участков выбирается уровень интенсификации агротехнологий.

Исчерпав возможности размещения наиболее прихотливых культур, проектируют севооборотные массивы для менее требовательных культур на менее благополучных землях.

В отличие от массивов плакорных земель, эрозионные земли характеризуются большой неоднородностью, что сильно осложняет проектирование полей севооборотов. Соответственно уменьшаются размер полей, увеличивается количество производственных участков, сокращается набор культур, возрастает разнообразие технологий их возделывания

по агроэкологическим условиям при ограниченных возможностях интенсификации.

В спроектированном пакете агротехнологий особое внимание уделено

дифференциации систем обработки почвы. На плакорных землях в зависимости от уровня интенсификации с учетом агроэкологических требований сельскохозяйственных культур рекомендованы комбинированные и мелкие обработки почвы.

Рекомендации хозяйству ЗАО «Нива». Хозяйство Российского научно-исследовательского института проблем мелиорации по агроэкологическим условиям одно из наиболее благополучных в Ростовской области, учитывая преобладание равнинных обыкновенных черноземов, луговато- и лугово-черноземных почв, характеризующихся благоприятными агрономическими свойствами.

Поскольку севооборотные массивы расположены преимущественно в пределах плакорных земель, перепроектирование полей севооборотов не требуется. Однако участки земель контрастных видов (солонцовых, эрозионных, супесчаных и др.) можно выделить в пределах полей севооборотов в виде производственных участков, для которых могут быть прописаны мелиоративные мероприятия, в частности на солонцеватых почвах, и дифференцированные агротехнологии. Особое внимание должно быть уделено дифференциации систем обработки почв. Преобладающая в хозяйстве система вспашки не обоснована ни в экономическом, ни в технологическом отношении. По почвенно-ландшафтным условиям на большей части землепользования целесообразна минимизация почвообработки. Степень минимизации почвообработки возрастает с повышением уровня интенсификации агротехнологий.

Выводы

1. Сельскохозяйственное использование привело к понижению глубины залегания карбонатов в черноземе южном в пределах 40 см, такая же тенденция наблюдается в черноземе обыкновенном. В обыкновенных черноземах произошло изменение структуры от зернистой на целине до комковато-порошистой на неорошаемых полях и порошисто-глыбистой при орошении. В южных черноземах при обработке происходит обесструктуривание верхних горизонтов, переход от мелко-зернистой структуры гор. А к пороши стой.

2. Мезоморфологические исследования показали, что в орошаемом обыкновенном черноземе в нижней части гумусового горизонта наблюдается тусклый глянец коллоидной пленки на гранях структурных отдельностей, что свидетельствует о вымывании коллоидной органоминеральной части почвы с верхних горизонтов в нижние. Это явление можно рассматривать как проявление слабо выраженных элювиальных процессов, развивающихся вслед за выщелачиванием карбонатов.

ила в верхнем горизонте на целине, составляющего 9,0%. Также, в результате орошения, происходит обогащение верхней части пахотного горизонта частицами крупной пыли до 44,3%. Фактор дисперсности (по Н.А. Качинскому) в целом довольно низкий (у лучших черноземов <10%), что свойственно черноземообразовательному процессу, максимум в орошаемом черноземе - 8,2%. В результате сельхозобработки почвы утрачивают потенциальную способность к оструктуриванию, самый высокий фактор структурности в гумусовом горизонте по А.Ф. Вадюниной в черноземе южном на целине 124-140%.

4. Происходит некоторое увеличение мощности гумусового горизонта (А+АВ) при орошении обыкновенного чернозема на 8-20 см в сравнении с неорошаемыми черноземами что, вероятно, связано с переносом из верхних горизонтов обогащенных гумусом высокодисперсных частиц почвы нисходящим током воды; содержание гумуса в горизонте АВ за 3 года возрастает на 0,6%, что обусловлено перемещением органического вещества по профилю почвы и повышенным содержанием в нем СаСОз (3,30%). В результате сельскохозяйственной обработки черноземов происходит снижение содержания гумуса в верхних горизонтах на 1,13-1,95% в южном и на 0,7% в обыкновенном черноземе.

5. Во всех почвах рНюдн. гумусовых горизонтов от близкого к нейтральному до слабощелочного, в среднем 7,65-8,30. Происходит подщелачивание верхнего горизонта обыкновенного чернозема при орошении рН=8,6. Обменный кальций составляет 75-90% от суммы обменных оснований всех почв. На орошаемом поле, содержание обменного кальция в верхнем гумусовом горизонте 12,80 мг-экв/100г почвы, что на 40% ниже содержания этого элемента на целине. Происходит также снижение соотношения Са : доля магния возрастает до 38%. Это связано с увеличением значения рН, при котором ослабевает связь Са с ППК и возрастает энергия магния к поглощению. Также увеличивается относительная доля поглощенного натрия в ППК, что служит показателем начальной стадии осолонцевания. Тесная взаимосвязь между изменением содержания гумуса и общего азота в профилях черноземов аппроксимируется уравнением прямолинейной регрессии, при этом коэффициент корреляции 11=0,95-0,99.

6. Исследования ватового содержания тяжелых металлов в черноземах показали, что в обыкновенном черноземе при орошении, содержание РЬ увеличивается с глубиной от 9 до 14 мг/кг, что может объясняться его вымыванием в нижние горизонты. В верхних горизонтах целинного южного чернозема происходит накопление всех тяжелых металлов (К«>1), что может объясняться эоловым переносом, латеральными и поверхностными почвенными потоками. ПДК превышены по валовому содержанию Сг и № в верхних горизонтах всех почв, следовательно, происходит их накопление и загрязнение почвы, предположительно как по выше названным причинам, так и, вероятно, с вносимыми минеральными удобрениями. Содержание остальных тяжелых металлов не превышает ПДК.

7. Математическая обработка результатов анализов почв на загрязнение тяжелыми

металлами показала линейную зависимость (11=0.52-0.99) между содержанием в почве №,

Ъп, Сг, Со и Мп в большей части разрезов, и содержанием гумуса. Можно предположить, что

повышенное содержание гумуса ведет к аккумуляции этих металлов в почве. Уменьшение валового содержания в почве 7.п и № соответствует подщелачиванию реакции среды, то есть имеет обратную зависимость от рН (Я от 0,62 до 0,94). Между суммой поглощенных оснований и валовым содержанием Сг, Хп и № в южном черноземе (целина, яровой ячмень) и в обыкновенном черноземе под озимой пшеницей прослеживается линейная зависимость (Я от 0,77 до 0,95). В процессе почвообразования в черноземах обыкновенных и южных относительно почвообразующих пород наблюдаются накопление Мп, Ъъ, Со, Сг, Ре. Достоверно установленная корреляционная зависимость между содержанием микро- и макроэлементов, свидетельствует о сопряженности изменения концентрации этих элементов в почвенном профиле.

Основное содержание работы изложено в следующих публикациях:

1. Давыдов И.В. Изменение состава и свойств черноземов обыкновенных и южных Ростовской области при сельскохозяйственном использовании // Агрохимический вестник. 2007. №5. С. 2-3.

2. Давыдов И.В. Изменение состава и свойств черноземов обыкновенных и южных в условиях различного землепользования // Материалы IX Всероссийской конференции докучаевские молодежные чтения: почвы России. Проблемы и решения. - Санкт-Петербург, 2006. С. 326-327.

3. Давыдов И.В. Влияние характера землепользования на изменение свойств черноземов обыкновенных и южных Ростовской области // X юбилейные докучаевские молодежные чтения: почвы и техногенез. Тезисы докладов. - Санкт-Петербург, 2007. С.58-59.

4. Давыдов И.В. Влияние содержания тяжелых металлов на состав и свойства черноземов обыкновенных и южных в условиях различного землепользования // X юбилейные докучаевские молодежные чтения: почвы и техногенез. Тезисы докладов. -Санкт-Петербург, 2007. С.96-97.

5. Давыдов И.В. Загрязнение тяжелыми металлами черноземов обыкновенных и южных в условиях различного землепользования. Изменение их состава и свойств // Современные проблемы загрязнения почв. II Международная научная конференция. Сборник материалов. Том I. - Москва, МГУ, 2007. С. 335-338.

6. Давыдов И.В. Изменение состава и свойств черноземов обыкновенных и южных Ростовской области в процессе землепользования // Экология биосистем: проблемы изучения, индикации и прогнозирования. Материалы Международной научно-практической конференция посвященной 75-летию Астраханского государственного университета. -Астрахань, 2007. С. 237-239.

7. Давыдов И.В. Изменение свойств черноземов обыкновенных и южных в условиях землепользования // Материалы V съезда Общества почвоведов им. В.В. Докучаева. -Ростов-на-Дону, 2008. С. 282.

Подписано в печать 10.10.2008 г.

Печать трафаретная

Заказ №915 Тираж: 100 экз.

Типография «11-й ФОРМАТ» ИНН 7726330900 115230, Москва, Варшавское ш., 36 (499) 788-78-56 wwvv.autoreferat.ru

Содержание диссертации, кандидата биологических наук, Давыдов, Игорь Викторович

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. ЗЕМЛЕДЕЛЬЧЕСКОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ЧЕРНОЗЕМОВ СРЕДНЕРУССКОЙ ВОЗВЫШЕННОСТИ.

1.1 Сельскохозяйственное использование черноземов

1.2 Изменение гумусного состояния.

1.3 Изменение физических, физико-химических параметров и режима питания.

1.4 Последствия орошения черноземов.

1.5 Загрязнение тяжелыми металлами.

1.6 Системы земледелия на ландшафтной основе.

ГЛАВА 2. ФИЗИКО-ГЕОГРАФИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ РЕГИОНА ИССЛЕДОВАНИЙ.

2.1. Структура земельных угодий Ростовской области.

2.2. Условия и факторы почвообразования.

2.2.1. Рельеф местности.

2.2.2. Почвообразующие породы.

2.2.3. Климат.

2.2.4. Растительный покров.

2.3. Почвенный покров.

2.3.1. Генетические особенности и свойства черноземов южных.

2.3.2. Генетические особенности и свойства черноземов обыкновенных.

ГЛАВА 3. ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ.

3.1. Объекты исследований.

3.1.1. Черноземы южные.

3.1.2. Черноземы обыкновенные.

3.1.3. Система земледелия в хозяйствах.

3.2. Методы исследований.

ГЛАВА 4. ВЛИЯНИЕ ИНТЕНСИВНОГО ЗЕМЛЕПОЛЬЗОВАНИЯ НА МОРФОЛОГИЧЕСКИЕ И АГРОФИЗИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ИССЛЕДУЕМЫХ ЧЕРНОЗЕМОВ.

4.1 Морфологические признаки исследуемых почв.

4.2. Мезоморфологическая характеристика почв.

4.3. Изменение гранулометрического состава и плотности.

4.4. Проявление эрозионных процессов.

ГЛАВА 5. ИЗМЕНЕНИЕ ХИМИЧЕСКИХ И ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ИССЛЕДУЕМЫХ ЧЕРНОЗЕМОВ ПРИ ИНТЕНСИВНОМ ЗЕМЛЕПОЛЬЗОВАНИИ.

5.1. Содержание гумуса.

5.2. Физико-химические и агрохимические свойства.

ГЛАВА 6. СОДЕРЖАНИЕ ТЯЖЕЛЫХ МЕТАЛЛОВ В ЧЕРНОЗЕМАХ ОБЫКНОВЕННЫХ И ЮЖНЫХ.

6.1. Содержание тяжелых металлов.

6.2. Математическая обработка результатов анализов почв на содержание тм.

ГЛАВА 7. УЧЕТ ПОЧВЕННЫХ СВОЙСТВ ПРИ ВВЕДЕНИИ

АДАПТИВНО-ЛАНДШАФТНОГО ПОДХОДА.

ВЫВОДЫ.

Введение Диссертация по биологии, на тему "Состав и свойства черноземов обыкновенных и южных в условиях интенсивного землепользования"

Актуальность проблемы

Изучение закономерностей изменения свойств черноземов на уровне механизмов и кинетики протекающих в них процессов на фоне различных видов использования почвы и режимов орошения весьма важно для выработки и принятия рациональных решений в системах земледелия степных территорий.

В настоящее время существующие зональные системы земледелия не учитывают в должной мере процессы деградация почв, которые приобретают все более ощутимое социально-экономическое значение, так как через продукцию растениеводства оказывается большое влияние на здоровье человека и животных.

Антропогенные изменения свойств черноземов в процессе сельскохозяйственного производства имеют разнонаправленный характер и в ряде случаев определяют отрицательные последствия. Сельскохозяйственное использование почв черноземной зоны часто приводит к уплотнению и обесструктуриванию пахотных горизонтов, нередко достигающему степени слитости. Широко известны такие формы деградации почв как эрозия, подкисление, разрушение структуры и т.д., что резко снижает ценность почвы как средство производства сельскохозяйственной продукции. В результате антропогенного воздействия происходит также загрязнение почв тяжелыми металлами, что оказывает токсическое действие на возделываемые культуры; изменяется активность и численность микрофлоры, которая, в свою очередь, оказывает влияние на содержание доступных элементов питания. В итоге -падение почвенного плодородия, разрушение почвы как природного тела. Особенно это касается черноземов — эталона плодородной почвы. Поэтому исследование трансформации важнейших свойств черноземов при интенсивном земледелии весьма актуально и имеет большое научное значение.

Цель и задачи исследований

Цель работы заключается в установлении особенностей антропогенной трансформации, ее механизма, и изменения состава и свойств черноземов в условиях интенсивного землепользования.

Для достижения указанной цели необходимо было решить следующие задачи:

Научная новизна

В результате проведенных исследований установлено, что:

2. Показано что, при антропогенном воздействии на черноземы обыкновенные, произошло изменение структуры от зернистой на целине до комковато-порошистой на неорошаемых полях и порошисто-глыбистой при орошении. В южных черноземах при обработке происходит дезагрегация верхних горизонтов, переход от мелко-зернистой структуры гор. А к порошистой.

Практическая значимость

Результаты исследований позволяют:

-разработать мероприятия по оптимизации свойств черноземов на территории хозяйств северо-западной и центральной частей черноземной зоны Ростовской области;

-определить степень и направление антропогенного преобразования обыкновенных и южных черноземов на территории хозяйств Российского научно-исследовательского института проблем мелиорации (Веселовский район) и Донского зонального научно-исследовательского института сельского хозяйства (Тарасовский район) в Ростовской области;

Работа выполнена в 2003-2006 гг. на кафедре общего земледелия факультета почвоведения МГУ имени М.В. Ломоносова.

Заключение Диссертация по теме "Почвоведение", Давыдов, Игорь Викторович

ВЫВОДЫ

3. В результате орошения черноземов обыкновенных происходят изменения физических показателей. Так, при поливах происходит вымывание илистой фракции до глубины 80-100 см и ее накопление в нижних горизонтах, содержание илистой фракции в верхнем пахотном горизонте составляет 18,5%, в нижних — 25,9%. Однако, содержание илистой фракции в пахотном горизонте орошаемого чернозема в, 2 раза выше содержания ила в верхнем горизонте на целине, составляющего 9,0%. Также, в результате орошения, происходит обогащение верхней части пахотного горизонта частицами крупной пыли до 44,3%. Фактор дисперсности (по Н.А. Качинскому) в целом довольно низкий (у лучших черноземов <10%), что свойственно черноземообразовательному процессу, максимум в орошаемом черноземе — 8,2%. В результате сельхозобработки почвы утрачивают потенциальную способность к оструктуриванию, самый высокий фактор структурности в гумусовом горизонте по А.Ф. Вадюниной в черноземе южном на целине 124-140%.

5. Во всех почвах рНводн. гумусовых горизонтов от близкого к нейтральному до слабощелочного, в среднем 7,65-8,30. Происходит подщелачивание верхнего горизонта обыкновенного чернозема при орошении рН=8,6. Обменный кальций составляет 75-90% от суммы обменных оснований всех почв. На орошаемом поле, содержание обменного кальция в верхнем гумусовом горизонте 12,80 мг-экв/100г почвы, что на 40% ниже содержания этого элемента на целине. Происходит также снижение соотношения Са : Mg, доля магния возрастает до 38%. Это связано с увеличением значения рН, при котором ослабевает связь Са с ППК и возрастает энергия магния к поглощению. Также увеличивается относительная доля поглощенного натрия в ППК, что служит показателем начальной стадии осолонцевания. Тесная взаимосвязь между изменением содержания гумуса и общего азота в профилях черноземов аппроксимируется уравнением прямолинейной регрессии, при этом коэффициент корреляции R=0,95-0,99.

6. Исследования валового содержания тяжелых металлов в черноземах показали, что в обыкновенном черноземе при орошении, содержание РЬ увеличивается с глубиной от 9 до 14 мг/кг, что может объясняться его вымыванием в нижние горизонты. В верхних горизонтах целинного южного чернозема происходит накопление всех тяжелых металлов (Как>1), что может объясняться эоловым переносом, латеральными и поверхностными почвенными потоками. ПДК превышены по валовому содержанию Сг и Ni в верхних горизонтах всех почв, следовательно, происходит их накопление и загрязнение почвы, предположительно как по выше названным причинам, так и, вероятно, с вносимыми минеральными удобрениями. Содержание остальных тяжелых металлов не превышает ПДК.

7. Математическая обработка результатов анализов почв на загрязнение тяжелыми металлами показала линейную зависимость (R=0.52-0.99) между содержанием в почве Ni, Zn, Сг, Со и Мп в большей части разрезов, и содержанием гумуса. Можно предположить, что повышенное содержание гумуса ведет к аккумуляции этих металлов в почве. Уменьшение валового содержания в почве Zn и Ni соответствует подщелачиванию реакции среды, то есть имеет обратную зависимость от рН (R от 0,62 до 0,94). Между суммой поглощенных оснований и валовым содержанием Сг, Zn и Ni в южном черноземе (целина, яровой ячмень) и в обыкновенном черноземе под озимой пшеницей прослеживается линейная зависимость (R от 0,77 до 0,95). В процессе почвообразования в черноземах обыкновенных и южных относительно почвообразующих пород наблюдаются накопление Мп, Zn, Со, Ni, Сг, Fe. Достоверно установленная корреляционная зависимость между содержанием микро- и макроэлементов, свидетельствует о сопряженности изменения концентрации этих элементов в почвенном профиле.

Библиография Диссертация по биологии, кандидата биологических наук, Давыдов, Игорь Викторович, Москва

1. Агафонов Е.В. Тяжелые металлы в черноземах Ростовской области // Тяжелые металлы и радионуклеиды в агроэкосистемах. М., 1994. - с. 22-26.

2. Адерихин П.Г. Генезис и эволюция черноземов ЦЧО: Тез. докл. 2 съезда общ-ва почвоведов. Харьков, 1962. - с. 51-53.

3. Адерихин П.Г. Изменение плодородия черноземов ЦентральноЧерноземной области при окультуривании. М.: Плодородие и мелиорация почв СССР, 1964. - с. 31-37.

4. Адерихин П.Г. Изменение черноземных почв ЦЧО при использовании их в сельском хозяйстве // Черноземы ЦЧО и их плодородие. М.: Наука, 1964. - с. 61-87.

5. Адерихин П.Г., Щербаков А.П. Азот в почвах ЦентральноЧерноземной полосы. Воронеж, 1974. 168 с.

6. Адерихин П.Г., Щербаков А.П. Влияние длительного сельскохозяйственного использования черноземов на некоторые показатели их плодородия. Воронеж: Проблемы почвоведения, агрохимии и мелиорации почв, 1973. - с. 49-69.

7. Адерихин П.Г., Шевченко Г.А. Гумус южных и обыкновенных черноземов ЦЧО и изменение его в условиях сельскохозяйственного производства// Тр. Воронежского ун-та. Почвоведение. Воронеж. 1968. -Т.65. - Вып. 1-е. 67-79.

8. Акентьева Л.И. Влияние плоскорезной обработки и удобрения на физико-химические свойства и структурное состояние слабоэродированного обыкновенного чернозема. Харьков. СХИ.: Тр., 1978. - с. 15-19.

9. Антипов-Каратаев И.И., Филиппова В.И. Влияние длительного орошения на процессы почвообразования и плодородие почв степной полосы Европейской части СССР. М.: Изд-во АН СССР, 1955.- 207 С.

10. Аристовская Т.В. Микробиология процессов почвообразования. М.: Наука, 1980.-187 С.

11. Афанасьева Е.А. Черноземы Средне-Русской возвышенности. М.: Наука, 1966.-172. С.

12. Ахтырцев Б.П. Актуальные вопросы антропогенного почвоведения// Влияние человека на ландшафт. Вопросы географии. Сб. 106. М.: Мысль, 1977. - с. 168-174.

13. Ахтырцев А.Б., Адерихин П.Г., Ахтырцев Б.П. Лугово-черноземные почвы центральных областей Русской равнины. — Воронеж, изд-во Воронеж, ун-та, 1981.- 176 с.

14. Бабьева И.П., Зенова Г.М. Биология почв. М., Изд-во МГУ, - 1989. -с.336.

15. Багаутдинов Ф.Я., Хазиев Ф.Х., Гарипов Т.Т. Гумусное состояние некоторых почв Южного Урала и приемы его регулирования. Почвоведение, 1997, №9, с. 1087-1095.

16. Базилевич Н.И. Продуктивность степных, луговых и болотных сообществ лесостепи. Л.: Ресурсы биосферы. Наука, 1975.- Вып. 1.-е. 56-95.

17. Балахонский М.А. Почвозащитная и агроэкологическая эффективность основной обработки чернозема южного эродированного: Дис. канд. с.-х. наук: 06.01.01 п. Рассвет, 2003.

18. Безуглова О.С. Гумусное состояние почв юга России. — Ростов-н/Д: Изд-во СКНЦ ВШ, 2001. 228 с.

19. Белинкина В.И., Фишкова Э.С. Влияние длительного применения удобрений на микрофлору черноземных почв. Тр ВНИИ с.-х. микробиол., 1953. - Т. 13. - с. 28-32.

20. Беляева О.Н. Биологическая активность чернозема обыкновенного и каштановой почвы Нижнего Дона при антропогенном воздействии: Дис.канд. биол. наук: 03.00.27. Ростов н/Д, 2002. - 177 с.

21. Бергер А.В. Технология освоения уплотненных южных черноземов под орошаемое земледелие: Дис. канд. с.-х. наук: 06.01.02 М., 1995.

22. Бирюкова О.А., Кравцова Н.Е., Коваленко В.Д. Современные проблемы фосфатов в Ростовской области. Тез. докладов III съезд общества почвоведов (11-15 июля 2000, Суздаль) 2000.- с. 235 -237.

23. Благодатский С.А., Благодатская Е.В. // Характеристика экологической стратегии микробных сообществ на основе анализа дыхательного отклика почв. Почвоведение, № 9, 1987. - с. 157-161.

24. Богоев В.М. Количественная оценка численности биомассы и биологическая активность почвенных микроорганизмов // Автор, дис. канд. биол. наук М.: МГУ, 1998, 24 С.

25. Бондарев А.Г., Кузнецова И.В. Проблема деградации физических свойств почв России и пути ее решения. Почвоведение, 1999, № 9, с. 11261131.

26. Бобрицкая М.А. Роль однолетних культур в балансе органических и минеральных веществ в почве. М.: Почвоведение № 1, 1958. - с. 44-45.

27. Брехова Л.И., Щеглов Д.И. Агрогенная эволюция гумусового профиля черноземов// Тез. докл. 2 съезда Об-ва почвоведов, Санкт-Петербург, 27-30 июня, 1996. Кн. 2. - М, 1996. - с. 21-22.

28. Брук М.С. Об эволюции черноземов под влиянием деятельности человека» 1975. №3 с. 3-12.

29. Вальков В.Ф. Экология почв Ростовской области. Ростов н/Д: Изд-во СКНЦВШ, 1994.-80 с.

30. Вальков В.Ф., Казадаев А.А., Гайдомакина Л.Ф., Паремузова Л.А., Пилипенко Л.Э. Биологическая характеристика чернозема обыкновенного// Почвоведение. 1989. - № 7. - с.67-74.

31. Вальков В.Ф., Штомпель Ю.А., Тюльпанов В.И. и др. Почвоведение (почвы Северного Кавказа) Краснодар: Советская Кубань, 2002. 728 С.

32. Витко A.M. Роль пожнивно-корневых остатков культур севооборота вбалансе. Воронеж: Льгов. Опыт.-селекцион. Ст. Сб. нуч. тр. Вып. 1., 1965. -с. 48-54.

33. Власенко А.Н., Каличкин В.К., Филимонов Ю.П. и др. Адаптивно-ландшафтная система земледелия ОПХ «Кремлевское»: Рекомендации. -РАСХН. Сиб. отд-ние. СибНИИЗХим. Новосибирск, 2000. - 46 с.

34. Гаврилюк Ф.Я. Полевые исследования и картирование почв. Изд-во Ростовского университета, 1981. — 208 с.

35. Гаврилюк Ф.Я., Садименко П.А., Полтавская И.А. и др. Научные основы рационального использования черноземов. — Изд-во Ростовского университета, 1976. 128 с.

36. ГаркушаИ.Ф. Почвоведение. Изд. 5, JI.-M., Сельхозиздат, 1961.-352 с.

37. Гедройц К.К. Избранные сочинения. Т. 1: Почвенные коллоиды и поглотительная способность почв. М: Сельхозгиз, 1955. - 560 с.

38. Геллер И.А., Юспе Ф.Б. О влиянии минеральных удобрений на микробиологические процессы почвы. М.: Микробиология. Т XXIII, вып.4, 1954.-с. 451-454.

39. Герасименко Н.М. Вторичное засоление обыкновенных черноземов при переувлажнении: Дис. канд. биол. наук: 03.00.27. М., 2002. — 200 с.

40. Глинка К.Д. К вопросу о минералогическом составе почв и методах его использования. М.: Почвоведение. № 1, 1908. - с. 2-25.

41. Гниненко Н.В. Влияние длительного применения удобрений на физические свойства слабощелочного и обыкновенного черноземов. М.: Сахарная свекла. № 3, 1968. - с. 39-42.

42. Гниненко Н.В., Коваленко В.Е., Габань В.И., Клявзо СП. Некоторые аспекты эволюции черноземов при их длительном интенсивномиспользовании с-х. использовании. // Почвоведение. 1998. № 6. - с. 732-738.

43. Гончаров В.Д. Влияние характера землепользования на структуру обыкновенного чернозема и параметры ее фрактальных моделей: дис. канд. техн. наук: 06.01.03. Санкт-Петербург, 2004. 132 с.

44. Горбачев Б.Н. Естественные и кормовые угодья Ростовской области. // Растительные ресурсы, 1969, том 5, вып. 2.

45. Гринченко A.M. Динамика элементов плодородия чернозема в зависимости от длительности сельскохозяйственного использования и внесения удобрений. М.: Почвоведение № 5, 1964. - с. 27-35.

46. Гринченко A.M. Особенности культурного почвообразовательного процесса черноземов УССР: Научные основы рационального использования почв черноземной зоны СССР и пути повышения их плодородия. Кишинев, 1968. -с. 55-57.

47. Гринченко A.M., Чесняк Г.И., Чесняк О.А. О развитии культурного почвообразовательного процесса на черноземе лесостепи Украины // Изменение почв при окультуривании их классификация и диагностика. М.: Колос, 1965.-215 С.

48. Гришина JI.A. Гумусообразование и гумусное состояние почв. -М.: Изд-во МГУ. 1986.-243 С.

49. Демкина Т.С., Ананьева Н.Д. Влияние длительного применения удобрений на дыхательную активность и устойчивость микробных сообществ почвы. Почвоведение, № 11. 1998. - с. 1382-1389.

50. Дёрффель К. Статистика в аналитической химии. Пер. с нем. — М.: Мир, 1994.-268 с.

51. Дмитриев Е.А. Математическая статистика в почвоведении: Учебник. -М.: Изд-во МГУ, 1995.- 320 с.

52. Добровольская Т.Г., Лысак JI.B., Звягинцев Д.Г. Почва и микробное биоразнообразие//Почвоведение. 1996. - № 6. - с. 699-704.

53. Добровольская Т.Г., Чернов И.Ю., Лукин СМ. Бактериальное разнообразие целинных и пахотных почв Владимирской области.

54. Почвоведение. 2001№9.-с. 1092-1096.

55. Добровольский Г.В., Куст Г.С. Деградация почв «тихий кризис планеты»//Природа. - 1996. - № 10. - с. 53-63.

56. Добровольский Г.В., Никитин Е.Д. Функции почв в биосфере и экосистемах (экологическое значение почв). М.: Наука, 1990. - 261 С.

57. Ермоленко В.П. Научные основы земледелия Дона. — М.: ИК «Родник», 1999. 176 с.

58. Ермоленко В.П. Зональные системы земледелия на ландшафтной основе. // РАСХН, ДЗНИИСХ, пос. Рассвет, 2000. 234 с.

59. Ермоленко В.П., Бабушкин В.М. Научные основы земледелия и растениеводства фермерских хозяйств на Дону. — М.: ИК «Родник», ж-л «Аграрная наука», 1999. 208 с.

60. Ермоленко В.П., Ольгаренко В.И., Ольгаренко Г.В. // Методические подходы к разработке систем земледелия орошаемых агроландшафтов. — Вестник РАСХН, 2000, № 6. С. 28-29.

61. Ермоленко В.П., Щедрин В.Н. Ландшафтное земледелие в условиях орошения Ростовской области. / ЮЖНИИГиМ. Новочеркасск: ЮРГТУ (НПИ), 2000. - 324 с.

62. Жирнов И.В. Эффективность различных приемов локального применения удобрений под яровой ячмень на южном черноземе Ростовской области: Дис. канд. с.-х. наук: 06.01.04 Персиановка, 1995. — 187 с.

63. Зайдельман Ф.Р. Причины образования светлых кислых элювиальных горизонтов в профиле почв. Почвоведение, 2007, № 10, с. 1155 — 1167.

64. Зайдельман Ф.Р., Давыдов И.Ю. «Причина ухудшения химических и физических свойств черноземов при орошении не минерализованными водами» 1989. -№ 11.-е. 101-108.

65. Захаревский В.И. К вопросу о влиянии удобрений в севообороте на некоторые физические свойства каштановой почвы. М.: Агрохимия № 3, 1978.-е. 99-103.

66. Зборищук Н.Г. Процессы почвообразования, преобразующиечерноземы южной степи при земледельческом использовании // Тез. докладов 2 съезда Общества почвоведов, Санкт-Петербург, 27 сентября 1996,- Кн.2. М., 1996 - с. 273-274.

67. Звягинцев Д.Г. Почва и микроорганизмы. М.: Изд-во Моск. Ун-та, 1987. - 256 с.

68. Звягинцев Д.Г. и др. Роль микроорганизмов в ценотических функциях почв// Почвоведение. 1992. - № 5.- 256 С.

69. Зональные системы земледелия Ростовской области. Ростов-н/Д: Кн. изд-во, 1986. - 167 с.

70. Зональные системы земледелия на ландшафтной основе. / Под ред. В.П. Ермоленко п. Рассвет, 2006. - 118 с.

71. Зональные системы орошаемого земледелия Ростовской области. — Ростов-н/Д: Кн. изд-во, 1987. 128 с.

72. Иванов Н.А. Научные основы управления плодородием почв // Вопросы плодородия почв в интенсивном земледелии. Екатеринбург: Урал, гос. с.-х. акад, 1996.- с. 3-19.

73. Иванова Е.Н. Классификация почв СССР. М., Наука, 1976. - 227 с.

74. Ильин С.С. Биологический круговорот веществ в земледелии на карбонатном черноземе// Агрохимия. 1978. - № 12. - с. 75-83.

75. Кабата-Пендиас А., Пендиас X., Микроэлементы в почвах и растениях.- М.: Мир, 1989.-439 с.

76. Казеев К.Ш., Колесников СИ., Вальков В.Ф. Гумусное состояние почв предгорий Северо-Западного Кавказа. Почвоведение, 1998, № 7. - с. 848853.

77. Калиниченко В.П., Солнцева Н.Г. Иллитизация и десмектизация чернозема обыкновенного в результате ирригации // Изв. вузов Сев.-Кавк. регион. Естеств. н. — 2003. — Спец. вып. — с. 78-84.

78. Калиниченко В.П., Вахненко И.Н. Валовое содержание тяжелых металлов и мышьяка в почвах юго-востока Ростовской области.// Плодородие почв и упр. его составляющими. п. Персиановский, 2000. — с. 166-170.

79. Караваева Н.А., Лебедева И.И., Герасимова М.И., Жариков С.Н. Опыт генетической интерпретации данных по водно-тепловому режиму естественных и агрогенных почв. Почвоведение, 1998, № 9, с. 1038-1048.

80. Караваева Н.А., Жариков С.Н. О проблеме окультуривания почв. -Почвоведение, 1998, № 11, с. 1327-1338.

81. Карпачевский Л.О. Экологическое почвоведение. М: Изд-во Моск. ун-та, 1993.-184 С.

82. Карпов А.В. Влияние антропогенной нагрузки на агрофизические параметры чернозема выщелоченного. Тез. докладов III съезд общества почвоведов (11-15 июля 2000, Суздаль). с. 126-127.

83. Кауричев И.С. Практикум по почвоведению. М: Колос, 1980. - 272 с.

84. Кирюшин В.И. Экологические основы земледелия. — М.: Колос, 1996. -367 с.

85. Кирюшин В.И. Экологизация земледелия и технологическая политика. М.: Изд-во МСХА, 2000, 473 с.

86. Кирюшин В.И. Концепция адаптивно-ландшафтного земледелия. — Пущино, 1993. 64 с.

87. Кирюшин В.И. // Адаптивно-ландшафтные системы земледелия — основа современной агротехнологической политики России. — Земледелие, 2000, №3.-С. 4-7.

88. Кирюшин В.И., Гаранжа Н.Ф., Кауричев И.С. и др. Концепции оптимизации режима органического вещества в агроландшафтах. М.: Изд-во ТСХА, 1993.-99 С.

89. Кирюшин В.И., Иванов А.Л. Методическое руководство по агроэкологической оценке земель, проектированию адаптивно-ландшафтных систем земледелия и агротехнологий. М.: Изд-во МСХА, 2005, с. 746.

90. Кисс Н.Н. Влияние контурно-полосного размещения, способов обработки чистого пара и занятых паров на плодородие чернозема южного Ростовской области: Дис. канд. с.-х. наук: 06.01.01.- пос.Рассвет, 1996.- 190 с.

91. Ковда В. А. Изменение плодородия почв при неправильном использовании и орошении// Орошение и дренаж засоленных почв. М.: 1967. - с. 85-98.

92. Ковда В.А. Научные и производственные проблемы мелиорации почв. М.: Наука, 1969.-203 С.

93. Ковда В.А. Биогеохимия почвенного покрова. М: Наука, 1985.-264 с.

94. Когут Б.М. Трансформация гумусного состояния черноземов при их сельскохозяйственном использовании: Дис. докт. с.-х. наук: 03.00.27. — М., 1996.-353 с.

95. Когут Б.М. Гумусовое состояние Русского чернозема: Тез. докл. II съезда общества почвоведов, Санкт-Петербург, 27-30 июня, 1996. -Кн2 -М., 1996. -с. 67-68.

96. Колесников С.И. Агроэкологические аспекты загрязнения почв тяжелыми металлами: Дис. докт. с.-х. наук: 06.01.03-Ростов н/Д, 2001.-329с.

97. Колесников С.И., Казеев К.Ш., Вальков В.Ф. Экологические последствия загрязнения почв тяжелыми металлами. Ростов н/Д: Изд-во СКНЦ ВШ, 2000. - 232 с.

98. Колесников С.И., Казеев К.Ш., Вальков В.Ф. Биоэкологические принципы мониторинга и нормирования загрязнения почв (на примере тяжелых металлов) / Рост. Гос. Ун-т, Ростов н/Д, изд-во ЦВВР, 2001. — 64 с.

99. Коломыйцев С.П. Эффективность комплекса основных агротехнических мероприятий на эродированных обыкновенных черноземах Ростовской области: Дис. канд. с.-х. наук: 06.01.01.- пос.Рассвет, 1997.-155 с.

100. Коробской Н.Ф., Енкина О.В. // Микрофлора и плодородие черноземов Кубани. Тез. докладов III съезд общества почвоведов (11-15 июля 2000, Суздаль). с. 131-132.

101. Костычев П.А. Избранные труды. М.: изд-во АН СССР, 1951.- 668 с.

102. Костычев СП., Шульгина О.Г. Весовое содержание микроорганизмов в почве // Тр. Отд. с.-х. микробиология ГНОА. 1927. - Т.2. - 29 с.

103. Красильников Н.А. Микроорганизмы почв и высшие растения. М., Изд-во АН СССР. - 1958. - 463 с.

104. Кузин Ф.А. Кандидатская диссертация. Методика написания, правила оформления и порядок защиты: Практическое пособие для аспирантов и соискателей ученой степени. 6-е изд., доп. - М.: Ось-89, 2003. - 224 с.

105. Кузнецова И.В. Содержание и состав органического вещества черноземов и его роль в образовании водопрочной структуры. -Почвоведение 1998. №1 - с. 41-50.

106. Кудзин Ю.К., Гниненко Н.В. Изменение водно-физических свойств слабовыщелоченного чернозема под влиянием многолетнего применения удобрений в севообороте// Почвоведение. 1969. - № 7. - с. 56-67.

107. Кураков А.В. Минеральные удобрения как фактор воздействия на микробную систему почв: Автореф. дисс. кнд. Биол. наук. М., МГУ, 1983. -23 С.

108. Лаврентьев В.В. Мобилизация азота гумуса в черноземных почвах Европейской части СССР // Органическое вещество целинных и освоенных почв. М.: Наука, 1972.-е. 172-183.

109. Лактионов Н.И., Дегтьярев В.В., Лемма Заудие, Бабич Н.П., Звягенцев С.С. Влияние мелиорации на гумусовое состояние темно-каштановых почв юга Украины// Исследования окультуривания черноземов и повышение их плодородия. Харьков, 1974. - с. 55-66.

110. Лактионов Н.И. Влияние окультуривания на коллоидные свойствагумуса черноземов// Тр./ X Междунар. конгр. почвоведов. М. - 1974. - Т.4. -с. 70-75.

111. Лнберот И. Изменение некоторых почв под влиянием окультуривания // Изменение почв при окультуривании, их классификация и диагностика. -М.: Колос, 1965.-е. 124-134.

112. Луганцев Е.П. Ландшафтное земледелие сухостепной зоны юга России (на примере Октябрьского района Ростовской области). — Новочеркасск: ООО НПО «Темп», 2006. 323 с.

113. Лысикова Н.Н., Ржевская И.В. К вопросу о влиянии орошения на содержание и перераспределение гумуса по профилю лугово-черноземных почв// Повышение эффективности орошаемого земледелия. Одесса, 1975. -с. 58-60.

114. Макиев А.Д. Агрогенная трансформация черноземов типичных предгорий Центрального Кавказа: Дис. канд. биол. наук: 03.00.27. -Владикавказ, 2005. — 145 с.

115. Марченко А.И., Кожевин П.А. Оценка разнообразия комплекса почвенных микроорганизмов в связи с длительным применением минеральных удобрений// Микробиологические процессы в почвах и урожай сельскохозяйственных культур. Вильнюс, 1978. - с. 218-219.

116. Медведев В.В., Адерихин П.Г., Гаврилюк Ф.Я., Чесняк Г.Я. Физико-химические свойства черноземов // Русский чернозем 100 лет после Докучаева. -М.: Из-во Наука. 1983. - с. 199-214.

117. Медведев В.В. Оптимизация агрофизических свойств черноземов. -М.: Агропромиздат, 1988. 159 С.

118. Мишустин Е.Н. Микроорганизмы и продуктивность земледелия. М.: Наука, 1972.-343 С.

119. Мишустин Е.Н. Численность и динамика микробного населения почвы // Динамика микробиологических процессов в почв. Таллин, 1974. -с. 6-8.

120. Мишустин Е.Н., Емцев Б.Т. Микробиология. М.: Агропромиздат,1987. -368 С.

121. Михновская А.Д. Влияние минеральных удобрений на формирование микробных сообществ при различных условиях влажности и температуры почвы // Структура и функции микробных сообществ с различной антропогенной нагрузкой. Киев, 1982. - с. 168-171.

122. Минимальная обработка и воспроизводство плодородия типичного чернозема. / Под ред. Ф.Х. Хазиева, Уфа: ВНИИ ЗиС, 1993 120 С.

123. Морозов И.В. Влияние биологически активных веществ на гумусное состояние и некоторые другие показатели плодородия чернозема обыкновенного карбонатного: Дис. канд. биол. наук: 03.00.27. — Ростов н/Д, 1994. 129 с.

124. Назаров Г.В. Зональные особенности водопроницаемости почв СССР. -Л.: Изд-во АН СССР, 1970. 85 С.

125. Нджелассили Ф. Изменение состава и свойств чернозема выщелоченного Западного Предкавказья при его сельскохозяйственном использовании: Дис. канд. с.-х. наук: 06.01.03 Краснодар, 1994.

126. Никитина З.И., Антоненко A.M., Барыкова Ю.Н., Напрасникова Е.В. «Микробная биомасса в почвах природных экосистем Сибири» Почвоведение № 11 с. 50-56.

127. Никифорова Е.М., Горбунова Л.И. // Влияние сельскохозяйственного использования на состояние загрязнения и микроэлементный состав почв. Тез. докладов III съезд общества почвоведов (11-15 июля 2000, Суздаль). с. 155.

128. Николаева С.А., Розов С.Ю., Шейн Е.В. // Проблемы прогноза почвенно-экологических последствий орошения черноземов. — Почвоведение, 1995, № 1.с. 115-121.

129. Носко Б.С. Минеральные удобрения в системе факторов антропогенной эволюции черноземов. — Почвоведение, 1996, № 12. — с. 15081516.

130. Орлов Д.С. Гумусные кислоты почв и общая теория гумификации.

131. М.: Изд-во Моск. ун-та, 1990. 350 С.

132. Орлов Д.С., Бирюкова О.Н., Розанова М.С. Реальные и кажущиеся потери органического вещества почвами РФ // Почвоведение. 1996. - № 2. -с. 127-207.

133. Орлов Д.С., Садовникова Л.К., Суханова Н.И. Химия почв. М., Высшая школа, 2005. - 558 с.

134. Орошаемы черноземы. / Под ред. Б.Г. Розанова. М.: Изд-во МГУ, 1989.-240 с.

135. Паринкина О.М., Клюева Н.В. Микробиологические аспекты уменьшения естественного плодородия почв при их сельскохозяйственном использовании//Почвоведение. 1995. - № 5. - с.573-581.

136. Пейве Я.В. Биохимия почв. М.: 1968. 422 С.

137. Плюснин И.И. Мелиоративное почвоведение. Государственное изд-во с/х литературы, М., 1960. - 421 с.

138. Позняк СП. Динамика плотности орошаемых черноземов юга Украины// Почвоведение. 1985. - № 4. - с. 56-59.

139. Поляков Ю.П., Ильинский Н.Н., Савченко А.Д. и др. Ирригационная эрозия почв и борьба с ней в Ростовской области. — Новочеркасск, 1976.-32 с.

140. Полянская JI.M., Лукин СМ., Звягинцев Д.Г. Изменение состава микробной биомассы в почве при окультуривании. Почвоведение. 1997, -№2, с. 206-212.

141. Полянская Л.М., Свешникова А.А. // Особенности окультуренных и ненарушенных почв Владимирского ополья Тез. докладов III съезд общества почвоведов (11-15 июля 2000, Суздаль), с. 47-48.

142. Пономарева В.В., Николаева Т.А. Содержание и состав гумуса в черноземах Стрелецкой степи под разными угодьями // Тр. Центральночерноземного заповедника. 1965. Вып. 8.-е. 156-176.

143. Попова И.В. // Распределение доступного фосфора в зависимости от рельефа мести и гранулометрического состава почв. Тез. докл. III съезд докладов общества почвоведов (11-15 июля 200) с. 164-165.

144. Почвоведение. Учебник для ун-тов. В 2 ч/ Под ред В.А. Ковда, Б.Г. Розанова. 4.2. Типы почв, их география использование/ Богатырев Л.Г., Василевская В.Д., Владыченский А.С и др. М.: Высш. шк, 1988. - 400 С.

145. Прохорова Н.В., Матвеев Н.М. Территориальные особенности распределения тяжелых металлов в почвах Самарской области. — Известия Самарского научного центра Российской академии наук, т. 2, № 2, 2000. с.306-310.

146. Региональные эталоны почвенного плодородия / под ред. Шишова Л.Л., Булгакова Д.С., Карманова И.И. и др. М.: Почвенный ин-т им. В.В. Докучаева, 1991. - 274 с.

147. Рекомендации для исследования баланса и трансформации органического вещества при сельскохозяйственном исследовании и интенсивном окультуривании почв / Составитель Дьяконова К.В. М.: Почвенный институт им. В.В. Докучаева, 1984. 96 С.

148. Рекомендации по системе удобрения в севообороте почвенно-климатических зон Ростовской области / Рост, произв. сел. хоз-ва облисполкома, ДЗНИИСХ. Ростов н/Д, 1981. С. 1-19.

149. Роде А.А. Почвообразовательный процесс и эволюция почв м.76 Гос. изд-во географической литературы 1947. -140 С.

150. Розов Л.П. Мелиоративное почвоведение. Государственное изд-во с/х литературы, М.; 1956. - 439 с.

151. Романюк О.Л. Геохимия свинца и кадмия в агроландшафтах Ростовской области: автореф. дис. канд. геогр. наук, Ростов н/Д, 2005.

152. Разумова М.М. Динамические изменения рН и состав поглощенных катионов в орошаемых черноземах Заволжья// Почвоведение. 1977. - № 7. -с. 81-88.

153. Рудаков К.И. Почвенная структура и почвенный перегной// Третья конференция по вопросам почвенной микробиологии, связанных с внедрением в сельское хозяйство комплекса Докучаева-Костычева-Вильямса. -М.: 1953.-е. 64-77.

154. Русский чернозем 100 лет после Докучаева. / Под ред. В.А. Ковды и Е.М. Самойловой - М.: Наука, 1983. - 263 с.

155. Самохин А.П. Трансформация соединений тяжелых металлов в почвах Нижнего Дона: дис. канд. биол. наук: 03.00.27. Ростов н/Д, 2003. — 122 с.

156. Седлецкий И.Д. Сельскохозяйственное значение минералогического изучения почв// Природа. 1943. - № 1.-е. 45-48.

157. Середа Н.А., Богданов Ф.М., Сахибгареев А.А. Азотный режим чернозема типичного карбонатного и пути его регулирования // Почвоведение, 1997, №11,-с. 1332-1338.

158. Синкевич З.А. Изменение свойств типичного чернозема под влиянием сельскохозяйственного использования // Почвоведение. 1975. - № 1- с. 130137.

159. Снакин В.В. Амябина Н.О., Кречетов П.П. Экологическая оценка устойчивости почв к антропогенному воздействию // Изв. РАН. Серия география -1995.-№5.-с. 50-57.

160. Соколов М.С., Терехов В.И. Система мониторинга загрязнения почв агросферы // Агрохимия 1994 № 6 - с. 86-96.

161. Солнцева Н.Г. Изменения минералогического состава илистой фракции чернозема обыкновенного Нижнего Дона при орошении и переувлажнении: Дис. канд. биол. наук: 03.00.27 Ростов н/Д, 2004.

162. Структура и функции минеральных сообществ почв с различной нагрузкой: Тез. докл. Киев, Наукова Думка, 1982 - 286 С.

163. Судницин И.И., Сидорова М.А., Винокурова В.М., Гусев В.Г., Васильева М.И, Егоров Ю.В. Э ко лого-гидрофизические основы оптимизации водного режима почв. Почвоведение 1986 - №7 - с.88-97.

164. Сухомлинова Н.Б. // Ландшафтная система земледелия в Ростовской области. Земледелие, 2002, № 1. - С. 19-20.

165. Технический отчет по почвенному обследованию государственной Северо-Донецкой сельскохозяйственной опытной станции Тарасовскогорайона Ростовской области. ЮжНИИгипрозем, «Агентство оценки земли» Ростов-на-Дону, 2001.

166. Титлянова А.А, Наумова Н.Б., Косых Н.П. Круговорот углерода в луговых экосистемах. Почвоведение № 3, 1993 - с. 32-39.

167. Титлянова А.А., Тесаржова М.А. Режим биологического круговорота. -Н.: Наука Сиб. Отд-ние, 1991. 150 С.

168. Тишкина Э.В. Изменение свойств чернозема типичного под влиянием различных сроков с/х использования: Дис. канд. биол. наук: 03.00.27. — М., 2000.- 158 с.

169. Туев Н.А. Микробиологические процессы гумусообразования. М.: Агропромиздат, 1989. - 239 С.

170. Тюльпанов В.И., Цховребов B.C. Сущность почвообразования как основа теории и практики земледелия. // Материалы 1-ой международной научной конференции "Деградация почвенного покрова и проблемы агроландшафтного земледелия. Ставрополь, 2001.- с. 3-26.

171. Тюрин И.В. Органическое вещество почв и его роль в плодородии. -М.: Наука, 1965.-320 С.

172. Уржумова Ю.С. Технологические и конструктивные элементы локального низконапорного орошения садов для условий южных черноземов Ростовской области: Дис. канд. техн. наук: 06.01.02 Новочеркасск, 2004.

173. Фаизова В.И. Изменение состава и свойств черноземов солонцеватых Центрального Предкавказья при сельскохозяйственном использовании: Дис. канд. с.-х. наук: 06.01.03 Краснодар, 2003.

174. Федосеенко С.В. Влияние загрязнения тяжелыми металлами на свойства чернозема обыкновенного и качество сельскохозяйственной продукции: Дис. канд. биол. наук: 03.00.27 Ростов н/Д, 2004.

175. Фиапшев Б.Х., Шхацева С. А. Влияние сельскохозяйственного использования на некоторые свойства обыкновенных черноземов Восточного Предкавказья//Почвоведение. 1979. - № 11.-е. 131-139.

176. Фриев Т.А. Почвенные карты. М., Россельхозиздат, 1975. 61 с.

177. Хабиров И.К., Мукатанов А.К., Рамазанов Р.Я. Изменение свойств различных горизонтов карбонатного чернозема при длительном использовании //Почвоведение. 1985. - № 3. - с. 105-109.

178. Хабиров И.К., Простякова З.Г. Изменение азотного режима черноземов типичных при минимальной обработке почвы. Почвоведение, 1997№7.-с. 866-869.

179. Хабиров И.К. Экология и биохимия азота в почвах Приуралья. Уфа: УНЦРАН, 1994.-274 С.

180. Чернов И.Ю. О показателях структуры бактериальных сообществ.// Микробиология 1997, том 66, №3, с. 408-414.

181. Шишов Л.Л., Дурманов Д.Н., Карманов И.И., Ефремов В.В. Теоретические основы и пути регулирования плодородия почв. — М.: Агропромиздат, 1991. 304 с.

182. Шишов Л.Л., Тонконогов В.Д., Лебедева И.И. Классификация почв России. М.: Почвенный ин-т им. В.В. Докучаева РАСХН, 2000. - 236 с.

183. Шконде Э.И., Благовещенская З.К. Изменение физических свойств почвы при длительном применении минеральных удобрений. М.: Изд-во МГУ, 1982.-51 С.

184. Шомахов Ю.А. Эколого-агрохимические основы применения удобрений на черноземе. / Под ред. В.Г. Минеева. М.: Изд-во МГУ, 1998. -315 с.

185. Шульга П.С. Изменение свойств черноземов оподзоленных и выщелоченных Среднерусской возвышенности при сельскохозяйственном использовании: Дис. канд. с.-х. наук: 06.01.03 М., 2004.

186. Щеглов Д.И. Черноземы центра Русской равнины и их эволюция под влиянием антропогенных факторов: Автореф. дисс. доктора биол. наук. -Воронеж, 1995.-46 С.

187. Щедрин В.Н. Орошение сегодня: проблемы и перспективы. — М.: ФГНУ ЦНТИ «Мелиоводинформ», 2004. 255 с.

188. Щербаков А.П., Васенев И.И. Антропогенная эволюция черноземов. —

189. Воронеж: Воронежский государственный университет, 2000. 412 с.

190. Щербаков А.П., Васенев И.И. // Проблемы использования и охраны черноземов. Почвоведение, 1999, № 1. - С. 83-89.

191. Щербаков А.П., Васенев И.И. // Судьба российских черноземов. — Экология и промышленность России, 1999, № 3. С. 30-35.

192. Щербаков А.П., Володин В.М. // Ландшафтные системы земледелия (проблемы и пути освоения). Сборник докладов науч.-произв. конференции сотруд. СКНИИГПСХ, СОГУ, Адыгейского НИИСХ, 1995. С. 3-25.

193. Царенко В.П. Волков С.А. // Изменение азотного фонда торфяных почв в зависимости от интенсивности сельскохозяйственного использования. Тез. докладов III съезд общества почвоведов (11-15 июля 2000, Суздаль). с. 192-193.

194. Цветнов Е.В. Эколого-экономическая оценка сельскохозяйственных земель в условиях химического и радиоактивного загрязнения (на примере хозяйств Калужской области РФ). — Автореф. дисс. канд. биол. наук. -Москва, 2007.- 24 с.

195. Цховребов B.C. Эволюция и метаморфоз черноземов Центрального Предкавказья при сельскохозяйственном использовании: Дис. докт. с.-х. наук: 06.01.03. Ставроп. гос. аграрный ун-т, 2004. 523 с.

196. Цховребов B.C. Деградации черноземных почв при сельскохозяйственном использовании. Сб. науч. тр. Актуальные проблемы растениеводства Юга России. Ставроп. ГАУ - Ставрополь, 2003. - с. 368273.

197. Цховребов B.C., Лопатин СИ. Общие проблемы деградации почв Ставрополья. Материалы 1-ой международной научной конференции "Деградация почвенного покрова и проблемы агроландшафтного земледелия. Ставрополь, 2001.- с. 5 - 6.

198. Чесняк Г.Я., Гаврилюк Ф.Я., Крупеников И.А., Лактионова Н.И., Шисихина И.И. Гумусовое состояние черноземов: Русские черноземы 100 лет после Докучаева. - М.: Изд-во Наука, 1983. - с. 186-198.

199. Чибилев А.А. Ландшафтно-экологические проблемы оптимизации структуры земельных угодий степной зоны: Тез. докл. Науч. конф., посвящ. 100-лет. и преобраз. Степей России, Абакан, 4-6 авг., 1992. Кн.2. -Новосибирск, 1992.-С.58-60.

200. Хазиев Ф.Х., Рамазанов Р.Я., Багаутдинов Ф.Я., Богданов Ф.М. Влияние сельскохозяйственного использования на некоторые свойства чернозема типичного карбонатного. Почвоведение. 1998. № 3. - с. 328-333.

201. Эффективность удобрений и плодородие почв в Ростовской области: Сб. науч. Тр. ДонГАУ. Персиановка, 1995. — 104 с.

202. Ярошенко Т.М. Влияние способов обработки и удобрений на свойства чернозема южного и продуктивность зернопарового севооборота: дис. канд. с.-х. наук: 06.01.01. Саратов, 2005. — 228 с.

203. Яшутин Н.В. Предпосылки, принципы и приемы энергорессурсосбережения в земледелии. // Тез. докл. Науч. конф., посвящ. 100-лет. и преобраз. Степей России, Абакан, 4-6 авг., 1992. Кн.2. -Новосибирск, 1992. с.81-85.

204. Barber D.A., Martin Y.E. Effect of crop rotations on microbial biomass, specific respiratory activity and mineralizable nitrogen in a Blak Chernozemic soil. // Can. S. Soil Sci., 1992. V. 72, № 4, p. 417-427.

205. Bennie A. T. P., Krynauw G. N. Causes, adverse effect and control of soil compaction // S. Afr. J. Plant and Soil. 1985, V. 2, № 3, p. 109-114.

206. Campbell CO., Biederbeck V.O., Zentner R.P., Lafond, A.P. Effect of crop rotations and cultural practices on soil organic matter microbial biomass and respiration in the Black Chernozem. // Can. J. Soil. Sci., 1991, v. 71, p. 363-376.

207. Entry J. A., Mitchell C.C., Backman C.B. Influence of management practiceson soil organic matter «Old Rotation». //"Biol. Fertil. Soils, 1996, v. 23, № 4, p. 353358.

208. Horkins D.W., Shiel R.S. Size and activity of soil microbial communities in long-term experimental grassland plots treated with nature and in organic fertilizers. // Biol. Fertil Soils, 1996, v. 22, № l/2, p. 66-70.

209. Saliner-Garcia J.R., Hons F.M., Matocha J.E. Long-term effects of tillage and fertilization on soil organic matter dynamics.// Soil Sci. Soc. Am. S., 1997, v. 61, №1, p. 152-159.

210. Tiller K.G. Heavy metals in soils and their environmental significance // Advances in soil science. — 1989, vol.9. —p. 113-142.

211. Valeric F., Brescianini C., Lastraioli S. Airborne metals in urban areas // Int. J. Environ. Anal. Chem. 1989. Vol. 35. № 2. P. 101-110.

212. Wood J.M. Biologikal cycles for toxic elements into the environment // Science. 1974. Vol. 183.-P. 1049-1059.

Информация о работе

Давыдов, Игорь Викторович
кандидата биологических наук
Москва, 2008
ВАК 03.00.27

Диссертация

Состав и свойства черноземов обыкновенных и южных в условиях интенсивного землепользования - тема диссертации по биологии, скачайте бесплатно

Автореферат

Похожие работы