Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Объекты и методы исследований 6
Глава 2. Факторы почвообразования и почвы высокого Приобского плато
2.1 Климат, рельеф, геология, гидрография и почвообразующие породы лгу
2.2 Хозяйственная деятельность в условиях учхоза «Пригородное» и ее оценка с точки зрения охраны почв 25
2.3 Почвы пахотных угодий и степень их эродированности 34
2.3.1 Почвы пахотных угодий 34
2.3.2 Влияние элементов рельефа, отвальной и плоскорезной обработок на величину смыва почв 57
Глава 3. Современное состояние почв и изменение их свойств во времени 67
3.1 Гранулометрический состав почв и изменение его во времени
3.2 Структура почв и общие физические свойства 79
3.3 Физико-химические свойства и изменение их свойств во времени
Глава 4. Влияние показателей плодородия почв на продуктивность зерна яровой пшеницы 94
4.1 Продуктивность зерна яровой пшеницы на разных почвах
4.2 Влияние показателей плодородия почв на продуктивность зерна яровой пшеницы 105
Глава 5. Категории земель, уровни экологического состояния почв и пути их рационального использования 115
5.1 Категории земель и их рациональное использование 115
5.2 Уровни экологического состояния почв и режимы их использования 121
Выводы 127
Предложения производству 132
Литература 133
Приложения 150
- Хозяйственная деятельность в условиях учхоза «Пригородное» и ее оценка с точки зрения охраны почв
- Влияние элементов рельефа, отвальной и плоскорезной обработок на величину смыва почв
- Физико-химические свойства и изменение их свойств во времени
- Влияние показателей плодородия почв на продуктивность зерна яровой пшеницы
Введение к работе
* Актуальность темы исследований.
Алтайский край является одним из важнейших сельскохозяйственных регионов страны. На его территории находится 6,595 млн. га освоенных пахотных угодий, что составляет 62 % площади сельскохозяйственных угодий (данные Комитета по земельным ресурсам на 1 января 2001 г). Высокая распаханность территории, вовлечение в пашню почв склоновых земель существенно изменяет естественные направления природных * процессов и приводит к деградации почвенного покрова. Проявление деградационных изменений в результате антропогенного воздействия носит различный характер - от несущественного снижения до полной потери плодородия, а в экстремальных случаях - до тотального исчезновения почв. Частично утраченное плодородие может быть восстановлено, а его полное исчезновение приводит к утрате устойчивости или гибели ландшафта. Само существование ландшафта возможно лишь до тех пор, пока сохраняются и активно функционируют почвы (Панкова, Новикова, 2000).
В условиях высокого Приобского плато эрозия почв является наиболее распространенной из всех видов деградации. На возможность и интенсивность проявления эрозионных процессов оказывают влияние как природные условия, так и хозяйственная деятельность, связанная с непрерывным использованием склоновых земель. Природные факторы создают условия возникновения эрозии и обусловливают большую или меньшую опасность ее развития. Сама эрозия возникает из-за неправильной хозяйственной деятельности в сочетании с природными условиями. В результате чего в крае 4267,3 тыс. га площади пашни (64,7%) подвержены развитию эрозионных процессов (Бивалькевич, 2001). В условиях
Новосибирского Приобья площадь таких земель составляет более 300 тыс. га (20% пашни) (Орлов, 1983).
Сложившиеся веками отношения «человек-земля» остаются в настоящее время одними из определяющих факторов жизни и прогресса,
4 поэтому на одном из первых мест по важности решения стоит задача сохранения и воспроизводства почвенного плодородия пахотных угодий, их рациональное использование.
Отсюда вытекает актуальность вопросов изучения факторов, определяющих развитие неблагоприятных явлений, приводящих к неблагоприятной трансформации почвенного плодородия. Важность этой проблемы предопределила цель нашей работы.
Цель исследований:
На примере учхоза «Пригородное» изучить плодородие почв пахотных угодий, характер изменения его параметров во времени, степень проявления водной эрозии, установить уровни современного экологического состояния почв и разработать режимы их использования.
Для достижения поставленной цели были определены следующие задачи: изучить факторы почвообразования (климат, рельеф, растительность, почвообразующие породы, характер хозяйственного * использования); - оценить хозяйственную деятельность учхоза «Пригородное» с точки зрения охраны почв и воспроизводства почвенного плодородия; ф - установить современное состояние плодородия почв и его изменения во времени (используя ретроспективные данные); - установить потери урожайности зерна яровой пшеницы на почвах разной степени эродированности - составить картограммы крутизны склонов, эродированности земель, категорий земель по их использованию и уровней экологического состояния; - разработать режимы использования пахотных почв разных уровней ~ экологического состояния и рекомендации по их рациональному использованию .
Научная новизна. Впервые для данной территории выявлены временные изменения показателей почвенного плодородия за длительный
5 период (20 лет) определена скорость проявления деградационных процессов, разработана информационно-логическая модель смыва почв. Выделены уровни экологического состояния пахотных почв, созданная картограмма которых является основным фрагментом Красной книги почв. На защиту выносятся:
Результаты исследований, доказывающие степень проявления плоскостной водной эрозии и снижение плодородия пахотных почв высокого Приобского плато (на примере учхоза «Пригородное»).
Картограмма экологического состояния пахотных почв как завершающий этап стадии противоэрозионной организации территории.
Режимы использования пахотных почв разного экологического состояния.
Практическая значимость: Картограмма экологического состояния пахотных почв дает возможность осуществлять на выделенных территориях режимы их использования и рекомендованные почвоохранные технологии при возделывании сельскохозяйственных культур. Это позволит уменьшить проявления деградационных процессов, в частности процессов плоскостной водной эрозии.
Апробация темы: Материалы диссертации были доложены на городской межвузовской научно-практической конференции студентов и аспирантов «Молодежь-Барнаулу» (2000 г); на четвертой региональной научно-практической конференции «Организация рационального использования и охраны сельскохозяйственных земель Алтайского края в современных условиях» (2001г); на третьей городской научно-практической конференции молодых ученых (2001 г); на научно-практических конференциях профессорско-преподавательского состава АГАУ (2002, 2003 гг).
Публикации. По теме диссертации опубликовано 5 работ.
В работе обобщены ретроспективные материалы за период с 1981 по 1995 года и материалы собственных исследований (2000-2003гг). Изучено влияние природно-климатических и антропогенных факторов на изменение состояния почв пахотных угодий.
Автор выражает большую благодарность АП ЗапсибНИИгипрозему, за любезно предоставленный ретроспективный материал, Н.Ф. Кудрявцевой за предоставленный собственный материал прошлых лет исследований, а также сотрудникам и аспирантам кафедры почвоведения и агрохимии Поруновой СТ., к.с.-х.н. Завалишину СИ., к.с.-х.н. Овцинову В.И., к.с.-х.н. Хлуденцову Ж.Г., Гаськову СИ., Райхерту Е.В., Соврикову А.Б., Каменскому В.А., работникам лаборатории, оказывающим помощь в выполнении аналитических работ. * Особую признательность автор выражает научным руководителям: заведующей кафедры почвоведения и агрохимии, Заслуженному деятелю науки РФ, доктору сельскохозяйственных наук, профессору Бурлаковой Лидии Макаровне и кандидату сельскохозяйственных наук, доценту
Кудрявцеву Андрею Ермолаевичу за консультации, внимание и поддержку на протяжении всей работы над диссертацией.
Список принятых сокращений
Почвы:
Сг, Сз
Сг-ь Сз-2 Ч ч2 ч, ч2 ч1
Степень эрозии:
Механический состав: с серая , темно-серая лесная маломощная, среднемощная черноземы оподзоленные выщелоченные обыкновенные обыкновенные карбонатные лугово -черноземные луговые -мощные -среднемощные -маломощные -укороченные -малогумусные слабогумусированные слабосмтые среднесмытые намытые -среднесуглинистые - легкосуглинистые
Хозяйственная деятельность в условиях учхоза «Пригородное» и ее оценка с точки зрения охраны почв
Землепользование учхоза «Пригородное» расположено в западной части Индустриального района города Барнаула. На территории хозяйства имеется 4 населенных пункта: с. Власиха, с. Борзовка, п. Новомихайловка и п. Пригородный. Площадь закрепленных земель хозяйства 11115 га, в том числе сельскохозяйственные угодья составляют 8826 га или 79,4 %, из них пашни 7255 га или 82,2 % от площади сельскохозяйственных угодий. Залесенность и закустаренность территории хозяйства составляет 3 %. Лесом и кустарником занято 742 га, из них полезащитными лесополосами 125 га. Производственное направление хозяйства (специализация) скотоводческо-зерновое. Животноводческая отрасль представлена производством молока, мяса крупнорогатого скота и свиней. Растениеводческая отрасль занимается производством семян зерновых культур и многолетних трав, а также производством кормов для скота. Организационно-производственная структура хозяйства построена по территориальному принципу, в учхозе функционирует два отделения (I и II), за которыми закреплены земельные угодья, скот и сельскохозяйственная техника. В настоящее время в структуре посевных площадей (табл. 5) зерновые культуры занимают 48,3 %, кормовые - 32,9 %, многолетние травы на семена - 0,8 %, пары чистые - 13,3 %. Сложившаяся структура посевных площадей отвечает специализации хозяйства. За период с 1981 по 2001 года в структуре посевных площадей произошли существенные изменения. Так, на 14 % снизилась площадь зерновых культур. Произошло это за счет уменьшения площадей яровой пшеницы на 15 %, ячменя на 9%.
Площадь же зернобобовых - увеличилась втрое, что характеризует деятельность хозяйства с точки зрения воспроизводства плодородия с положительной стороны. Динамика прослеживается и в структуре площадей кормовых культур. Особо здесь следует отметить увеличение площади многолетних трав на 8,2 % в 1995 году. Но к 2001 году площадь их вновь снизилась на 3,6%. Площадь паров в период с 1981 по 2001 года практически не изменилась. В настоящее время в хозяйстве внедрено 10 севооборотов, 8 из которых полевые и 2 кормовых (табл 6). Система севооборотов представлена пятью зернопаровыми севооборотами (№ 1,2,3,4,6), двумя кормовыми (1 кормовой, 2-кормовой). За последние 7 лет, в силу сложившихся сложных производственно-экономических отношений в севообороты не вносились органические и минеральные удобрения. Плодородие почв в значительной степени определяется запасами органического вещества, которое является важнейшим источником азота, углекислого газа и других питательных веществ, необходимых для растений. Дефицит органических удобрений ведет к снижению запасов органического вещества в почве и ухудшению качества главной его части, гумуса, что сказывается на агрохимических и агрофизических свойствах почвы, и в свою очередь, на урожайности сельскохозяйственных культур (Бурлакова, 1985).
Для оценки хозяйственной деятельности проведены балансовые расчеты органического вещества и питательных веществ. Баланс органического вещества проведен по методике Л.М. Бурлаковой, О.И. Антоновой и др. (1985). В восьми полевых севооборотах имеет место дефицитный баланс органического вещества в гумусовых единицах (табл.7) и элементов питания (табл. 8). Наибольший расход органического вещества на минерализацию идет в паровых полях, а также у пропашных культур - кукурузы, картофеля; наименьший - под многолетними травами. Высокий дефицит органического вещества получен в севооборотах без участия многолетних трав. Так во II севообороте дефицит составил 2,3 т/га; VI севообороте - 2,46 т/га; VII севообороте - 3,85 т/га; VIII севообороте - 1,84 т/га. В севообороте с многолетними травами (№1) он близок к бездефицитному. Дефицит здесь составил лишь 0,86 т/га. И если на полях этого севооборота осуществлять запахивание пожнивных остатков и соломы, то баланс органического вещества будет положительным. В VI севообороте с сидеральным донниковым паром и в 1-кормовом получен положительный баланс органического вещества. Баланс питательных веществ (N,P,K) показал их несбалансированность. Практически во всех севооборотах получен отрицательный баланс. Так, дефицит N составил от 14 до 56 т/га, Р - от 6,8 до 21 т/га, К - от 0,3 до 18,5 т/га. Исключение составили севооборот с сидеральным паром и кормовой севооборот с многолетними травами, где баланс питательных веществ положительный. Итак, неправильная технология возделывания сельскохозяйственных культур в хозяйстве приводит к несбалансированности органического вещества и элементов питания. Это усиливает дегумификацию, способствует ухудшению состояния почвенного плодородия и снижению урожайности. Если не предпринимать мер по воспроизводству почвенного плодородия, то отрицательные балансы со временем могут привести к усиленной деградации почв. Резервы для воспроизводства почвенного плодородия в хозяйстве имеются. Для этого необходимо рационально использовать навоз, другие органические удобрения (солому, ботву), вносить минеральные удобрения хотя бы в дозах на бездефицитный баланс.
Влияние элементов рельефа, отвальной и плоскорезной обработок на величину смыва почв
Как было отмечено ранее, развитие эрозионных процессов обусловливается рядом факторов (климатическими, рельефными, почвенными и др.), делающих непременным сток талых вод и, как следствие появление смытых почв. Вовлечение почв склоновых земель в пахотные угодья, неправильное их использование и обработка усиливают проявление отмеченных негативных процессов, которые приводят к деградации почв и снижению почвенного плодородия (Коронкевич, Ясинский, 1999). В условиях Западной Сибири вопросами проявления эрозионных процессов занимались многие ученые (Басе, 1963; Павленко, 1963; Баюшева, 1966; Сметанин, 1972; Орлов, 1983; Ткаченко, 1991; Ковалев, 1992; Ларионов, 1993; Каштанов, 1999; Кошкарбаев, 2000; Путилин, 2002 и др). В результате исследований многих из них выявлено, что основной сток и смыв на данной территории происходит от талых вод. Так, в условиях Новосибирского Приобья, величина среднего стока колеблется в пределах от 650 до 950 м3/га, а коэффициент стока равен 0,6-0,7 (Орлов, 1966). Увеличение слоя поверхностного стока прослеживается от Кулундинской депрессии к предгорьям Алтая и Салаира. В том же направлении, отмечают исследователи, увеличиваются и коэффициенты стока от талых вод. Характеристика почвенного покрова пахотных угодий учебно-опытного хозяйства «Пригородное» показала, что почвы склоновых земель в той или иной степени подвержены эрозии, о чем свидетельствуют слабо - и среднесмытые почвы. В связи с особенностью природных условий Приобского плато здесь ежегодно формируется сток талых вод и создаются реальные предпосылки для смыва и размыва почв. Особенно выражено здесь проявление плоскостной водной эрозии.
Из литературы известно, что важное значение для формирования стока и проявления эрозии почв имеют: длина склона - с увеличением длины склона возрастает опасность проявления эрозии (Сметанин, 1972; Заславский, 1983); крутизна склона (уклон поверхности является необходимым условием для формирования стока); экспозиция склона (неравномерное распределение снега на разных частях склонов разной экспозиции (Кузнецов, Глазунов, 1996). В связи с этим, на склонах различной крутизны (в районе Митяшкиного Лога) произведен подсчет смыва почв путем замеров струйчатых размывов на склонах разной длины, крутизны, экспозиции с учетом способа обработки весной после таяния снега в 2001 г. Следует отметить, что в год исследований в зимний период количество выпавших осадков превысило значение среднемноголетних данных в 2,5 раза и составило 297 мм. Устойчивый снежный покров на исследуемой территории лег в первой декаде ноября и сохранялся в течение 170 дней. Высота снежного покрова составила 78 см, что в 2 раза превысило значение среднемноголетних данных. Запасы воды в снеге составили 156 мм (по данным ОПХ им. «В.В. Докучаева»). Снеготаяние началось в третьей декаде марта и длилось 20 дней. Но основная масса снежного покрова стаяла за 5-7 дней и создала значительный поверхностный сток, который вызвал смыв почв. Результаты подсчета смыва почв показали, что наибольшему смыву подвержены склоны южной и юго-западной экспозиции, в меньшей мере -склоны западной экспозиции и в наименьшей степени склоны северной экспозиции.
Так, на склонах южной экспозиции, протяженностью от 1800 до 2100 м и крутизной от 1 до 5 общий смыв составляет 36-66 т/га. В разных частях склонов смыв почв различный. Так в верхних частях, крутизной 1-2, 2-3, величины смыва составляют от 10 до 25 т/га, в средних частях склонов, крутизной 2-3 - 14-28 т/га и в нижних частях, крутизной 2-3, 3-5 - 12-20 т/га. Протяженность каждой части склона 600-700 м. На склонах юго-западной экспозиции, протяженностью 2400-2500 м и крутизной от 2 до 7 общий смыв почв составил 36-52 т/га. В верхних частях склонов, крутизной 2-3 , смыв составил от 9 до 12 т/га, в средних частях склонов, крутизной 3-5 - от 15 до 19 т/га, в нижних частях, крутизной 5-7 - от 12 до 20 т/га. Средняя длина каждой части на исследуемых склонах составила от 800 до 830 м. На склоне западной экспозиции, протяженностью 2000 м и крутизной 2-3 общий смыв почв составил 36 т/га. В верхней части склона, крутизной 2-3 , смыв почвы составил 10 т/га, в средней части, такой же крутизны, - 19 т/га, в нижней части, крутизной 2-3 смыв почвы составил 17 т/га. Протяженность каждой части склона 670 м.
Физико-химические свойства и изменение их свойств во времени
Эффективное плодородие почв сельскохозяйственных угодий зависит от различных свойств, важное значение среди которых имеют физико- химические свойства. К ним относятся содержание гумуса, реакция почвенного раствора, степень насыщенности почв основаниями, емкость поглощения. Важнейшим фактором плодородия почв является гумус, продукт векового существования и отмирания растений, почвенных животных, микроорганизмов (Тюрин, 1965). На протяжении конца XIX и XX веков почвоведы очень много внимания уделяли почвенному гумусу, участии его в почвообразовательных процессах, влиянии на плодородие почв и формирование урожайности сельскохозяйственных культур (Докучаев, 1881; Тюрин, 1937, 1965; Вильяме, 1949; 1963; Ковда, 1973; Kooij, Visser, 1982; Кононова 1984; Крупкин и др, 1985; Жуков, 1990; Чернышов, 1993; Крупкин, 1993;Каличкин и др. 1996; Трофимов, 1997; Шпедт, Михаиленко, Борцов, 2001 и др.). Почвы с высоким содержанием гумуса имеют высокую емкость поглощения (Т), складывающуюся из суммы поглощенных оснований (S) и гидролитической кислотности почв (Нг). В сумму поглощенных оснований входят все обменные катионы, кроме катионов водорода, железа и алюминия. Другим, немаловажным фактором плодородия почв является реакция почвенного раствора (рНв). Различают нейтральную реакцию (рН = 7), кислую (рН 7) и щелочную ( 7). Наиболее благоприятной, в физиологическом отношении, является нейтральная и близкая к нейтральной реакция почвенного раствора. В почвах с такой рН в наиболее благоприятной форме сочетаются элементы минерального и азотного питания растений. Характеристика основных физико-химических свойств почв пахотных угодий представлена в таблице 21. Исследования показали, что почвы пахотных угодий характеризуются невысоким содержанием гумуса и относятся к малогумусным (содержание гумуса более 4%) и слабогумусированным (содержание гумуса менее 4%) видам. Вниз по профилю содержание его постепенно уменьшается. Уменьшение содержания гумуса отмечено на эродированных почвах всех подтипов. Так, у черноземов выщелоченных содержание гумуса на слабоэродированных почвах в среднем снизилось на 1,2 %, в среднеэродированных - на 1,4 % по сравнению с неэродированными. У черноземов обыкновенных эти величины составили 1,2 и 1,7 % соответственно.
Варьирование величин реакции почвенного раствора находится в небольших пределах. рНв в пахотном слое почв колеблется в пределах от слабо-кислой (6,24) до нейтральной (7,02) как в неэродированных, так и в эродированных почвах. Лишь у черноземов обыкновенных карбонатных величина рНв в пахотном слое соответствует слабощелочной реакции среды, что связано с родовыми особенностями этих почв. Емкость поглощения в почвах пахотных угодий колеблется в пределах 25-28 мг.-экв./100 г почвы. На долю поглощенного водорода в оподзоленных и выщелоченных черноземах приходится 5-10 % от емкости поглощения. Абсолютные значения гидролитической кислотности не превышают 5 мг.-экв/100 г. почвы. Сумма поглощенных оснований в верхнем гумусовом горизонте составляет 20-25 мг-экв./100 г. почвы. Преобладает в почвенно-поглощающем комплексе кальций, на долю которого приходится 70-90 % от суммы оснований, что характерно для почв данной местности. Сумма поглощенных оснований уменьшается с увеличением степени эродированности почв. Разница в ее значениях у слабоэродированных почв составляет 4,5 %, у среднеэродированных - 8,0 %. Уменьшение содержания суммы поглощенных оснований связано с уменьшением содержания гумуса и илистой фракции (что было выявлено ранее). Нижележащие горизонты изменений не претерпевают. Исследования состояния почв пахотных угодий показали, что они обладают невысоким плодородием даже на неэродированных почвах, о чем свидетельствуют низкие его показатели. Развитие же эрозионных процессов еще более усугубляет положение. Используя данные ретроспективных материалов почвенных обследований за 1981 и 1995 года и данные собственных исследований, установлены временные изменения свойств почв за 20 летний период. Среднеарифметические показатели мощности гумусового горизонта, содержания гумуса и суммы поглощенных оснований, показатели их статистического варьирования и достоверность изменений за этот период представлены в таблице 22. При сопоставлении среднеарифметических показателей основных свойств почв прослеживается их динамика. В период с 1981 по 2001 год достоверно снизились мощность гумусового горизонта на 9,4 см, содержание гумуса на 0,91 %, сумма поглощенных оснований на 5,5 мг.-экв/100 г. почвы. В реакции почвенного раствора достоверных изменений не прослеживается.
На основании полученных данных определена скорость снижения показателей почвенного плодородия за 20 летний период. Интенсивность уменьшения мощности гумусового горизонта составила: 9,4 : 20 лет=0,47 см/год; содержания гумуса - 0,91% : 20 лет=0,05 %/год; суммы поглощенных оснований - 9,9 мг.экв/100г : 20 лет=0,50 мг.экв/100г в год. Дальнейшее развитие эрозионных процессов без внедрения комплекса противоэрозионных мероприятий может привести к необратимой деградации почвенного покрова. При оценке степени антропогенных изменений природной среды используют разные категории, которые позволяют оценить степень и направленность изменений в экосистеме во времени и в пространстве. В «Методических рекомендациях..., 1995» было предложено степень деградации почвы установить по ряду признаков, среди которых: уменьшение содержания физической глины в процентах от исходного; по уменьшению мощности гумусового горизонта (А+АВ) в % от исходного; по уменьшению запасов гумуса в % от исходного.
Влияние показателей плодородия почв на продуктивность зерна яровой пшеницы
Регулирование агроэкосистем, где центральное место занимают урожаи сельскохозяйственных культур, невозможно без учета показателей почвенного плодородия. В итоге развития почвоведения и практики земледелия установлено, что плодородие почвы определяется такими свойствами, как, мощность гумусового горизонта, содержание гумуса, питательных веществ и влаги, составом поглощенных оснований, структурой и другими свойствами. Влияние различных свойств почв на формирование урожайности, их количественная оценка как факторов эффективного плодородия дается в работах многих исследователей (Сибирцев, 1951; Бурлакова, 1971; Бурлакова, 1984; Малашенко, 1985; Лебедева, 1989; Танасиенко, 1991; Жуков и др, 1993; Крупкин и др, 1993; Фирсов, Красуский, 1993; Танделов, 1998; Белоусов, 2000; Королев, 2002 и др.). Исследование влияния почв разных подтипов на урожайность зерна яровой пшеницы определило выбор свойств почв для изучения их связей с урожайностью. С помощью информационно-логического анализа на почвах пахотных угодий изучено влияние свойств, характеризующих потенциальное их плодородие, на урожайность зерна яровой пшеницы. Это основные физико-химические свойства почв: мощность гумусового горизонта, содержание гумуса, кислотность (рН водной суспензии), содержание подвижных элементов питания, являющиеся факторами плодородия, а также физические условия плодородия: структура, плотность, пористость, количество пор занятых воздухом. Средняя урожайность зерна яровой пшеницы в хозяйстве в 2001 году была получена 2,2 т/га. Средняя урожайность по учетам на площадках наблюдений 2,6 т/га. Пространственная вариабельность урожайности зерна яровой пшеницы находилась в пределах от 1,0 т/га до 3,5 т/га. Такое варьирование может зависеть от многих причин.
Прежде всего от варьирования свойств почв, от различия в засоренности полей и других случайных факторов. Для выявления связей урожайности зерна яровой пшеницы с большим разнообразием свойств почв, значения ее показателей ранжировали на 7 рангов с шагом 0,4 т/га: 1 ранг - 1,10 т/га; 2 ранг - 1,11-1,50 т/га; 3 ранг - 1,51-1,90 т/га; 4 ранг - 1,91-2,30 т/га; 5 ранг - 2,31-2,70 т/га; 6 ранг -2,71-3,10 т/га; 7 ранг - 3,11 т/га. Для установления зависимости урожайности зерна яровой пшеницы от мощности гумусового горизонта была использована представленная выборка из 65 сопряженных дат. Мощность гумусового горизонта почв, которая варьирует на территории хозяйства от 40 до 60 см была разбита на 4 ранга: 1 ранг - 25 см; 2 ранг - 25-40 см; 3 ранг - 40-80 см; 4 ранг - 80 см. Общая информативность и коэффициент эффективности передачи информации от изучаемого фактора к урожайности приведены в таблице 28. Более наглядно эта связь демонстрируется на рисунке 17А. График зависимости урожайности зерна яровой пшеницы от мощности гумусового горизонта показывает, что прямая зависимость наблюдается при увеличении мощности гумусового горизонта до 50-60 см, дальнейшее же ее увеличение не сопровождается повышением урожайности. Маломощные черноземы, отличаются наиболее низкой урожайностью ( 1,10 т/га), соответствующей 1 рангу. С увеличением мощности гумусового горизонта до 60 см урожайность возрастает до 3,1 т/га и более (7 ранг).
Большая мощность гумусового горизонта снижает урожайность до 2,3-1,9 т/га. В результате исследований выявлено, что равных условиях аналогичные мощности гумусового горизонта обеспечивают более низкую урожайность зерна яровой пшеницы. Это, по-видимому, связано с сортом пшеницы, природными и почвенными условиями. Другим важным показателем почвенного плодородия является содержание в почве гумуса. Большой вклад в исследования по выявлению влияния содержания и состава гумуса в почвах на урожайность сельскохозяйственных культур внесли такие ученые как Л.М. Бурлакова (1984), И.Н. Лебедева (1989), Танделов (1998), А.А. Шпедт, Н.В. Михайленко, B.C. Борцов (2001) и др. В результате наших исследованиях установлено влияние содержания гумуса почв пахотных угодий в условиях Приобского плато. Для этого значения содержания гумуса разделены на 5 рангов, с шагом 0,2%: 1 рангу соответствуют значения этого фактора 4,0 %; 2 рангу - 4,1-4,3 %; 3 рангу -4,4-4,6 %; 4 рангу - 4,7-4,9 %; 5 рангу - 5%. Математической обработка показала довольно тесную связь между содержанием гумуса в гумусовом горизонте (А+АВ) почв и урожайностью яровой пшеницы, которая показана в таблице 28. Пространственная вариабельность гумуса и вариабельность урожайности тесно связаны, о чем свидетельствует высокий коэффициент эффективности передачи информации (К). Характер связи по специфичным состояниям урожайности яровой пшеницы в зависимости от содержания гумуса изображен на рисунке 17Б. Связь содержания гумуса с урожайностью имеет прямолинейную зависимость: увеличение содержания гумуса в почве способствует увеличению урожайности зерна яровой пшеницы. Слабогумусированные черноземы, как и маломощные дают самую низкую урожайность, соответствующую 1 рангу. С увеличением содержания гумуса урожайность возрастает до 7 ранга. Из литературы известно (Бурлакова, 1984), что с увеличением содержания гумуса более 9 % урожайность не возрастает, а наоборот снижается. В связи с тем, что почвы исследуемой территории отличаются невысоким содержанием гумуса, максимальное его значение составляет 5,5%, наблюдается увеличение урожайности по мере увеличения содержания гумуса. С помощью информационно-логического анализа также получена высокая связь урожайности зерна яровой пшеницы с реакцией почвенного раствора (рНв). Об этом свидетельствуют высокие информативность (Т = 0,4749) и коэффициент эффективности передачи информации (К = 0,2446). Влияние кислотности (рНв) на величину урожайности зерна яровой пшеницы показано на рисунке 18.
