Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Экологические функции почв и агроэкологическая оценка земель 11
1.1. Современное учение об экологических функциях почвы 11
1.2. Принцип и особенности функционально-экологической оценки земель 15
1.3. Агроэкологическая оценка земель в условиях повышенной пестроты почвенного покрова 19
1.4. Оценка агроэкологических требований сельскохозяйственных культур 24
1.4.1. Агроэкологические требования озимой пшеницы 25
1.4.2. Агроэкологические требования яровой пшеницы 26
1.4.3. Агроэкологические требования озимой ржи 27
1.4.4. Агроэкологические требования сои 28
1.5. Информационно-методическое обеспечение агроэкологической оптимизации землепользования и агротехнологий в условиях повышенной пестроты почвенного покрова 29
1.6. Особенности анализа экологических функций почв в условиях повышенной пестроты почвенного покрова 33
1.7. Учёт региональных особенностей почвенного покрова Центрального региона России при проведении агроэкологической оценки 36
Глава 2. Объекты и методы исследования 39
2.1. Краткая характеристика районов исследования 39
2.1.1. Переславский район Ярославской области 39
2.1.2. Тимирязевский район Москвы 43
2.1.3. Суздальский район Владимирской области 46
2.1.4. Пристенский район Курской области 49
2.2. Характеристика опытных участков 52
2.2.1. Полевая агроэкосистема АО «Дружба» 52
2.2.2. Полевая агроэкосистема Центра точного земледелия РГАУ-МСХА имени К.А. Тимирязева 53
2.2.3. Полевая агроэкосистема Владимирского НИИСХ 54
2.2.4. Полевая агроэкосистема Крестьянско-фермерского хозяйства Пристенского района Курской области 55
2.3. Основные методы исследований 56
2.3.1. Полевые методы исследования 56
2.3.2. Лабораторные методы исследований 59
2.3.3. Информационно-аналитические методы 60
Глава 3. Анализ агроэкологических особенностей внутрипольной пестроты пахотных дерново-подзолистых почв в условиях Переславского Ополья 62
3.1. Морфогенетические особенности окультуренных дерново-подзолистых почв исследуемой представительной полевой агроэкосистемы Переславского Ополья 62
3.2. Оценка биологической продуктивности озимой ржи полевой агроэкосистемы АО «Дружба» 65
3.3. Анализ основных агроэкологических показателей дерново-подзолистой почвы полевой агроэкосистемы АО «Дружба» 69
3.4. Регионально-типологические закономерности внутрипольной пестроты агроэкологического качества исследуемых дерново-подзолистых почв Переславского Ополья 72
Глава 4. Анализ агроэклогических особенностей внутрипольной пестроты пахотных дерново-палевоподзолистых почв полевой опытной станции 73
4.1. Морфогенетические особенности окультуренной дерново-палевоподзолистой почвы полевой агроэкосистемы Центра точного земледелия РГАУ-МСХА имени К.А. Тимирязева 73
4.2. Оценка биологической продуктивности озимой пшеницы полевой агроэкосистемы Центра точного земледелия РГАУ-МСХА имени К.А. Тимирязева 75
4.3. Анализ основных агроэкологических показателей окультуренной дерново-палевоподзолистой почвы полевой агроэкосистемы Центра точного земледелия РГАУ-МСХА имени К.А. Тимирязева 78
4.4. Регионально-типологические закономерности внутрипольной пестроты агроэкологического качества исследуемых дерново-палевоподзолистых почв Центра точного земледелия РГАУ-МСХА имени К.А. Тимирязева 80
Глава 5. Анализ агроэкологических особенностей внутрипольной пестроты исследуемых пахотных серых лесных почв 82
5.1. Морфологические свойства серых лесных почв полевой агроэкосистемы Владимирского Ополья 82
5.2. Оценка биологической продуктивности яровой пшеницы полевой агроэкосистемы Владимирского НИИСХ 85
5.3. Анализ основных агроэкологических показателей полевой агроэкосистемы Владимирского НИИСХ 87
5.4. Регионально-типологические закономерности внутрипольной пестроты агроэкологического качества исследуемых серых лесных почв 88
Глава 6. Анализ агроэкологических особенностей внутрипольной пестроты исследуемых пахотных чернозёмов 90
6.1. Морфологические свойства лесостепных чернозёмов Пристенского района Курской области 90
6.2. Оценка биологической продуктивности сои полевой агроэкосистемы КФХ Пристенского района Курской области 92
6.3. Анализ основных агроэкологических показателей полевой агроэкосистемы КФХ Пристенского района Курской области 94
6.4. Регионально-типологические закономерности внутрипольной пестроты агроэкологического качества исследуемых лесостепных чернозёмов 95
Глава 7. Агроэкологическая оценка качества почв зонального ряда агроландшафтов с повышенной пестротой почвенного покрова 97
Выводы 102
Список литературы 105
Принятые в работе сокращения и условные обозначения 128
Приложения 129
- Агроэкологическая оценка земель в условиях повышенной пестроты почвенного покрова
- Оценка биологической продуктивности озимой ржи полевой агроэкосистемы АО «Дружба»
- Морфологические свойства серых лесных почв полевой агроэкосистемы Владимирского Ополья
- Регионально-типологические закономерности внутрипольной пестроты агроэкологического качества исследуемых лесостепных чернозёмов
Введение к работе
Актуальность темы. Агроэкологическая оценка земель является
актуальной задачей, разрабатываемой современной экологией и агроэкологией
[Агроэкология, 2000; 2004; Gliessman, 2000; 2015]. С увеличением темпов
производства возрастает интерес к сельскому хозяйству со стороны земле
пользователей и потенциальных инвесторов к материалам агроэкологической
оценки земель, учитывающих изменчивость и агроэкологическое качество
почвенного покрова [Васенев и др., 2010; Сапожников, Табакова, 2014;
Konen, Podhrzsk, Karsek, 2015]. За последние десятилетия были
сформулированы основные положения о комплексной оценке базовых
агроэкологических функций почв [Козловский, 1987; 2003; Васенев, Букреев,
1993; Сорокина, 1995; 2006; Vasenev, 2005], тесно связанные с учением об их
экологических функциях [Добровольский, Никитин, 1990; 2012;
Добровольский, 2005].
Процессы нарушения функционирования почв и земель наиболее заметно проявляются в условиях полевых агроэкосистем, имеющих повышенную пространственную неоднородность почвенного покрова [Dazzi, Papa Lo, 2015]. При оптимизации основных элементов систем земледелия и обеспечения устойчивой эксплуатации агроландшафтов необходимо учитывать весь комплекс агроэкологических функций и особенностей процессов агрогенной трансформации почв [Кирюшин, 2007; Stoorvogel e.a., 2015; Vilek, Torma, 2015].
Центральный регион России характеризуется отчетливо выраженной зональной неоднородностью агроэкологических условий и значительными различиями в интенсивности сельскохозяйственного использования земель, что требует сопоставления основных показателей агроэкологического качества почв в зональном ряду представительных агроландшафтов с сопоставимой антропогенной нагрузкой [Оптимизация свойств почв … , 2014; Valentini, 2015].
Цель работы состоит в проведении комплексных агроэкологических
исследований земель с повышенной внутрипольной пестротой дерново-подзо
листых, серых лесных почв и лесостепных черноземов, испытывающих
длительную агрогенную нагрузку в условиях зонального ряда
представительных агроэкосистем Центрального региона России.
В соответствии с поставленной целью были решены следующие задачи:
-
Проведение детальных полевых исследований морфогенетических и агроэкологических особенностей почв представительных ключевых участков в условиях зонального ряда представительных агроэкосистем Центрального региона России.
-
Дифференцированный, в пределах ключевых участков, учет биологической продуктивности исследуемых сельскохозяйственных культур, с количественной оценкой лимитирующих экологических факторов, определяющих её варьирование в пределах исследуемых участков.
-
Анализ зональных закономерностей внутрипольного варьирования основных лимитирующих факторов агроэкологического состояния почв, исследуемых представительных агроэкосистем и регионально-типологических закономерностей их внутрипольного варьирования на примере исследуемых представительных агроландшафтов.
-
Экологическая оценка регионально-типологического варьирования агро-экологического качества почв в условиях зонального ряда представительных агроландшафтов Центрального региона России.
Научная новизна. В результате длительных детальных полевых и
лабораторных исследований морфогенетических и агроэкологических
особенностей почв зонального ряда агроландшафтов Центрального региона России были выявлены следующие лимитирующие агроэкологические факторы: 1) мезо- и микрорельеф; 2) недостаток основных элементов питания, в т.ч. калия и фосфора; 3) уплотнение почв; 4) засоренность посевов сорными растениями.
Широкое распространение контрастных элементарных почвенных струк
тур определяет внутрипольное варьирование урожайности основных зерновых
и зернобобовых культур: в 1,7 раза для озимой пшеницы (от 20,2 до 34,4 ц/га) и
сои (от 14,4 до 25,7 ц/га); до 2,3-2,4 раз для озимой ржи (от 19,2 до 46,0 ц/га) и
яровой пшеницы (от 15,5 до 37,8 ц/га). Основными факторами
дифференциации почвенного покрова являются формы мезорельефа
(склоновые и эрозионные агроландшафты), микрорельефа (наличие
микропонижений), а также широкое пространственное варьирование элементарных почвенных структур.
Проведенный анализ зонального ряда агроэкосистем Центра Европейской территории России выявил тренд повышения контрастности структур почвенного покрова в направлении с юго-запада на северо-восток, что отражает усложнение в данном направлении литолого-морфогенетической неоднородности зональных ландшафтов и коррелирует с длительностью их активного сельскохозяйственного использования. Повышение устойчивости исследуемых агроландшафтов к агрогенным нагрузкам хорошо согласуется с последовательным улучшением гумусового состояния доминирующих в них дерново-подзолистых, серых лесных и черноземных почв.
Практическая значимость работы. Изученные в работе лимитирующие агроэкологические факторы агроэкологического состояния земель исследуемых представительных зональных агроландшафтов позволяют корректировать основные элементы систем землепользования с учётом локальных особенностей конкретных участков. Выявленные основные регионально-типологические закономерности внутрипольного варьирования агроэкологического качества земель целесообразно учитывать при проектировании и корректировке адаптивно-ландшафтных систем земледелия на уровне конкретного поля и рабочего участка.
Методология и методы диссертационного исследования. В основу исследования положено сравнительно-экологическое сопоставление основных лимитирующих экологических факторов сельскохозяйственного использования
земель в зональном ряду представительных агроландшафтов с повышенной пестротой почвенного покрова. Наряду с этим, в работе были использованы современные методы полевых, лабораторных исследований и статистической обработки данных. Все полевые и лабораторно-аналитические методы соответствуют принятым современным государственным стандартам. Установление зависимостей и достоверности результатов были проведены с помощью программ MS EXCEL-2016 и STATISTICA 10.0.
Положения, выносимые на защиту:
-
Регионально-типологические особенности лимитирующих факторов агро-экологического качества почв представительных полевых агроландшафтов Центрального региона России;
-
Снижение доминирующей роли форм мезорельефа в пространственной дифференциации агроэкологических функций почв в агроландшафтах исследуемого зонального ряда с северо-востока на юго-запад.
Степень достоверности и апробации результатов. В ходе работы были использованы современные методы исследований и оборудование аккредитованной лаборатории агроэкологического мониторинга, моделирования и прогнозирования (Аттестат № РОСС RU.0001.21ЭА17). Достоверность выявленных закономерностей подтверждается статистической обработкой данных. Материалы диссертационного исследования прошли обсуждение на заседаниях кафедры экологии факультета почвоведения, агрохимии и экологии РГАУ-МСХА имени К.А. Тимирязева (2013, 2014, 2015, 2016, 2017). Также результаты были доложены на международных конференциях: Генеральной Ассамблее Наук о Земле (EGU-2014, 2015), VII Конгрессе Европейского Общества охраны почв (ESSC-2015), Московских Международных летних экологических школах (MOSES-2014, 2015, 2016, 2017), Конференции молодых ученых РГАУ-МСХА (2015), Международном молодежном научном форуме Ломоносов-2015.
Публикации. По результатам диссертационного исследования были опубликовано 13 печатных работ, в том числе 3 в журналах, рекомендуемых ВАК РФ.
Объем и структура работы. Диссертация изложена на 137 страницах, иллюстрирована 26 рисунками, содержит 20 таблиц и 4 приложений. Работа состоит из введения, 7 глав, выводов, списка использованной литературы, содержащего 229 источников, из них 67 на английском языке, списка сокращений и условных обозначений и приложений.
Агроэкологическая оценка земель в условиях повышенной пестроты почвенного покрова
Агроэкологическая оценка представляет собой комплексное многофакторное и довольно объемное понятие [Сюняев, Сюняева, Бадарч, 2015]. В условиях повышенной пестроты почвенного покрова имеются некоторые особенности в её проведении.
Агроэкологическая оценка земель должна проводиться прежде всего на основе ландшафтного анализа, основная задача которого заключается в выявлении территориальных единиц, характеризующихся однородностью природных условий, и их места в структурно-функциональной иерархии ландшафтов [Кирюшин, 1996; 2011]. Основные задачи агроэкологической оценки земель заключаются в идентификации агрономически значимых параметров различающихся участков земель (в соответствии с агроэкологическими требованиями тех или иных сельскохозяйственных культур и агротехнологий), а также определении ландшафтных связей между ними, особенностей энергомассопереноса и ландшафтно-геохимических потоков, в пределах которых возможны антропогенные преобразования [Агроэкологическая оценка земель… , 2005; Кирюшин, 2015].
Весь указанный широкий спектр задач агроэкологической оценки пахотных почв и земель, вовлеченных в сельскохозяйственное производство, можно условно разделить на две большие группы, в зависимости от их качеств или агроэкологиче-ских функций [Васенев, Черкасов, 2002; Методика проектирования … , 2010]:
1. оценка соответствия уровня ресурсного потенциала изучаемых почв и земель необходимым требованиям культур, которые планируются или уже выращиваются с учётом применяемых агротехнологий; 2. оценка показателей устойчивости нормального функционирования почв и земель, в условиях их агрогенной деградации путем анализа степени отклонения основных диагностических параметров оценки агроэкологического качества почв и земель от их оптимальных, контрольных или стандартных значений [Васенев, Руднев, Хахулин, 2004].
Предлагаемая система агроэкологической оценки земель включает следующие позиции: ландшафтно-экологический анализ территории, агроэкологическую оценку почв, агроэкологическую типизацию и классификацию земель, агрогеоин-формационные системы, по агроэкологической оценке, земель. Оценка земель сообразуется с системой агроэкологической оценки сельскохозяйственных культур, требования которых сопоставляются с агроэкологическими параметрами земель в процессе формирования агроэкологических типов земель [Васенев, Черкасов, 2002].
Агроэкологическая оценка земель в некотором смысле соотносится с другими оценочными системами, например, с экономической оценкой (прибыль, цена земли и т.д.), социоэкологической (условия жизни людей) и эколого-экономической (оценка и минимизация экологических рисков и ликвидации ущерба от процессов деградации земель и др.) [Makarov, Makarov, Chistova, 2015].
Ключевым элементом любых систем агроэкологической оценки земель и землепользования всегда остается правильно установленный набор основных диагностических показателей их функционального качества и экологического состояния, нормативы частной агроэкологической оценки, базовые алгоритмы точной координации, системного анализа, качественной интеграции и интерпретации первичной информации [Васенев, 2008].
Важной частью агроэкологической оценки является определение качества земель. Изучение, анализ и оценка агроэкологического качества почв и земель всегда были предметом пристального внимания самых разных исследователей и специалистов-практиков почвоведения и землепользования самого широко масштаба. В конце XX – начале XXI вв. происходило систематическое повышение роли функционально-экологической составляющей почвенно-экологических исследований, а также интенсивное внедрение в них компьютерных и информационных технологий [Global soil change, 1990; The State of Food Insecurity …, 2014].
Существенное расширение спектра традиционных задач в области агроэколо-гической оценки земель стало следствием постоянно ускоряющегося развития технологий в земледелии, а также проблем экологической оптимизации землепользования. В естественно-научном направлении, целую информационно-техническую революцию вызвал стремительный скачок в развитии компьютерных технологий и приборно-аналитической базы. Все эти новые возможности и задачи вывели на новый виток дискуссии по оценке качества земель и почв, вопросов методологии проведения функционально-экологической оценки, задали уровень соответствия текущим и перспективным запросам специалистов управления и исследователей различных категорий [Doran, Parkin, 1994; Gregorich, Carter, 1997].
Сегодня происходит бурное развитие информатизации и глобализации всех сфер современного общества, наряду с ним повышается уровень методологической универсализации, технологической унификации и функциональной детализации создаваемого информационно-аналитического обеспечения – в том числе, для широкого класса почвенно-аналитических и земельно-оценочных задач [Sys, Ranst Van, Debaveye, 1991a].
Комбинированная оценка количественных критериев физического и экономического соответствия земель различным вариантам и технологиям их использования – обычно строится на основе типовых «рамочных рекомендаций» ФАО [FAO… 1976; 1993].
Информационную основу такой оценки составляют:
1. соответствующие районированным сортам и сельскохозяйственным культурам агроэкологические требования;
2. комплекс методических разработок количественного определения степени влияния на урожайность и продукционный процесс доминирующих лимитирующих агроэкологических факторов;
3. адаптированные под конкретные районированные культуры технологические карты, с выделением и ранжированием обязательных и рекомендованных операций и технологических элементов;
4. целесообразная система цен (минимально-достаточная) на конечную сельскохозяйственную продукцию с учётом всех определяющих пунктов производственных издержек.
Полностью или с долевым участием такая система функционально-экологической оценки включает в себя ряд дополнительных информационно-аналитических операций, таких как [Singer, Ewing, 2000]:
проверка на предмет возможности или ограничения (невозможности) использования в условиях изучаемого участка предложенного варианта системы землепользования;
оценка результатов использования земли (учёт положительных и отрицательных результатов, количественный анализ прямых и косвенных показателей, например, затраты на компенсацию выноса с соответствующим уровнем урожайности);
составление прогноза на вероятность недобора урожая, или достижения уровня по другим заданным функциям в соответствии с используемым алгоритмом оценки и набора критериев;
расчет всех возможных затрат с необходимым уровнем детализации (регулируемых, нерегулируемых, постоянных, варьирующих, прямых, косвенных);
сравнение полученных показателей экономической эффективности с учётом или без кредитной ставки для всех вариантов землепользования.
Оценка соответствия исследуемой территории предполагаемому конкретному варианту землепользования происходит чаще всего с применением так называемого алгоритма дерева решений, жесткого ограничения или множественной оценки [Агроэкологическое моделирование и проектирование … , 2010]. На конечном этапе количественного анализа происходит ранжированное определение участка одному из нескольких классов, в соответствии с данным вариантом системы землепользования или проводится сопоставление эффективности нескольких участков
Для решения задач агроэкологической типизации и функционально-экологической оценки структуры почвенного покрова, особое внимание уделяется характеру внутрипольного варьирования плодородия и различных показателей почвенных режимов, с учётом положения в мезорельефе, крутизны и экспозиции склонов, наличия доминирующих форм микрорельефа [Карпачевский, 2005].
Для выявления степени и количественного учёта экологических и экономических при различных вариантах землепользования обычно применяют специальные компьютерные и математические модели продукционного процесса, которые разрабатываются и адаптируются к набору параметров и условий конкретного агро-ландшафта [Васенев, Белик, 2011].
На сегодняшний день исследования в области функционально-экологической оценки земель, находятся на стадии активного предложения, разработки методологических подходов, апробации и верификации для условий конкретных территорий и участков [Васенев, 2006]. Длительная агрогенная нагрузка на сельскохозяйственные угодья повышает сложность внутрипольной организации структуры почвенного покрова и ведет к усложнению всего объекта агроэкологической оценки.
Оценка биологической продуктивности озимой ржи полевой агроэкосистемы АО «Дружба»
Проведенные исследования внутрипольной неоднородности основных параметров биологической продуктивности и фитосанитарного состояния посевов озимой ржи полевой склоновой агроэкосистемы в условиях учхоза АО «Дружба» показали резкую дифференциацию в двух вариантах исследуемых склонов (табл. 3.2.1). Так, средний показатель биологической продуктивности на длинном очень пологом эрозионном склоне достоверно превышает (в 1,73 раза) аналогичный на пологом эрозионно-полугидроморфном склоне средней длины. Превышение максимальной биологической урожайности в верхней части выположенного склона более чем двукратное относительно плакорной части более крутого склона, тогда как в нижних частях эта разница составляет 1,4. Различия в пределах одного склона максимально выражены на эрозионно-полугидроморфном склоне, где разница между максимальными и минимальными значениями составляет 1,64 раза, тогда как для эрозионного более пологого склона это соотношение составляет 1,19. Чёткая дифференциация в мезорельефе проявляется и в отношении густоты продуктивного стеблестоя (в среднем в 1,61 раза больше густота на эрозионном очень пологом склоне) и, связанной с ней, надземной биомассы растений (разница в 1,73 раза). Варьирование надземной биомассы в пределах эрозионного очень пологого склона составляет почти 25%, в то время как для супротивного склона этот разброс составляет более 43%. Данный показатель имеет тенденцию к увеличению вниз по обоим склонам. Проведенные исследования ключевых участков сопряженной аг-роэкосистемы [Морев, Васенев, 2014] показало, что биомасса озимой пшеницы на повышенных элементах (482 г/м3) превосходит аналогичный показатель (267 г/м3) на подошве склона в 1,8 раза. Средняя высота стеблей достоверно меньше на пологом эрозионно-полугидроморфном склоне (в среднем на 7%), по сравнению с этим показателем для супротивного склона.
Качественные различия имеет и фитосанитарное состояние посевов. Более крутой склон имеет в среднем на 1 балл выше уровень засоренности посевов. Отличается и видовой состав сорной растительности. Многолетние сорные растения на выположенном длинном склоне встречаются значительно реже. Выявлена достоверная обратная корреляционная зависимость между урожайностью озимой ржи и засоренностью (R = -0,62), что делает этот регулируемый агроэкологический фактор лимитирующим. В качестве достоверного наблюдения выявлено влияние засоренности посевов на выполненность зерна, присутствует слабая обратная линейная зависимость (R= -0,55) между массой 1000 зерен и засоренностью (для 40 измерений значимые коэффициенты корреляции превышают 0,31).
В то время, как биологическая продуктивность культуры на северном выполо-женном склоне превышает аналогичные показатели на южном, более крутом, по качеству зерна закономерности обратные. Так, содержание сырого протеина на подавляющем большинстве точек выше по всему эрозионно-полугидроморфному склону (табл. 3.2.2). Полученное на этом склоне зерно содержит меньше влаги, что также повышает его качество. Помимо температуры и освещенности, варьирование содержания сырого протеина в зерне находится в достоверной прямой линейной зависимости с содержанием обменного аммония в пахотном горизонте почвы (R = 0,73), что делает внесение азота в виде аммонийных форм более предпочтительным для формирования зерна высокого качества. Таким образом, содержание обменного аммония в пахотном горизонте дерново-подзолистой почвы выступает в качестве одного из лимитирующих агроэкологических факторов для формирования ценного зерна озимой ржи, с высоким содержанием белка, что необходимо учитывать при разработке системы применения удобрений на данном участке.
Выполненность зерна визуально представляется более высокой на эрозионном очень пологом склоне, масса 1000 зерен здесь почти на 10% выше, как и количество зерна в колосе (разница 12%), однако, статистически различия выявлены не были (р 0,95) для данного объема выборки. Достоверная зависимость (R = 0,77) выявлена между этим параметром и содержанием подвижного калия в пахотном горизонте почвы).
Таким образом, анализ биологической урожайности озимой ржи в условиях исследуемой полевой агроэкосистемы Переславского Ополья показал, что разница форм и крутизны склонов имеет существенно более важное значение (Для крутизны и урожайности R= -0,86), чем экспозиция. Различия в биологической урожайности между различными типами мезорельефа составляют более 50%.
Внутри одного склона на первое место выходит фактор микрорельефа, влияние которого в целом значительно ниже. Наличие микропонижений и микроповышений (с перепадом до 1 м) обуславливает минимальные значения биологической урожайности в пределах отдельно взятых склонов. Среднее значение биологической урожайности по полю в целом составляет 33,4 ц/га, что значительно превышает среднюю урожайность озимой ржи (19 ц/га) по Переславскому региону в условиях близкого к среднегодовым 2014 г. Важно отметить, что достоверного влияния экспозиции склонов на урожайность исследуемой культуры, в случае изучаемой представительной полевой агроэкосистемы выявлено не было.
Морфологические свойства серых лесных почв полевой агроэкосистемы Владимирского Ополья
Как и полевая агроэкосистема учхоза «Дружба», территория исследуемого аг-роландшафта Владимирского НИИСХ относится к Ополью. Доминирующим типом в структуре почвенного покрова здесь представлены серые лесные почвы. Этот тип почв не является характерным для данной провинции. Они сильно отличаются от большинства местных дерново-подзолистых морфогенетическими особенностями (рис. 5.1.1) и целым рядом агроэкологических показателей.
Общая площадь участка составляет 19,4 га, что в сочетании с перепадом высот в почти 6 метров дает общую крутизну склона до5. Мощность гумусово-аккумулятивного горизонта варьирует в пределах от 22 до 53 см. Локально встречается уплотненный подпахотный горизонт. Почвы со вторым гумусовым горизонтом в пределах исследуемых точек не встречались, однако, в параллельных прикопках местами проявляются. Цвет поверхности почвенных конкреций в пределах одних горизонтов значительных различий в сухом состоянии не имеет. В микрозападинах основания склона почвенный профиль имеет характерные проявления оглеения.
Исследования траншеи, заложенной в предыдущие годы (рис. 5.1.2) на сопряженной полевой агроэкосистеме Владимирского НИИСХ показали приуроченность серых лесных почв с ВГГ ко всем элементам мезо- и микрорельефа [Морев, Таллус, Такланг, 2009]. Остаточно-карбонатные почвы (наличие линии вскипания и журавчиков) чаще встречались в микроповышениях. Также были выявлены опод-золенные серые лесные почвы. Их доля возрастала на выположенных элементах микрорельефа.
Таким образом, данные почвы образуют следующие почвенные комбинации: пятнистости и пятнистости-ташеты серых лесных почв (обыкновенных, оподзолен-ных, с ВГГ, остаточно-карбонатаных). Эти микрокомбинации являются неконтрастными, однако урожайность на территориях, занимаемых различными структурами СПП будет значительно различаться, что необходимо учитывать при разработке системы земледелия [Organic spring wheat yield …, 2015].
Окультуренные серые лесные почвы исследуемой полевой агроэкосистемы имеют хорошо развитый полный профиль (рис. 5.1.3). Чётко диагностируется мощный однородный темно окрашенный пахотный горизонт, с большим наличием растительных остатков и корней, ровной ясной границей по всем профилям склона.
Апах 0 - 16 рыхлый, свежий, среднесуглинистого гранулометрического состава, темно серый (7,5YR3/2), комковато-зерни стой структуры, с включениями ПКО, граница перехода ровная, заметная.
А1 16 - 48 уплотнен в верхней части, свежий, среднесуглинистый, темно-серый (7,5YR3/2), мелкокомковатый, включения ПКО, граница ровная, ясная
А2В 48 - 70 плотный, влажноватый, среднесугли нистый, светло-палевый (10YR4,5/3), ореховатой структуры, с редкими ходами, граница перехода волнистая, заметная
В 70 - 94 плотный, влажноватый, светло-бурый (10YR4/3), крупноореховатый, с редкими бурыми пятнами и неясной границей перехода
ВС 94 - 150 плотный, влажноватый, среднесугли-нистый, темно-палевого цвета (10YR4/2.5), с ореховато-глыбистой структурой.
Ниже пахотного слоя на отдельных участках прослеживается наличие уплотненного подпахотного горизонта, характеризующего большей плотностью и гораздо меньшим количеством растительных остатков. Нижележащий переходный горизонт имеет плотное сложение по всем элементам рельефа, ореховатую структуру и светло-палевый оттенок, часто с бурыми редкими пятнами. Плотный иллювиальный горизонт также характеризуется высокой плотностью сложения, наличием трещиноватости и светлым оттенком. Горизонт ВС на пониженных элементах мезо- и микрорельефа часто имеет проявления глееватости.
Регионально-типологические закономерности внутрипольной пестроты агроэкологического качества исследуемых лесостепных чернозёмов
Проведенные комплексные агроэкологические исследования морфогенетиче-ских и агроэкологических особенностей окультуренных лесостепных чернозёмов Пристенского района Курской области позволили выявить четкую дифференциацию их в соответствии с пространственным распределением элементов микрорельефа. Низкая урожайность культуры проявляется на точках с локальными микропонижениями (на 12% ниже чем в среднем по участку). Теснота линейной связи биологической урожайности с микрорельефом оценивается как средняя (R = 0,69). Мощность гумусового горизонта является значимым лимитирующим фактором для показателя выполненности зерна (R = 0,62). На пониженных элементах микрорельефа этот показатель также имеет в среднем более низкие значения. Для биологической урожайности также отмечается слабое влияния этого фактора (R = 0,50). Из регулируемых лимитирующих агроэкологических факторов в первом приоритете находится содержание подвижных форм фосфора (0,62). Содержание этого элемента минерального питания на площадках с минимальными показателями биологической продуктивности самые низкие. Вторым в ряду лимитирующих факторов следует отметить содержание обменного аммония, который слабо влияет на биологическую урожайность (R = 0,55 и значительно – на выполненность зерна (R = 0,75). Концентрация этой формы азота имеет слабую тенденцию к увеличению вниз по склону холма. Достоверного влияния нитратных форм на показатели биологической продуктивности сои в исследуемой представительной полевой агроэко-системе выявлено не было. Дополнительного внимания заслуживает фитосанитар-ное состояние посевов (R = -0,45). Снижение засоренности на каждый балл, позволит получить дополнительную прибавку урожайности сои в среднем на 2 ц/га.