Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Литературный обзор 8
1.1 История изучения почв Северного Кавказа
1.2 История и некоторые результаты исследования почв Северной Осетии 18
1.3 Чернозем как объект исследования в почвоведении 29
1.4 Общее направление эволюции черноземов предгорий Центрального Кавказа 34
1.5. Черноземы предгорий Центрального Кавказа 35
1.6. Закономерности географического распределения почв предгорий центрального Кавказа 39
Глава 2. Общая характеристика факторов почвообразования предгорий Центрального Кавказа 42
2.1 Общая физико-географическая характеристика предгорий Центрального Кавказа
2.2 Основные климатические характеристики предгорий Центрального Кавказа 43
2.3 Растительность предгорий Центрального Кавказа 49
2.4 Почвообразующие породы предгорий Центрального Кавказа 53
2.5 Рельеф предгорий Центрального Кавказа 58
2.6 Гидрографическая сеть предгорий Центрального Кавказа 60
Глава 3. Объект и методы исследования 62
Глава 4. Общие физико-химические свойства и поглотительная способность чернозема типичного предгорий Центрального Кавказа 78
4.1 Гумусовое состояние черноземов типичных
4.2 Физико-химическая характеристика черноземов типичных 84
4.3 Валовой состав черноземов типичных 91
Глава 5. Физические свойства 98
5.1 Гранулометрический микроагрегатный состав черноземов типичных 99
5.2 Плотность почвы и пористость черноземов типичных 108
5.3 Структурное состояние черноземов типичных 112
5.4 Водно-физические свойства черноземов типичных 117
5.5 Соотношение фаз (твердой, жидкой, газообразной) в черноземах типичных 123
5.6 Запасы почвенной влаги различных категорий в черноземах типичных 125
5.7 Характеристика агрогенной трансформации черноземов типичных предгорий 127 Выводы 131
Список используемой литературы 133
- Закономерности географического распределения почв предгорий центрального Кавказа
- Основные климатические характеристики предгорий Центрального Кавказа
- Физико-химическая характеристика черноземов типичных
- Водно-физические свойства черноземов типичных
Введение к работе
Актуальность. Почва является сложнейшей биокосной системой, образовавшейся в результате тесного взаимодействия природных факторов во времени. Оставаясь основным и незаменимым средством сельскохозяйственного производств, почва в тоже время выступает и как один из основных компонентов биогеоценоза, а, следовательно, и биосферы в целом. В результате сельскохозяйственного использования в почве происходят глубокие, а порой необратимые процессы, переводящие почвенную среду в иное качественное состояние. Находясь в неразрывном единстве с другими компонентами экосистемы, антропогенно преобразованная почва меняет свои связи и соотношения с ними.
Почвенным эталоном («царем» почв по Докучаеву), наиболее ярко и полно отражающим факторы почвообразования и свойства почв является чернозем. Эти почвы, занимая около 9% площади в пределах СНГ, составля ют основу пахотного фонда (60%) и производства товарного зерна (80%)- а также других видов сельскохозяйственной продукции. Черноземы, несмотря на> их природное совершенство, неизбежно изменяются под воздействием антропогенных факторов. Естественная эволюция почв неразрывно связана с эволюцией ландшафта, т.е. с изменением экологических условий, в равновесии с которым почва находится на определенном этапе педогенеза. Изменение факторов природной среды неизбежно приводит к изменению тех или иных свойств почвенного тела.
Особенно существенные изменения свойств почв, как положительные, так и отрицательные, происходят при адаптивных системах земледелия, внедрении в сельскохозяйственное производство тяжелой энергонасыщенной техники, применении минеральных удобрений, высокоурожайных культур, при этом следует учитывать уровень культуры земледелия.
При переходе естественных ценозов в агроценозы в почве изменяются почвообразовательные процессы. Почвообразование в естественных условиях можно представить как результат круговорота веществ в системе растение - почва - растение, в агроценозе добавляется еще одно звено -удобрения. Следует учесть, что и в естественных ценозах, как и в агроценозах, всегда присутствуют потоки энергии различной природы.
Остро встает вопрос диагностики агрогенного воздействия на почву. Как изменились свойства почвы за время воздействия, какова динамика и возможные меры по предотвращению негативных процессов и много других вопросов, которые стали актуальными на современном этапе развития сельского хозяйства.
Воздействие антропогенного фактора на почву проявляется двояко. С одной стороны человек при правильном использовании улучшает свойства почвы, повышая ее плодородие, а с другой стоны, при неадекватной системе земледелия происходит понижение плодородия и другие негативные процессы. Понижение оптимальных соотношений свойств почвы ярче всего можно проследить по следующим почвенным характеристикам: структурное состояние, плотность сложения, валовое содержание гумуса, степень эродировашюсти. Это позволило нам сделать предположение о том, что изменение физических и физико-химических свойств зависит от степени агрогенного воздействия на почву. Почва как многофазная система стремится к равновесию. Это означает, что состояние агроценоза - есть реакция системы на действующие факторы. Мы считает обоснованной возможность получения первичных данных на идентичной целиной почве и сравнение их со старопахотной почвой.
Направление и интенсивность этих изменений для черноземов типичных предгорий Центрального Кавказа неустановленно, что затрудняет или делает невозможным применение соответствующих мероприятий исключающих ухудшение свойств почвы. Чернозем типичный является ярким представителем черноземов предгорий Центрального Кавказа (по генетической классификации изучаемые почвы относятся к типичным черноземам - тяжелосуглинистым, среднемощным (А+В-40-80 см), среднегумусным (6-9%), а по субстантивно-генетической классификации изучаемые почвы относятся к постлитогенным аккумулятивно-гумусовым почвам, тип: черноземы миграционно-мицелярные AU-AUlc-BCAmc-Cca.), при этом он малоизучен; Причина этого, возможно, кроется в том, что чернозем типичный предгорий Центрального Кавказа не образует четкую географическую область, и чаще всего залегает в комплексе с черноземами выщелоченными. Данных по черноземам типичным очень мало и они чаще всего описывают только общие свойства и характеристики и не дают полного представления о данной почве.
Цель исследований - выявить закономерности агрогенной трансформации черноземов типичных предгорий Центрального Кавказа.
В задачи исследований входило в сравнительном аспекте - на целине и на пашне - изучить: морфологические признаки черноземов типичных; физико-химические свойства черноземов типичных; общие физические и водно-физические свойства черноземов типичных; охарактеризовать агрогенные изменения свойств черноземов типичных.
Положения, выносимые на защиту:
В пахотных черноземах типичных предгорий Центрального Кавказа формируется агрогенный профиль.
При вовлечении черноземов типичных предгорий Центрального Кавказа в сельское хозяйство изменяются основные химические процессы, что приводит к различиям физико-химических свойств почв целины и пашни.
Сельскохозяйственное использование черноземов типичных предгорий Центрального Кавказа привело к изменению в негативную сторону физических и водно-физических показателей.
Научная новизна исследований. Впервые были изучены физические, водно-физические и физико-химические свойства целинных и пахотных черноземов типичных предгорий Центрального Кавказа. Дана характеристика изменений, произошедших в результате сельскохозяйственного использования черноземов типичных.
Практическая значимость исследований. Результаты исследования расширили сведения о генетических свойствах чернозема типичного предгорий Центрального Кавказа. Данные, полученные в ходе работы, можно использовать для: решения; задач мониторинга почв, мелиорации почв, разработке систем земледелия и мероприятий по сохранению и повышению плодородия почв. Они позволяют судить о направленности почвообразования при сельскохозяйственном использовании черноземов типичных и могут служить теоретической и практической основой для разработки адаптивных систем земледелия в предгорной зоне Центрального Кавказа. Полученные результаты используются в учебном процессе в Северо-Осетинском государственном университете.
Закономерности географического распределения почв предгорий центрального Кавказа
Проблемой изучения агрохимических свойств почв республики и применения удобрений, начиная с 60-х годов, занималась кафедра агрохимии Горского сельскохозяйственного института (ГСХИ), ныне Горский государственный аграрный университет (ГТАУ), которая (профессора Г. Г. Джанаев, С. X. Дзанагов, А. В. Газданов; доценты Ц.А. Хекилаев, А. Л. Уртаев, Б. К. Кцоев, Л. У. Газданов, В. С. Гизоев, 3. Г. Джанаев) изучала запасы гумуса, азота, фосфора и калия в метровом слое почвы ив гумусово-аккумулятивном горизонтах (А + В). Большое внимание было уделено балансу гумуса, степени обеспеченности почв доступными питательными веществами (азот, фосфор, калий) и микроэлементами (бор, марганец, цинк, молибден, медь, кобальт).
На основании исследований этих ученых были составлены картограммы запасов гумуса, азота, фосфора, калия, кислотности почв, а также доступных элементов пищи (NPIC), включая микроэлементы. Во всех почвенно-климатических зонах республики проводились полевые опыты в полях, изучения эффективности применения удобрений.
В результате проведенных исследований были разработаны модели плодородия почв республики, технология эффективного применения удобрений в севооборотах, позволяющая получать высокие урожаи сельскохозяйственных культур с хорошими экологическими показателями продукции; установлены пути сохранения и повышения почвенного плодородия, предотвращения возможного загрязнения почв нитратами, агрохимикатами и тяжелыми металлами. С. X. Дзанаговым, А. В. Газдановым, Ц. А. Хскилаевым, А. У. Газдановым, B.C. Гизоевым были проведены глубокие исследования по изучению динамики параметров плодородия основных типов почв РСО-Алания, включающие кислотность, содержание и баланс основных питательных элементов и гумуса, вопросы известкования кислых почв.
Кандидат сельскохозяйственных наук К.Е, Сокаев занимался изучением динамики влажности и пищевого режима каштановых почв в зависимости от орошения и применения минеральных удобрений. Под его руководством было проведено два тура (1987 — 1990 и 1991 — 1995 гг.) сплошного агрохимического обследования почв республики, в результате которых установлена тенденция снижения плодородия почв, связанная в основном с резким сокращением (в 10 раз) внесения удобрений и полным прекращением известкования кислых почв.
Первые исследования физических свойств почв РСО-А еще в 1947 г. были начаты профессором И; С. Грабовским, доцентами А. И. Мешковой и Н. А. Лавровой, которые охватили тогда черноземы карбонатные (обыкновенные), выщелоченные, деградированные (оподзоленньте) и серые лесные почвы Силтанукской возвышенности. А также Предкавказский карбонатный (обыкновенный) глинистый чернозем (номенклатура почв авторов сохранена, в скобках дастся современная номенклатура), балочный (долинный) карбонатный чернозем и предкавказский тяжелосуглинистый карбонатный чернозем «плато» Цалык. Для этих почв по генетическим горизонтам были определены общие физические свойства, микроагрегатный и механический составы, содержание гумуса и процент водопрочной структуры, рассчитаны скважность и влагоемкость почв.
Так, по их данным, содержание гумуса в горизонте А черноземов примерно одинаковое и колеблется в пределах от 6,14% до 6,84%, а процент водопрочной структуры в нем понижается от карбонатного и выщелоченного чернозема (85,4 — 86,9%) к деградированному чернозему и серой лесной подзолистой почве (77,1 — 78,9%).
Аналогичный вывод был сделан ими и в отношении содержания микроагрегатов. Для черноземов «плато» Цалык ученые, кроме того, рассчитали коэффициент фильтрации. В результате исследований они пришли к выводу, что карбонатный чернозем широких водоразделов и пологих склонов Цалыка способен впитать в себя без потерь на сток осадки даже ливневого характера; Верхние горизонты его в минуту пропускают от 2,0 до 3,7 мм, при максимальной интенсивности осадков в этом районе 2 мм в минуту. Что касается балочного чернозема, то его верхние горизонты обладают меньшим коэффициентом фильтрации, но обеспечивают усвоение осадков значительной интенсивности (20 — 25 мм/час) (Грабовский, Мешкова, 1947).
Второй этап исследований водно-физических свойств основных типов почв предгорных равнин Северной Осетии связан с работами М. И. Сикорского, изучавшего водопроницаемость почв с поверхности и каждого генетического горизонта в отдельности. В результате исследований установившего, что дерновый горизонт дерново-оподзоленных почв имеет высокую водопроницаемость (3,51 мм/мин), а бесструктурный оподзоленный низкую (1,11 мм/мин). Дерново-глеевые почвы также имеют низкую водопроницаемость (1,18 мм/мин), а черноземы, выщелоченные и карбонатные —высокую (1,93 — 28,9 мм/мин). М. И; Сикорским было установлено также, что каштановые карбонатные почвы отличаются меньшей водопроницаемостью, чем черноземы.
Третий этап исследований физических свойств почв Республики Северная Осетия-Алания начали сотрудники и аспиранты кафедры общего земледелия Горского государственного аграрного университета под руководством профессора Э. Д. Адиньяева. На кафедре в течение 1994 — 1995 гг. проводились исследования по изучению водно-физических свойств выщелоченных и обыкновенных черноземов, лугово-черноземных и каштановых почв на орошаемых землях. В результате работы было установлено что в орошаемых условиях соотношение капиллярных и некапиллярных пор приобретает исключительное значение, так как ими, главным образом, обусловливаются скорость фильтрации воды при поливах и высота поднятия воды в случае неглубокого залегания уровня грунтовых вод, а также воздухообмен почв.
Общая пористость рассматриваемых почв довольно высокая (47 — 58%) при отсутствии сильных колебаний по; профилю, а капиллярная скважность находится в пределах 32 — 43%, обеспечивая хорошую полевую влагоемкость почв. Кроме того, было выявлено, что, величина максимальной гигроскопичности (МГ) находится в прямой зависимости от наличия в почве коллоидов как органического, так и минерального происхождения. Именно гигроскопичность определяет нижний предел доступной для растений влаги. Если на лугово-черноземных почвах величина МГ составляет 9,9 — 9,3%, что приближает эти почвы к черноземам карбонатным (11;5 — 8,5%), то на каштановых почвах, и особенно на выщелоченных черноземах, отмечено резкое уменьшение величины МГ (5,4 — 3,5%). Установлено также, что каштановые почвы имеют самое лучшее сочетание воды и воздуха. По всему профилю воздух в них занимает от 19,5 до 29,5% от объема почвы. Удовлетворительное и хорошее сочетание воды и воздуха также отмечается в лугово-черноземных почвах. В карбонатных и выщелоченных черноземах в подпахотном горизонте содержание воздуха низкое (8,8 — 11,0%), что, видимо, объясняется образованием «плужной» подошвы. Для улучшения аэрации этих почв предложены агротехнические мероприятия.
В рассматриваемых почвах накапливается значительное количество продуктивной влаги. Установлено, что в метровом слое обыкновенных черноземов количество ее составляет 122 мм, в лугово-черноземных почвах— 95 мм, каштановых — 89 мм, а на выщелоченных черноземах до глубины залегания галечника (0 — 83 см) — 86 мм. Если учесть, что среднесуточный расход влаги большинством сельскохозяйственных культур на орошаемых землях за вегетацию в среднем составляет 4 мм/сутки, то указанный запас продуктивной влаги достаточен соответственно на 30, 24, 22 и 21 день. Поэтому, по сравнению с другими почвами, на выщелоченных черноземах, ввиду близкого залегания галечника, рекомендуется размеры по-ливньгх норм уменьшать до 300— 500 м /га.
Основные климатические характеристики предгорий Центрального Кавказа
Климат любой территории формируется под воздействием комплекса физико-географических условий , из которых наиболее важными являются солнечная радиация, циркуляция атмосферы и подстилающая поверхность (Темникова; 1959): Система хребтов Большого Кавказа вносит существенные изменения в общие циркуляционные процессы, определяющие погоду.
Исключительное разнообразие природных ландшафтов предгорий Центрального Кавказа обусловило и большое разнообразие климата территории северокавказских республик.
Отличительной чертой климата является вертикальная зональность в распределен и и метеорологически х элементов, которые нередко нарушаются особенностями орографической структуры. Интенсивные макроклиматические; инверсии на северных склонах Большого Кавказа приводят к аномальному распределению различных температурных характеристик, особенно резко выраженному в холодное время года. Расположение исследуемой территории} в относительно низких широтах обуславливает интенсивный приток солнечной радиации. Запасы солнечной энергии, выраженные величиной радиационного баланса, составляет 50 -55 ккал/см в год в равнинных и предгорных районах. С увеличением высоты местности радиационный баланс уменьшается и на высоте 2500 м его значение не; превышают 30 — 35 ккал/см . В высокогорной зоне он уменьшается до отрицательных величин и в среднем на высоте более 3000 мравен - 3-4 ккал/см . На равнинной части территории радиационный баланс положительный почти в течение всего года, а с увеличением высоты местности в зимние месяцы расходуется часть баланса начинает превышать приходную часть и на уровне 2500 м с ноября: по февраль среднемесячные значения радиационного баланса отрицательные, наименьший радиационный баланс в декабре - 1,5 ккал/см , а в отдельные годы он уменьшается до - 2;5 - 3,0 ккал/см . Наибольший радиационный баланс приходится на; июль: 9-10 ккал/см в равнинных районах и 6 - 7 ккал/см в горах на уровне 2500 м. На высотах более 3500 м радиационный баланс положительный только в течение четырех месяцев (май -август) и величина его не превышает 3 ккал/см... Большое разнообразие физико-географических условий обуславливает и большое, разнообразие в распределении продолжительности солнечного сияния, а в ряде случае условия рельефа и связанные с ним местные особенности климата значительно перекрывают влияние астрономических факторов, На большей части территорий среднегодовая скорость ветра в основном не превышает 2 - 3 м/с, что является результатом защитного влияния хребтов системы Большого Кавказа, особенно выраженного в горных долинах. На открытых склонах и перевалах в горных районах скорость ветра может быть значительной (Мамисонский перевал 7 - 8 м/с; Эльбрус 8 м/с). Число дней с сильным ветром ( 15 м/с) колеблется по территории в больших пределах. Большое число дней с сильным ветром характерно для перевалов и открытых склонов (до 118 дней); в горных долинах и котловинах 4 — 7 дней в году, по мере выхода на предгорные наклонные равнины число дней с сильным ветром увеличивается до 10 - 20 дней, а в равнинах районах до 25 дней. Рельеф местности и подстилающая поверхность в большей степени влияют на ветровой режим территории. В результате непрерывного нагрева полин и склонов возникают горно-долинные ветры. Днем ветер дует вверх по долине - долинный ветер, а ночью - вниз по долине - горный ветер. Суточная периодичность горно-долинных ветров выражена особенно ярко в летний и осенний периоды, т.е. в сезоны, когда заметно ослаблена общая циркуляция. Форма рельефа в основном определяет направление горнодолинных ветров. Характерной особенностью горных районов являются фены - не периодичные, нисходящие ветры, спускающиеся с гор. Обычно фен сопровождается значительным повышением температуры воздуха и понижением относительной влажности с нарушением их суточного хода. Распределение осадков по территории крайне неравномерное, особенно В горных районах, где на величину осадков влияет высота, экспозиция склонов и месячная циркуляция (горно-долинные ветры, фены, склоновые ветры или высокогорные бризы, конвенция). По мере увеличения высоты местности количество осадков увеличивается. Наибольшее количество осадков на исследуемой территории наблюдается на северных склонах Лесистого и Пастбищного хребтов (1400 -1700 мм).
Климатические особенности территории лучше всего проследить по сезонам года. Критерием для выделения сезонов года принимались данные устойчивого перехода температуры воздуха через определенные пределы. За осень взят период между датой устойчивого перехода температуры воздуха через 15 С к более низким значениям и датой перехода температуры воздуха через 0 С в строну отрицательных температур.
Зима - период между датами устойчивы переходов температуры воздуха через 0С в периоды спада и подъема температур. Весна - период между датами перехода температуры воздуха через 0 и 15С к более высоким значениям. Лето - период между датами между устойчивых переходов температуры воздуха через 15С в период подъема и спада температур.
На равнинных территориях, где абсолютные высоты местности не превышают 500 м над уровнем моря, начало осени приходится на третью декаду сентября. По мери подъема в горы осень наступает раньше и уже на высотах 800 -1000 м ее начало приходится на вторую пятидневку сентября, а на высоте 1600 м- на середину августа. Начиная с высоты 1800 ми более, период со среднесуточной температурой воздуха выше 15С вообще отсутствует. Продолжительность осени на равнине (до 500 м) составляет около 70 дней. По мере увеличения высоты она увеличивается: до 85 дней на высоте 1000 ми до 100 дней и более на высотах свыше 1500 м.
Физико-химическая характеристика черноземов типичных
Агрономическая роль гумуса наиболее ярко проявляется в экстремальных ситуациях: в засушливые периоды, при избыточном увлажнении и осолонцевании, при химическом загрязнении почв. Важно подчеркнуть также, что максимальной продуктивность почв оказывается в тех условиях, когда содержание и состав гумуса близок к оптимальным величинам. Теоретически такой вывод представляется вполне обоснованным, но он нелегок для практического использования.
Основное для всех черноземов предгорий Центрального Кавказа - не высокое содержание гумуса в верхних горизонтах и глубокое его проникновение по профилю, что обуславливает практически повсеместное распространение мощных видов черноземов. Однако в ряде случаев содержание гумуса может достигать 6,5-7,0%.
Здесь можно проследить четкую закономерность: чем выше территория черноземообразования над уровнем моря, тем больше в почвах гумуса, тем ближе они по гумусированности к горным черноземам.
Следует отметить, что фиксируемое современное состояние гумуса в пахотных почвах далеко от содержания гумуса в целинном аналоге. Дегумификации подверглись до 40% запасов гумуса. Черноземы в том виде, какими их исследовал В.В; Докучаев, сейчас можно найти только на мелких неудобных для обработки участках земли.
Черноземы предгорий Центрального Кавказа характеризуются высоким запасом гумуса в профиле, что является залогом их высокого плодородия, и могут составлять 600-650 т/га. Проведенный литературный обзор не выявил достаточных опытных данных, на основании которых можно было бы раскрыть основные закономерности изменения содержания гумуса, мы только находим, что сельское хозяйство влияет на динамику гумуса. Но то, что содержание гумуса в почве изменяется под влиянием антропогенных воздействий, подтверждают многие ученные. По утверждению В:А. Ковды (1981), после 50-70 лет сельскохозяйственного использования без органических удобрений почвы утрачивают свои запасы гумуса на 20-50% по сравнению с исходными показателями. Резкое снижение гумуса происходит в первые годы распашки целинных участков (Гринченко и др., 1979; Лактионов, 1974; Шконде, Благовещенская, 1977). При дальнейшем использовании почвы процессы гумификации и минерализации протекают с одинаковой интенсивностью, наступает своеобразное равновесие. Происходит стабилизация содержания гумуса. Многократно отмечалось, что дегумификация может быть обусловлен различными причинами, нередко вызывающими этот процесс одновременно. В числе важнейших причин, наиболее часто влияющих на содержание гумуса, следует назвать следующие: Усиленная: минерализация органического вещества пахотных почв, особенно при интенсивном использовании; Недостаточное поступление корневых и пожнивных остатков, органических удобрений; Ускоренная минерализация вносимых органических удобрений; Потери органического вещества в результате эрозии; Отчуждение части пахотного слоя почвы при ряде сельскохозяйственных операций и при уборке урожая; Ускоренная минерализация органического вещества почв при регулировании водного режима и при некоторых химических мелиорациях. Все причины, а также масштабы подробно изложены в монографии Д;С. Орлова, G.H; Бирюковой, Н.И. Сухановой, (1996). Обобщая литературный материал, мы пришли к выводу, что мало кто из авторов пытается выявить, какой из компонентов гумуса претерпевает наибольшие изменения, Собственно говоря, гумус довольно стойкое к биохимическим реакциям вещество, способное сохранятся довольно длительное время (Орлов, Ганжара, 2000). Отсюда следует, что, вряд ли это вещество становится менее стойкое в агроценозах. Поднимая этот вопрос, В;А. Ковда (1989) пишет, что основное влияние на свойства почвы и продуктивность растений оказывают свежие органические остатки и так называемый нестойкий (активный) гумус, который дает углекислоту для фотосинтеза; Уменьшение гумусности почв происходит именно за счет этих особо ценных форм гумуса.
Под активным гумусом понимают детрит - это сложное биогенное вещество, в состав которого входят мельчащие кусочки тканей организмов и очень большой список разных минерально-органических соединений, так же неотъемлемой частью по признанию исследователей нужно признать живые и мертвые бактериальные клетки (Кауричев идр.,1989; Уитлер, 1980; Лавоч, -. 1984; Стриганова, 1980). Количество углерода этой биогенной массы может составлять до 1/3 от углерода общего органического вещества (Полянская, Головченко и Звягинцев, 1980). Количество микроорганизмов в почве -величина довольно динамична не только по сезонам, но даже в течения суток (Евдокимова, 1972; Аристовская, 1972). При определении содержания гумуса в почве невозможно отделить микробную биомассу, как и весь детрит, что и приводит к большой вариации данных по содержанию гумуса в почве. Данное обстоятельство, по нашему мнению делает содержание гумуса в почве мало достоверным оценочным признаком, но он хорошо показывает направление почвообразования.
Но именно уменьшение содержания активных органических веществ, по утверждению В.А. Ковды, сопровождается снижением концентрации углекислоты в приземном воздухе и ослаблением фиксации атмосферного азота микроорганизмами. «В связи с этим снижение плодородия черноземов при их использовании без органических удобрений идет быстрее, чем снижение общего содержания гумуса» (Ковда, 1989. С. 104). Исследование гумусового состояния чернозема типичного Предгорий Центрального Кавказа проводилось на сопряженных участках. Как показали наши исследования содержание гумуса на целине и на пашне имеют сильно выраженные различия. Так, вовлечение чернозема типичного в сельское хозяйство привело к потере гумуса в горизонте Апах. В верхнем гумусово-аккумулятивном горизонте целины гумуса содержится около 7,61 %, в пахотном горизонте - 5,39 %. В горизонте целены мы обнаруживаем 5,57 %, а в пахотном 4,43 %. Особо обращает на себя внимание тот факт, что глубиной различия сглаживаются и в горизонте АВ выравниваются содержание гумуса в пашне практически такое же, что и на целине.
Водно-физические свойства черноземов типичных
На территории региона преобладают черноземы легкоглинистого и тяжелосуглинистого гранулометрического состава, в которых количество физической глины изменяются в пределах от 50 до 60%. Они имеют хорошие, оптимальные для растений свойства только при высокой зернистости и комковатой структурности. Поэтому при утрате благоприятной структуры в пахотном горизонте они становятся глыбистыми, плотными. Что снижает их плодородие.
При соотношении фракций черноземов Предгорий Центрального Кавказа прослеживается следующие закономерности: в большинстве случаев черноземы являются иловато-пылеватыми суглинками и глинами. Следовательно, черноземы предгорий Центрального Кавказа повторяют свойства материнских пород. Механическое перемещение тонкодисперсных фракций по профилю черноземов не наблюдается. В целом однородность гранулометрического состава черноземов по всему профилю соответствует однородности валового состава и обусловлена однотипным составом.
Гранулометрический состав тесно связан с водными, физическими, физико-химическими свойствами почвами, определяет степень аэрации, качественно влияет на микробиологическую активность и окислительно- ": восстановительные процессы в почве:
В наших исследованиях гранулометрический состав чернозема типичного Предгорий Центрального Кавказа был изучен по ключевым участкам, а также обобщен литературный материал. Результаты исследований показали, что гранулометрический состав чернозема типичного не претерпел значительных изменений за время сельскохозяйственного использования (табл. 9). Различия только по отдельным фракциям.
Твердая фаза почвы = представляет собой полидисперсную систему. Именно благодаря дисперсности почва обладает весьма сложной пористостью, в которой имеется возможность размещения и удержания воды, пищи, воздуха и; микроорганизмов, столь необходимых для нормального развития растений. Благодаря дисперсности почва обладает высокой поверхностной энергией и большой суммарной поверхностью взаимодействия с растворами, воздухом и организмами. Это является необходимым условием для проявления химического и биологического выветривания минеральной части почвы и перевода зольных элементов пищи из сложных минеральных и органических соединений в доступную для растений форму. Дисперсность почв играет большую роль в общих физических, физико-механических, водно-физических, физико-химических и многих других свойствах почвы.
Применяя классификацию Н:А. Качинского (1958) гранулометрический состав черноземов типичных Предгорий Центрального Кавказа следует отнести к суглинкам тяжелым пылеватым (табл. 9). Из данных гранулометрического анализа видно, что доминантной фракцией является пыль, как в целине, так и на пашне; Суммарно на долю фракций пыли приходится до 60%. Фракция пыли обладает рядом отрицательных физических свойств, поэтому при утрате благоприятной структуры в пахотном горизонте они становятся глыбистыми, плотными, что снижает их плодородие.
Распределение механических фракций по профилю равномерное, что характерно для чернозема типичного. Фракция крупной пыли (0,05—0,01мм)" плохо поддается оструктуриванию, но зато обладает рядом положительных свойств, а именно: слабой связностью, хорошей капиллярностью, водоподъемной способностью, умеренной водопроницаемостью. Содержание ее в горизонтах пахотного и целинного чернозема примерно одинаковое и-составляет 28—33%.
Фракция средней пыли (0,01—0,005 мм) характеризуется Н.А. Качинским как неблагоприятная в агрономическом смысле. Эти частицы в расчлененном состоянии не обладают положительными физическими свойствами песка и в то же время они являются «пассивной» частью при образовании почвенной структуры. Содержание этой фракции в целинном черноземе типичном в 1,5 раза выше, чем в пашне и составляет в горизонте Ад 30,5 %, не изменяясь по профилю. В пашне происходит уменьшение этой- фракции: за счет ее разрушения и пополнения фракции мелкой пыли.
Фракция мелкой пыли (0,005—0,001 мм) обладает также рядом отрицательных физических свойств: водопроницаемость не значительная, не обладает коагуляционной способностью, однако для нее характерно рачительное обогащение гумусом. Содержание частиц данной фракции в профиле целины незначительное, всего 3—6%, но в профиле пашни ее доля составляет около 21%. Происходит это частично за счет диспергации частиц мелкого и среднего песка, но преимущественно поставляет материал средняя пыль, что также свидетельствует об усилении наличии процессов внутрипочвенного выветривания в пахотных вариантах чернозема типичного предгорий Центрального Кавказа: В целом, анализ гранулометрического «октава характеризует чернозем; типичный, как почву с изначально удовлетворительными физическими свойствами.
Илистые частицы (меньше 0,001 мм) благодаря большой поверхностной энергии и высокой способности к коагуляции, являются структурообразующим фактором. Содержание этой фракции среднее (до 20%), что сглаживает отрицательные свойства пылеватои фракции данной почвы на фоне высокого содержания гумуса.
