Содержание к диссертации
Введение
1 Деградация окультуренных почв Северо-Запада Нечерноземной зоны в современных условиях 8
1.1 Факторы и виды деградации почв 8
1.1.1 Основные понятия и термины 8
1.1.2 Типы и виды деградации почв 10
1.1.2.1 Физическая деградация почв 12
1.1.2.2 Химическая деградация почв 13
1.1.2.3 Биологическая деградация почв 13
1.2 Устойчивость почв и скорость изменения их свойств при различном антропогенном воздействии 16
1.3 Изменение морфологического строения и физических свойств почв 21
1.4 Изменение агрохимических свойств почв 27
1.5 Деградация гумусового состояния 32
2 Объекты и методы исследований 41
2.1 Условия почвообразования 41
2.1.1 Климат 42
2.1.2 Рельеф и почвообразующие породы 42
2.1.3 Растительность 44
2.1.3.1 Природная растительность 44
2.1.3.2 Изменение растительности при смене характера использования почв 45
2.2 Строение профиля и морфологические признаки почв 49
2.2.1 Строение профиля объектов исследований 49
2.2.2 Морфологическое описание объектов исследований 50
2.3 Методы исследований 53
2.3.1 Методика отбора образцов 53
2.3.2 Методы аналитических исследований 53
3 Плотность сложения и гранулометрический состав дерново-подзолистых песчаных почв при прекращении антропогенного воздействия 56
3.1 Плотность сложения почв 56
3.2 Гранулометрический состав дерново-подзолистых песчаных почв при прекращении их использования 57
4 Гумусовое состояние дерново-подзолистых песчаных почв 71
4.1 Содержание гумуса и азота 71
4.2 Запасы гумуса и азота 79
4.3 Фракционно-групповой состав гумуса 84
4.4 Оптическая плотность гуминовых кислот 91
5 Кислотно-основные свойства дерново-подзолистых песчаных почв при прекращении окультуривания 96
6 Содержание калия, фосфора и железа в дерново-подзолистых песчаных почвах при окультуривании и выведении их из сельскохозяйственного оборота 110
6.1 Содержание и формы соединений калия 110
6.2 Содержание валовых и подвижных соединений фосфора 121
6.3 Содержание соединений железа 125
7 Интенсивность протекания элементарных почвообразовательных процессов в дерново-подзолистых почвах и пути возможного использования залежных земель 131
Выводы 137
Литература 141
Приложения 165
- Устойчивость почв и скорость изменения их свойств при различном антропогенном воздействии
- Строение профиля и морфологические признаки почв
- Гранулометрический состав дерново-подзолистых песчаных почв при прекращении их использования
- Кислотно-основные свойства дерново-подзолистых песчаных почв при прекращении окультуривания
Введение к работе
Почвенный покров России насчитывает около 200 типов почв, объединяющих более 600 подтипов и несколько тысяч видов и разновидностей почв (Классификация и диагностика почв СССР, 1977; Классификация и диагностика почв России, 2004). Наибольшую площадь занимают почвы таежно-лесной зоны и хвойно-широколиственных лесов - 799425,4 тыс. га (48,5%), из них почвы равнин - 451113,4 тыс. га (27,5%) (Симакова с соавторами, 1996).
В России состояние почвенного покрова неудовлетворительно, а в некоторых районах критическое. Из 190 млн. га сельскохозяйственных угодий около 70 млн. га подвержены эрозии и дефляции, 73 млн. га имеют повышенную кислотность, более 40 млн. га в разной степени засолены, 26 млн. га - переувлажнены и заболочены, 12 млн. га засорены камнями, 7 млн. га заросли кустарниками и мелколесьем, около 5 млн. га загрязнены радионуклидами и более 1 млн. га подвержены опустыниванию (Урванцев, 2002; Добровольский, 2004; Воробейков с соавтором, 2005).
По различным данным (Ефимов, Иванов, 2001; Добровольский, 2004; Рожков, 2004; Сазонов, 2004), за последние 10-14 лет площадь обрабатываемых земель в России сократилась на 30 - 40 млн. га. По сути, эти почвы выведены в залежь, постепенно зарастая многолетней травянистой растительностью и малоценным мелколесьем. Явление сокращения посевных площадей и зарастания их лесом и кустарником и деградационные процессы отмечаются также А.Л. Желясковым и Н.П. Шалдуновой (2004). В 1970 году площадь пахотных угодий составила 222 млн. га, в 1980 - 218 млн. га, в 1990 - 213,8, а в 2000 — лишь 190 млн. га.
Новое технократическое общество выбрало путь излишнего потребления природных запасов. Это привело к тому, что ранее легко воспроизводимые природные запасы, к которым относится почва, не успевают восстанавливаться естественным образом (Васильков с соавтором, 2004). Более того, неограниченное принудительное отторжение природных запасов затронуло резервную их часть, предназначенную для обеспечения жизнеспособности и жизнедеятельности всей планеты в целом. Экосистемы теряют устойчивость и деградируют (Воробьев, 2004). Ухудшение свойств почвенного покрова во многих его проявлениях является глобальной международной проблемой, ожидающей действенного контроля, по мнению многих авторов (Mazvila etc, 2003; Бабаев с соавторами, 2004; Добровольский, 2004; Гагарина, 2004; Гафурова с соавторами, 2004). Необходимо разработать новое направление в почвоведении - рекульти-вационное почвоведение или экологическое (рациональное) почвоведение. Это поможет создавать устойчивый почвенно-растительный покров, быстро восстанавливать нарушенные почвы, экономно отводить земли для несельскохозяйственных целей.
Кроме того, отмечается сильное влияние антропогенного воздействия на дифференциацию почвенного покрова (Терентьев с соавтором, 1997; Гаськевич, 2004). На распаханных территориях наблюдается гетерогенизация почвенного покрова - образование сложных почвенных комбинаций вместо элементарных почвенных ареалов, что, в свою очередь, вызывает не всегда обоснованную обработку пахотных земель, ведет к их деградации.
Необходимость перехода от исчерпавшей себя стратегии увеличения площадей сельскохозяйственных угодий при экстенсивном ведении сельского хозяйства к их стабилизации (консервации) подчеркивается также В.И. Титовой с соавторами (1999) и А.А. Кутузовой с соавторами (2003). Консервацию они представляют как систему мероприятий, направленную на выведение земель из сельскохозяйственного использования и осуществление работ по восстановлению на них естественных биологических систем, характерных для конкретных почвенно-климатических условий. Началу этого процесса способствует сложившаяся в настоящее время ситуация в России.
В ходе планирования рекультивации почв возможно разделение земель, подлежащих консервации на две категории. Первую из них должны составить территории, активное использование которых не планируется в ближайшем будущем. Остальные земли в случае необходимости могут быть вновь вовлечены в сельскохозяйственное использование. При этом необходимо учитывать, что методика консервации земель, отводимых для восстановления естественных экосистем, имеет существенные отличия от системы мероприятий, направленной на выведение земель из сельскохозяйственного производства с тем, чтобы по прошествии определенного восстановительного периода характер их землепользования был вновь изменен на земледельческий (Титова с соавторами, 1999).
Дерново-подзолистые почвы составляют основу пахотного фонда Нечерноземной зоны России. Уровень их естественного плодородия, как правило, невысок. Но путем применения всех приемов улучшения плодородия около 15% пахотных дерново-подзолистых почв к началу 90-х годов XX века было доведено до степени хорошей окультуренности (Ефимов с соавтором, 2001).
За последние годы резко сократились капитальные вложения в сельское хозяйство и, как следствие этого, уменьшились количества вносимых удобрений и мелиорантов, в результате чего начались негативные изменения состава и свойств высоко окультуренных почв, используемых в сельскохозяйственном производстве, то есть деградация их плодородия.
Так, по данным Д.С. Булгакова с соавторами (2004), за последние 25-30 лет уровень плодородия почв пашни за счет всех видов деградации снизился, примерно, на 10-12%. За последние 5-6 лет на пашне (фактически используемой), примерно в 1,5 раза возросли площади кислых почв, примерно в 1,5 раза усилились темпы ежегодного снижения содержания гумуса, отрицательный баланс NPK достиг примерно 100 кг/га в год. Таким образом, темпы снижения плодородия почв за счет деградации в эти годы возросли по сравнению с периодом с 1970 по 1990 гг. (Воробьев, 2004).
В таежно-лесной зоне процесс деградации проявляется наиболее интенсивно, учитывая критический характер земледелия (Чернов, Кириллова, 2000). Отсутствие обработки, изменение характера растительного покрова, прекращение в целом антропогенного воздействия приводит к существенным изменениям не только свойств и режимов почв, но и почвообразовательных процессов, причем изменяется не только интенсивность их протекания, но и их направленность.
Цели и задачи исследований
Целью настоящих исследований являлось установление скорости и направленности процессов почвообразования и изучение характера изменения свойств дерново-подзолистых песчаных почв при прекращении антропогенного воздействия в следующем временном ряду: 10, 20, 60 и 100 лет.
В задачи исследований входило:
1. Проследить изменения характера растительности, строения профиля и морфогенетических свойств залежных почв различного возраста в сравнении с целинным и пахотным аналогами.
2. Определить характер изменения гранулометрического состава и плотности сложения залежных почв при отсутствии механической обработки.
Изучить особенности гумусового состояния дерново-подзолистых песчаных почв при смене растительности с культурной на естественную (травянистую и лесную).
3. Установить влияние различного уровня антропогенного воздействия на кислотно-основные свойства почв.
5. Изучить содержание и формы соединений калия, фосфора и железа в залежных почвах.
Устойчивость почв и скорость изменения их свойств при различном антропогенном воздействии
По современным представлениям все свойства почв по устойчивости к изменениям принято разделять на: а) Основные или мало изменяющиеся: валовой химический состав, грану лометрический и минералогический составы; б) Функциональные или легко изменяющиеся — быстро реагирующие на изменение условий почвообразования: реакция почвенного раствора, сте пень насыщенности основаниями, состав обменных катионов, окисли тельно-восстановительный потенциал, содержание подвижных элементов питания; в) Промежуточные по консервативности - относительно медленно изме няющиеся при воздействии человека на почву: содержание и состав гуму са и валовых форм азота, фосфора, калия, структурный состав, биологи ческая активность (Коротков, 1970; Баева с соавтором, 2003). Было установлено, что скорость изменения свойств пахотного слоя зависит от характера воздействия человека на почву и от степени консервативности самих свойств почвы.
При окультуривании наиболее быстро изменяются функциональные свойства, незначительно - основные свойства и промежуточное положение по податливости занимают содержание и состав гумуса, состав фосфатов и калийное состояние почвы (Коротков, 1970). Под устойчивостью И.Н. Росновским с соавторами (2004) понимается свойство почвы как компонента экосистемы сохранять собственные свойства, параметры режимов, соотношение фаз и структурную организацию. По мнению Н.Б. Хитрова (2002), устойчивость почв - способность почвы длительное время сохранять свое состояние (состав, структуру, функционирование, пространственное положение) в условиях относительно небольшого изменения или колебания факторов почвообразования, а также способность восстанавливать основные качественные характеристики своего исходного состояния после его возмущения. Н.Б. Хитровым (2003) была составлена схема представлений об устойчивости разных объектов - минералов, химических соединений, горных пород, организмов, почв, экосистем (рисунок 2). Понятия устойчивости природных и антропогенных ландшафтов существенно различаются. Под устойчивостью природных ландшафтов понимается способность сохранять саморегулирующееся функционирование в пределах естественного колебания их параметров в рамках определенных вариантов под воздействием внешних факторов. Устойчивость агроландшафта представляется как способность поддерживать заданные производственные и социальные функции, сохраняя биосферные функции.
В отличие от устойчивости многих природных ландшафтов, не имеющей агрономического смысла, устойчивость их аналогов, трансформированных в агроландшафты путем различных мелиоративных мероприятий, связана с поддержанием заданных параметров функционирования ценой определенных усилий (поддержание определенного гидрогеологического, водного режима, физико-химического состояния почв и дру- гих). Цена поддержания устойчивости афоландшафта тем выше, чем сильнее отличаются требования сельскохозяйственных культур от афоэкологических условий ландшафта. Ее повышение в таежной зоне находится в противоречии с элювиальными процессами и заболачиванием. Поддержание той или иной степени окультуренности почв требует постоянного сдерживания этих процессов и компенсации потерь внесением извести, удобрений, травосеяния и др. (Кирю-шин, 2002). Устойчивость почв к дефадации в общем виде большинством исследователей понимается как способность почв противостоять негативным воздействиям и восстанавливаться после их прекращения. По мнению Фридланд (1986), понятие устойчивости целесообразно офаничить способностью почв противостоять негативным воздействиям. Для афогенно-преобразованных почв необходимо ввести понятие стабильности, т.е. - способности почв в той или иной степени сохранять приобретенные в результате афопедогенеза позитивные свойства и противостоять процессам восстановления естественных свойств, которые в большинстве случаев расцениваются как негативные. Это относится как к используемым в земледелии, так и к постафогенным почвам. Максимальной стабильностью обладают почвы наиболее близкие к заданной оптимальной модели. Способность почв восстанавливать свое естественное состояние предлагается определять как регенеративную способность почв, которая определяется характерным временем формирования их профиля и может быть позитивной или негативной с позиций утилитарной оценки. Дефадированные афопоч-вы не способны к регенерации своего «преддефадационного» профиля. Его восстановление возможно только путем повторного окультуривания. Выделяют два вида устойчивости (Хитров, 2002): резистентную и реге-нерационную. Под резистентной устойчивостью понимается способность сохранять свойства при наличии воздействия, а под регенерационной устойчивостью - способность восстанавливать свойства после прекращения воздействия. Виды устойчивости определяются обеспечивающими их механизмами. Резистентная устойчивость определяется механизмами сопротивления или компен- сации имеющегося воздействия (буферность, прочность компонентов и связей между ними, низкая растворимость соединений и прочие). Регенерационная устойчивость определяется механизмами самовосстановления, которыми являются активные формы почвенных процессов, существовавшие в почве до антропогенного воздействия.
Строение профиля и морфологические признаки почв
В качестве эталонного разреза выбрана дерново-подзолистая почва под смешанным березово-сосновым лесом с травяно-кустарничково-моховым на земным покровом со следующим строением профиля (разрез 1): Резкое расчленение профиля на генетические горизонты свидетельствует о сопряженном развитии дернового и подзолистого процессов с явным преимуществом последнего. Эталонным разрезом сравнения послужила дерново-слабоподзолистая почва пашни под посадкой картофеля. Данная почва находится в сельскохозяйственном использовании более 200 лет, в результате чего профиль ее резко отличен от лесной (разрез 2): По совокупности морфологических признаков, однородной серой окраске, наличию непрочно-комковатой структуры, гомогенности пахотного слоя и отсутствию резко выраженных признаков оподзоливания, данная почва может быть отнесена к категории хорошо окультуренных. Основные объекты исследований - залежные почвы различного возраста, отличающиеся по характеру растительности. Залежная почва 10-летнего возраста под разнотравно-злаковой растительностью имеет следующее строение профиля (разрез 3): Профиль залежной почвы 20-летнего сосны 5-6 летнего возраста (разрез 4): Растительный покров залежной почвы 60-летнего возраста представляет собой изреженный сосновый лес с примесью березы, с подростом из лиственных пород и мохово-травянистым наземным покровом, и имеет следующее соотношение горизонтов (разрез 5): Залежная почва 100-летнего возраста под смешанным березово-сосновым «ажурным» лесом (С7 Б2 Осі), с травяно-кустарничково-моховым покрытием (разрез 6). Морфологический анализ целинной лесной почвы свидетельствует о сопряженном развитии дернового и подзолистого процессов с явным преимуществом последнего, что привело к резкой дифференциации профиля (рисунок 3). Горизонт А] (5-16 см) неоднороден по окраске, имеет большое количество отбеленных минеральных зерен. На поверхностях зерен минералов и в пространстве между ними аккумулируются полуразложившиеся растительные остатки, рыхлые сгустки гумуса совместно с оксидами железа и глинистыми частицами.
Зерна первичных минералов не содержат, как правило, сплошных и мощных покровов на своих поверхностях. В горизонте хорошо различимы углистые образования и сгустки органической плазмы, распределенные по всей толще довольно равномерно. Горизонт Аг представлен зернами первичных минералов (преобладают кварц и полевые шпаты), обломков пород, лишенных всяких покровов. Между ними встречаются включения корневых остатков и очень редкие гумусовые агрегаты. Горизонт В данной почвы имеет четкие признаки проявления альфегу-мусового процесса: постепенное изменение окраски от интенсивной в верхней части (бурая) и светло-бурой и желтовато-палевой в нижней части горизонта при переходе к почвообразующей породе; различная плотность горизонта: в верхней части плотный, сцементированный, в нижней - рыхлый икряно-зернистый, что связано с разной концентрацией и соотношением коллоидных компонентов в пределах иллювиального горизонта. Длительное окультуривание привело к существенному изменению морфологии верхней части профиля. Обособился пахотный слой мощностью 30 см, имеющий однородную структуру, признаки оподзаливания практически отсутствуют. При детальном рассмотрении данного слоя отмечается наличие хлопьев гумуса, которые способствуют слабой агрегированности. Дисперсный гумус распределяется более или менее равномерно по всему горизонту, формируя плохо выраженные покровы на поверхности минеральных зерен. В залежных почвах по сравнению с пахотной происходит изменение характера и соотношения почвообразовательных процессов.
Культурный процесс сменяется зональными дерновым и подзолистым. Интенсивность последнего увеличивается с возрастом залежной почвы, что проявляется в резком расслоении бывшего пахотного слоя на два подгоризонта, различающихся по трем параметрам. Во-первых, они различаются по плотности сложения; во-вторых, - по появлению отбеленных зон в нижнем подгоризонте (в залежных почвах 10-20-летнего возраста), а затем и по всей мощности гумусового горизонта (при отсутствии антропогенного воздействия в течение 60-100 лет); в-третьих, - по четкому обособлению подзолистого горизонта Аг, мощность которого в почве вторичного леса (около 100 лет без обработки) достигает 14 см.
Гранулометрический состав дерново-подзолистых песчаных почв при прекращении их использования
Гранулометрический состав почв в значительной степени унаследован от соответствующих почвообразующих (материнских) горных пород, в своих основных чертах мало меняется в процессе почвообразования и относится к консервативным свойствам почв. Гранулометрический состав пород, в свою очередь, тесно связан с их минералогическим составом: кислые, богатые кварцем породы дают при выветривании много крупнодисперсного песчаного материала. При этом в почвах механические элементы не только наследуются от исходной материнской породы, но и образуются в процессе почвообразования. Материнской породой объектов исследований явились флювиогляци-альные (камовые) пески. В соответствии с этим образовавшиеся на этих породах почвы содержат в большом количестве песчаную фракцию размером от 1 до 0,05 мм (таблица 9). Как показывают данные таблицы 9, почвообра-зующие породы изучаемых нами почв имеют ряд сходных характеристик, в частности: а) содержание песчаной фракции существенно преобладает и колеблет ся в незначительных пределах от 95,94% до 96,49%; б) количество физической глины не превышает 2,7% и изменяется в пределах 2,27-2,66%, что позволяет отнести почву по классификации Н.А. Качинского (1965) к рыхлым песках пескам; в) рассчитанный коэффициент Траска свидетельствует об умеренной сортированности песчаного материала и составляет 0,26-0,29 (Конищев с со автором, 1994); г) об однородности песков можно также судить по отношению крупно го и среднего песка к мелкому (1-0,25 мм/ 0,25-0,05 мм) (Прокошев, 1952). Данное отношение в материнских породах имеет пределы колебаний от 1,36 до 1,52 (таблица 9). Рассматривая распределение фракций гранулометрических элементов по профилю целинной почвы, следует отметить, что неоднородность профиля по гранулометрическому составу обусловлена в значительной степени развитием почвообразовательного процесса, при этом количество тонкодисперсных фракций закономерно уменьшается от верхнего горизонта к почво-образующей породе (таблица 10).
Данное явление в песчаных дерново-подзолистых почвах было отмечено А.А. Роде (1937), В.Н. Прокошевым (1952), В.К. Пестряковым (1977) и другими исследователями. Ряд авторов считает, что подобное уменьшение связано с процессами активного физического выветривания, другие - химического выветривания минералов в верхней части профиля (с помощью кислых почвенных растворов и корневых выделений (Пономарева, 1964)). Таким образом, результаты гранулометрического анализа лесной почвы свидетельствуют, что процесс почвообразования сопровождается активным выветриванием песчаных фракций. Интенсивность этого тем выше, чем ближе к поверхности расположен почвенный горизонт. Действительно, суммарное содержание фракции 1-0,25 - 0,25-0,05 мм в изучаемой нами целинной дерново-подзолистой почве имеет отчетливо выраженную тенденцию возрастания с глубиной. Зона разрушения захватывает мощную толщу. В вышеназванной почве существует четко выраженная элювиальность по содержанию фракции ила ( 0,001 мм): минимальное количество ила характерно для подзолистого горизонта, для нижележащего иллювиального горизонта В - накопление ила. Наиболее четко это явление можно проиллюстрировать графиком распределения фракции ила по профилю (рисунок 4). Разрушение первичных минералов при почвообразовании сопровождается пополнением частиц меньшего диаметра.
Так, в гумусово-аккумулятивном горизонте целинной почвы содержание фракции размером 0,05-0,01 мм (крупная пыль) более чем в 2 раза превышает ее содержание в материнской породе. При окультуривании различие в содержании фракций крупной пыли между горизонтами, затронутыми почвообразовательным процессом, и материнской породой увеличивается примерно в 2 раза. Это объясняется ростом интенсивности процессов разрушения песчаных частиц и, как следствие, отложением илистых частиц на месте своего образования в результате окультуривания. Нашим данным соответствуют результаты работы О.Ю. Павловой (2004), где исследовалась дерново-подзолистая песчаная глееватая почва.
Кислотно-основные свойства дерново-подзолистых песчаных почв при прекращении окультуривания
Кислотно-основные свойства почв, согласно классификации А.А. Корот-кова (1970), относятся к группе функциональных, быстро изменяющихся в результате антропогенного воздействия.
Роль почвенной кислотности в почвообразовании и содержание оснований в почвенно-поглощающем комплексе исследовались многими авторами (Прянишников, 1931; Роде, 1937; Rime and etc, 1952; Петербургский, 1955; Корнилов, 1955; Голубев, 1967; Ройма, 1969; Белоконь, 1970; Блажене с соавтором, 1971; Кулаковская с соавтором, 1972; Gasser, 1975; Небольсин, 1983; Шильников, Лебедева, 1987; и другие).
Целинная (лесная) почва, изучаемая в данной работе, характеризуется сильнокислой реакцией среды, ненасыщенна основаниями, что связано, в первую очередь, с кислотно-основными свойствами почвообразующей породы, во-вторых, с низким содержанием илистой фракции и, в-третьих, с характером растительного покрова (Raczuk, 1998). Распределение обменных катионов по профилю типично для дерново-подзолистых почв: максимальное количество ионов водорода и алюминия характерно для подзолистого горизонта, а максимум обменного кальция наблюдается в гумусовом горизонте (таблица 15).
По литературным данным в целинных супесчаных и песчаных дерново-подзолистых почвах максимальная степень насыщенности основаниями наблюдается в гумусовом горизонте, с увеличением глубины она постепенно снижается. Такой тип распределения кислотности по профилю характерен для легких подзолистых почв. Однако по полученным нами данным гумусовый горизонт целинной почвы обладает самой низкой степенью насыщенности основаниями по сравнению с другими горизонтами. Это связано с завышенной величиной гидролитической кислотности, которая получается при исследовании песчаных почв (Прокошев, 1952). Поэтому при суммировании оснований с гидролитической кислотностью получаются завышенные данные относительно емкости поглощения таких почв (Е = Нг + Са + Mg), а, следовательно, заниженные данные по степени насыщенности основаниями (Г(%)= а+ 8 ). В.И. Прокошевым (1952) предлагается в расчетах емкости поглощения катионов песчаных почв использовать не показатель гидролитической кислотности (Нг), а обменную кислотность (Нобм)- Тогда величина емкости обменного поглощения (Е) получается значительно ближе к действительной, получаемой при непосредственном определении полной емкости поглощения катионов по методу Бобко-Аскинази.
Применив этот пересчет (1) к гумусовым горизонтам изучаемых нами почв, где определялась обменная кислотность, получаем новые данные по степени насыщенности основаниями (V ), отличные от приведенных ранее (V ) в таблице 15 (таблица 16).
Для пахотной почвы характерен мощный культурный слой (0-30 см) с нейтральной реакцией среды (рНс0Л 7,4). Приближение кислотности почвенного раствора к нейтральной реакции при окультуривании наблюдается в работах многих авторов (Ладонин с соавтором, 1996; Павлова, 2004). Увеличивается количество обменных катионов в 2,07 раз, что соответствует данным (Mazvila, etc, 2003), по которым это увеличение при известковании сильно кислых и кислых почв происходит в 2,1-3,2 раза. Степень насыщенности основаниями достигает 89,1 - 91,9 %. В пахотном слое отсутствуют обменные формы водорода и алюминия (таблица 15). Этим изменениям, происходящим в почвенно-поглощающем комплексе, как известно, способствуют известкование, внесение органических удобрений и фосфорсодержащих минеральных удобрений (Лебедева, 1979; Небольсин, 1979; Никитин, 1985; Алмазов с соавтором, 1993; Тол-стоконева, 1997; Небольсин, Небольсина, 1997; Boruvka & etc, 1999; Иванов, 2000; Федотова с соавтором, 2000; Поливцев с соавторами, 2000; Небольсин, Небольсина, 2002). Совместное применение органических и минеральных удобрений на фоне периодического (поддерживающего) известкования высокими дозами известковых материалов (по 1,0-2,0 г.к.) является необходимым условием устойчивого длительного повышения плодородия легких дерново-подзолистых почв (Прокошев, 1952; Федотова, Богачев, 2000).
Сравнительный анализ данных свидетельствует о более высоких значениях рНксі по всему профилю окультуренной почвы по сравнению с целинной. В подпахотном горизонте реакция почвенного раствора становится близкой к нейтральной, в иллювиальных горизонтах - от кислой до близкой к нейтральной. В то время как в целинной почве реакция солевой вытяжки была сильнокислая по всему профилю. Это является свидетельством положительного влияния процессов окультуривания не только на пахотный горизонт, но и на весь профиль почвы. Однако в средней части профиля снижение кислотности не так заметно, как в пахотном горизонте, величина рНКсі остается в интервале кислых значений. Аналогичные данные были получены О.Ю. Павловой (2004) при изучении дерново-подзолистой глееватой песчаной почвы. Распределение обменных катионов по профилю остается типичным для дерново-подзолистых почв — с увеличением глубины, по мере возрастания почвенной кислотности, их количество уменьшается. Максимальное суммарное количество обменных катионов наблюдается в пахотном слое, что свидетельствует о преобладании в данной почве процесса аккумуляции щелочноземельных оснований.
Процесс обеднения почвы кальцием идет постоянно, главным образом, в результате выщелачивания. Однако известно, что с увеличением удобренности почвы и количества внесенных известковых материалов потери обменного Са2+ увеличиваются (Бобрицкая, 1975; Rime and etc, 1952; Голубев, 1967; Ройма, 1969; Белоконь, 1970; Блажене с соавтором, 1971; Кулаковская с соавтором, 1972; Gasser, 1975; Мельникова, 1976; Мазур, 1980; Небольсин, 1983; Эффективность удобрений в Северо-Западном регионе ..., 1983; Шильников, Лебедева, 1987; Короткое с соавторами, 1989; Аканова, 2000; Яковлева, 2001). Так по данным (Ройма, 1969; Симачинский, 1976; Яковлева, 1984), из произвесткованной дерново-подзолистой почвы вымывалось в два - пять раз больше катионов кальция, чем из неизвесткованной. В многолетних лизиметрических опытах на дерново-подзолистой почве установлено, что вымывание Са2+ из произвесткованных пахотных почв может достигать примерно 100 кг/га в год (Яковлева, 2001; Муромцев, 2004). По другим данным (Небольсин с соавторами, 1983; Шильников с соавтором, 1987; Яковлева, 1996; Аканова, 2000; Платонов с соавторами, 2000), эти потери при известковании дерново-подзолистых почв (внесении доз известняковой муки по 0,5-1,0 г.к.) на фоне минеральных удобрений могут составлять 138-400 кг/га в год. Известно, что 10-12% от общего количества кальция выносятся урожаем сельскохозяйственных культур. А из всего Са2+, вымываемого за пределы пахотного горизонта песчаной почвы, 31 - 84 % составляет кальций извести (Яковлева, 2001). По данным Н.А. Муромцева (2004), с капиллярным подпитыванием возвращается только до 5,2-7,5% кальция.
