Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Роль окультуривания в формировании состава и свойств дерново-подзолистых почв . 7
1.1. Окультуривание дерново-подзолистых почв — основной путь создания высокоплодородных пахотных почв. 7
1.2. Состав и свойства пахотных дерново-подзолистых почв, разной степени окультуренности . 19
1.3. Влияние применяемых способов обработки на физические и агрохимические свойства дерново-подзолистых почв. 41
Глава 2. Объекты и методы исследований. 60
2.1. Климатические условия. 60
2.2. Характеристика почв опытного участка. 70
2.3. Схема опыта. 71
2.4. Методы исследования. 73
Глава 3. Морфологические профили дерново-подзолистых почв при длительном применении различных видов основной обработки . 74
Глава 4. Особенности формирования гранулометрического состава дерново-подзолистых почв при длительном применении различных способов обработки почв . 90
Глава 5. Валовой химический состав дерново-подзолистых почв при длительном применении различных способов обработки . 110
Глава 6. Содержание гумуса и азота в дерново-подзолистых почвах при длительном применении различных способов обработки. 133
6.1. Содержание и запасы гумуса. 133
6.2. Содержание и запасы азота. 142
Глава 7. Физико-химические и агрохимические свойства дерново- подзолистых пахотных почв при длительном применении различных способов обработки . 152
7.1. Емкость катионного обмена и состав обменных катионов. 152
7.2. Реакция дерново-подзолистых почв при длительном применении различных видов обработки . 159
7.3. Содержание и формы соединений калия в дерново-подзолистых почвах при длительном применении различных видов обработки. 165
7.4. Содержание и формы соединений фосфора в дерново-подзолистых почвах при длительном применении различных способов обработки . 204
7.5. Содержание подвижных соединений фосфора в профиле дерново- подзолистых почв при длительном применении различных способов обработки. 247
Заключение 265
Литература 272
Приложения 304
- Состав и свойства пахотных дерново-подзолистых почв, разной степени окультуренности
- Особенности формирования гранулометрического состава дерново-подзолистых почв при длительном применении различных способов обработки почв
- Реакция дерново-подзолистых почв при длительном применении различных видов обработки
- Содержание и формы соединений фосфора в дерново-подзолистых почвах при длительном применении различных способов обработки
Введение к работе
Процесс воздействия человека посредством распашки целинных, находящихся под лесом и естественным лугом почв, с последующим внесением удобрений и возделыванием сельскохозяйственных культур приводит к существенному изменению многих условий почвообразования. Именно с момента распашки целинных почв на них начинает действовать новый фактор почвообразования - антропогенный (Никитин, 1986). Основа стабильного повышения почвенного плодородия — окультуривание почв. Именно процесс окультуривания обуславливает повышение гумусированности, накопление элементов питания и увеличение степени доступности растениям, улучшение агрофизических, физико-химических и других свойств. Этот процесс в конечном итоге определяет повышение потенциального и эффективного плодородия, повышает его буферность.
Приемы окультуривания включают те действия человека, которые направлены не просто на увеличение урожайности конкретной сельскохозяйственной культуры, но одновременно и на стабильное повышение почвенного плодородия. Создание культурной высокоплодородной почвы в современных условиях интенсивного сельскохозяйственного производства требует комплексного, целенаправленного воздействия одновременно на почвенный и растительный покровы, как единое целое. Это возможно осуществить путем преобразования элементарных ландшафтов в высокопродуктивные регулируемые агропедоценозы.
Культурный почвообразовательный процесс непосредственно влияет на характер биологического круговорота веществ и энергии, способствует формированию качественного нового типа биологического круговорота — культурного, отличающегося высокой скоростью и большей емкостью. Характерная геохимическая особенность культурного ландшафта, по мнению А.И. Перельмана (1972), состоит в резком ускорении миграции атомов.
Обработка почвы — одна из важнейших составных частей системы земледелия. Она во многом определяет уровень урожайности сельскохозяйственных культур, сохранение и восстановление плодородия почв, экологическую ситуацию территории. Обработка почвы, влияя на агрофизические, агрохимические и биологические показатели, существенно изменяет обеспеченность растений влагой и элементами минерального питания, ускоряет или замедляет процессы эрозии.
Между тем, к настоящему времени очень мало внимания уделяется изучению влияния длительного применения отдельных видов основной обработки дерново-подзолистых почв при формировании их состава и свойств. В то же время можно полагать, что при промывном типе водного режима и ослаблении действия окультуривающих мероприятий в дерново-подзолистых почвах при различных глубинах основной обработки будет наблюдаться различная степень проявления основных почвообразовательных процессов.
Цель и задачи исследований. Целью настоящих исследований являлось установление изменений в составе и свойствах дерново-подзолистых суглинистых почв при длительном применении различных видов обработок.
В задачи исследований входило:
Выявить изменения в морфологических профилях дерново-подзолистых почв, подвергающихся длительному применению различных видов обработок.
Определить характер изменения гранулометрического состава.
Изучить особенности формирования валового химического состава и основных физико-химических свойств дерново-подзолистых почв.
Установить влияние длительного применения различных видов обработки на формирование калийного и фосфорного режима дерново-подзолистых почв.
Научная новизна. Впервые в условиях Центрального района Нечерноземной зоны в северной его части выполнены исследования морфологических, физико-химических свойств; гранулометрического и валового химического состава; содержания и состава соединений калия и фосфора в дерново-подзолистых суглинистых почвах при длительном (более 30 лет) применении различных видов обработки.
Практическая значимость. Выявлена существенная разница в составе и свойствах дерново-подзолистых почв, подвергающихся длительному ( воздействию различных по глубине видов обработки. Отсутствие обработок и мелкие обработки ухудшали состав и свойства исследуемых почв. Глубокие - наоборот - приводили к некоторому улучшению показателей плодородия. В то же время, глубокие обработки способствовали более интенсивному элювированию подвижных питательных веществ и илистых частиц. Результаты исследований необходимо учитывать при выработке рекомендаций по системе обработок дерново-подзолистых легкосуглинистых почв.
Апробация работы. Результаты исследований и основные положения диссертации докладывались и обсуждались на внутривузовских научных конференциях СПбГАУ (в 2002, 2003 гг); на Всероссийской научно-практической конференции молодых ученых Северо-Западного Федерального округа «Молодые ученые в научном обеспечении сельского хозяйства на современном этапе» (Пушкин,2003); на Международном экологическом форуме «Сохраним планету Земля» (СПб. - 1-5 марта 2004); на Международной научно-практической конференции «Роль почв V» сохранении устойчивости ландшафтов и ресурсосберегающее земледелие» (Пенза, 2005).
Публикации. По результатам исследований опубликовано 12 работ. Объем и структура работы. Диссертация изложена на 310 страницах компьютерного текста, состоит из введения, 7 глав, включает 28 таблиц, 40 рисунков и 5 приложений. Список литературы включает 287 наименований, в том числе 52 на иностранных языках.
Состав и свойства пахотных дерново-подзолистых почв, разной степени окультуренности
Важнейшими свойствами, которые характеризуют любую почву, является валовой химический состав, минералогический и гранулометрический состав почв; физические и физико-химические свойства.
Формирование валового химического состава при почвообразовании связано с процессами аккумуляции и миграции химических элементов. В условиях целинных подзолистых и дерново-подзолистых почв наблюдается обеднение верхних горизонтов железом, алюминием, кальцием, магнием и др. элементами. В то же время эти горизонты относительно обогащены кремнием.
Работами И.Ф. Гаркуши (1956), А.С. Коноваловой (1967), А.А. Короткова (1968), Б.А. Никитина (1970) было показано, что в процессе интенсивного окультуривания происходит некоторое изменение валового химического состава. Так И.Ф. Гаркуша отмечал, что при экстенсивном окультуривании легкосуглинистых почв Белоруссии и песчаных почв Ленинградской области валовой состав почв в сравнении с аналогичными целинными почвами, не подвержен изменениям. При интенсивном же окультуривании верхние, особенно пахотные горизонты, обогащаются кальцием; в них увеличивается содержание железа, фосфора, магния. Содержание кремния в сравнении с целинными почвами (горизонт А\) в высокоокультуренных почвах уменьшается. В подпахотных горизонтах сравниваемых почв валовой химический состав остается без изменений.
В.К. Пестряков (1974, 1977) отмечал, что в песчаных почвах при интенсивном окультуривании происходит значительное накопление железа, фосфора, магния. В то же время содержание калия, кальция, серы и натрия уменьшается. В суглинистых почвах при низкой агротехнике в Северо-Западной зоне (Пестряков, 1977) всегда наблюдается деградация плодородия и развитие подзолообразования. В то же время в окультуренных почвах происходит уменьшение выноса железа и алюминия из пахотных горизонтов. Вынос же этих элементов из подпахотных горизонтов продолжается. Пахотные горизонты высокоокультуренных суглинистых почв накапливают фосфор. Кальций накапливается в значительно меньшем количестве, чем фосфор, а магний и калий меньше, чем кальций.
Таким образом, из данных В.К. Пестрякова (1977) можно сделать заключение, что в одинаковых геоморфологических условиях на аналогичных почвообразующих породах в пахотных и лесных почвах развивается почвообразовательный процесс с чертами элювиального выноса и иллювиального накопления веществ, но с некоторым усилением аккумулятивного процесса в пахотном горизонте.
Более того, по мнению В.В. Тюлина (1973) в почвах пашни из-за малого количества поступающих органических остатков и повышенной их минерализации, а также отчуждения части веществ с урожаем и более выраженного промывного типа водного режима процессы выноса веществ чаще всего преобладают над их накоплением. В целом, круговорот веществ в пахотных почвах протекает значительно интенсивнее, чем в целинных.
Б.А. Никитин (1986) для условий Нижегородской области установил, что среднесуглинистые почвы пахотных и естественных ландшафтов характеризуются близким содержанием химических элементов в подпахотном горизонте окультуренных почв и соответствующем ему горизонте целинных аналогов. Только в пахотном слое высокоокультуренной почвы отмечается некоторое повышение содержания кальция и магния. Им же на основе элювиально-аккумулятивных коэффициентов, предложенных А.А. Роде (1936), сделан следующий вывод: в валовом химическом составе слабо- и среднеокультуренных дерново-подзолистых почв не происходит изменений по сравнению с целинными, а в высокоокультуренных наблюдается снижение размеров выноса кальция и магния. В легких высокоокультуренных почвах по сравнению с целинными в пахотном слое сильнее всего аккумулируется железо и, отчасти, кальций, магний и алюминий. Такое повышение содержания указанных элементов в высокоокультуренных почвах Б.А. Никитин объясняет внесением этих элементов с органическими веществами и закреплением их после минерализации. Если можно согласиться с привносом с органическими удобрениями соединений кальция и магния, то нельзя согласиться с тем, что алюминий и железо накапливаются в результате внесения с органическими веществами. В органических удобрениях эти химические элементы содержатся в крайне незначительных количествах.
Из краткого обзора работ можно сделать вывод, что до сих пор еще недостаточно основополагающих работ по исследованию формирования валового состава окультуренных дерново-подзолистых почв различных регионов таежной зоны. 1.2.2. Минералогический состав почв разной степени окультуренности.
В почвах присутствуют две группы минералов: первичные и вторичные. Первичные минералы являются потенциальными источниками питательных веществ и резервным фондом для возникновения вторичных минералов. Вторичные минералы — глинистые, гидроксиды Fe, А1, минералы соли образуются в почвах при выветривании из первичных минералов или при дальнейших процессах трансформации одной групп вторичных минералов в другую с последующим их перераспределением в почвенном профиле.
Первичные минералы сосредоточены в песчаных и пылеватых фракциях. Вторичные, особенно глинистые, в илистых и коллоидных частицах. Характер изменений, происходящих в минералогическом составе при окультуривании до конца не ясен. Этому мешает отсутствие точных качественных методов определения содержания минералов, в особенности глинистых.
Проведенное Б.А. Никитиным (1986) сравнение минералогического состава песчано-пылеватой фракции размером 0,25-0,01 мм целинных, средне- и высокоокультуренных почв показало, что видовой состав обнаруженных минералов аналогичен в сравниваемых почвах и характерен для отложений ледникового комплекса. Состав глинистых минералов (Горбунов, 1974; Соколова, 1982) в почвах таежно-лесной зоны не остается постоянным по профилю, что связано с характером почвообразовательного процесса.
По мнению Т. А. Соколовой (1982) в кислых текстурно-дифференцированных почвах в преобразовании и перераспределении силикатного глинистого материала участвуют три группы процессов: 1. Разрушение глинистых минералов, при котором последние или полностью растворяются или превращаются в аморфные продукты, причем их состав существенно отличается от исходных продуктов. Потеря окристаллизованности — основной показатель, по которому разрушение можно отличить от других превращений глинистых минералов. 2. Лессиваж. Критерием его служат глинистые кутаны на поверхности педов и в трещинах. 3. Трансформационные изменения унаследованных от породы слоистых силикатов. При этом происходит существенное изменение величины заряда и состава кристаллической решетки, но окристаллизованность сохраняется.
Особенности формирования гранулометрического состава дерново-подзолистых почв при длительном применении различных способов обработки почв
Обработка почвы в севообороте должна быть разноглубинной, сочетающей вспашку и мелкими поверхностными обработками. Вспашку лучше проводить под пропашные и яровые зерновые культуры, а поверхностную обработку - под озимые, овёс, вико-овсяную смесь (Войтович, Кирдин, Полев, 1999).
Безотвальная обработка почвы находит всё большее применение не только в условиях чернозёмных почв (Смуров, 1999), но и в районах распространения дерново-подзолистых и серых лесных почв. Так, В.В. Окорков (1996) для условий Владимирского Ополья на серых лесных почвах считает, что система обработки должна быть направлена на максимальное накопление и сохранение осенне-зимних осадков, которых выпадает до 300 мм, и обеспечить их проникновение в более глубокие горизонты. Традиционная вспашка не создаёт такие условия. Для этой цели лучше подходит безотвальное рыхление без предварительного лущения стерни. Эту операцию автор рекомендует проводить с помощью плуга ПГ-3-5, чизеля или орудия типа параплау с наклонными стойками. По среднемноголетним данным почва при обычной вспашке поглощает 120-140 мм, а 60-80 мм влаги уходит по уклону. Мощность водовмещающего слоя должна быть 35 см, что соответствует глубине осенней обработки. При наличии мощного, не мене 32 см гумусового горизонта основную обработку эффективнее проводить двухъярусным плугом, выпускаемым в двух вариантах: прицепной ПЯ-3-35 и навесной четырёхкорпусный ПНЯ-4-40.
Дифференциация обработок почв определяется очень большим комплексом условий. И.П. Макаров, Н.И. Картамашев (1998) в этой связи предлагают следующие пути совершенствования обработки почвы. Так, они считают, что отказ от ежегодного оборачивания обрабатываемого слоя почвы и совершенствование приёмов безотвального рыхления должны быть направлены на создание плодородного верхнего слоя (0-15 см) слоя. Кроме того, при безотвальной обработке на поверхности сохраняются растительные остатки, повышается противоэрозионная устойчивость почв. В то же время, они считают, что в зависимости от условий можно отказываться от ежегодного глубокого (20 и более см) рыхления почвы. Установлено, что интенсивное механическое рыхление, улучшая на определённом этапе сложение почвы, приводит его в соответствии с требованиями культурных растений, но одновременно усиливается жизнедеятельность аэробных микроорганизмов, ускоряющих минерализацию гумуса. Поэтому они считают, что почвы с содержанием гумуса более 3,7 % под действием даже однократного проявления естественных факторов разуплотняются до уровня оптимальной для культурных растений плотности сложения (1-1,25 г/см ). Поэтому здесь применение механических обработок как средства регулирования агрофизических свойств нецелесообразно. Здесь должно найти большее применение минимальных обработок. На почвах с меньшим, чем 3,7 % содержания гумуса регулирование агрофизических свойств крайне необходимо. Приёмами такого регулирования должны быть приёмы мелкой мульчирующей обработки, внесение органических удобрений. Периодическое применение глубоких обработок возможно на почвах, имеющих водонепроницаемый иллювиальный горизонт и на склоновых землях с интенсивным развитием эрозионных процессов. Глубокие обработки должны сопровождаться внесением высоких доз органических удобрений. Эти обработки должны сохраняться в условиях избыточного увлажнения и при орошении.
В работах П.Д. Кошкина (1997), В.В Вольнова, В.А. Юданова, В.М. Лашкина (1998), М.С. Матюшина, Р.С. Шакирова (1999), И.А. Чуданова, Л.Ф. Лигастаева (2000), И.С. Кочетова, А.И. Белолюбцева, СИ. Чебаненко (2000), А.Я. Рассадина, С.А. Клачникова (2000), Н.И. Афанасьева, Н.Н. Цыбульки (2000) раскрываются пути целесообразного применения различных видов обработок почвы в зависимости от типа почв, климатических условий региона, возделываемых сельскохозяйственных культур, рельефа местности.
Механическая обработка почвы является одним из наиболее сильных факторов, обусловливающих отрицательный баланс органического вещества при экстенсивном ведении земледелия (Иенни, 1948; Кононова, 1963; Рассел, 1955; Тюрин, 1937; Heas, Evans, Miles, 1957; Hobbs, Brown, 1957). Несмотря на определённые успехи в разработке систем земледелия, приёмы и системы обработки ещё не получили глубокого теоретического обоснования. Отсутствие стройной современной теории обработки почвы затрудняет формирование научной стратегии агрономии, осложняет программированное управление плодородием почв и долгосрочное прогнозирование изменений в агроэкологических системах (Лыков, Еськов, Новиков, 2004).
Для выявления влияния разных систем обработки почвы и возделываемых культур на динамику содержания органического вещества дерново-подзолистой почвы Лыков (1985) предложил методику. Суть её состоит в том, что при сопоставлении фактических потерь гумуса почвы, идущих при минерализации его при возделывании растений, с теоретически допустимыми, рассчитанными по выносу азота с полученным урожаем, определяется показатель, названный автором "фактор минерализации". Фактор минерализации свидетельствует о том, насколько производительно расходуются запасы гумуса почвы. Уменьшение величины его показателя свидетельствует о более рациональном использовании органического вещества почвы возделываемой культурой при той или иной технологии, а увеличение — о неэффективном. Так, культуры сплошного сева с ограниченным количеством обработок почвы характеризуются самой малой величиной фактора минерализации (Абатуров, 1979; Аристовская, 1965). Пропашные культуры оставляют мало растительных остатков и покрывают свои потребности в азоте в основном за счёт запасов гумуса почвы. В связи с многократными междурядными обработками, проводимыми при возделывании этих культур, происходит интенсивная минерализация органического вещества, при этом значительная часть азота теряется из почвы. При бессменном возделывании картофеля, например, непроизводительные потери органического вещества почвы на 32 % были выше, чем при выращивании озимой ржи (Лыков и др. 2004). Было также установлено, что окультуренные, высокогумусные почвы расходуют больше органического вещества, чем менее плодородные, не только доля удовлетворения потребности растений в азоте, но и для поддержания высокого биологического потенциала. Влияние механической обработки дерново-подзолистой почвы в отсутствии растений на содержание в ней органического вещества особенно отчётливо проявилось в бессменном пару (табл. 5).
Реакция дерново-подзолистых почв при длительном применении различных видов обработки
Морфология почвы - это концентрированное отражение ее генезиса, истории ее развития. В морфологических признаках почвы, в строении ее профиля отражаются те процессы, под влиянием которых материнская горная порода с течением времени превращается в почву. Это одно из конкретных проявлений всеобщего Закона единства формы и содержания (Розанов, 1983).
Морфологическое строение почвы и ее морфологические признаки и особенности — это результат длительного исторического процесса почвообразования, результат превращения исходной горной породы в новое физическое природное тело - почву. Поскольку почва постоянно находится в процессе развития и эволюции, т.е. «живет» своей особой почвенной «жизнью», в ней постоянно происходят какие-то изменения и превращения, в том числе и изменения ее морфологии.
В последнее время И.А.Соколов и В.О.Таргульян (1978) ввели представление о «почве - памяти» и «почве - моменте». «Почва - память» -совокупность устойчивых и консервативных свойств почвенного профиля, являющихся интегральным результатом действия факторов и процессов почвообразования в течение всего периода почвообразования (от нуль-момента до момента наблюдения); в эту совокупность входят свойства, имеющие характерные времена своего образования, и (или) свойства, обладающие значительной устойчивостью (большим характерным временем стирания). «Почва — момент» — совокупность динамических лабильных свойств, являющихся результатом совокупности факторов и процессов в момент наблюдения или вблизи него; в эту совокупность входят свойства с короткими характерными временами образования и стирания. Принимая концентрации почвы-памяти и почвы-момента («почвы-жизни» по А.А.Роде,1980), необходимо в каждом конкретном случае исследования определить пределы их приложимости и рассматривать диалектически: в тех или иных конкретных условиях свойства почвы, характеризуемые как «память» могут перейти в категорию свойств «почва-жизнь».
Согласно Э.А.Корнблюму (1975), с точки зрения морфологии, почва -это многоуровневая, иерархическая система, состоящая из морфологических элементов разного уровня. Под морфологическим элементом при этом понимается любое естественное внутрипочвенное тело, отличаемое от соседних с помощью невооруженного глаза и других органов чувств, или связная (единая, цельная) часть почвенного тела (пространства), ограниченная резкостной, дизъюнктивной, условной или комбинаторной внутрипочвенной границей.
Морфемы - простые морфологические элементы, «внутри которых нельзя провести никаких границ, согласно заданной совокупности свойств, доступных изучению с помощью невооруженного глаза и других органов чувств». Примерами морфем служат наименьшие различимые структурные отдельности, отдельные кристаллы или друзы кристаллов солей, льда, стяжения сплошного чистого льда, мономинеральные гранулометрические элементы и минеральные индивиды внутри обломков плотных пород, однослойные пленки, недифференцированные стяжения, в том числе конкреции, простые поры, отдельные корни.
Полиморфемы — составные морфологические элементы, состоящие из морфем одного типа, разделенных резкостными, дизъюнктивными или комбинаторными границами.
Гетероморфемы — гетероморфные составные морфологические элементы, представляющие собой устойчивые комбинации морфем и полиморфем разных типов и, как и слагающие их морфемы, являющиеся элементами повторяемости внутри более крупного морфологического элемента — морфона.
Морфоны - сложные или составные морфологические элементы, образованные повторяющимися в их пределах разнотипными морфемами и дающие области пересечения и совмещения ареалов морфем двух и более типов. Каждый морфон отличается от соседних морфемами по меньшей мере одного типа. Примерами морфонов могут быть: объединения однотипных первичных структурных отдельностей, не имеющих пленок; скопления однотипных минеральных зерен или обломков плотных пород, не обнаруживающих внутренней дифференциации; солевые корки, не содержащие иных морфем, кроме однотипных кристаллов солей, их друз и разделяющих их пор. Более сложными морфонами, согласно Э.А. Корнблюму, являются: иллювиальные горизонты сухостепных солонцов, морфемы которых представлены призматическими структурными отдельностями, натечными глинистыми пленками, трубчатыми порами и щелевидными порами - промежутками. К морфонам относятся также железистые, гипсовые и карбонатные конкреции, если они состоят не только из соответствующих морфем, но имеют еще поры или зерна кварца. Морфон может быть анклавным (если одна морфема полностью окружает какую-то другую) или конклавным (разные морфемы соприкасаются внутри морфона).
Полиморфоны - повторение однотипных морфонов в пределах одного горизонта, могут быть и иные объединения морфонов внутри горизонтов, например гетероморфны и гетерополиморфны, по аналогии с соответствующими объединениями морфем.
Наконец, главным морфологическим элементом почвы признается генетический горизонт, состоящий из отдельных морфонов, которые в свою очередь состоят из морфем. К этому следует еще добавить широкое употребление терминов «пед» - структурная отдельность и «кутана» - пленка, взятых из зарубежной терминологии и широко используемых в микроморфологии почв.
Предложенная схема морфологического строения почвы требует своего уточнения. В тоже время перечисленные выше примеры морфонов (иногда это отдельная конкреция, а иногда и целый горизонт) и морфем показывают, что необходимы дальнейшие исследования для уточнения и большей конкретизации введенных понятий. Важно также установить правильное соотношение между морфоном, с одной стороны, и главным составным элементом генетического горизонта — структурной отдельностью с другой. Остается еще много неясностей; может быть мы будем говорить о морфонах разного порядка, как мы сейчас говорим о структурных отдельностях, агрегатах, педах разного порядка.
Профиль почвы характеризует изменение всех свойств по вертикали, связанное с воздействием почвообразовательного процесса на материнскую горную породу. Наблюдается закономерное изменение гранулометрического, минералогического, химического состава, физических, химических и физико-химических свойств почвенного тела от поверхности почвы вглубь до затронутой почвообразованием материнской породы. Это изменение может быть постепенным однообразным. С другой стороны, кривые могут иметь ряд минимумов и максимумов, что отражает горизонты выноса и аккумуляции тех или иных веществ, отражает различия в составе и свойствах горизонтов профиля (Розанов, 1983).
Содержание и формы соединений фосфора в дерново-подзолистых почвах при длительном применении различных способов обработки
Среди частиц 0.01 мм содержание среднепылеватой и мелкопылеватой фракций колеблется в пределах 3-8 %. Изменчивость показателей обеспеченности данными фракциями в пределах почвенных профилей незначительная. Совершенно иная картина наблюдается в распределении илистой фракции по профилям почв изучаемых вариантов опыта. В почве варианта с нулевой обработкой накопление ила происходит с глубины 42 см. В профиле почв с отвальной обработкой накопление ила начинается с глубины 55-88 см. Длительное применение глубоких обработок способствует тому, что максимальное накопление этой группы частиц наблюдается на глубине 70-88 см. 3. Различная степень обеднения илистой фракцией верхних горизонтов исследованных почв отчётливо прослеживается при анализе распределения показателей элювиально-аккумулятивных коэффициентов. В почве вариантов в которых применялась обычная отвальная обработка на глубину 20-22 см, показатели элювиально-аккумулятивных коэффициентов (-0.47... -0.74) свидетельствуют о высокой выщелоченности ила из верхнего пятидесятисантиметрового слоя, в то время как в почве с нулевой обработкой элювирование ила снижено (ЭАК = -0.4... -0.68). Длительное применение глубоких обработок на глубину 30-35 см способствовало более интенсивному элювированию илистых частиц из верхних горизонтов, чем в почвах вариантов с обычной отвальной и нулевой обработками. 4. Применение различных способов обработки дерново-подзолистых легкосуглинистых почв в течение продолжительного времени способствовало формированию неодинаковой степени дифференциации исследуемых профилей по илу. При сильной дифференциации профиля, установленной в почвах с обычной и нулевой обработками, в профилях почв при применении глубоких обработок дифференциация профиля ещё больше проявляется. Величины коэффициентов увеличились с 1.76-2.5 до 2.6-4.5 при глубоких обработках. 1 Дерново-подзолистые пахотные почвы образовались путём освоения и окультуривания естественных, так называемых целинных подзолистых и дерново-подзолистых почв. Поэтому окультуренные пахотные почвы несут в себе многие свойства и показатели целинных почв. Как мы уже показали выше, при описании морфологических профилей, в пахотных почвах сохранились все основные горизонты, которые сформировались в природных условиях. Поэтому необходимо остановиться кратко на характеристике основных почвообразовательных процессов, которые определили состав и свойства современных пахотных дерново-подзолистых почв. Среди этих процессов необходимо указать на оподзоливание, лессиваж, дерновый процессы.
Подзолообразование представляет собой сложную совокупность одновременно протекающих химических, физических и биологических процессов. Характерной чертой подзолообразования является оподзоливание — процесс, приводящий к формированию элювиально-иллювиального типа почвенного профиля. Для оподзоливания характерно разрушение в верхней части профиля большинства минералов и вынос продуктов распада в нижележащие слои и за пределы почвенного профиля. В результате верхние горизонты обедняются элементами питания, основаниями, оксидами железа и алюминия и относительно обогащаются кремнезёмом. В иллювиальном горизонте происходит аккумуляция некоторых продуктов разрушения, обусловливая новообразование вторичных минералов и накопление оксидов железа и алюминия.
В разные годы отечественными учёными высказано несколько точек зрения, с разных позиций объясняющих механизм оподзоливания. Наиболее широко распространённой гипотезой подзолообразования является фульвокислотная, которая нашла отражение в работах В.В. Докучаева (1880), А.В. Георгиевского (1988), H.M. Сибирцева (1909), В.Р. Вильямса (1936), И.В. Тюрина (1944), М.М. Кононовой (1943), В.В. Пономарёвой (1964) и др. В.В. Пономарёва (1964) показала активную роль фульвокислот в процессе разрушения минералов и перемещения продуктов распада. Серией опытов был установлен целый ряд особенностей взаимодействия фульвокислот с минералами (Пономарёва, 1964; Пономарёва, Плотникова, 1980). Реакция фульвокислот с минералами очень продолжительна во времени, что связано с наличием в составе фульвокислот большого количества карбоксильных и гидроксильных групп. Кроме того, растворение тем больше, чем больше в составе минералов содержится алюминия. Велика роль фульвокислот и в процессах перемещения продуктов распада минералов. Будучи легко растворимыми в воде, фульваты щелочных и щелочноземельных металлов, железа и алюминия способны мигрировать по профилю. Подвижность комплексных соединений железа и алюминия зависит от степени разбавленности растворов и соотношения реагентов (Пономарёва, 1964). Однако взгляды на проблему оподзоливания не исчерпываются рассмотренной концепцией. По мнению К.К. Гедройца (1933) главным фактором разрушения почвенно-поглощающего комплекса является вода. Ион водорода способствует сначала растворению солей, а затем вытесняет основания из гуматной и алюмосиликатной части почвенно-поглощающего комплекса (ППК). Лишённый оснований ППК становится неустойчивым и разлагается на ряд простых оксидов. Большой вклад в развитие взглядов на подзолообразование внёс А.А. Роде (1937). По его мнению, главным фактором формирования элювиально-иллювиального профиля подзолистых почв является почвенный раствор. При этом разрушение первичных минералов из числа компонентов почвенного раствора наибольшее значение имеет вода, действующая на частицы через энергию гидратации.
