Введение к работе
Главной особенностью современного развития почв является многостороннее и многогранное антропогенное воздействие на почвообразовательный процесс. Особенно остро эта проблема стоит в Центрально-Черноземной зоне (ЦЧЗ) с длительным периодом антропогенного воздействия и высокой распаханностью территории. Почвы региона подвержены периодическим стрессовым антропогенным и природным нагрузкам. Не является исключением и Каменная Степь, где почвы подвержены нагрузкам уже более ста лет. С момента начала проведения исследований в Каменной Степи они подвергались воздействию часто повторяющихся засух. В последние десятилетие значительный ущерб почвенному покрову наносится вследствие нерационального ведения хозяйства, нарушения земледельческих технологий, связанных с изменившейся экономической ситуацией в стране и ухудшением экологических условий.
Это приводит к изменению многих физико-химических свойств черноземов. Отмечается снижение содержания гумуса, насыщенности почвенного поглощающего комплекса (ППК) обменными основаниями, показателей эффективного плодородия почв. Нарушается водный баланс, в связи с трансформацией физических свойств черноземов в худшую сторону. Поэтому необходимо как можно более эффективно способствовать сохранению почвенного плодородия.
В связи с тем, что в последнее время значительно сократилось количество мониторинговых исследований, снизилось их качество и значительно уменьшилось количество получаемой информации, возросла актуальность и необходимость проведения детальных наблюдений за изменением свойств черноземных почв. В первую очередь это необходимо для планирования мероприятий, способствующих повышению и сохранению исходно высокого потенциала почвенного плодородия черноземов, и составления длительных долгосрочных прогнозов.
На решение целого ряда проблем, связанных с разработкой комплексной оценки современного состояния черноземных почв Каменной Степи, испытывающих на себе различную степень и интенсивность антропогенной нагрузки, и была направлена наша работа.
Цель исследований и задачи исследования. Целью работы является изучение пространственно-временной динамики изменения основных агрохимических и агрофизических показателей почвенного плодородия черноземов Каменной Степи при различных антропогенных воздействиях.
В процессе работы решались следующие задачи:
-
Создать сеть среднесрочных и долгосрочных мониторинговых площадок для изучения изменения свойств почв во времени и провести оценку современного состояния почвенного плодородия черноземов.
-
Изучить механизм профильного изменения основных показателей почвенного плодородия и оценить степень варьирования этих показателей в пространстве и во времени.
-
На основе полученного материала построить картосхемы распределения основных показателей плодородия черноземов на изучаемых площадках.
-
Рассчитать некоторые статистические характеристики распределения основных показателей почвенного плодородия черноземов.
-
Определить зависимость основных физических, физико-химических и химических свойств и изменение показателей плодородия черноземов при различной длительности антропогенного воздействия, и их взаимосвязь с урожайностью сельскохозяйственных культур в краткосрочном опыте.
Научная новизна работы. Впервые в Каменной Степи установлены особенности современного состояния и формирования агрохимических и физико-химических свойств чернозёмных почв на основе длительно функционирующих мониторинговых площадок. Результаты исследований углубили и расширили существующие представления о временной динамике органического вещества и других показателей плодородия черноземов Каменной Степи при различной длительности антропогенных воздействий с учетом особенностей их пространственного распределения. В результате комплексных исследований на основе системного подхода дана всесторонняя характеристика гумусного, агрохимического и агрофизического состояния чернозёмных почв.
Основные положения, выносимые на защиту
-
Почвенный покров агроландшафтов Каменной Степи представлен сложными сочетаниями, пятнистостями и комплексами обыкновенных, выщелоченных, типичных и перерытых черноземов разной степени мощности и выщелоченности, которые характеризуются значительным внутрипольным варьированием основных морфометрических параметров.
-
Черноземы Каменной Степи характеризуются значительным пространственно-временным варьированием и различием профильного распределения некоторых основных показателей почвенного плодородия:
содержания гумуса и его состава, обменных оснований, показателей кислотности.
3. Вовлечение в сельскохозяйственное производство степных (залежных)
угодий приводит к заметному изменению количественных и качественных
показателей физических, физико-химических и химических свойств черноземных
почв.
Практическая значимость работы. Установленные закономерности варьирования свойств почв могут быть использованы при разработке адаптивно-ландшафтных систем земледелия. Полученные материалы лягут в основу составления базы данных и разработки геоинформационной системы для почв Каменной Степи с перспективой применения точечного земледелия.
Апробация работы. Основные положения диссертации докладывались на Международной научно-практической конференции «Актуальные проблемы повышения эффективности агропромышленного комплекса» (Курск, 2008), на Всероссийской конференции «Энтузиасты аграрной науки» (Краснодар, 2008), на заседании Территориального координационного совета «Проблемы земледелия ЦЧЗ» (Каменная Степь, 2009, 2011), на IV Всероссийской конференции с международным участием (Томск, 2010), на Ученом совете ГНУ Воронежского НИИСХ имени В.В. Докучаева Россельхозакадемии.
Личный вклад соискателя. Работа выполнена в отделе агропочвоведения ГНУ Воронежского НИИСХ имени В.В. Докучаева Россельхозакадемии в 2007-2010 гг. Программа исследований представлена и поддержана в виде отдельного проекта РФФИ №08-04-01195 а «Постагрогенная регенерация и эволюция почв черноземной зоны». Автору принадлежит постановка целей и задач исследований, проведение полевых и частично аналитических работ, статистическая обработка экспериментальных данных, систематизация, теоретическое обобщение, интерпретация полученных данных, формулировка выводов.
Публикации. По материалам диссертации опубликовано 8 работ, в том числе 3 работы — в рецензируемых изданиях, определенных Высшей аттестационной комиссией РФ.
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, 5 глав, выводов, списка использованной литературы и приложений. Содержит 171 страницу машинописного текста, включает 19 таблиц, 31 рисунок, 24 таблицы приложения и описание почвенных разрезов. В список использованной литературы внесено 331 источник, в том числе 10 иностранных авторов.
Благодарности. Автор выражает глубокую благодарность научному руководителю диссертационной работы д. б. н. Чевердину Ю.И., к. б. н. Зборищук Ю.Н. за полезные советы при написании диссертации, всему коллективу отдела агропочвоведения за оказанную помощь в проведении лабораторных исследований.
