Введение к работе
Актуальность темы. Среди острых проблем, которые стоят перед человечеством, важное место занимает сохранение ландшафтного и биологического разнообразия при возрастающем антропогенном воздействии, влияние которого прослеживается на всех уровнях организации ландшафтной оболочки - глобальном, региональном (провинциальном), локальном (Иванов и др., 2004). Показателем стабильности и разнообразия ландшафтов различного назначения является энергетическая направленность в них почвообразовательных процессов.
Одним из основных перераспределителей энергии в агроландшафте является рельеф местности. В свою очередь, интразональность уровней солнечной радиации, водного и питательного режимов почвы, на различных элементах рельефа в агроландшафте, определяют направленность и интенсивность почвообразовательного процесса, что, в итоге, ведет к неизбежной дифференциации почвенного плодородия, урожайности и качества сельскохозяйственных культур, снижению уровня адаптации приемов ведения сельскохозяйственного производства (Чуян, 1987; Каштанов, Явтушенко, 1997; Медведев, Губарев, 2009).
В России около половины земель сельскохозяйственного назначения размещено на склонах различных экспозиций. Поволжье, составляющее 19 % пашни Российской Федерации, находится в сложных геоморфологических условиях. Из 24 млн. га пахотных земель, 14,4 млн. га размещается на склонах различной крутизны и экспозиции.
На территории Саратовской области особенно сложной геоморфологической структурой характеризуется Приволжская возвышенность. Доминирующим черноземным подтипом в этой ландшафтной провинции (40 %) является чернозем южный, который размещается на самой выраженной по рельефу ее части. Сложный рельеф, высокий уровень распаханности территории (более 70%) создают условия для активного проявления процессов деградации почвенного покрова.
В условиях расчлененного рельефа наиболее перспективно земледелие, основанное на ландшафтных принципах организации территории и дифференцированного использования агроландшафтных структур. Это предполагает учет своеобразия каждого рабочего участка, в том числе и по свойствам почв, которые существенно различаются в зависимости от их местоположения в агроландшафте (Чуян, 2000; Медведев, 2007).
Развитие почв и формирование их почвообразовательных процессов определяются конкретными сочетаниями природных и антропогенных факторов. Учитывая, что почвенная система - это основа нормального функционирования биосферных процессов, изучение современного ее состояния - важная проблема сельскохозяйственной науки и практики.
Цель исследований. На черноземе южном Приволжской возвышенности, в условиях глобального изменения климата и интенсивного сельскохозяйственного использования пашни, выявить основные природные и антропоген-
4 ные факторы, влияющие на направленность и формирование современных почвообразовательных процессов. Задачи исследований:
1. Выявить особенности изменения морфологических признаков почв,
сформированных на различных элементах рельефа.
2. Дать сравнительную оценку состояния физических, водно-
физических и физико-химических свойств почв различных форм рельефа.
В условиях экологической полосы (ЭП) определить зоны наиболее активного процесса гумусообразования.
Изучить особенности формирования агрохимических свойств почв по элементам рельефа.
Установить связь продуктивности отдельных сельскохозяйственных культур с элементами почвообразовательного процесса.
Выявить уровень дифференциации энергопотенциала почв по элементам рельефа в агроландшафте.
Научная новизна. Впервые для черноземов южных получены опытные данные состояния почвообразовательных процессов на различных рельефных образованиях агроландшафта. Установлен характер взаимосвязи почвообразовательных процессов основных элементов мезорельефа экологической полосы с уровнем плодородия и продуктивностью возделываемых сельскохозяйственных культур.
Исследования проводились в рамках Государственной тематики РАСХН на 2006-2010 гг. 02.01.01 и 04.06.02.
Практическая значимость. Целесообразность изучения особенностей почвообразовательных процессов, в условиях выраженного рельефа, диктуется необходимостью формирования однообразных по экологическим и технологическим условиям использования рабочих участков с целью оптимального структурирования агроландшафта, повышения экологической стабильности и эффективности сельскохозяйственного использования земельных ресурсов.
Личный вклад автора.
При подготовке и выполнении диссертационной работы автор принимал активное участие в разработке рабочей программы исследований. В соответствии с программой исследований провел полевые и лабораторные исследования, сделал научный анализ полученных данных.
В диссертационной работе использованы материалы, полученные лично автором, а также при участии сотрудников лабораторий ГНУ НИИСХ Юго-Востока: агроландшафтов и защиты почв от эрозии, массовых анализов и агрометеорологии. Всем сотрудникам вышеперечисленных лабораторий, принимавших активное участие в подготовке диссертационной работы, автор выражает благодарность.
Положения, выносимые на защиту:
1. Роль рельефа и водного режима почвы в формировании современных
почвообразовательных процессов на черноземной пашне.
2. Рельефная интразональность формирования физических, водно-
физических и физико-химических свойств чернозема южного.
3. Современная направленность изменения реакции почвенной среды
чернозема южного в условиях выраженного рельефа.
Закономерность формирования гумуса и питательных веществ по элементам рельефа экологической полосы.
Роль экологических условий агроландшафта в перераспределении энергопотенциала почвы.
Апробация работы: основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на научно-практических конференциях профессорско-преподавательского состава и аспирантов ФГОУ ВПО СГАУ им. Н. И. Вавилова (г. Саратов, 2008, 2009, 2010 гг.), на международных научно-практических конференциях «Вавиловские чтения» (г. Саратов, 2008, 2010 гг.), на 9-ой международной школе молодых ученных и специалистов «Перспективные технологии для современного сельскохозяйственного производства» (г. Волгоград, 2009 г.), на региональной научно-практической конференции ГНУ НИИСХ Юго-Востока РАСХН «Зональные особенности научного обеспечения сельскохозяйственного производства Юго-Востока России» (г. Саратов, 2009 г.), на Всероссийской научно-практической конференции молодых ученых и специалистов «Молодые ученые агропромышленному комплексу Поволжья» (г. Саратов 2010 г.), на Всероссийской научно-практической конференции ГНУ ВНИИЗ и ЗПЭ «Модели автоматизированного проектирования адаптивно-ландшафтных систем земледелия (к 40-летию Всероссийского НИИ земледелия и защиты почв от эрозии)» (г. Курск, 2010 г.).
Реализация результатов исследований.
Внедрение полученных результатов исследований проводилось в условиях Правобережья Саратовской области на черноземах Окско-Донской равнины (Аркадакская ГСХОС) и Приволжской возвышенности (ИП «Спиридонов Алексей Александрович» Базарно-Карабулакского района), а также при обосновании выходной продукции в ходе выполнения тематического плана РАСХН.
Публикации. По теме диссертации опубликовано 16 научных работ, в том числе 3 - в журналах, рекомендованных ВАК Минобразования и науки РФ.
Объем и структура работы. Диссертация изложена на 202 страницах компьютерного текста, состоит из введения, 7 глав, выводов и предложений производству, включает 26 таблиц, 31 рисунок, 1 схему, имеет 31 приложение. В список литературы входят 233 источника, из них - 14 зарубежных авторов.
