Введение к работе
Актуальность темы. В настоящее время существует проблема ограниченности почвенных ресурсов, прежде всего, плодородных почв, необратимого уменьшения площадей сельскохозяйственных угодий. Интенсивное антропогенное воздействие на почву возрастает, что приводит к резкому снижению качества пахотных почв. Особую значимость эта проблема приобретает сейчас, в связи с изменившимися экологическими условиями.
Во многих регионах степной части России со второй половины прошлого века начали отмечаться такие негативные процессы в сформировавшихся агро-ландшафтах, как существенное изменение увлажненности территории и увеличение площадей гидроморфных почв.
Этому способствуют особенности общей гидрологической обстановки современных ландшафтов всей территории юга Русской равнины, которая совпадает с процессами, происходящими в Каменной Степи, а также производственная деятельность человека. Автоморфные черноземы, вследствие этого, подвергаются интенсивному переувлажнению, приобретают признаки гидроморфизма, приводящие к их деградации, а также нарушению однородности полей и севооборотов, вызывающих необходимость изменения структуры севооборотов.
Результатом этого является несвоевременное проведение весенних полевых работ - сроки их задерживаются, а огромные массивы пашни полностью утрачивают или снижают свое плодородие.
Деградация физических свойств и режимов является одним из основных видов потери качества почв. Среди причин деградационных изменений черноземов Центра Русской равнины особое значение в настоящее время приобретает и гидрологический фактор, как по последствиям, так и по масштабам распространения.
Появление в последние десятилетия большого числа ареалов сезонно переувлажненных почв является индикатором серьезного изменения состояния агролесоландшафта Каменной Степи по сравнению с его состоянием в конце XIX - начале XX вв. (Хитров Н.Б., Чевердин Ю.И., 2007).
В этой связи изучение сезонно переувлажненных почв, их физических, физико-химических, химических свойств приобретает большое значение, а результаты исследований могут быть использованы при разработке систем земледелия, направленных на повышение почвенного плодородия и получение высоких урожаев сельскохозяйственных культур.
Цель исследования. Дать комплексную оценку трансформации физических, химических и физико-химических свойств почв Каменной Степи в условиях сезонного переувлажнения.
Задачи исследовании:
1. Дать количественную и качественную характеристику основным физическим свойствам почв гидроморфных комплексов;
2. Изучить изменение водно-физических свойств черноземных и лугово-
черноземных почв, находящихся в различных режимах использования (залежь,
пашня);
Изучить особенности физико-химических свойств черноземов под влиянием различных эколого-гидрологических условий;
Определить особенности гумусного состояния автоморфных и полу-гидроморфных почв;
Выявить взаимозависимости между основными физическими и физико-химическими характеристиками изученных почв.
Научная новизна работы. Впервые на территории Каменной Степи на основе комплексного подхода проведены исследования зонально-провинциальных особенностей физических, водно-физических и физико-химических свойств черноземов обыкновенных и лугово-черноземных почв. Дана оценка изменения показателей, характеризующих физические свойства почв в условиях естественного агроценоза.
Показана роль гидротермических условий в изменении физических свойств черноземных почв. Дана оценка изменений в формировании гумусового профиля и кислотно-основных свойств почв в условиях переувлажнения. Результаты исследований позволяют определить направленность трансформации черноземов в условиях усиления увлажненности агроландшафтов и дать прогноз их изменения на перспективу.
Теоретическая и практическая значимость. Полученные экспериментальные данные могут быть использованы при прогнозе дальнейшей направленности эволюции черноземов обыкновенных, позволяют дать оценку изменения и трансформации основных свойств черноземов в условиях повышенного грунтового и атмосферного увлажнения. Установленные закономерности варьирования свойств почв могут быть использованы при разработке адаптивно-ландшафтных систем земледелия.
Результаты исследований физических и физико-химических свойств почв на примере черноземов Каменной Степи различной степени увлажнения могут быть экстраполированы на другие территории степной зоны со сходными условиями почвообразования.
Установленные изменения реакции среды и состава ППК могут применяться при прогнозе в длительном цикле оценки экологических последствий агрогенных факторов и глобального изменения климата.
Положения, выносимые на защиту:
1. Решающим фактором изменения физических свойств является особен
ности характера и степени проявления сезонного переувлажнения черноземных
почв.
2. В условиях сезонного переувлажнения происходит существенная
трансформация физических, химических, физико-химических свойств черно
земных почв.
3. Трансформация физических характеристик обусловлена изменением химических и физико-химических свойств почв в условиях дополнительного грунтового увлажнения.
Апробация работы. Основные положения диссертации докладывались на Всероссийской конференции, посвященной 70-летию кафедры почвоведения и агрохимии Воронежского государственного университета (Воронеж, 2006), Международных конференциях (Санкт-Петербург, 2007; Оренбург, 2007; Курск, 2008, 2010; Томск, 2010); научно-практических конференциях (Каменная Степь, 2007-2011 гг.), на V съезде Всероссийского общества почвоведов им. В.В. Докучаева (Ростов-на-Дону, 2008 г.), на Всероссийских научных конференциях (Москва, 2008; 2011 гг., Пущино, 2010).
Личный вклад соискателя. Работа выполнена в ГНУ Воронежском НИИСХ им. В.В. Докучаева Россельхозакадемии в 2006-2010 гг. 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 и предложений. Для оценки изменения свойств почв гидроморфных структур автором был сделан сравнительный хронологический анализ полученных результатов с результатами исследований И.Ф. По-ротикова (1992-1996 гг.) и Ю.И. Чевердина (2001-2002 гг.).
Публикации. По материалам диссертации опубликовано 24 работы, в том числе две работы — в рецензируемых научных изданиях, рекомендованных ВАК РФ.
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, 7 глав, выводов, рекомендаций производству, списка использованной литературы и приложений. Содержит 162 страницы машинописного текста, включает 14 таблиц, 33 рисунка, 19 таблиц приложения. В список использованной литературы внесено 154 источника, в том числе 3 иностранных автора.
