Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Природные условия района расположения Белозерского ГСУ, обслуживание и проведение иследований 35
1.1 Агроклиматические условия Белозерского района 36
1.2 Геологическое строение почв агрофирмы «Дол» 39
1.3 Геоморфологическое строение почв агрофирмы «Дол» 40
1..4 Растительный покров агрофирмы «Дол» 42
1.5 Почвенный покров агрофирмы «Дол» 43
1.6 Методика выполнения исследований 50
Глава 2. Влияние погодных условий и формы использования земли на урожайность сельскохозяйственных культур 54
2.1 Система земледелия Белозерского ГСУ 54
2.2 Влияние погодных условий на урожайность полевых культур при разном уровне интенсификации 60
2.3 Влияние уровня интенсификации на урожай полевых культур в разные периоды второй половины XX столетия 69
Глава 3. Влияние уровня культуры земледелия на агрономические свойства черноземов 76
3.1 Историко-географический анализ эволюции черноземов в Зауралье 76
3.2 Основные свойства выщелоченных черноземов на вновь организованном Белозерском ГСУ 78
3.3 Изменение свойств выщелоченных черноземов через 28 лет по данным повторного почвенного обследования 84
3.4 Основные свойства выщелоченных черноземов в год закладки эталонного полигона на Белозерском ГСУ 88
3.5 Гумусовое состояние выщелоченных черноземов на Белозерском полигоне в 1985 году 95
Глава 4. Современное состояние выщелоченных черноземов в разных условиях сельскохозяйственного использования 99
4.1 Современные физико-химические свойства выщелоченных черноземов 99
4.2 Химический состав выщелоченных черноземов экспериментального полигона 104
4.3 Гумусовое состояние выщелоченных черноземов на разных агрофонах 108
4.4 Влияние различных агрофонов на микробиологическую активность выщелоченных черноземов 116
4.5 Результаты мониторинга физико-химических свойств выщелоченных черноземов в условиях различной степени интенсификации 122
Глава 5. Биоэнергетическая оценка севооборотов на Белозерском ГСУ 129
Выводы 135
Рекомендации производству 139
Список литературы 141
Приложения 160
- Геоморфологическое строение почв агрофирмы «Дол»
- Влияние погодных условий на урожайность полевых культур при разном уровне интенсификации
- Основные свойства выщелоченных черноземов на вновь организованном Белозерском ГСУ
- Химический состав выщелоченных черноземов экспериментального полигона
Введение к работе
Актуальность работы. Длительное время в Курганской области преобладает зернопаропропашная форма использования пахотных земель, т.к. она рекомендована многими учеными, научно-исследовательскими учреждениями и внедряется сельскохозяйственной администрацией.
Преобладающим уровнем интенсификации является экстенсивный, при котором применяются незначительное количество удобрений. На общем фоне низкой урожайности зерновых культур при зернопаропропашной форме использования земли, высокими урожаями выделяются госсортоучастки (ГСУ), где выход зерна в 1,5-2 раза выше, чем на производственных полях. Это свидетельствует о том, что при определенных условиях зернопаропропашная система может быть значительно более продуктивной.
Отмеченное явление было изучено многими ученными в различных регионах России. В Курганской области влияние системы земледелия ГСУ на агрохимические свойства черноземов в Зауралье изучала кафедра агрохимии и почвоведения. В результате были сделаны выводы о том, что при интенсивной форме использования земли эта система иначе воздействует на почвенные параметры и ее плодородие, чем при экстенсивной форме использования производственной пашни. Указанные исследования являлись, по существу, почвенным мониторингом пахотных земель и проводились на четырех госсортоучастках лесостепной зоны Зауралья. Последние наблюдения по этой теме были проведены в 1986 году.
В представленной к защите диссертации приводятся результаты мониторинга выщелоченных черноземов лесостепи Зауралья на Белозерском госсортоучастке. Работа выполнялась нами в период 1999-2003 гг. и является завершающей за вторую половину XX столетия. Кроме того, в диссертации проанализирована зависимость урожайности при различных условиях интенсификации и в разные по погодным условиям годы. Проведенный ретроспективный анализ и новые данные по мониторингу позволили сделать аргументированные рекомендации по разработке мероприятий, позволяющих повысить продуктивность пахотных черноземов Зауралья.
Низкая урожайность является одной из причин кризисного состояния агропромышленного комплекса в целом. При недостаточной обеспеченности сельскохозяйственного производства средствами химизации вопрос эффективного использования плодородия почв становится более острым. В то же время повышения урожайности яровой пшеницы на современном этапе можно достичь только на основе знаний закономерностей формирования урожайности этой культуры при изменении параметров плодородия почвы.
Цель исследований. Изучить и сделать всесторонний анализ причин больших различий урожайности зерновых культур и уровня плодородия выщелоченных черноземов производственных полей (агрофирмы «Дол») и Белозерского госсортоучастка.
Задачи исследований:
Выявить влияние погодных условий и уровня интенсификации на продуктивность выщелоченного чернозема в течение последних 53 лет (1950-2002 гг.).
Изучить влияние предшественников на урожайность яровой пшеницы при различных уровнях интенсификации.
Изучить современное гумусовое состояние выщелоченного чернозема при разных условиях сельскохозяйственного использования.
На основе исследований, ранее проведенных в Белозерском районе (1938 г., 1966 г., 1976 г., 1985 г.) и наших данных за 1999 - 2003 годы проследить изменения морфологических, агрофизических, агрохимических и биологических свойств выщелоченного чернозема.
Выявить эффективность биоэнергетических затрат (продуктивность) выщелоченного чернозема при разных условиях сельскохозяйственного использования.
Научная новизна. В условиях северной части лесостепной зоны Курганской области впервые дан глубокий анализ влияния уровней интенсификации использования земли на урожайность сельскохозяйственных культур. Обосновываются причины высокой урожайности зерновых культур на Белозерском ГСУ. Обобщаются результаты полувекового почвенного мониторинга. Установлено, что на фоне преобладания зернопаропропашной формы ис-
пользования земли одним из главных условий повышения урожайности и поддержания плодородия черноземов является введение умеренно интенсивного или интенсивного уровня системы земледелия, при этом должна обеспечиваться высокая технологическая дисциплина, высеваться интенсивные сорта зерновых культур, снижаться до минимума потери при уборке.
Практическая ценность работы. Результаты работы могут быть использованы на госсортоучастках и хозяйствах Курганской области для увеличения урожайности возделываемых зерновых культур.
Апробация работы. Основные положения работы доложены на научно-практических конференциях Ш-го и IV-ro фестивалей-конкурсов научно-исследовательского, технического и прикладного творчества молодежи и студентов (Курган 2000, 2002 гг.), на Всероссийской научно-практической конференции «Проблемы АПК в условиях перехода на устойчивое развитие региона» (Курган, 2000 г.), на региональной научно-практической конференции «К 100-летию со дня рождения В.Е. Квитко» (Курган, 2002), на ХЫ-ой научно-практической конференции ЧГАУ (Челябинск, 2002 г.).
Публикации результатов исследований. По материалам исследований опубликовано 8 статей общим объемом 1,1 печатных листа.
Личный вклад соискателя. Работа выполнена на базе Курганской государственной сельскохозяйственной академии (КГСХА) в 1999-2002 годах. Полевые работы, лабораторные анализы, математическая обработка результатов проводились непосредственно автором диссертационной работы в рамках плана НИР кафедры агрохимии и почвоведения.
Структура и объем работы. Диссертационная работа изложена на 173 страницах печатного текста. Работа состоит из введения, обзора литературы, 5 глав, выводов и рекомендаций производству. Иллюстрирована 43 таблицами и 19 рисунками. Содержит 11 приложений. Список литературы включает 224 источника, в том числе 17 иностранных авторов.
Геоморфологическое строение почв агрофирмы «Дол»
Территория базового хозяйства агрофирмы «Дол» располагается в пределах бассейна реки Тобол. Древний палеозойский фундамент здесь перекрыт довольно мощной толщей рыхлых мезо-кайнозойских отложений, по данным геологов (Зыков, 1987), их мощность составляет свыше 900 м. Большая часть этой толщи представлена рыхлыми горизонтально залегающими осадками меловой системы. В основном это монтмориллонитовые глины, пе реслаивающиеся мергелями, опоками, песчаниками. Кайнозойская система в основном представлена Ирбитской и Чеганской свитами эоцена. Первая сложена преимущественно диатомитами глинистыми и глинами диатомовыми. Вторая - зеленовато-серыми бейделитслюдистыми морскими глинами. Верхний отдел палеогена сложен глинами, песками, галечниками Куртамышской свиты верхнего олигоцена. Самая верхняя часть коренного геологического фундамента представлена глинами Светлинской свиты миоцена и песчано-глинистыми осадками Павлодарской свиты плиоцена.
Наиболее древними коренными отложениями характеризуемой территории, выходящими на дневную поверхность, являются глины Чеганской свиты, вскрытые в долинах рек Тобола и его притока Мендеры. Именно эти осадки Абросимовской и Павлодарской свит вместе с четвертичными отложениями участвуют в ландшафтнообразующих процессах, составляя литоло-го-генетическую основу фаций и урочищ.
С поверхности вся территория агрофирмы «Дол», в том числе и участка ГСУ, перекрыта маломощным чехлом четвертичных отложений. По данным Н.Н. Мельниковой (1987), они представляют собой эллювиально-делювиальные (edm) и делювиальные отложения (dm), относящиеся по возрасту к верхнечетвертичным. Эти отложения имеют суглинистый гранулометрический состав, как правило, опесчанивающийся книзу. Местами песчаные и глинистые коренные породы подходят очень близко к дневной поверхности - почвы непосредственно ими подстилаются. В целом геологическое строение обусловливает удовлетворительный дренаж территории, о чём свидетельствует малый процент солонцовых почв. Гранулометрический состав литолого-генетической основы ландшафтов способствует формированию чернозёмных почв с хорошими водно-физическими свойствами, являющимся одним из факторов формирования высокого плодородия почв.
По данным геологов (Горбачёв, 1982), эта территория относится к районам плиоцен четвертичной (N2-Q) поверхности врезания смешанного типа с абсолютными высотами 100-140 метров. С севера на юг территория незначительно понижается: от 140 метров у поселка Юрково до 138 метров - у поселка Кирово. С запада на восток, (в сторону долины Тобола) понижение рельефа весьма значительное: от 143 до 100 метров. Кроме того, общий рисунок рельефа существенно осложнен двумя долинами притоков Тобола (Мендеры и Худяковки) и довольно многочисленными суходолами, которые рассекают территорию хозяйства с запада на восток, вследствие чего вычленяется несколько вторичных водоразделов. Долины речек имеют значительное врезание (40-50 м), в то время как суходолы расчленяют поверхность менее значительно.
Таким образом, территория агрофирмы «Дол» имеет довольно сложное для Зауралья морфологическое строение. В целом она может характеризоваться как волнисто-лощинная пологонаклонная равнина. В то же время в пределах этой равнины выделяется несколько видов рельефа. Самые высокие (западные) части имеют почти плоскую с незначительными уклонами слабоволнистую поверхность с небольшим количеством западин. По восточной окраине хозяйства сформировались слабонаклонные волнистые равнины. По периферии речных долин встречаются полого-наклонные волнисто-лощинные участки. Кроме этого, выделяются слабо разработанные долины периферийных речек с фрагментами надпойменных террас.
Несмотря на значительное расчленение, эрозионно-опасными являются только участки пологонаклонного волнисто-лощинного рельефа, где уклоны поверхности занятой сельхозугодьями, колеблются в пределах 2-4; на основной территории уклоны незначительны и редко превышают 1.
Территория госсортоучастка расположена в пределах слабоволнистой равнины с абсолютными отметками 135-137ми имеет относительно ровную поверхность с небольшим наклоном к юго-востоку. С востока в пределы ГСУ врезается вытянутое плоское понижение. В целом территория представляет собой производственный участок, не имеющий ограничений по рельефу и в то же время являющийся репрезентативным по отношению к значительным площадям пашни в пределах аналогичного эрозионного рельефа в Зауралье.
По данным геоботанического районирования (Сочава, 1976), районы распространения выщелоченных чернозёмов совпадают с лесостепной подзоной Западной Сибири. По современным данным (Егоров, Кривонос, 1995; Науменко, Суханов, 1999) территория Белозерского госсортоучастка находится в пределах подзоны (ландшафтной подобласти), выделяющейся как северная лесостепь. Лесная растительность представлена колочными и байрач-ными лесами, основной древостой которых составляют берёза бородавчатая (Betula pendula), берёза пущистая (В. pubescens) и осина (Populus tremula). Второй ярус (подлесок) слагают рябина, черемуха, степная вишня, черная смородина, шиповник, бересклет, ива. Третий ярус (травянистый) представлен луговово-разнотравной растительной ассоциацией. Здесь доминируют мятлик луговой (Роа protensis), люцерна серповидная (Medicado falcata), ов-сянница луговая (Festuca pratchsis), клевер ползучий (Trifolium repens), клевер люпиновидный (Т. lupinaster) и ряд других мезогидрофильных травянистых растений.
Влияние погодных условий на урожайность полевых культур при разном уровне интенсификации
По существующему делению территория относится к северной лесостепной зоне, которая характеризуется благоприятными погодными условиями. Гидротермический коэффициент в этой части, по средним многолетним данным, колеблется от 0,83-0,88 в мае - июне до 1,0-1,1 в июле - августе; количество лет с недостаточным количеством осадков (ГТК 1) составляют 60-70 % от общего числа лет за период наблюдений (Кузнецов, 1994).
Анализ погодных условий в районе Белозерского ГСУ, показывает, что из 53 лет (приложение Г) наблюдений (1950-2002 гг.) преобладающими были годы с полузасушливыми погодными условиями (рисунок 5), это 18 лет или 34 % всех лет наблюдений. Рассматривая влияние этого блока погод на урожайность сельскохозяйственных культур, следует отметить, что влияние его на урожайность пшеницы и зерновых культур сказалось только на производственных посевах. Коэффициенты линейной корреляции урожайности яровой пшеницы и зерновых культур со значением ГТК составили 0,53-0,62, что свидетельствует о средней зависимости.
В тоже время урожайность на госсортоучастке слабо зависела от этого климатического показателя, о чем свидетельствует низкие значения коэффициента корреляции (г = 0,19-0,28). Вероятно, более высокий уровень культуры земледелия в значительной степени нивелировал влияние неблагоприятных погодных условий. Кроме того, при одинаковом среднем значении ГТК на урожайность влияет еще и распределение тепла и влаги в периоды вегетации. Так сильная засуха первой половины лета 1965 года отрицательно повлияла на урожайность яровой пшеницы. На ГСУ она составила 17,0 ц/га (рисунок 5), а на производственных посевах базового хозяйства была менее 10.0 ц/га. При средних значениях ГТК в 1969 г, равном 1,0, а в 1987 - 0,9, урожайность зерна яровой пшеницы на полях ГСУ в 1969 г составила 38.0 ц/га, а в 1987, с более низким ГТК, но более благоприятным распределением в течение вегетационного периода тепла и влаги - 41,8 ц/га. Такая же закономерность имела место и на производственных посевах базового хозяйства: в 1969 г. - урожайность зерна пшеницы составила 17,6 ц/га, а в 1987 г. 25,2 ц/га. Следовательно, большое значение для получения высокой урожайности имеет соотношение и распределение поступающего тепла и влаги на протяжении вегетационного периода. Кроме того, важное влияние имеют правильный выбор сроков сева, глубина заделки семян, квалифицированное и своевременное применение всех элементов системы земледелия. Именно эти факторы обуславливают различие урожайности всех культур на ГСУ и полях совхоза, отчетливо проявляется форма использования земли при одинаковом способе её использования. Средняя урожайность зерновых и зернобобовых культур в полузасушливые годы на ГСУ составляет 26,7 ц/га, пшеницы -27,9 ц/га, на производственной пашне урожайность была значительно ниже и составила соответственно 15,7 ц/га и 15,5 ц/га.
На втором месте находятся влажные годы (9 лет). Их доля составляет 17 % общего числа лет, ГТК в эти годы в среднем составил 1,33. Влажные годы выделяются более высокой урожайностью полевых культур, средняя урожайность пшеницы на ГСУ составляет 33,0 ц/га на производственной пашне -17,4 ц/га. Урожайность зерновых культур на ГСУ составила 32,5 ц/га, на производственной пашне - 15,6 ц/га. Следовательно, повышенное естественное увлажнение обуславливает увеличение урожайности пшеницы на ГСУ в сравнении с умеренно засушливыми (полувлажными) годами на 15-17 %. На производственной пашне это повышение составляет около 14 %.
Следует обратить внимание на тот факт, что уровень урожайности полевых культур практически не зависит от ГТК в интервале 1,1-1,4, коэффициенты корреляции колеблются от 0,1 до 0,5, несколько возрастая на производственной пашне. Это служит косвенным подтверждением положения о том, что в условиях интенсивной системы земледелия отрицательное влияние погодных условий на урожайность - снижается. В тоже время нельзя не отметить, что неравномерность соотношения в поступлении тепла и влаги в период вегетации может отрицательно влиять на производительность пашни. Например, в 1994 г при ГТК равном 1,3, урожайность пшеницы на ГСУ составила 24,0 ц/га, а при том же ГТК в 1972 году достигала 44,0 ц/га.
Засушливые годы с гидротермическими коэффициентами 0,7-0,8 составляют также 17 % от всего периода наблюдений. Как показывает рисунок 7, в эти годы отмечены наиболее значительные различия в уровне урожайности. Средняя урожайность была незначительно ниже, чем в полузасушливые и тем более влажные годы. На ГСУ пшеница дала 21,8 ц/га, зерновые 22,6 ц/га на пашне совхоза урожайность составила соответственно 12,0 и 12,9 ц/га. Корреляционная связь между урожайностью и значением ГТК здесь выше (г = 0,3-0,5), чем в годы с более высоким увлажнением, но средняя теснота связи (г = 0,55) наблюдалась только с урожайностью пшеницы на производственной пашне. В этом блоке лет можно отметить значительные колебания урожайности пшеницы и зерновых культур в целом в годы с одинаковыми значениями ГТК. Например, в 1968 году при ГТК, равном 0,7 урожайность зерновых культур на ГСУ достигла - 36,9 ц/га, на производственной пашне - 20,3 ц/га. При том же значении ГТК в 1998 году эти культуры соответственно дали только 10,9 и 8,4 ц/га. Такие колебания в урожайности при одинаковых ГТК были обусловлены благоприятным распределением тепла и влаги в течение вегета ционного периода в первом случае и чрезвычайно неблагоприятным - во втором.
Основные свойства выщелоченных черноземов на вновь организованном Белозерском ГСУ
Изучение влияния уровней системы земледелия на агрономические свойства чернозёмов осуществлялось, как было сказано выше, путем сравне ния результатов нескольких туров детального почвенного обследования, которое проводилось на госсортучастках.
В пределах лесостепного Зауралья для проведения сортоиспытания на почвенных структурах с преобладанием выщелоченных чернозёмов в 1938 году было организовано три госсортучастка: Шадринский, Шумихинский и Белозерский. Исследования кафедры агрохимии и почвоведения систематически проводились на Белозерском ГСУ и Шадринском ГСУ, который в 1986 году был перенесен в другой район. В связи с этим детальное изучение влияние уровня системы земледелия на свойства черноземов осуществлялось нами только на базе Белозерского ГСУ. Первое детальное почвенное обследование Белозерского ГСУ было проведено летом 1938 года почвоведами кафедры агрохимии и почвоведения Пермского сельскохозяйственного института Л.Н. Власовым и Н.И. Горбуновым. Для почвенной съемки был использован топографический план вертикальной топосъемки с сечением горизонталей через 0,5 м. Почвенная съемка проводилась методом параллельных хо-дов с разбивкой поля на квадраты со стороной 40 м. К углам этих квадратов привязывались все почвенные разрезы, полуямы и прикопки.
Как говорилось выше, преобладающими компонентами почвенного покрова территории Белозерского ГСУ являются выщелоченные черноземы, составляющие до 60 % площади. Большое количество почвенных разрезов, заложенных пермскими почвоведами, дает возможность достаточно точно оценить главнейшие морфологические и физико-химические параметры и фо-новость почв. По мощности гумусового горизонта выщелоченные черноземы разделены на два вида: среднемощные и маломощные. Данные, приведенные в таблице 16, свидетельствуют, о том, что эти виды различались по мощности природного горизонта А. У среднемощных он составлял в среднем 26 см, у маломощных - 17 см. При этом следует отметить, что этот горизонт в обеих почвах имеет среднее варьирование (V % = 10,7-12,5). Залегание нижней границы горизонта В! (таблица 16) варьировало более существенно (V % = 15,1-16,3) Наиболее однородным как среднемощных, так и у маломощных видов был пахотный горизонт (V % = 5,3-8,2).
Механический анализ выщелоченных черноземов на госсортоучастке показал (таблица 17), что они имеют суглинистый механический состав с преобладанием пылевато-иловатых тяжелосуглинистых разновидностей. Анализы микроагрегатного состава выявили, что в гумусовом горизонте пре эта и последующей таблицы составлены по данным первичного (1938 г.) и повторного (1966 г.) почвенного обследований обладают фракции размером более 0,05 мм. Микроагрегатов размером менее 0,01 мм содержится незначительное количество, в результате фактор дисперсности по Качинскому в горизонте А не превышает 5 %, а в горизонте В і -12,8 %. Это свидетельствует о высокой степени оструктуренности выщелоченных черноземов.
Суглинистый механический состав и высокая оструктуренность обуславливала благоприятные водно-физические свойства черноземов на вновь организованном ГСУ.
Плотность пахотного слоя составляла 0,9 г/см , а ниже не превышала 1,2 г/см (таблица 18). Плотность твердой фазы была характерной для высо-когумусных почв и достаточно однородной по всему гумусовому профилю, в результате скважность пахотного горизонта составила 64-65 % и незначительно снижалась в горизонте В). Следует отметить также высокое значение наименьшей влагоемкости, что обеспечивало возможность удерживать большой запас продуктивной влаги.
Лабораторные исследования агрохимических параметров черноземов на территории Белозерского ГСУ приводятся в таблице 19. Определение гумуса при первичном обследовании проводилось объемным методом по Кноппу. По данным Е.В. Аринушкиной (1970), в этом методе выход углерода при сжигании на 10 % выше, чем при анализе гумуса по Тюрину. Так как во все другие сроки количество гумуса определялось по Тюрину в модификации Симакова с финилантраниловой кислотой, результаты первичного определения соответственно уменьшены на 10 %.
Определение гумуса в черноземах участка, на котором была отведена площадка под ГСУ, выявило высокое его содержание. При этом среднемощ-ные виды и на пашне и на сенокосе оказывались многогумусными, а маломощные черноземы содержали гумуса на 0,2-1,0 % меньше и относились к виду среднегумусных. Количество гумуса в горизонте В снижалось практи-чески вдвое и колебалось в зависимости от вида чернозема по мощности. В маломощных видах оно снижалось на 1,2 %. Снижение количества гумуса наблюдалось уже в нижней части природного горизонта А, где оно уменьшалось на 30-40 % в сравнении с пахотными.
Проведенная нами статистическая обработка всех определений гумуса приводится в (приложении А). Эти данные показывают, что в целом почвенная комбинация черноземов (пятнистости по гумусу и мощности) относится к виду среднегумусных. При этом варьирование количества гумуса в пахот ном горизонте значительно ниже, чем в нижележащих горизонтах, где оно существенно возрастает за счет языковатости почвенного профиля.
Химический состав выщелоченных черноземов экспериментального полигона
Под химическим составом понимается валовой состав почвообразующей породы, почвенная кислотность сумма поглощенных оснований, состав почвенного поглощенного комплекса, содержание воднорастворимых солей, карбонатов.
Результаты исследований, проведенные ранее (Егоров, Кривонос, 1968) показали, что различные условия сельскохозяйственного использования практически не влияют на валовой химический состав почвенного профиля. Исходя из этого трудоемкие и дорогостоящие определения этих показателей не входили в программу наших исследований.
Тем не менее, считаем полезным кратко рассмотреть показатели, полученные ранее (Егоров, Кривонос, 1995) для разреза, заложенного ранее на элементарном почвенном ареале выщелоченного чернозема в пределах поля № 8 Белозерского ГСУ, который был использован для закладки экспериментального полигона. Эти данные приведены в таблице 29.
Валовый химический состав почв подвержен изменением, прежде всего под действием зональных факторов. Направление развития процесса почвообразования обуславливает распределение его алюмосиликатной части, что свойственно подзолистым и серым лесным почвам. При степном типе почвообразования процесс дифференциации по профилю валовых форм преобладающих элементов практически не проявляется.
Профиль изучаемых черноземов слабо дифференцирован по валовому химическому составу. Наблюдается только небольшое обогащение кремнеземом верхней части профиля и некоторое увеличение содержания оксидов железа и алюминия вниз по профилю.
Наиболее определенно начальная стадия выщелачивания проявляется в трансформации карбонатов. Как правило, они вымываются ниже гумусового горизонта, и этот показатель является ключевым при первичной типовой диагностике черноземов. Определение количества карбонатов в черноземах на восьмом поле (рисунок 16) показало, что карбонатный горизонт начинается в горизонте ВС на глубине 70-90 см и имеет «висячий» характер, так как с глубины 1,7-1,8 м подстилающая порода бескарбонатна. Это бины 1,7-1,8 м подстилающая порода бескарбонатна. Это свидетельствует о биогенном происхождении карбонатов, накопившихся в процессе почвообразования и существования карбонатных физико-химических барьеров.
В заключении следует отметить, что характер сельскохозяйственного использования практически не влияет на рассмотренные химические параметры черноземов.
Рассмотрение химического состава черноземов на разных агрофонах начнем с характеристики почвенной кислотности (таблица 30). Определение этого параметра в водной вытяжке показало, что водный раствор имеет практически нейтральную реакцию (рНн о 6,0-6,9) и различий по агрофонам не наблюдается. Определение обменной кислотности показало, что целинный и производственный варианты имеют слабокислую реакцию (близкую к нейтральной) рНксі 5,3-5,8, а пашня ГСУ - нейтральную рНкс1 6,0-6,3. На глубине 0-40 см на всех вариантах обнаруживается гидролитическая кислотность, что является генетическим параметром выщелоченных черноземов. Несколько меньшая кислотность щелочной вытяжки в почвах ГСУ может быть обусловлена более высоким количеством опада сельскохозяйственных культур, богатых основаниями (солома злаковых, бобовых культур и однолетних трав).
Общая емкость поглощения и состав поглощенных катионов определяется минералогическим и гранулометрическим составом почвообразующей по роды и количеством и качеством гумуса. Данные определения состава поглощенных катионов (таблица 30) показали, что по сумме поглощенных оснований в среднем для всего гумусового профиля (0-40 см) варианты незначительно различаются между собой (36,0-35,4 мг-экв) и это еще раз подтверждает принадлежность всех изучаемых фонов к однородному элементарно-почвенному ареалу. Однако в распределении этого показателя по профилю целинные и пахотные варианты отличаются. Целинный вариант, в связи с более высоким содержанием гумуса в верхней части (0-20 см), имеет и более высокую сумму обменных (36,9 мг-экв) оснований, количество которых заметно снижается книзу (33,8 мг-экв), вследствие резкого убывания количества гумуса. Пахотные варианты, имеющие постепенное убывание гумуса и небольшие послойные различия в его количестве обладают также более стабильной поглотительной способностью в пределах гумусового профиля (35,4-35,7 мг-экв).
В составе поглощенных оснований преобладает кальций (60-65 %), второе место занимает магний (30-35 %). В составе ППК содержится обменный водород (Нг - 2,06-2,86). Емкость катионного обмена колеблется в пределах 38,7-39,4 мг-экв на 100 г почвы и изменяется в слое 0-40 см также как и сумма поглощенных оснований. Несмотря на значительную гидролитическую кислотность, степень насыщенности основаниями на всех участках очень высокая (92,3-94,3 %). Это однозначно свидетельствует о том, что в процессе длительного сельскохозяйственного использования не происходит заметного подкисления черноземов и не возникает необходимости известкования.
Оценивания в целом полученные нами данные, можно отметить, что сельскохозяйственное использование незначительно влияет на рассмотренные химические свойства черноземов, в связи с этим нет необходимости восстанавливать их за счет специального мелиоративного вмешательства (известкование, гипсование и др.).
