Эволюция серых лесных почв в агроландшафтах северной лесостепи
Скачать 0.82 Mb.
|
5. Влияние антропогенного фактора на физико-химические свойства и микробиологические параметры серых лесных почв По степени изменчивости свойства почвенного поглощающего комплекса являются достаточно динамичными и с высокой степенью достоверности отражают преобразование серых лесных почв в процессе трансформации угодий. В светло-серых и серых лесных почвах даже с низкой степенью окультуренности наблюдается снижение обменной кислотности по сравнению с целинными. С возрастанием степени окультуренности значения рНсол из слабо- и среднекислого интервала переходят в близкий к нейтральному в сильноокультуренных почвах и нейтральный диапазон в высокоокультуренных. Окультуривание почв до сильного и высокого уровня сопровождается улучшением показателей ППК, что подтверждается результатами регрессионного анализа и высокими значениями коэффициентов корреляции и детерминации с окультуренностью в светло-серых и серых лесных почвах (R2=0,61-0,75); при этом сумма обменных оснований увеличивается с 16 до 25 мг-экв на 100г почвы, в высокоокультуренных – до 37 мг-экв на 100г почвы. В темно-серых почвах связь более слабая (R2=0,39-0,45), так как при интенсивном окультуривании показатели физико-химических свойств, являясь более высокими уже в слабоокультуренных почвах в силу генезиса, улучшаются незначительно, в основном до уровня целинных аналогов. Взаимосвязь гидролитической кислотности с окультуренностью находится в слабом интервале и носит отрицательный характер во всех подтипах серых лесных почв. Пахотные варианты серых лесных почв характеризуются более высоким содержанием подвижного фосфора (рис.3) по сравнению с лесом и залежью даже при слабом уровне окультуренности. Содержание обменного калия при окультуривании существенно возрастает в сильно и высокоокультуренных почвах, что в большей степени свидетельствует о неравномерном распределении калийных удобрений по пахотным угодьям.
dm05 Л1= 49,2; dm05 Л2= 56,7; dm05 Л3= 27,2 dm05 Л1= 47,8; dm05 Л2= 19,3; dm05 Л3= 23,2 Рис. 3. Содержание подвижных форм фосфора и калия по угодьям серых лесных почв Серые лесные почв различаются между собой по количеству основных физиологических групп микроорганизмов; темно-серые лесные почвы богаче бактериальной микрофлорой по сравнению с серыми лесными (типичными), но при этом в них 2-3 раза меньше микроскопических грибов (Полякова, Редькина, 2007; Володина, 2010). Это свидетельствует о более высоком уровне биогенности темно-серой лесной почвы, обусловленной различиями гидротермических и почвенных условий. Почвы под лесом характеризуются значительно большей численностью бактерий по сравнению с пахотными вариантами, что связано с более высоким разнообразием бактериальных комплексов лесных подстилок, поэтому при распашке почв исчезают многие бактерии, характерные для естественного биоценоза (Добровольская и др., 2001). В слабоокультуренных почвах количество бактерий аминогетеротрофов в 1,3-1,8 раза ниже по сравнению с лесом ввиду того, что данная группа микроорганизмов наиболее требовательна к наличию свежего органического субстрата для их питания. В темно-серых лесных почвах, с более высоким содержанием органического вещества, окультуривание почв обусловило повышение количества данной группы бактерий в 1,6 раза и приблизило их по этому показателю к почвам естественного фитоценоза. Примерно одинаковая численность аминогетеротрофов в почвах леса и залежи свидетельствует о том, что почвы, выведенные из состава пашни, со временем приближаются к естественным аналогам. Численность бактерий аминоавтотрофов в лесу также выше по сравнению с другими угодьями. При этом залежь и пахотные участки серых лесных (типичных) почв практически не отличается между собой. Это указывает на то, что данные почвы имеют примерно одинаковые условия для существования организмов, разлагающих минеральный азот и, по мнению Е.Н. Мишустина (1988), наиболее требовательных к условиям водно-воздушного режима. Количество бактериальной микрофлоры в темно-серых лесных почвах примерно вдвое больше по сравнению с собственно серыми. При использование их на низком агротехническом уровне численность аминоавтотрофов снизилась в 1,3 раза по сравнению с лесом. Окультуривание посредством внесения высоких доз органических и минеральных удобрений способствовало росту численности бактерий на КАА примерно до уровня целинных аналогов. Почвы залежи, выведенные из состава пашни на протяжении 12 лет, по количеству бактерий, выделяемых на МПА и КАА, занимают промежуточное положение между лесом и пашней. Почвенные микроскопические грибы в серых лесных почвах присутствуют в небольшом количестве во всех угодьях, но значительно преобладают в лесу (рис.4). Преимущественное развитие грибов в лесных почвах обусловлено большим количеством растительного опада, а также более стабильными гидротермическими и физико-химическими условиями. По количеству микроскопических грибов серые лесные (типичные) почвы, с более кислой реакцией среды, примерно в 2,5 раза превосходят темно-серые лесные почвы. Сельскохозяйственное использование и окультуривание почв приводит к существенному уменьшению количества микроскопических грибов. По мнению Д.Г. Звягинцева (1978) именно грибная микрофлора наиболее чувствительна к факторам окультуривания, так как при этом происходит изменение условий почвенной среды на качественном уровне. Вовлечение серых лесных почв в сельскохозяйственное производство привело к снижению почвенных грибов в 2,1-2,6 раза в
состоянию вследствие изменения условий в сторону целинных лесных биоценозов. Обогащение почвы органическим веществом и, особенно, внесение навоза повышает общее содержание микроорганизмов и активизирует деятельность микрофлоры, в результате чего в почве возрастает интенсивность микробиологических процессов. Это подтверждается результатами регрессионного анализа на примере темно-серых лесных почв, свидетельствующих о том, что количество бактерий, использующих в пищу органические формы азота, на 51 % зависит от содержания гумуса в почве и на 43% от содержания легкоразлагаемого органического вещества (R2=0,51 и 0,43соответственно). 6. Влияние окультуривания на структурно-агрегатное состояние серых лесных почв При написании данной главы использовались материалы работ аспирантов (Костина, 2001; Пугачев, 2007; Малышева, 2009), выполненных под руководством автора. Окультуривание серых лесных суглинистых почв сопровождается улучшением структурно-агрегатного состава, в них увеличивается общее содержание агрономически ценных агрегатов и их водопрочность. На улучшение структурного состояния пахотных почв в первую очередь оказывают влияние органические удобрения, возделывание многолетних трав и другие приемы окультуривания. Результаты наших исследований свидетельствуют о том, что наиболее оструктуренными являются целинные почвы, в них отмечается самое низкое содержание глыбистой фракции, а коэффициент структурности достигает 8,6 единиц. Из пахотных почв слабоокультуренные варианты обладают худшими показателями структурного состава преимущественно за счет фракции более 10 мм, где на ее долю приходится от 24 до 33%, а коэффициент структурности снизился до 1,7-2,4. По мере окультуривания серые лесные почвы становятся более оструктуренными, особенно заметно это проявилось в светло-серых лесных почвах за счет увеличения содержания частиц размером 3-5 мм и снижения фракции >10 мм более чем в два раза. В серых лесных (типичных) и темно-серых лесных почвах улучшение структурного состояния произошло за счет увеличения наиболее ценной в агрономическом отношении фракции размером 1-3 мм, а также 1-0,25 мм, что обусловило повышение коэффициента структурности во всех сильноокультуренных вариантах. Зависимость степени окультуренности почв со структурно-агрегатным составом описывается нижеприведенными уравнениями регрессии и высокими значениями коэффициентов корреляции (табл. 6). Одним из приемов окультуривания почв и улучшения их структурного состояния является возделывание многолетних трав. Результаты исследований, проведенных в производственных условиях и на опытном поле учхоза «Новинки», показали, что в составе структурных отдельностей преобладают агрономически ценные агрегаты, на их долю приходится от 61 до 80%. 6. Взаимосвязь показателей структурного состояния серых лесных почв со степенью окультуренности
Наиболее оструктуренными в полевом севообороте являются почвы участков с внесением органических удобрений. Они отличаются меньшим содержанием глыбистой фракции и большим количеством агрономически ценных агрегатов, что объясняется положительным влиянием органического удобрения как в год внесения, так и в последействии. Эффект от внесения навоза наблюдался и в полевом опыте в звене севооборота – озимая пшеница по пару с навозом, где отмечалось снижение содержания фракции >10 мм и достаточно высокий коэффициент структурности – 3,0. Лучший результат на структурное состояние светло-серых лесных почв наблюдался в варианте с клевером: здесь было самое низкое содержание глыбистой фракции (15,3%), а коэффициент структурности имел значение – 4,1. Многолетнее возделывание козлятника восточного, с хорошо развитой корневой системой и большим количеством тонких корневых волосков, значительно улучшило структурное состояние светло-серых почв за счет снижения глыбистой фракции до 6,5% и увеличения содержания агрегатов размером 10-5 и 5-3 мм, последнее особенно важно, так как агрегаты размером 5-3 мм имеют наиболее ценную в агрономическом отношении зернистую структуру. В современный период сельскохозяйственного производства с сокращением применения органических удобрений важное значение в оптимизации физических свойств приобретают сидеральные культуры. Эффективность сидератов в формировании водопрочной структуры изучалась в год их запашки. Было установлено, что белая горчица оказывает наиболее сильное влияние на образование водопрочных агрегатов по сравнению со всеми видами клеверных паров, ее преимущество заключалось в увеличении в 2-2,5 раза фракции более 3 мм и в 1,5-2 раза – агрегатов 1-3 мм. На структурообразование в почвах оказывают влияние многие факторы, в их числе ведущая роль принадлежит органическому веществу и его специфической части – гумусу. Результаты наших исследований свидетельствуют, что наибольшим содержанием гумуса характеризуются самые крупные агрегаты размером более 3 мм, при этом содержание гумуса в них превосходит таковое в почве в целом в 1,2-1,5 раза. С уменьшением размера частиц содержание гумуса в них падает и наименьшее его количество отмечается во фракции <0,25 мм независимо от вида угодий и степени окультуренности почв. Значение гумуса в образовании водопрочных агрегатов подтверждают коэффициенты корреляции между размером частиц и содержанием в них гумуса: в сильноокультуренных вариантах серых лесных (типичных) почв r = 0,94, в других пахотных почвах величина зависимости составляет 0,80-0,85. Наряду с гумусом активная роль в формировании агрегатов принадлежит легкоразлагаемому органическому веществу (табл. 7). Наибольшему количеству ЛОВ в почве способствует возделывание многолетних трав, в том числе козлятника восточного, а также внесение органических удобрений (навоза и куриного помета). Фракция крупнее 3 мм намного больше содержит ЛОВ по сравнению с почвой в целом. Более всего различие проявилось на варианте с озимой пшеницей и многолетними травами (в 2,2-2,5 раза). Это дает основание предположить, что под злаковыми культурами участие ЛОВ в агрегации почвенных частиц возрастает, так как бобовые травы, более обогащенные азотом, интенсивнее минерализуются и роль ЛОВ в оструктуривании (под бобовыми культурами) снижается. Зависимость содержания водопрочных агрегатов от ЛОВ определяется следующими уравнениями регрессии. В светло-серых лесных: y = -2,311x2+ 20,618x + 48,86 (r =0,93; R2=0,86) (4); в серых типичных: у= -5,7635x2 + 42,054x + 12,196 (r =0,79; R2=0,64) (5); в темно-серых лесных: y = -1,0043x2 + 21,797x + 54,189 (r =0,54; R2=0,29) (6). Роль почвенных углеводов в образовании структуры иллюстрируется их более высоким содержанием в агрегатах по сравнению с почвой в целом, особенно на вариантах с птичьим пометом и его последействием, а также под многолетними травами 4 г.п. (Пугачев Е.В., Полякова Н.В., 2007). Снижение содержания углеводных компонентов с уменьшением размера фракций агрегатов можно объяснить тем, что крупные почвенные агрегаты содержат больше микропор, в которых углеводы способны дольше сохраняться, не подвергаясь микробному разложению. Компоненты органического вещества оказывают совокупное влияние на формирование агрономически ценных агрегатов, на что указывает тесная положительная связь между общим содержанием органического вещества и количеством агрегатов (R=0,79-0,99; R2=0,63-0,99). 7. Содержание компонентов органического вещества в водопрочных агрегатах
Для выявления доли влияния каждого из изучаемых компонентов органического вещества в формировании водопрочных агрегатов был применен регрессионный анализ их содержания в различных по размеру фракциях. Результаты показали ведущую роль ЛОВ и углеводов в создании водопрочной структуры в серых лесных почвах, особенно на вариантах с внесением птичьего помета (в год действия и последействия), и под однолетними травами. На создание водопрочной структуры почвы оказывает влияние не только количество гумуса в почве, но и его фракционно-групповой состав. Анализ данных, полученных в полевом опыте с сидератами, показал, что по всем вариантам опыта в составе водопрочных агрегатов преобладает вторая фракция гумусовых кислот. Так, количество гуматов кальция примерно в 2-5 раз выше по сравнению с гуминовыми кислотами первой фракции. При этом выращивание сидератов отразилось в снижении роли ГК-2 с укрупнением размера водопрочной структуры и лишь в варианте с чистым паром отмечалось примерно одинаковое содержание этой фракции гуминовых кислот во всех почвенных агрегатах. Второстепенная роль гуматов кальция в образовании крупных водопрочных агрегатах может объясняться неполным усреднением ГК-2 кальцием в связи с его дефицитом в почвенном растворе, поэтому микроагрегаты связываются между собой непрочно и сравнительно легко разрушаются под влиянием механического действия воды. В большем количестве гуминовые кислоты первой фракции содержатся в более крупных агрегатах, это свидетельствует о том, что наиболее лабильные гуминовые кислоты выполняют большее участие в формировании структуры. Основная часть гумуса в почвенных агрегатах представлена нерастворимым остатком, где на его долю приходится в среднем 50-70% от всего органического вещества, сосредоточенного в почвенных частицах; здесь его содержание во всех фракциях водопрочных агрегатов в 1,5-2 раза больше по сравнению с почвой в целом. Наиболее ярко это проявилось в вариантах, где в качестве сидеральных культур использовались различные виды клеверных паров, так, в составе агрегатов > 3 мм на его долю приходится 70-72 % от С орг.
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Похожие:
 | Влияние выбросов автотранспорта на загрязнение серых лесных почв тяжелыми металлами Е. А. Парфенова, (аспирант), Е. А. полянскова (аспирант), С. Ю. Шаркова (д б н., доцент) |  | Оценка пространственного варьирования свойств бурых лесных почв в плодовом ценозе 1 Оценка пространственного варьирования свойств бурых лесных почв в плодовом ценозе1 |
| Оптимизация плодородия бурых лесных почв при возделывании чая в условиях... Оценке и моделированию уровня плодородия почв для ряда сельскохозяйственных культур в различных регионах РФ и странах СНГ посвящено... | | Интенсификация полевого кормопроизводства и воспроизводство плодородия... ... |
| Влияние антропогенной смены лесных биогеоценозов на экологические... | | 6 класс (68 час) Понятие о почве как основном средстве сельскохозяйственного производства. Типы почв, понятие о плодородии. Способы повышения почвенного... |
| Эффективность новых комплексных органоминеральных удобрений с природным... Охватывает период от посева до полной спелости. В наших исследованиях на этот показатель большое влияние оказывали погодные условия... | | Экологического исследования Номинация: Экология лесных растений (флористические и геоботаничес-кие исследования лесных растительных сообществ) |
| Вопрос 5: природные пожары (лесные и торфяные). Причины их возникновения... | | Программа по формированию навыков безопасного поведения на дорогах... Средства обучения: дидактический материал – карточки, фотографии основных рас человека, таблица: «Эволюция человека», диапозитивы... |
| Реферат основные типы почв Тип почвы — большая группа почв, развивающихся в однотипно сопряженных биологических, климатических, гидрологических условиях и характеризующихся... | | «Рельеф Северной Америки» Цель: сформировать у учащихся представление о тектоническом строении и разнообразии рельефа Северной Америки |
| Урок по теме: «Внутренние воды Северной Америки» Организовать деятельность учащихся по формированию знаний внутренних водах Северной Америки | | Урок географии на тему «население северной америки» Деятельностная: формирование универсальных учебных действий на примере рассмотрения населения Северной Америки |
| Лесной пожар и средства защиты человека Например, ежегодно только в Хабаровском крае происходит в среднем 400–500 лесных пожаров, которые наносят значительный ущерб экономике... | | Республики Башкортостан Министерство природопользования лесных ресурсов... Министр природопользования лесных ресурсов и охраны окруж среды рб а. А. Фаухутдинов |
