Современные процессы эволюции черноземов и принципы технологического обеспечения их плодородия

Продолжение. Начало в выпуске «LA» за апрель 2017.

Из представленной в первой части этой статьи систематизации форм и процессов деградации почв нетрудно заметить, что большинство из них напрямую или косвенно связаны процессами эволюции физического состояния почвы. В то же время нашими исследованиями установлено, что именно физические процессы ответственны за функционирование экосистемы. В условиях агроэкосистем значение физических свойств намного больше, чем в условиях природных биоценозов.

В этом контексте И. Б. Ревут (1982) отмечал, что контроль изменений физических параметров, которые отражают направленность и интенсивность физических процессов почвы является необходимым элементом мониторинга.

Его целью — оценки состояния земель и определение наиболее эффективных приемов их сохранения и повы­шения плодородия. Если агрохимическая характеристи­ка почв является одной из важнейших составных частей теоретического обоснования применения удобрений и химических мелиорантов, то агрофизическая характери­стика является такой же важной составляющей частью теоретического обоснования всех основных звеньев земледелия (системы обработки, системы севооборотов и т.д.) и мелиорации. Их основными задачами является, в первую очередь, улучшение и почвенно-физических условий в соответствии с требованиями сельскохозяй­ственных растений. Значение физических свойств почвы ее плодородия особенно возрастает в условиях интенси­фикации различных форм и процессов деградации и по­тепления климата.

По последним подсчетам, более 80 % пахотных почв РМ затронуты несколькими процессами физической де­градации. Наиболее широкое распространение имеют процессы дезагрегации, деструктуризации, уплотнения, агрогенной реструктуризации и др. Вследствие этого уже на данном этапе отмечается рост уязвимость почв к климатическим изменениям, который материализуется в расширении площадей сезонно-переувлажненных почв в определенные периоды года, или же в интенсифика­ции эффектов краткосрочных/длительных засух. Тренд эволюции этих явлений указывает на то, что во временем они станут все более ощутимыми. Это указывает на необ­ходимость организации работ по контролю агрофизиче­ских параметров плодородия почв.

Учитывая взаимосвязь агрофизических параметров пло­дородия с физическими свойствами и режимами почв целесообразно провести комплексное агрофизическое и агрохимическое обследование почв. Вместе с тем, учиты­вая трудоемкие методы обследования ряда агрофизиче­ских свойств (водопроницаемость почв, наименьшая вла­гоемкость, влажность устойчивого завядания, влажность разрыва капиллярной связи, критическая влажность и др.) считаем что, агрофизическое обследование должно быть проведено по упрощенной методике. В ее составе пока­затели для контроля должны быть выбраны по принципу „наиболее информативные из самых значимых”. В этом смысле, среди агрофизических параметров наиболее зна­чимых для агрофизической оценки состояния почв вы­браны те, определение которых обеспечит возможность интерпретации информации в сочетании с результатами агрохимического и других видов исследований. Накоплен­ный нами опыт позволяет считать, что в условиях интенси­фикации эффектов антропизации почвообразовательного процесса и воздействий климатического и геоморфоло­гического факторов ход и направленность элементарных почвообразовательных процессов в составе работ по агрохимическое обследованию наиболее информативны­ми являются: гранулометрический состав, водопроницае­мость, показатели структурно-агрегатного состава и плот­ности сложения почвы.

Почвенно-функциональное значение структурного со­стояния почвы предполагает несколько аспектов:

Почвенный аспект — структура несет ответственность за сохранность самого почвенного тела при воздействии на него факторов эрозии (ветра и воды). А также во вза­имодействии с другими физическими свойствами (гра­нулометрический состав, плотность, пористость и др.) отвечает за создание физических режимов и условий для протекания внутренних почвенных процессов. В этом смысле отмечаем, что именно в порах образованных между агрегатами (межагрегатные поры) и внутри агре­гатов (агрегатная пористость) протекают все процессы функционирования почвенной экосистемы.

Биологический аспект — структура предопределяет обе­спеченность растений, микроорганизмов и почвенной фауны водой и воздухом. Структурно- агрегатный состав определяет температурный и газовый режим, физиче­ские условия развития корневых систем растений и ми­грации живых организмов.

В. В. Медведев (1979) относит к показателям, которые характеризуют структурное состояние содержание структурных фракций 0,25-10 мм (агрономически ценная структура и содержание водопрочных агрегатов 0,25 мм).

По содержанию агрегатов 0,25-10 мм судят о подготов­ленности суглинистого, тяжело суглинистого и легко глинистого состава культур со средним размером семян (пшеница, ячмень, овес). Наиболее пригодными для по­сева считаются почвы с отличным и хорошим структур­ным состоянием. Почвы удовлетворительной структур­ным состоянием считаются условно пригодным для по­сева этих культур и нуждаются в приемах по подготовке посевного слоя.

В составе агрономических ценных агрегатов (0,25-10 мм), наиболее ценными являются мелкокомковатые (3-5 мм) и зернистые агрегаты (3-1 мм). Им принадлежит ведущая роль в функционировании почвенной экосистемы,. Чем выше содержание агрегатов 5-1 мм, тем лучше функцио­нирует почвенная экосистема.

 

Почвы с неудовлетворительным или плохим структурным состоянием требуют приемов для улучшения структуры пахотного слоя (внесение растительных остатков, выра­щивание промежуточных культур, травосеяние и др.).

По содержанию водопрочных агрегатов 1-0,25 мм судят об изменении в процессах агрегатообразования, Этот по­казатель среди других параметров структурно-агрегат­ного состояния является наиболее стабильным. Он мень­ше подвержен динамики как в пределах одного сезона так и пл годам. К этому же он либо подвергается влиянию агрофона или случайных факторов, таких как несвоевре­менно проведенная обработка почвы, уплотнение ме­ханизмами и др. В тоже время он всегда положительно реагирует на внесение органических удобрений. Траво­сеянии, применение биопрепаратов или других средств для улучшения структуры, даже тогда когда показатель содержания водопрочных агрегатов >0.25 мм еще„не ра­ботает” (не указывает на улучшение структуры).

При оценке равновесной плотности сложения (опреде­ляется перед началом весенних полевых работ) следу­ет исходить из того, что для почв среднего и тяжелого гранулометрического состава оптимальные показатели находятся в пределах 1.1-1.3 г/ см3 .Для супесчаных и песчаных почв соответствующие параметры составля­ет 1.1-1.5 г/см3. Если равновесная плотность превышает указанные параметры, то это свидетельствует, что почва находится в деградированном состоянии и требует мер по улучшению динамики плотности сложения (органиче­ская фертилизация, травосеяние, регулирование режима влажности, применение обеспеченной техники, глубо­кой обработки, ротационной системы обработки и др).

Одновременно определяют водопроницаемость-спо­собность почвы поглощать и проводить влагу. Для оцен­ки состояния плотности сложения и применяют данные таблицы. Меры по улучшению структурного состояния и плотности сложения обеспечат улучшение водопроница­емости. Ориентировочная периодичность обследования составляет 5 лет в условиях коротких ротаций культур с интенсивными обработками, техническими культурами и количество удобрений < 50 кг д.в. /га.

В условиях ротации 6-7 культур с использованием рас­тительных остатков, выращивания промежуточных куль­тур, чередования культур с различной глубиной корне­вой системы, применения биопрепаратов агрофизиче­ское обследование проводится раз в 7-9 лет.

По существующим методика, агрофизическое обследова­ние включает определение плотности сложения почвы слоях 0-10, 15-25, 30-40, 50-60 см и анализ структурного состава и водопрочности агрегатов в образцах почвы с тех же самых глубин.

Повторность определения: плотность сложения -по четы­ре измерения (4 кольца по методу Качинского) на каждой глубине; структура — два образца почвы с каждой глуби­ны; определение водопрочности агрегатов определяет­ся в 4-х навесках с каждой глубины. Плотность сложения

почвы рекомендуется определять методом режущего кольца Качинского (объем цилиндра 100см3), а структур­но-агрегатный состав — по методу Савинова (Вадюнина, Корчагина, 1986). Эти методы широко апробированы в практике научных исследований и почвенных обследо­ваний. Лучшие сроки обследований май-июль.

На современном этапе развития почвенной гидрологии одним из важнейших гидрологических показателей почв является основная гидрофизическая характеристика (ОГХ) называемая также кривой вод удерживания — зави­симость между капиллярно-адсорбционным давлением влаги и объемной влажностью почвы.

Это обусловлено тем, что гидрология почв, а также свя­занные с ней мелиорация, природпользование, агротех­нологии и другие науки практической направленности в настоящее время используют физически обоснованные математические модели. С помощью таких моделей про­изводят анализ гидрологической ситуации, расчет эколо­гического риска, строения и функционирования почвен­ных структур, осушительных и оросительных мероприя­тий — практически всех происходящих в почве процессов, связанных с движением влаги и растворов в почве и поч­венном покрове. А так как движение влаги и растворов в почве — это основа любого почвенного процесса — как в естественных, так и искусственно создаваемых условиях, то центральное место в математических моделях функци­онированиях почв занимает ОГХ, которая представляет собой важнейшую незаменимую часть почвенного экспе­риментального обеспечения моделей.

В последние десятилетия для массового получения ги­дрофизических функций применяют расчетный подход. Предложено рассчитывать так называемые педотранс­ферные функции, то есть зависимости ОГХ от основных фундаментальных свойств почв, которые известны в базах данных. Основными предикторами в предотранс­ферных функциях являются: гранулометрический состав, содержание органического вещества и плотность сложе­ния почвы.

 

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *