Влияние водной эрозии на структуру и содержание лабильных гумусовых веществ в структурно-агрегатных фракциях черноземов выщелоченных Центрально-Черноземного региона

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

Исследованы структурно-агрегатный состав черноземов выщелоченных (Voronic Chernozems Pachic по WRB-2014), распределение в структурно-агрегатных фракциях углерода органических соединений Сорг и лабильных гумусовых веществ (ЛГВ) в условиях склонового типа местности при развитии эрозии. Работы проводились в северной части Воронежской области на катене, которая включала в себя участок водораздела, плавно переходящий в склон юго-западной экспозиции длинной около 1500 м и крутизной 5º. Исследованы почвы следующих участков катены: 1) водораздельная часть; 2) верхняя часть склона; 3) средняя часть склона. Показано, что в эродированных черноземах происходит деградация структурно-агрегатного состояния, сопровождающаяся ухудшением микроструктурности, снижением количества мезоагрегатов и коэффициента структурности, а также утратой водопрочной структуры. Показано, что ЛГВ играют существенную роль в сохранении водопрочной структуры черноземов. Наиболее весомый вклад в содержание Сорг вносят мезоагрегаты размером 5-1 мм, которые активно утрачиваются при развитии эрозии.

Полный текст

Введение

Черноземы во всем мире признаны почвенным эталоном, это ценнейшие в сельскохозяйственном отношении почвы и главное национальное достояние России. Вовлечение черноземов в сельскохозяйственное производство приводит к неизбежной трансформации их состава и свойств. При несоблюдении оптимальных и научно обоснованных агротехнических приемов, особенно в условиях склонового типа местности, наряду с агрогенной деградацией могут возникать эрозионно-дефляционные явления, которые наносят огромный ущерб как черноземам, так и сельскому хозяйству в целом [1—4]. Поэтому поиск инновационных подходов к выявлению, предотвращению и восстановлению эродированных почв является актуальным [5—7]. Деградированные земли в Центральном федеральном округе (ЦФО) занимают около 165,7 тыс. га [8]. Из них на долю эродированных (в той или иной степени) почв приходится около 30 % сельскохозяйственных угодий [9]. Как следствие вопрос противоэрозионной защиты почв является актуальным.

Деградация черноземов (в результате эрозионных процессов) в значительной степени обусловлена потерей органического вещества и ухудшением структурного состояния почв. Наиболее быстро утрата водопрочной почвенной структуры происходит на фоне снижения содержания органического вещества. В настоящее время вопрос о взаимосвязи структурного состояния почв с органическим веществом остается дискуссионным.

По мнению зарубежных исследователей, основная часть органического углерода Сорг сосредоточена в макроагрегатах [10, 11]. Отсюда вполне очевидно, что агрегаторазрушающее действие является ведущей причиной потерь Сорг в результате сельскохозяйственного использования почв и особенно при развитии эрозионных процессов. При сокращении доли крупных структурно-агрегатных отдельностей в распахиваемых почвах происходит их обеднение потенциально-минерализуемыми формами гумусовых веществ. Следует подчеркнуть, что образование крупных агрегатов является необходимым условием секвестрации углерода в почвах [12]. С увеличением размеров водопрочных агрегатов в них возрастает содержание Сорг [13, 14]. Потери Сорг почвой больше связаны с разрушением макроагрегатов, нежели микроагрегатов [15]. В процессе деградации почвенной структуры макроагрегаты распадаются на микроагрегаты, а последние в свою очередь диспергируются до элементарных почвенных частиц (ЭПЧ) [16].

На агрегатном уровне структурной организации почв их свойство сохранять водопрочную структуру обусловлено гумусовыми веществами, обладающими амфифильными характеристиками [17]. При взаимодействии глинистых ЭПЧ, соединенных между собой силами гидрофобного связывания, из амфифильных гумусовых веществ формируются водоустойчивые почвенные агрегаты [10, 16, 18, 19]. Преимущественно гидрофобными свойствами обладает свежеообразованное органическое вещество, представленное лабильными гумусовыми веществами. Бóльшая доля новообразованных лабильных гумусовых веществ (ЛГВ) содержится в макроагрегатах почвы, нежели чем в микроагрегатах [20]. В связи с этим уровень содержания ЛГВ в определенной степени обусловливает формирование водопрочных почвенных агрегатов и способность их противостоять водному и механическому агрегаторазрушающим действиям.

Цель исследования —  оценить степень изменения структурно-агрегатного состава черноземов выщелоченных и содержания в структурных фракциях Сорг и ЛГВ в условиях склонового типа местности Центрально-Черноземного региона (ЦЧР) при развитии эрозионных процессов, а также оценить роль ЛГВ в сохранении водопрочной почвенной структуры.

Материалы и методы исследования

Исследования проводились на территории Воронежской области (N 51,9997º, E 39,2812º). Почвенные разрезы закладывались на катене, представленной водораздельным участком, постепенно переходящим в склон юго-западной экспозиции длинной около 1500 м и крутизной 5º. Почвенные разрезы закладывались в пятикратной повторности на трех участках: 1) водораздел; 2) верхняя часть склона; 3) средняя часть склона. Классификационную принадлежность почв определяли по классификации почв СССР (1977) [21] и WRB (2014) [22].

Объектами исследований послужили черноземы выщелоченные (Voronic Chernozems Pachic по WRB-2014): на первом участке представлены черноземы выщелоченные малогумусные среднемощные среднесуглинистые; на втором — черноземы выщелоченные малогумусные среднесуглинистые слабосмытые; на третьем — ч ерноземы выщелоченные слабогумусированные среднесуглинистые среднесмытые. В качестве почвообразующих пород выступают покровные карбонатные суглинки, подстилаемые отложениями древнего аллювия.

Из разрезов отбирались образцы почв через каждые 10 см до глубины 120…130 см. В отобранных образцах с целью общей характеристики почв по общепринятым методам [23] определялись следующие химические и физико-химические показатели: Cорг методом Тюрина в модификации Симакова; гумус расчетным методом с использованием коэффициента 1,724; рН водной суспензии рНводн потенциометрически; обменные Ca2+ и Mg2+ комплексонометрическим методом в некарбонатных образцах и методом Тюрина в карбонатных образцах; гидролитическая кислотность НГ методом Каппена; степень насыщенности почв обменными основаниями V расчетным методом.

Физические свойства определялись по [24] в почвенных образцах, отобранных с глубин 0—10 и 20—30 см: гранулометрический состав пипет-методом Н.А. Качинского; микроагрегатный состав по Н.А. Качинскому; структурно-агрегатный состав (в образцах ненарушенного сложения) методом Н.И. Саввинова (сухое и мокрое просеивание). Расчетным методом [24] определяли фактор дисперсности (по Н.А. Качинскому), фактор структурности (по А.Ф. Вадюниной), коэффициент структурности Кстр и критерий водопрочности АФИ. В структурно-агрегатных фракциях (более 10, 10—5, 5—1, 1—0,25 и менее 0,25 мм), полученных сухим просеиванием, определяли содержание Сорг и углерод лабильных гумусовых веществ СЛГВ. ЛГВ извлекали из почвы 0,1 М Na2P2O7 (при рН 7,0) c последующим определением СЛГВ в пирофосфатной вытяжке методом Тюрина [23]. Полученные аналитические данные обрабатывались статистически с использованием программы Microsoft Excel 2010.

Результаты исследования и обсуждение

Черноземы выщелоченные смытые отличаются неблагоприятными морфологическими признаками по отношению к несмытым разновидностям, что прежде всего проявляется укорачиванием гумусовой толщи. Наибольшее сокращение мощности (на 40 см) гумусового профиля (А+АВ) отмечено в среднесмытых почвах. В смытых разновидностях отмечается подтягивание к поверхности карбонатных горизонтов и ухудшение структурно-агрегатного состояния. В пахотном горизонте (АР) имеются глыбистые отдельности, и он обогащен пылеватой фракцией, а горизонт А характеризуется зернисто-комковатой структурой. Исследуемые черноземы по гранулометрическому составу среднесуглинистые, однако в их профиле отмечается наличие песчаной фракции. Явление обусловлено особенностями подстилающих пород, которые имеют флювиогляциальное происхождение. Поэтому структурные отдельности в профиле исследуемых почв непрочные, за исключением горизонта Вt. В иллювиальном горизонте структурные отдельности более плотные за счет накопления коллоидных фракций, о чем свидетельствуют коллоидные налеты по граням структурных отдельностей.

Развитие эрозии способствовало снижению содержания гумуса в почвах на 13 и 30 % в слабо- и среднесмытых разновидностях соответственно (табл. 1). Среди физико-химических особенностей следует отметить, что величины актуальной и гидролитической кислотности не имеют существенных различий в исследуемых почвах. Исключением являются среднесмытые разновидности, в которых в результате смыва карбонаты залегают ближе к дневной поверхности, в результате чего происходит повышение рНводн к нейтральным значениям и более низкие значения гидролитической кислотности.

Таблица 1. Химические и физико-химические свойства черноземов выщелоченных в условиях склонового типа местности  (среднее значение ± ошибка среднего арифметического, при n = 5)

Глубина, см

Сорг

Гумус

рНводн

Обменные катионы, смоль(экв)/кг почвы

%

Н+

Са2+

Mg2+

Черноземы выщелоченные малогумусные среднемощные среднесуглинистые

0—10

2,99±0,09

5,16±0,17

6,5±0,14

2,1±0,12

24,1±0,90

5,3±0,12

20—30

2,43±0,07

4,19±0,11

6,9±0,09

3,8±0,08

24,7±0,61

5,0±0,11

40—50

1,66±0,08

2,86±0,11

7,1±0,12

1,1±0,10

20,4±0,91

4,3±0,11

60—70

1,23±0,04

2,12±0,10

7,2±0,10

0,8±0,05

19,4±0,74

4,3±0,09

80—90

0,73±0,03

1,25±0,09

7,5±0,11

18,5±0,93

4,0±0,13

100—100

0,60±0,03

1,04±0,05

7,9±0,08

18,0±0,65

3,8±0,09

120—130

0,35±0,03

0,60±0,04

8,0±0,09

17,8±0,95

3,5±0,12

Черноземы выщелоченные малогумусные среднесуглинистые слабосмытые

0—10

2,60±0,08

4,49±0,15

6,5±0,11

2,3±0,10

23,7±1,10

5,1±0,11

20—30

1,74±0,07

3,00±0,13

6,8±0,10

1,3±0,09

21,3±0,10

4,5±0,08

40—50

0,96±0,06

1,66±0,08

7,1±0,09

1,0±0,10

19,1±0,99

4,0±0,09

60—70

0,77±0,06

1,32±0,07

7,4±0,07

18,6±0,52

3,9±0,08

80—90

0,58±0,04

1,00±0,03

7,9±0,10

18,0±0,84

3,8±0,09

100—100

0,43±0,03

0,74±0,02

8,0±0,05

17,6±0,63

3,7±0,06

120—130

0,30±0,02

0,51±0,03

8,1±0,06

17,3±0,89

3,6±0,08

Черноземы выщелоченные слабогумусированные среднесуглинистые среднесмытые

0—10

2,12±0,08

3,66±0,18

6,9±0,13

1,8±0,09

22,3±0,98

4,8±0,11

20—30

1,42±0,06

2,44±0,11

7,4±0,09

20,4±0,71

4,3±0,09

40—50

0,81±0,05

1,40±0,10

7,6±0,11

18,7±1,01

3,9±0,10

60—70

0,67±0,05

1,15±0,08

7,8±0,09

18,3±0,78

3,8±0,07

80—90

0,53±0,03

0,92±0,05

7,9±0,08

17,9±0,96

3,7±0,10

100—100

0,36±0,01

0,62±0,04

8,2±0,08

17,4±0,83

3,6±0,07

120—130

0,19±0,01

0,32±0,03

8,2±0,09

16,9±0,89

3,5±0,09

Table 1. Chemical and physicochemical properties of leached chernozems in conditions of a slope type of terrain (mean value ± error of the arithmetic mean, for n = 5)

Depth, cm

Сorg

Humus

рНwat.

Exchangeable cations, cmol (eq)/kg soil

%

Н+

Са2+

Mg2+

Leached chernozems low-humus medium-thick medium-loamy

0—10

2.99±0.09

5.16±0.17

6.5±0.14

2.1±0.12

24.1±0.90

5.3±0.12

20—30

2.43±0.07

4.19±0.11

6.9±0.09

3.8±0.08

24.7±0.61

5.0±0.11

40—50

1.66±0.08

2.86±0.11

7.1±0.12

1.1±0.10

20.4±0.91

4.3±0.11

60—70

1.23±0.04

2.12±0.10

7.2±0.10

0.8±0.05

19.4±0.74

4.3±0.09

80—90

0.73±0.03

1.25±0.09

7.5±0.11

18.5±0.93

4.0±0.13

100—100

0.60±0.03

1.04±0.05

7.9±0.08

18.0±0.65

3.8±0.09

120—130

0.35±0.03

0.60±0.04

8.0±0.09

17.8±0.95

3.5±0.12

Leached chernozems low-humus medium loamy weakly washed away

0—10

2.60±0.08

4.49±0.15

6.5±0.11

2.3±0.10

23.7±1.10

5.1±0.11

20—30

1.74±0.07

3.00±0.13

6.8±0.10

1.3±0.09

21.3±0.10

4.5±0.08

40—50

0.96±0.06

1.66±0.08

7.1±0.09

1.0±0.10

19.1±0.99

4.0±0.09

60—70

0.77±0.06

1.32±0.07

7.4±0.07

18.6±0.52

3.9±0.08

80—90

0.58±0.04

1.00±0.03

7.9±0.10

18.0±0.84

3.8±0.09

100—100

0.43±0.03

0.74±0.02

8.0±0.05

17.6±0.63

3.7±0.06

120—130

0.30±0.02

0.51±0.03

8.1±0.06

17.3±0.89

3.6±0.08

Leached chernozems slightly humus medium loamy medium washed away

0—10

2.12±0.08

3.66±0.18

6.9±0.13

1.8±0.09

22.3±0.98

4.8±0.11

20—30

1.42±0.06

2.44±0.11

7.4±0.09

20.4±0.71

4.3±0.09

40—50

0.81±0.05

1.40±0.10

7.6±0.11

18.7±1.01

3.9±0.10

60—70

0.67±0.05

1.15±0.08

7.8±0.09

18.3±0.78

3.8±0.07

80—90

0.53±0.03

0.92±0.05

7.9±0.08

17.9±0.96

3.7±0.10

100—100

0.36±0.01

0.62±0.04

8.2±0.08

17.4±0.83

3.6±0.07

120—130

0.19±0.01

0.32±0.03

8.2±0.09

16.9±0.89

3.5±0.09

Содержание обменных катионов (Са2+ и Mg2+) тесно взаимосвязано с профильным распределением гумуса. Поэтому аналогично гумусу в черноземах подверженных эрозии количество обменных катионов (Са2+ и Mg2+) меньше, чем у несмытых аналогов. Все почвы достаточно хорошо насыщенны обменными основаниями.

По гранулометрическому составу почвы среднесуглинистые с преобладанием фракции среднего песка (ЭПЧ 1—0,25 мм). В черноземах катены выявлены различия в распределении гранулометрических фракций, несмотря на сходства их гранулометрического состава. В черноземах водораздела в гранулометрическом составе преобладающими является фракции крупного и среднего песка (27,7 %), а сопутствующими фракциями являются средне- и мелкопылеватая, на долю которых приходится соответственно 9,2 и 13,2 % (табл. 2).

Таблица 2. Гранулометрический (числитель) и микроагрегатный (знаменатель) составы, факторы дисперсности и структурности черноземов выщелоченных в условиях склонового типа местности (n = 5)

Table 2. Granulometric (above the line) and micro-aggregate (below the line) composition, factors of dispersion and structure of chernozems leached in conditions  of a slope type of terrain (n = 5)

В эродированных почвах также преобладают фракции крупного и среднего песка, на долю которых приходится от 43,3 до 43,8 % в слабосмытых и от 40,9 до 41,0 % — в  среднесмытых разновидностях. На втором месте в качестве сопутствующей фракции выступает илистая фракция (ЭПЧ < 0,001 мм), количество которой в слабосмытых почвах составляет 18,2…19,7 %, а в среднесмытых —  21,4…1,5 %. Обогащенность песчаными фракциями и в целом среднесуглинистый гранулометрический состав почв связаны с тем, что в качестве подстилающих пород для покровных карбонатных суглинков выступают древнеаллювиальные песчаные отложения.

Почва водораздельного участка на основании выхода илистых частиц при микроагрегатном анализе обладает хорошей микрооструктуренностью. В них фактор дисперсности составляет 28 %. В эродированных черноземах, особенно среднесмытых, выход илистой фракции при микроагрегатном анализе увеличивается до 42…48 %, соответственно эти почвы теряют микроструктуру.

Наилучшими показателями структурного состояния характеризуется чернозем выщелоченный на водоразделе, где он составляет 50 %. Эродированные черноземы отличаются более низким фактором структурности, т. е. они в меньшей степени имеют возможность к оструктуриванию. От слабосмытых к среднесмытым разновидностям фактор структурности уменьшается от 37 до 34 % в слое почвы 0—10 см и от 39 до 36 % —  в слое 20—30 см.

Нашими исследованиями установлено, что все рассматриваемые почвы отличаются невысоким фактором структурности в виду их облегченного гранулометрического состава. Однако эродированные черноземы практически утратили потенциальную способность к оструктуриванию, так как значения фактора структурности в них низкие. Поскольку в результате эрозии эти почвы теряют наиболее активные (в клеющем отношении) ЭПЧ размером менее 0,005 мм, поэтому чем больше степень смыва, тем хуже почва потенциально способна к оструктуриванию.

Лучший структурно-агрегатный состав имеют черноземы, расположенные на водораздельном участке. Здесь оструктуренность оценивается как хорошая, так как выход мезоагрегатных фракций в слоях 0—10 и 20—30 см составляет соответственно 65 и 60 % (табл. 3). При этом коэффициенты структурности в вышеуказанных слоях самые высокие и составляют соответственно 1,82 и 1,50. Доминирующей структурно-агрегатной фракцией в структурном составе являются агрегаты размером 5—1 мм. На их долю приходится 34,4…45,5 %. Почва водораздела отличается высокой водопрочностью агрегатов (450…466 %), рассчитанной по Кузнецовой. Здесь доля агрегатов размером более 0,25 мм, определенная в результате мокрого просеивания, изменяется от 67 % в слое 0—10 см до 75 % в слое 20—30 см.

Развитие эрозионных процессов на склоновых почвах способствует ухудшению всего комплекса физических свойств. В пахотном горизонте АР эродированных черноземов на макроструктурном уровне возрастает доля глыбистой фракции, количество которой в слабосмытых разновидностях составляет 54,2 %, а в среднесмытых —  58,0 %. Кроме того, при средней степени смытости отмечается возрастание доли пылеватой фракции (до 12 %) в структурно-агрегатном составе. При увеличении степени эродированности черноземы теряют значительное количество мезоагрегатов (агрономически ценных) по сравнению с несмытым аналогом. Так, в слое 0—10 см количество мезоагрегатов в слабосмытых и среднесмытых разновидностях снижается соответственно до 39 и 30 %. Кстр в смытых черноземах в слое 0—10 см оценивается как неудовлетворительный. В слабосмытых и среднесмытых разновидностях этот показатель составляет соответственно 0,64 и 0,43. В нижележащем слое Кстр оценивается как удовлетворительный и составляет 1,29 в слабосмытых и 0,98 —  среднесмытых почвах.

Таблица 3. Структурно-агрегатный состав (сухое просеивание —  числитель,  мокрое —знаменатель) черноземов выщелоченных в условиях склонового типа местности (n = 5)

Table 3. Structural and aggregate composition (dry sieving —  above the line, wet — b elow the line) leached chernozems in conditions of a slope type of terrain (n = 5)

В слабосмытых черноземах ухудшаются показатели водоустойчивости почвенных агрегатов. Так их количество снижается до 44 % в слое 0—10 см и до 55 % в слое 20—30 см. По сравнению с черноземом, расположенным на водораздельном участке, в эродированных разновидностях существенно снижается показатель АФИ, который в слабосмытых почвах равен 364…389 % и 258…313 % — в  среднесмытых.

Таким образом, эрозионные процессы способствуют деградации структурно-агрегатного состава черноземов. Основным признаком деградации уровней структурной организации рассматриваемых почв является снижение коэффициента структурности за счет увеличения в структурно-агрегатном составе макро- и микроагрегатов, а также уменьшение количества водоустойчивых почвенных агрегатов, что делает эти почвы более уязвимыми к эрозии.

Максимальное количество Сорг (3,18 %) отмечено в структурно-агрегатных фракциях размером 5—1 мм в почве водораздельного участка (рис., А). В слабо- и среднесмытых черноземах количество Сорг в этой фракции было меньше почвы водораздельного участка и составляло соответственно 2,70 и 2,30 %. Минимальное содержание Сорг наблюдалось в структурно-агрегатных фракциях размером более 10 и менее 0,25 мм. Статистическая обработка данных (при Р = 0,95) не показала достоверных различий в содержании Сорг в макро- (>10 мм) и микроагрегатах (<0,25 мм).

По данным структурно-агрегатного анализа и содержанию в структурно-агрегатных фракциях Сорг рассчитывался вклад всех отдельностей в общий органический углерод почвы —  путем вычисления процента распределения Сорг для каждой структурно-агрегатной фракции от общего содержания Сорг в смешанном образце почвы (рис., Б). В результате чего были установлены различия по вкладу в общее органическое вещество углерода структурно-агрегатных фракций при развитии эрозии на черноземах. В почве водораздельного участка наибольший вклад (40 %) в общий углерод почвы вносят фракции 5—1 мм. На втором мете стоят макроагрегаты (>10 мм) —  30 %, а меньше всего приходится на фракции 1—0,25 и <0,25 мм. В черноземах слабо- и среднесмытых на первом месте по доле вклада в общий органический углерод находятся макроагрегаты (54 и 61 % соответственно). В слабосмытых почвах микроагрегаты в меньшей степени (7 %) принимают участие в общем органическом углероде почвы, а в среднесмытых — ф ракция 10—5 мм (5 %).

Как уже отмечалось нами ранее, содержание в почвах ЛГВ обусловливает формирование водопрочных почвенных агрегатов и способность их противостоять водному и механическому агрегаторазрушающим действиям.

Наибольшая обогащенность структурно-агрегатных фракций углеродом лабильных гумусовых веществ отмечалась в почвах водораздельного участка, а наименьшая — в  среднесмытых черноземах выщелоченных (рис., В, Г). Распределение СЛГВ по структурно-агрегатным фракциям не одинаково. На черноземах водораздельного участка максимальное содержание СЛГВ отмечалось во фракции мезоагрегатов размером 5—1 мм и составляло 0,24 % (7,5 % от Сорг). По мере увеличения или уменьшения размерности фракций содержание СЛГВ снижалось, так в макро- и микроагрегатах его количество составляло 0,14 % (соответственно 5,1 и 4,7 % от Сорг).

Распределение Сорг и СЛГВ в структурно-агрегатных фракциях черноземов выщелоченных в условиях склонового типа местности: 1 —  водораздел; 2 —  верхняя часть склона;  3 —  нижняя часть склона

Distribution of Corg and CLHS in the structural-aggregate fractions of chernozems leached  in the conditions of the slope type of terrain: 1 —  watershed; 2 —  the upper part of the slope; 3 —  the lower part of the slope

В слабосмытых разновидностях черноземов максимальное содержание СЛГВ отмечалось во фракции 5—1 мм и составляло 0,16 % (5,9 % от Сорг). Остальные структурно-агрегатные фракции не имели статистически достоверных различий (при Р = 0,95) по содержанию в них СЛГВ, количество которого составляет 0,11…0,12 % (4,0…4,9 % от Сорг).

Распределение СЛГВ в среднесмытых разновидностях черноземов по структурно-агрегатным фракциям не имеет статистически достоверных различий (при Р = 0,95). Оно изменяется в пределах от 0,10 до 0,12 % (4,6…5,4 % от Сорг).

В результате исследований была установлена тесная корреляционная зависимость (R 2 = 0,81) между содержанием ЛГВ и количеством мезоагрегатов почвы. Чем больше в почвах содержится ЛГВ, тем лучшим коэффициентом структурности и критерием водопрочности агрегатов они характеризуются. Так в почвах водораздельного участка водопрочные структурно-агрегатные отдельности сформированы в условиях большего содержания Сорг и СЛГВ в составе агрегатов. В смытых разновидностях на фоне снижения содержания Сорг и низкой обогащенности структурно-агрегатных фракций ЛГВ утрачивается водопрочная структура и ухудшаются показатели структурно-агрегатного состояния.

Заключение

Развитие эрозионных процессов на черноземах выщелоченных сопрвождается деградацией их структурно-агрегатного состояния. Наиболее весомый вклад в содержание Сорг вносят мезоагрегаты размером 5—1 мм, которые активно утрачиваются при развитии эрозии. От степени смытости зависит потенциальная возможность черноземов к оструктуриванию. Микрооструктуренность смытых в разной степени почв ухудшается от слабосмытых к сильносмытым разновидностям, где фактор дисперсности в пахотном горизонте увеличивается практически в два раза по сравнению с черноземами водораздела. По мере усиления степени смытости черноземов происходит снижение количества агрономически ценных мезоагрегатов на 29…61 %, что соответственно приводит к уменьшению коэффициента структурности до 0,27…0,63. Ухудшаются водоустойчивость почвенных агрегатов и критерий их водопрочности. От обогащенности почв ЛГВ зависят коэффициент структурности и критерий водопрочности агрегатов. На фоне снижения содержания Сорг и низкой обогащенности структурно-агрегатных фракций ЛГВ в эродированных черноземах отмечаются утрата водопрочной структуры и в целом ухудшение показателей структурно-агрегатного состояния. Следовательно, ЛГВ осуществляет весомый вклад в образование водопрочной структуры черноземов.

×

Об авторах

Иван Иванович Васенев

РГАУ - МСХА им. К.А. Тимирязева

Автор, ответственный за переписку.
Email: vasenev@rgau-msha.ru
ORCID iD: 0000-0001-9127-9569

доктор биологических наук профессор, заведующий кафедрой экологии

Российская Федерация, 127434, г. Москва, ул. Тимирязевская, д. 49

Надежда Сергеевна Горбунова

Воронежский государственный университет

Email: vilian@list.ru
ORCID iD: 0000-0002-7986-8106

кандидат биологических наук, доцент кафедры экологии и земельных ресурсов

Российская Федерация, 394018, г. Воронеж, Университетская пл., д. 1

Аркадий Игоревич Громовик

Воронежский государственный университет

Email: agrom.ps@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-2340-6404

кандидат биологических наук, доцент кафедры экологии и земельных ресурсов

Российская Федерация, 394018, г. Воронеж, Университетская пл., д. 1

Татьяна Анатольевна Девятова

Воронежский государственный университет

Email: devyatova.eco@gmail.com
ORCID iD: 0000-0002-4756-9005

доктор биологических наук, профессор, заведующая кафедрой экологии и земельных ресурсов

Российская Федерация, 394018, г. Воронеж, Университетская пл., д. 1

Список литературы

  1. Гусаров А.В., Голосов В.Н., Шарифуллин А.Г., Гуфаров А.М. Современный тренд эрозии пахотных черноземов южных на западе Оренбургской области // Почвоведение. 2018. № 5. С. 601-616. doi: 10.1134/S1064229318050046
  2. Плотникова О.О., Демидов В.В., Лебедева М.П. Действие мелководных потоков на поверхностные горизонты чернозема типичного различной степени смытости // Бюллетень почвенного института им. В.В. Докучаева. 2018. № 91. С. 85-109. doi: 10.19047/0136-1694-2018-91-85-109
  3. Солдат И.Е. Снижение негативного влияния эрозии почв в Белгородской области внедрением адаптивно-ландшафтной системы земледелия // Вестник Российского университета дружбы народов. Серия: Агрономия и животноводство. 2020. Т. 15. № 2. С. 182-190. doi: 10.22363/2312-797X-2020-15-2-182-190
  4. Шпедт А.А., Трубников Ю.Н., Жаринова Н.Ю. Агрогенная деградация почв и почвенного покрова Красноярской лесостепи // Почвоведение. 2017. № 10. С. 1253-1261. doi: 10.1134/S106422931710012X
  5. Зайдельман Ф.Р. Защита почв от деградации // Вестник Российской академии наук. 2008. Т. 78. № 8. С. 693-703.
  6. Когут Б.М. Оценка уровней эродированности черноземов по относительной степени их гумусированности // Бюллетень Почвенного института им. В.В. Докучаева. 2015. Вып. 78. С. 59-69.
  7. Молчанов Э.Н., Савин И.Ю., Яковлев А.С., Булгаков Д.С., Макаров О.А. Отечественные подходы к оценке степени деградации почв и земель // Почвоведение. 2015. № 11. С. 1394-1406. doi: 10.1134/S1064229315110113
  8. Государственный (национальный) доклад о состоянии и использовании земель в Российской федерации в 2017 году. М., 2018. 197 с.
  9. Кузнецов М.С., Глазунов Г.П. Эрозия и охрана почв. М.: МГУ, КолосС, 2004. 352 с.
  10. Jastrow J.D., Miller R.M., Boutton T.W. Carbon dynamics of aggregate-associated organic matter estimated by carbon-13 natural abundance // Soil Sci. Soc. Am. J. 1996. Vol. 60. P. 801-807. doi: 10.2136/sssaj1996.03615995006000030017x
  11. Six J., Paustian K., Elliott E.T., Combrink C. Soil structure and soil organic matter: I. Distribution of aggregate size classes and aggregate associated carbon // Soil Sci. Soc. Am. J. 2000. Vol. 64. P. 681-689. doi: 10.2136/sssaj2000.642681x
  12. Семёнов В.М., Иванникова Л.А., Семёнова Н.А., Ходжаева А.К., Удальцов С.Н. Минерализация органического вещества в разных по размеру агрегатных фракциях почвы // Почвоведение. 2010. № 2. С. 157-165. doi: 10.1134/S1064229310020031
  13. Когут Б.М., Сысуев С.А., Холодов В.А. Водопрочность и лабильные гумусовые вещества типичного чернозема при разном землепользовании // Почвоведение. 2012. № 5. С. 555-561.
  14. Семёнов В.М., Когут Б.М. Почвенное органическое вещество. М.: ГЕОС, 2015. 233 с.
  15. John B., Yamashita T., Ludwig B., Flessa H. Storage of organic carbon in aggregate and density fractions of silty soils under different types of land use // Geoderma. 2005. Vol. 128. P. 63-79. doi: 10.1016/j.geoderma.2004.12.013
  16. Oades J.M., Waters A.G. Aggregate hierarchy in soils // Australian J. Soil Res. 1991. Vol. 29. № 6. P. 815-828. doi: 10.1071/SR9910815
  17. Милановский Е.Ю. Гумусовые вещества почв как природные гидрофобно-гидрофильные соединения. М.: ГЕОС, 2009. 186 с.
  18. Милановский Е.Ю., Шеин Е.В. Функциональная роль амфифильных компонентов гумусовых веществ в процессах гумусо-структурообразования и в генезисе почв // Почвоведение. 2002. № 10. С. 1201-1213.
  19. Шеин Е.В., Милановский Е.Ю. Роль и значение органического вещества в образовании и устойчивости почвенных агрегатов // Почвоведение. 2003. № 1. С. 53-61.
  20. Jastrow J.D. Soil aggregate formation and the accrual of particulate and mineral-associated organic matter // Soil Biol. and Biochem. 1996. Vol. 28. № 4-5. P. 656-676. doi: 10.1016/0038-0717(95)00159-X
  21. Классификация и диагностика почв СССР. М.: Колос, 1977. 221 с.
  22. World reference base for soil resources 2014. International soil classification system for naming soils and creating legends for soil maps. World Soil Resources Reports No. 106. FAO. Rome.
  23. Щеглов Д.И., Громовик А.И., Горбунова Н.С. Основы химического анализа почв. Воронеж: Издательский дом ВГУ, 2019. 332 с.
  24. Шеин Е.В., Карпачевский Л.О. Теория и методы физики почв. М.: ГрифиК, 2007. 616 с.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. Распределение Сорг и СЛГВ в структурно-агрегатных фракциях черноземов выщелоченных в условиях склонового типа местности

Скачать (121KB)

© Васенев И.И., Горбунова Н.С., Громовик А.И., Девятова Т.А., 2022

Creative Commons License
Эта статья доступна по лицензии Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License.

Данный сайт использует cookie-файлы

Продолжая использовать наш сайт, вы даете согласие на обработку файлов cookie, которые обеспечивают правильную работу сайта.

О куки-файлах