Структурно-агрегатный состав черноземов ЦЧО

Структурно-агрегатный состав черноземов ЦЧО

УДК 631.4

Реферат

Варламов Е.Б. Структурно-агрегатный состав черноземов ЦЧО.

Курсовая работа. Воронеж, 1999. 32 с., 12 табл., библ. источн. 6.

Черноземы, структурный состав, агрегатный состав, физические свойства.

Собран материал по структурно-агрегатному составу черноземов ЦЧО и его

изменение при сельскохозяйственном использовании и орошении.

Выявлено, что длительное с/х использование и орошение, приводит к

ухудшению структурно-агрегатного состава черноземов.

Автор работы подпись

Научный руководитель подпись

Дата

Содержание

Введение 4

1. Структурно-агрегатный состав черноземов ЦЧО. 5

1.1. Структурно-агрегатный состав выщелоченных

черноземов 5

1.2. Структурно-агрегатный состав типичных черноземов 7

1.3. Структурно-агрегатный состав обыкновенных

черноземов 10

1.4. Структурно-агрегатный состав южных черноземов 13

2. Изменение структурно-агрегатного состава черноземов

ЦЧО при сельскохозяйственном использовании 15

3. Изменение структурно-агрегатного состава черноземов

ЦЧО под влиянием орошения 25

Заключение 31

Список использованных источников 32

Введение

ЦЧЭР, занимающий центральное положение в черноземной зоне Русской

равнины, богат плодородными землями и является одной из главных житниц

страны. Свыше 80% его территории занимают черноземы, на которых

выращивается значительное количество зерна, сахарной свеклы, подсолнечника.

Рациональное использование, охрана и повышение плодородия земель в

настоящее время стали одной из важнейших проблем человечества Особенно

остро она. ставится в районах интенсивного земледельческого освоения, каким

является Центральное Черноземье. Распаханность земель здесь достигла

предельных значений. Почвы подвержены периодическим засухам, сильно

страдают от интенсивной водной эрозии. В последние годы значительный ущерб

почвенному покрову наносят работы, связанные с добычей полезных ископаемых

открытым способом, поэтому здесь особую актуальность имеют борьба с

эрозией, искусственное орошение, мелиорация солонцов, рекультивация

нарушенных земель и т.д. Однако многие вопросы мелиорации почв, и в

частности орошение черноземных почв, рекультивация нарушенных земель

недостаточно разработаны. Это приводит к ухудшению многих физико-химическим

свойств черноземов, в частности к ухудшению структуры, которая, в свою

очередь, является одним из основных факторов, определяющих плодородие почвы

1. СТРУКТУРНО-АГРЕГАТНЫЙ СОСТАВ ЧЕРНОЗЕМОВ ЦЧО

1.1. Структурно-агрегатный состав выщелоченных черноземов

Выщелоченные черноземы в сухом состоянии обладают хорошей структурой.

В них преобладают зернистые фракции размером от 1 до 10 мм. Пылеватые

фракции составляют незначительный процент даже в подпахотном горизонте. В

подпахотном же горизонте их совсем не большое количество. При мокром

просеивании соотношение между отдельными структурными фракциями резко

меняется. Уменьшается количество комковатых и зернистых фракций и

увеличивается количество пылеватых фракций. Структурные агрегаты размером >

3 мм при мокром просеивании отсутствуют совсем. Зато количество пылеватой

фракции размером < 0,25 мм возросло до 64,4-78,5%. Относительно возросли и

фракции размером 1,0-0,25 мм /1/.(таблица 1.1. ).

Исчезновение комковатых, а также зернистых фракций и резкое увеличение

пылеватых фракций при мокром просеивании свидетельствуют о том, что

структура у выщелоченных черноземов непрочная. При сильном увлажнении она

расплывается. Вместе с тем при высыхании структура восстанавливается.

Последнее свойство очень ценно. Только этим свойством можно объяснить тот

факт, что выщелоченные черноземы на протяжении столетий используются в

сельском хозяйстве и, тем не менее обладают неплохой структурой.

Таблица 1.1

Структурный и агрегатный состав выщелоченных черноземов /1/

|ПОЧВА |глуб|Структурные агрегаты, мм |

| |ина | |

| |см | |

| | |>10 |10-5 |5-3 |5-1 |2-1 |1-0,25|0,5-0,|10 |10-5 |5-3 |3-2 |2-1 |1-0,25|0,5-0,|5 мм, 30% агрегатов

размером 5-1 мм и 35-40% агрегатов размером < 1,0 мм в диаметре. На долю

микроагрегатов (< 3 |3-2 |2-1 |1-0,5 |0.,5-0,2|1,0

мм ), то при мокром просеивании эти фракции в значительной части

распыляются, а оставшиеся характеризуются небольшими величинами. При этом

чем крупнее агрегаты, тем в большей степени они подвергаются расплыванию, а

агрегаты размером > 3 мм почти нацело исчезают, превращаясь в более мелкие

пылеватые фракции (< 0,25 мм ) /1/.

При мокром просеивании явно преобладает фракция < 0,25 мм. В пахотном

горизонте содержание ее колеблется от 47,8 до 58,8 %, а в подпахотном-39,4

%, тогда как при сухом просеивании эта фракция в пахотном горизонте

составляет величину, достигающую только в отдельных случаях 16,3%, а в

подпахатном 3,5-5,7 %.

Из чего следует, что типичные черноземы в сухом и влажном состоянии

имеют неодинаковую структуру и, следовательно, с изменением влажности почвы

в естественных условиях она также изменяется.

1.3. Структурно-агрегатный состав обыкновенных черноземов

Структура у обыкновенных черноземов хорошая и не в такой степени

распылена, как, например, у оподзоленных черноземов. Объясняется это тем,

что ППК почти полностью насыщен кальцием и магнием, вследствие чего

агрегаты почв обладают высокой прочностью. Однако, сопоставляя цифровые

данные, характеризующие структурный состав в пахотном и подпахатном

горизонтах ( таблица 1.4. ), можно видеть, что в пахатной толще у всех

вариантов обыкновенных черноземов количество пылеватых микроагрегатов

значительно больше, чем в подпахотной части горизонта А. Это

свидетельствует о том, что при использовании почв в с/х в процессе

механической обработки происходит распыление структурных отдельностей, их

растирание рабочей частью плуга. Механическое распыление структурных

комочков почвы наблюдается в большей степени при несвоевременной вспашке и

неправильном использовании почв вообще.

Таблица 1.4

Структурный состав обыкновенных черноземов, % /1/

|Районы |глуб|Структурные фракции, мм |

| |ина,| |

| | | |

| |см | |

| | |>10 |10-5 |5-3 |3-2 |2-1 |1-0,25|0,5-0,| 5мм расплываются

полностью и переходят в группы более мелких агрегатов или даже в

микроагрегаты. Уменьшается также количество агрегатов размером 3-2 мм.

Агрегаты размером 1-0,5мм и 0,5-0,25 мм при сухом и мокром просеивании

характеризуются примерно одинаковыми цифрами. Что касается агрегатов

размером < 0,25 мм, то количество их при мокром просеивании в 5-10 раз

больше, чем при сухом просеивании /1/.

Сопоставляя агрегатный состав пахотного и подпахотного горизонтов,

легко подметить следующую закономерность. Агрегаты размером > 1,0 мм во

всех случаях явно преобладают в подпахотном горизонте над пахотныим.

Агрегаты от 1-0,5 мм и 0,5-0,25 мм ведут себя неустойчиво в пахотном и

подпахотном горизонтах, и колебание их в ту и другую сторону незначительно.

Содержание микроагрегатов ( < 0,25 мм ) во всех случаях выше в пахотном

горизонте, чем в подпахотном /1/.

Таким образом, следует, что структура обыкновенных черноземов в сухом

и сильно влажном состоянии резко различна. Во влажном состоянии она

становится хуже за счет распада макроагрегатов при увлажнении. Наоборот, в

сухом состоянии она делается лучше благодаря агрегации микроагрегатов при

высыхании. Обыкновенные черноземы, как и типичные черноземы, при распылении

структуры в процессе обработки обладают способностью восстанавливать ее

после увлажнения и последующего высыхания. Этим, собственно, можно и

объяснить тот общеизвестный факт, что обыкновенные черноземы, на протяжении

столетий используясь в сельском хозяйстве без органических и минеральных

удобрений, тем не менее, сохранили свою структуру /1/.

Таблица 1.5

Агрегатный состав обыкновенных черноземов, % /1/

|Районы |глуб|Структурные фракции, мм |

| |ина,| |

| | | |

| |см | |

| | |>3 |3-2 |2-1 |1-0,5 |0.,5-0,2| 10 мм ) агрегаты над более мелкими. Все структурные

фракции размером < 10 мм содержатся примерно в одинаковом количестве, что

является характерным для южных черноземов.

Аналогичная картина наблюдается и в подпахотном горизонте, однако, с

той разницей, что у всех разрезов содержание пылеватой фракции ( < 0,25 мм

) относительно меньше, чем более крупных фракций.

Сопоставляя цифровые данные, характеризующие структуру пахотных и

подпахотных горизонтов южных черноземов, а также их структуру с различных

угодий ( залежь, пашня ), нетрудно убедиться в том, что естественная

структура, присущая этим черноземам, мало распылена в процессе возделывания

на них сельскохозяйственных культур. Обусловлено это, по видимому,

способностью данных почв. При высушивании после дождей восстанавливать свою

структуру, как это было отмечено, в отношении других черноземов. Так как

южный чернозем в летний период недостаточно увлажнен, то приведенные в

таблице 6 данные будут близки к природным. О структуре южных черноземов в

сильно влажном состоянии приблизительно можно составить представление по

данным агрегатного анализа, которые тоже приведены в таблице 1.6. Южные

черноземы при мокром анализе теряют крупные структурные агрегаты (> 5 мм).

Сохраняется ничтожно малое количество агрегатов от 5 до 3 мм, за

исключением залежного участка, где зернистая структура не расплывается, а

остается в то же количестве, что и 'при сухом просеивании почвенных

образцов/1/.

При агрегатном анализе наблюдается увеличение процентного содержания

фракций по мере уменьшения их размера. По данным агрегатного анализа,

максимальное количество падает на фракцию размером < 0,25 мм. Эта фракция

абсолютно и относительно преобладает над всеми другими фракциями, причем

содержание ее в пахотном горизонте несколько выше, чем в подпахотном

горизонте. В южных черноземах залежи пылеватой фракции обычно в полтора-два

раза меньше, чем в тех же черноземах старопахотных участков.

Из сопоставления данных структурного и агрегатного анализа вытекает, что

структура у южных черноземов не является высокопрочной, при сильном

увлажнении она расплывается на структурные фракции >. 10 мм. и 10—-5 мм и

нацело исчезают и переходят в пылеватую фракцию даже у черноземов залежи.

Однако при высыхании почвы структура снова восстанавливается. Длительное

использование южных черноземов в сельском хозяйстве отражается главным

образом на прочности структуры, которая с течением времени после распашки

залежей снижается /1/.

Таблица 1.6

Структурный и агрегатный состав южных черноземов /1/

|Разрезы |глуб|Структурные агрегаты, мм |

| |ина,| |

| | | |

| |см | |

| | |>10 |10-5 |5-3 |3-2 |2-1 |1-0,25|0,5-0,| |14 |0—26 |12,5 |8,9 |34,5 |27,3 |16,8 |2,4 |

| |Белгородска|40—50|5,6 |28,4 |55,7 |6,8 |3,5 |10,0 |

| |я обл., | | | | | | | |

| |Вейделев-ск| | | | | | | |

| |ий р-н, | | | | | | | |

| |пашня | | | | | | | |

|Чернозем |А-4 |0—10 |1,6 |24,8 |48,8 |17,5 |7,3 |10,2 |

|южный |Воронежская|30—40|2,4 |24,6 |46,7 |21,7 |4,6 |13,3 |

|глинистый |обл., | | | | | | | |

| |Богучар-ски| | | | | | | |

| |й р-н, | | | | | | | |

| |залежь | | | | | | | |

|То же |4 |0—10 |43,2 |16,9 |24,3 |12,3 |3,3 |1,2 |

| |Воронежская|30—40|10,4 |31,1 |54,2 |3,2 |1,1 |7,7 |

| |обл., | | | | | | | |

| |Богучар-ски| | | | | | | |

| |й р-н, | | | | | | | |

| |пашня | | | | | | | |

|Чернозем |43 |0—10 |26,1 |14,5 |21,2 |23,7 |14,5 |1,5 |

|южный |Воронежская|40—50|26,1 |15,2 |28,9 |18,3 |11,5 |1,7 |

|тяжелосугли|обл., | | | | | | | |

|нис-тый |Петропавлов| | | | | | | |

| |ский р-н, | | | | | | | |

| |пашня | | | | | | | |

|» |152* |0—10 |17,7 |15,7 |34,8 |21,2 |10,6 |2,5 |

| |Липецкая |40—50|28,9 |22,5 |28,5 |17,4 |2,7 |2,2 |

| |обл., | | | | | | | |

| |Измалковски| | | | | | | |

| |й р-н, | | | | | | | |

| |пашня | | | | | | | |

|Чернозем |16 Курская |0—20 |7,4 |20,8 |58,3 |9,4 |4,1 |7,7 |

|типичный |обл., |40—50|2,8 |7,7 |48,2 |31,4 |9,9 |6,9 |

|тяжелосуг-л|Стрелецкая | | | | | | | |

|ннистый |степь, | | | | | | | |

| |целина | | | | | | | |

Продолжение таблицы 2.1.

|1 |2 |3 |4 |5 |6 |7 |8 |9 |

|То же |7 Курская |0—27 |19,0 |22,3 |34,9 |16,1 |7,7 |2,7 |

| |обл., |40—50|5,3 |23,4 |56,4 |10,4 |4,5 |9,2 |

| |Тимский | | | | | | | |

| |р-н, пашня | | | | | | | |

|Чернозем |160* |0—10 |16,3 |10,6 |42,4 |22,4 |8,3 |3,1 |

|типичный |Воронежская|40—50|13,1 |20,1 |41,9 |18,3 |6,6 |4,1 |

|глинистый |обл., | | | | | | | |

| |Эртиль-ский| | | | | | | |

| |р-н, пашня | | | | | | | |

|Чернозем |17 |0—10 |7,0 |11,6 |45,6 |22,5 |13,3 |3,9 |

|обыкновенны|Воронежская|40—50|6,8 |21,9 |58,2 |8,3 |4,8 |7,6 |

|й глинистый|обл., | | | | | | | |

| |Каменная | | | | | | | |

| |степь, | | | | | | | |

| |залежь | | | | | | | |

|То же |А-8 |0—15 |15,0 |11,0 |27,7 |29,9 |16,4 |2,2 |

| |Воронежская|45—55|23,7 |14,9 |43,6 |9,9 |7,9 |2,2 |

| |обл., | | | | | | | |

| |Каменная | | | | | | | |

| |степь, | | | | | | | |

| |пашня | | | | | | | |

|> |14 |0—26 |12,5 |8,9 |34,5 |27,3 |16,8 |2,4 |

| |Белгородска|40—50|5,6 |28,4 |55,7 |6,8 |3,5 |10,0 |

| |я обл., | | | | | | | |

| |Вейделев-ск| | | | | | | |

| |ий р-н, | | | | | | | |

| |пашня | | | | | | | |

|Чернозем |А-4 |0—10 |1,6 |24,8 |48,8 |17,5 |7,3 |10,2 |

|южный |Воронежская|30—40|2,4 |24,6 |46,7 |21,7 |4,6 |13,3 |

|глинистый |обл., | | | | | | | |

| |Богучар-ски| | | | | | | |

| |й р-н, | | | | | | | |

| |залежь | | | | | | | |

|То же |4 |0—10 |43,2 |16,9 |24,3 |12,3 |3,3 |1,2 |

| |Воронежская|30—40|10,4 |31,1 |54,2 |3,2 |1,1 |7,7 |

| |обл., | | | | | | | |

| |Богучар-ски| | | | | | | |

| |й р-н, | | | | | | | |

| |пашня | | | | | | | |

|Чернозем |43 |0—10 |26,1 |14,5 |21,2 |23,7 |14,5 |1,5 |

|южный |Воронежская|40—50|26,1 |15,2 |28,9 |18,3 |11,5 |1,7 |

|тяжелосугли|обл., | | | | | | | |

|нистый |Петропавлов| | | | | | | |

| |ский р-н, | | | | | | | |

| |пашня | | | | | | | |

Ухудшение структуры черноземных почв при сельскохозяйственном

использовании более заметно по данным агрегатного анализа (мокрое

просеивание). В пахотных горизонтах всех подтипов черноземов резко

уменьшается количество водопрочных агрегатов, и особенно комочков крупнее 1

мм. Содержание же микроагрегатов заметно возрастает.

Таблица 2.2

Водопрочность агрегатов в черноземах ЦЧО /2/

|Почва |Номер |Глубина |Содержание фракций, % |Критерий|

| |разреза,|взятия |Размер,мм |водопроч|

| | |образца, | |ности |

| |угодье |см | |агрегато|

| | | | |в, % |

| | | |5-1 |1-0,25 |менее | |

| | | | | |0,25 | |

|Чернозем |А-1, |0—20 |12,5 |36,0 |51,5 |54,1 |

|оподзоленный |залежь |30—40 |15,5 |38,0 |46,5 |57,7 |

|сред-несуглинист| | | | | | |

|ый | | | | | | |

|То же |А-2, |0—20 |10,4 |19,8 |69,8 |34,7 |

| |пашня |30—40 |13,1 |16,6 |70,3 |31,9 |

|» |13, |0—27 |16,6 |45,4 |38,0 |65,3 |

| |пашня |40—50 |24,0 |36,2 |39,8 |62,8 |

|Чернозем |А-З, |0—10 |19,4 |40,1 |40,5 |63,7 |

|выщелоченный |залежь |30—40 |22,1 |39,5 |38,4 |67,3 |

|тяже-лосуглинист| | | | | | |

|ый | | | | | | |

|То же |9, |0—27 |6,8 |44,0 |49,2 |66,0 |

| |пашня |40—49 |20,4 |41,2 |38,4 |64,2 |

|» |152*, |0—10 |8,4 |30,9 |60,7 |44,0 |

| |пашня |40—50 |27,6 |43,5 |28,9 |73,1 |

|Чернозем |16, |0—20 |69,5 |16,0 |14,5 |89,2 |

|типичный |целина |40—50 |43,8 |24,7 |31,5 |76,0 |

|тяжелосугли-нист| | | | | | |

|ый | | | | | | |

|То же |7, |0—27 |9,5 |45,8 |44,7 |59,9 |

| |пашня |40—50 |26,6 |40,0 |33,4 |69,7 |

|Чернозем |160*, |0—10 |9,0 |36,4 |54,6 |49,5 |

|типичный |пашня |40—50 |33,7 |42,0 |24,3 |81,0 |

|глинистый | | | | | | |

|Чернозем |17, |0—10 |34,2 |34,4 |31,4 |79,1 |

|обыкновенный |залежь |40—50 |49,7 |27,6 |22,7 |81,2 |

|глинистый | | | | | | |

|То же |А-8, |0—15 |2,3 |29,3 |68,4 |37,8 |

| |пашня |45—55 |18,7 |41,3 |40,0 |65,1 |

|Чернозем |14, |0—26 |7,2 |49,3 |43,5 |67,9 |

|обыкновенный |пашня |40—50 |56,0 |27,7 |16,3 |86,7 |

|глинистый | | | | | | |

|Чернозем южный |А-4, |0—10 |51,5 |24,8 |23,7 |82,3 |

|глинистый |залежь |30—40 |36,5 |30,5 |33,0 |70,2 |

|То же |4, |0—10 |28,4 |33,9 |37,7 |62,8 |

| |пашня |30—40 |56,7 |24,0 |19,3 |81,6 |

|Чернозем южный |43, |0—10 |0,6 |23,2 |76,2 |27,8 |

|тяжелосу-глинист|пашня |40—50 |15,6 |33,0 |51,4 |54,9 |

|ый | | | | | | |

По этой причине критерий водопрочности агрегатов относительно невысок и

колеблется от 27,8 до 67,9% /2/. Структурно-агрегатный состав подпахотных

горизонтов черноземных почв по показателям близок к составу целинных и

залежных черноземов ( таблицы 2.2., 2.3.).

Таблица 2.3

Статистические показатели водопрочных агрегатов >0,25 мм в черноземах

ЦЧО /2/

|№ |Инде|n |м |( |m |v | |Р |М min|M max|

|го|кс | | | | | |V0,95|0,95 | | |

|ри|гори| | | | | | | | | |

|зо|зонт| | | | | | | | | |

|нт|а | | | | | | | | | |

|а | | | | | | | | | | |

|Черноземы оподзоленные |

|1 |Апах|6 |47,4 |13,73|5,61 |28,9 |74,4 |30,4 |33,0 |61,8 |

|2 |Ап/п|6 |53,6 |13,65|5,57 |25,5 |65,5 |26,7 |39,2 |67,9 |

|Черноземы выщелоченные |

|3 |Апах|11 |41,2 |9,00 |2,71 |21,8 |48,7 |14,7 |35,2 |47,3 |

|4 |Ап/п|11 |61,9 |9,03 |2,72 |14,6 |32,6 |9,8 |55,8 |67,9 |

|Черноземы типичные |

|5 |Апах|19 |50,1 |6,05 |1,39 |12,1 |25,4 |5,8 |47,1 |53,0 |

|6 |Ап/п|19 |67,2 |7,55 |1,73 |11,3 |23,6 |5,4 |63,5 |70,8 |

|Черноземы обыкновенные |

|7 |Апах|19 |37,9 |9,45 |2,17 |24,9 |52,3 |12,0 |33,4 |42,5 |

|8 |Ап/п|19 |58,8 |10,24|2,35 |17,4 |36,6 |8,4 |53,9 |63,8 |

|Черноземы южные |

|9 |Апах|7 |38,5 |13,25|5,01 |34,4 |84,3 |31,9 |26,3 |50,8 |

| |Ап/п|7 |61,1 |19,33|7,30 |31,6 |77,5 |29,3 |43,2 |79,0 |

Примечание.n-число определений; М.-среднее арифметическое; (-среднее

квадратичное отклонение; m-ошибка среднего арифметического; V-коэффициент

вариации; V0,95-оказатель относительного вероятного разнообразия для

вероятности Р=0,95; Ро,95-показатель относительной вероятной погрешности;

М.min и М тах-возможные минимальные и максимальные значения генерального

среднего арифметического при Р=0,95.

Таблица 2.4

Значение критериев t-Стьюдента, рассчитанных ( числитель ) и

табличных для вероятности Р=0,95 ( знаменатель ) при оценке

значимости различий средних арифметических величин

водопрочных агрегатов в черноземах /2/

|№ |1 |2 |3 |4 |5 |6 |7 |8 |9 |10 |

|гори| | | | | | | | | | |

|зонт| | | | | | | | | | |

|а | | | | | | | | | | |

|1 |-- |-- |-- |-- |-- |-- |-- |-- |-- |-- |

| | |0,78 |1,13 | |0,47 | |1,93 | |1,19 | |

| | |2,23 |2,13 | |2,45 | |2,07 | |2,20 | |

|2 | |-- |-- | |-- | |-- | |-- | |

| |0,78 | | |1,52 | |2,33 | |1,00 | |0,79 |

| |2,23 | | |2,13 | |2,45 | |2,07 | |2,20 |

|3 | |-- |-- | | |-- | |-- | |-- |

| |1,13 | | |5,38 |3,24 | |0,94 | |0,52 | |

| |2,13 | | |2,09 |2,05 | |2,05 | |2,12 | |

|4 |-- | | |-- |-- | |-- | |-- | |

| | |1,52 |5,38 | | |1,73 | |0,83 | |0,10 |

| | |2,13 |2,09 | | |2,05 | |2,05 | |2,31 |

|5 | |-- | |-- |-- | | |-- | |-- |

| |0,47 | |3,24 | | |7,71 |4,73 | |2,23 | |

| |2,45 | |2,05 | | |2,04 |2,04 | |2,36 | |

|6 |-- | |-- | | |-- |-- | |-- | |

| | |2,33 | |1,73 |7,71 | | |2,88 | |0,81 |

| | |2,45 | |2,05 |2,04 | | |2,03 | |2,36 |

|7 | |-- | |-- | |-- |-- | | |-- |

| |1,93 | |0,94 | |4,73 | | |6,54 |0,13 | |

| |2,07 | |2,05 | |2,04 | | |2,04 |2,06 | |

|8 |-- | |-- | |-- | | |-- |-- | |

| | |1,00 | |0,83 | |2,88 |6,54 | | |0,30 |

| | |2,07 | |2,05 | |2,03 |2,04 | | |2,36 |

|9 | |-- | |-- | |-- | |-- |-- | |

| |1,19 | |0,52 | |2,23 | |0,13 | | |2,55 |

| |2,20 | |2,12 | |2,36 | |2,06 | | |2,18 |

|10 |-- | |-- | |-- | |-- | | |-- |

| | |0,79 | |0,10 | |0,81 | |0,30 |2,55 | |

| | |2,20 | |2,31 | |2,36 | |2,36 |2,18 | |

Примечание. Условные обозначения даны в таблице 2.3.

Статистическая обработка агрономически ценных водопрочных агрегатов (5-

0,25 мм) в исследуемых почвах показала ( таблица 2.3. ), что максимальной

величиной отличаются пахотные горизонты типичных черноземов. Основные

статистические показатели, характеризующие варьирование водопрочных

агрегатов в пахотных горизонтах черноземов ЦЧО, существенно различаются.

Так, например, показатели относительного вероятного разнообразия и

относительной вероятной погрешности изменяются соответственно в пределах

25,4—84,3% и 5,8—31,9%. Их величины — наименьшие в типичных черноземах,

наибольшие — в оподзоленных и южных черноземах. Такая же закономерность

отмечается в изменении минимальных и максимальных величин водопрочных

агрегатов: наиболее узкие пределы в типичных черноземах, наиболее же

широкие — в оподзоленных и южных черноземах /2/.

На заключительной стадии наших исследований была проведена оценка

значимости различий средних арифметических величин водопрочных агрегатов в

изучаемых черноземах для вероятности Р=0,95 (таблица 2.4.). Оказалось, что,

во-первых, во всех подтипах черноземов, кроме оподзоленных, пахотные и

подпахотные горизонты по содержанию водопрочных агрегатов значимо отличны

друг от друга; во-вторых, пахотные горизонты типичных черноземов по этому

показателю значимо отличны от выщелоченных и обыкновенных черноземов, между

другими подтипами черноземов наблюдаемые различия незначимы; в-третьих,

подпахотные горизонты исследуемых черноземов по количеству водопрочных

агрегатов не различаются, значимые различия отмечаются лишь между типичными

и обыкновенными черноземами.

Таким образом, агрономически ценная структура, свойственная черноземам

ЦЧО в естественном состоянии, претерпевает существенные изменения в сторону

ухудшения при сельскохозяйственном использовании: увеличивается глыбистость

пахотных горизонтов и заметно уменьшается степень водопрочности агрегатов.

Вследствие этого повышение продуктивности исследуемых почв в первую очередь

связано с внедрением комплекса мероприятий, направленных на создание и

сохранение в них агрономически ценной структуры.

3. ИЗМЕНЕНИЕ СТРУКТУРНО-АГРЕГАТНОГО СОСТАВА ЧЕРНОЗЕМОВ ПОД ВЛИЯНИЕМ

ОРОШЕНИЯ

Многие показатели физических свойств почв очень динамичны и поэтому

претерпевают существенные изменения при сельскохозяйственном использовании

земель. Особенно интенсивно это происходит при нарушении естественно

сложившихся условий увлажнения в результате введения почвенных массивов в

орошаемое земледелие.

Разрушение структуры почв происходит в основном за счет механического

разрушительного действия поливных вод и в результате вытеснения кальция из

поглощающего комплекса.

Изучение этого вопроса проводилось в хозяйствах Воронежской области. На

основе изучения фондовых материалов и полевого рекогносцировочного

обследования орошаемых территорий на каждом из двух подтипов черноземов

были выбраны ключевые участки, образующие хронологические ряды со

следующими сроками орошения: 5, 10, 15 и более 30 лет /3/.

В основу выбора исследуемых объектов была положена идентичность

почвенных, геоморфологических, гидрологических (уровень грунтовых вод >10м)

условий, почвообразующих пород (лёссовидные суглинки),

сельскохозяйственного использования (под многолетние травы, в основном под

люцерну) II способа полива (дождевание машинами «Волжанка» и «Фрегат») /3/.

Параллельно каждому орошаемому участку в аналогичных почвенно-

экономических условиях в качестве контроля выбраны опытные участки (без

орошения).

На каждом из выбранных участков методом парных разрезов (орошаемый

участок — богара) из шести точек отбирали почвенные образцы на глубину до

50 см, методом сплошной колонки (из каждых 10 см). В образцах определяли

структурно-агрегатный состав по методу Саввинова.

Таблица 3.1

Структурно-агрегатный состав неорошаемых и орошаемых черноземов

обыкновенных, % совхоза «Ударник» Бутурлиновского района Воронежской

области /3/

|Срок |Глуби|Размеры фракций, мм |Коэф|Сумма|Крит|

|орошен|на | |фици|водоп|ерий|

|ия,№ |взяти| |ент |рочны|водо|

|разрез|я | |стру|х |проч|

|а |образ| |ктур|агрег|ност|

| |ца,см| |ност|атов,|и |

| | | |и |% | |

| | |>10 |10-5|5-3 |3-2 |2-1 |1,0-|0,5-|10 |10-5|5-3 |3-2 |2-1 |1,0-0|0,5-0|<0,|0,25| | | |

| | | | | | | |,5 |,25 |25 | | | | |

|1 |2 |3 |4 |5 |6 |7 |8 |9 |10 |11 |12 |13 |14 |

|Без |0-10 |13,0|11,7|13,9|16,1|27,8|3,6 |8,3 |5,6|81,4|4,4 | |76,1|

|орошен| | | | | | |16,1 |22,1 | | | |71,8 | |

|ия | | | |3,5 |4,6 |25,5| | |28,| | | | |

|р. 21а| | | | | | | | |2 | | | | |

| | | | | | | | | | | | | | |

| | | | | | | | | | | | | | |

| | | | | | | | | | | | | | |

| | | | | | | | | | | | | | |

| | | | | | | | | | | | | | |

| | | | | | | | | | | | | | |

|15, | | | | | | | | | | | | | |

|р.21 | | | | | | | | | | | | | |

| |10-20|23,0|14,1|12,0|10,2|20,2|3,4 |9,4 |7,7|69,3|2,3 | |68,8|

| | | | | | | |16,8 |30,7 | | | |63,5 | |

| | | | |1,8 |2,5 |11,7| | |36,| | | | |

| | | | | | | | | |5 | | | | |

| |20-30|15,2|12,1|13,9|12,6|21,6|3,4 |11,4 |9,8|75,0|3,0 | |75,9|

| | | | | | | |15,9 |27,0 | | | |68,5 | |

| | | | |2,1 |5,2 |18,3| | |31,| | | | |

| | | | | | | | | |5 | | | | |

| |0-30 |17,0|12,6|13,3|13,0|23,2|3,5 |9,7 |7,7|75,2|3,2 | |73,6|

| | | | | | | |16,3 |26,0 | | | |67,9 | |

| | | | |2,5 |4,1 |18,5| | |32,| | | | |

| | | | | | | | | |3 | | | | |

| |40-50|14,6|13,9|18,8|15,9|19,2|2,6 |7,5 |7,5|77,9|3,5 | |76,8|

| | | | | | | |12,6 |19,9 | | | |71,0 | |

| | | | |2,4 |11,6|24,5| | |29,| | | | |

| | | | | | | | | |0 | | | | |

| |30-50|14,4|13,8|17,7|15,3|20,0|2,7 |8,4 |7,7|77,8|3,5 | |79,0|

| | | | | | | |13,2 |20,9 | | | |72,9 | |

| | | | |2,3 |10,9|25,6| | |27,| | | | |

| | | | | | | | | |1 | | | | |

| |0-10 |41,9|90,9|12,9|9,6 |9,5 |1,3 |2,4 |1,5|55,7|1,3 | |62,0|

| | | | | |14,3|7,7 |17,5 |20,8 | | | |61,1 | |

| | | | |0,8 | | | | |38,| | | | |

| | | | | | | | | |9 | | | | |

| |10-20|29,8|26,9|18,2|9,9 |9,6 |1,3 |2,5 |1,8|68,4|2,2 | |61,2|

| | | | | |15,5|11,2|16,0 |16,8 | | | |60,1 | |

| | | | |0,5 | | | | |39,| | | | |

| | | | | | | | | |9 | | | | |

| |20-30|20,5|29,0|20,9|12,0|11,2|1,5 |3,0 |2,4|77,6|3,5 | |50,6|

| | | | | | | |13,3 |20,5 | | | |49,4 | |

| | | | |1,1 |3,5 |11,0| | |50,| | | | |

| | | | | | | | | |6 | | | | |

| |0-30 |30,7|25,6|17,3|10,5|10,0|2,4 |2,6 |1,9|67,2|2,3 | |58,0|

| | | | | | | |15,6 |19,4 | | | |50,9 | |

| | | | |0,8 |11,1|10,0| | |43,| | | | |

| | | | | | | | | |1 | | | | |

| |30-40|25,5|26,1|17,2|10,1|11,6|1,6 |3,9 |4,0|70,3|2,4 | |66,0|

| | | | | | | |14,6 |16,8 | | | |63,4 | |

| | | | |4,6 |7,5 |19,9| | |36,| | | | |

| | | | | | | | | |6 | | | | |

| |40-50|24,6|24,9|16,9|10,6|12,3|1,8 |4,4 |4,5|70,9|2,4 | |47,6|

| | | | | | | |13,4 |17,4 | | | |45,5 | |

| | | | |2,0 |5,0 |7,7 | | |54,| | | | |

| | | | | | | | | |5 | | | | |

| |30-50|25,0|25,5|17,1|10,3|12,0|1,7 |4,2 |4,2|70,6|2,4 | |57,0|

| | | | | | | |14,0 |17,1 | | | |54,4 | |

| | | | |3,3 |6,2 |13,8| | |45,| | | | |

| | | | | | | | | |6 | | | | |

Доля агрегатов размером более 0,25 мм в слое О—30 см в обоих подтипах

почв составляет около 95% (таблица 3.1.,3.2. ). Ниже по профилю (слой 30—50

см) количество данных агрегатов уменьшается незначительно. Содержание

агрегатов размером более 10 мм в верхнем слое (0—30 см) черноземов равно в

среднем 17%.В слое 40—50 см кол-ичество их несколько меньше и составляет

14,4% для типичного и 12,1% для обыкновенного черноземов. Снижение

макроструктурных элементов в указанных горизонтах, по-видимому, связано с

ослаблением воздействия сельскохозяйственной техники на более глубокие слои

почвы. Неорошаемые черноземы содержат значительное количество агрономически

ценных структурных агрегатов. В пахотном горизонте черноземов содержание их

варьирует от 75,2 до 77,7% /3/.

Орошение черноземов в течение 15 лет привело к заметным изменениям

структуры почв. Структура пахотного и подпахотного горизонтов приобрела

отчетливо выраженные черты глыбистости. Количество агрегатов размером более

10 мм при орошении в верхнем 30-сантиметровом слое увеличилось почти в 2

раза и составило в типичном черноземе 30,7%, в обыкновенном—26,11%; в слое

40—50см эта фракция также увеличилась и составила соответственно 25,0 и

26,4%.

Таким образом, количество агрегатов диаметром более 10' см в слое 0—30

см увеличилось при орошении в типичном черноземе на 13,7%, в

обыкновенном—на 9%, в слое 30—50см—соответственно на 10,6 и 14,3%.

За счет образования глыб в почвах орошаемых участков снизилось

содержание агрегатов размером менее 0,25 мм. В слое типичных черноземов

0—30 см снижение составило 5,8%, обыкновенных—3,4%; в слое 40-50 см эти

величины соответственно разны 2,5 и 3,8% /3/.

Под воздействием орошения изменилось и количество агрономически ценных

структурных агрегатов. Как в типичных, так и в обыкновенных черноземах

отмечено снижение их содержания. Таким образом, орошение оказало заметное

влияние на 'структурно-агрегатный состав верхнего 50-сантиметрового слоя

исследуемых почв.

По результатам мокрого просеивания почвы неорошаемых контрольных

участков характеризуются достаточно высоким содержанием водопрочных

агрегатов. Их количество в верхней части профиля (слой 0—30 см) составляет

68—69% (см. таблица 11, 12).

Водопрочность структуры, по А. Ф. Вадюниной и 3. А. Корчагиной , имеет

двоякую природу. Она может быть обусловлена стойким химическим и физико-

химическим закреплением коллоидов (необратимая коагуляция коллоидов). С

другой стороны, агрегаты могут быть водопрочными вследствие их

неводопроницаемости при резком снижении по-розности. В наших исследованиях

в условиях орошения возрастает плотность почв, снижается порозность и

водопроницаемость, т. е. можно ожидать и увеличение водопрочности

структурных агрегатов. Однако анализ показал снижение водопрочности

агрегатов во всем верхнем 50-салти-мстровом слое орошаемых типичных и

обыкновенных черноземов. Можно предположить, что причиной этого являются

изменения физико-химических свойств исследуемых почв.

Изменение водопрочности агрегатов обусловливает снижение критерия

водопрочности орошаемых почв (в большей степени черноземов типичных). В

слое 0—30 см критерий водопрочности черноземов типичных уменьшается на

15,6.%, черноземов обыкновенных—на 2'%.

В слое 30—50' см наиболее заметное уменьшение критерия водопрочности

также наблюдается у черноземов типичных (от 7,9 до 57,0%) /3/.

Таким образом, орошение черноземов приводит к заметному ухудшению их

структурного состояния, изменения охватывают значительную толщу почвенного

профиля (50см) и наиболее сильно выражаются в уменьшении количества

агрономически ценных структурных агрегатов и увеличении глыбистости.

Заключение

Структура почв, отражая характер почвообразовательного процесса,

является одним из существенных факторов почвенного плодородия.

Общеизвестно, что многие свойства почв, особенно физические, находятся в

тесной коррелятивной зависимости от почвенной структуры. Длительное

сельскохозяйственное использование черноземов и других почв ЦЧО приводит к

ухудшению их структуры, обусловливающей неблагоприятные изменения водно-

воздушного, теплового и питательного режимов. Кроме того, ухудшение

структуры почв влечет за собой уменьшение их водопроницаемости и, как

следствие, развитие процессов водной эрозии, особенно заметных в западной

части ЦЧО, расположенной в пределах Среднерусской возвышенности. Поэтому

рациональное сельскохозяйственное использование черноземных почв немыслимо

без создания и сохранения водопрочной агрономически ценной структуры.

Список использованных источников

1. Адерихин П.Г. Почвы Воронежской области. – Воронеж, 1963.-263c

2. Адерихин П.Г., Королев В.А. Изменение структурного и агрегатного

состава черноземов ЦЧО при сельскохозяйственном использовании//Генезис,

свойства и мелиорация почв среднерусского Черноземья.- Воронеж: Изд-во ВГУ,

1987.- с. 21-29.

3. Ковалев И.И., Логошин В.И. Изменение структурно-агрегатного состава

черноземов Воронежской области под влиянием орошения// Агроэкологические

проблемы плодородия и охраны почв Среднерусской лесостепи.- Воронеж: Изд-во

ВГУ, 1991. – с.32-39.

4. Богатырева З.С. Структура черноземов обыкновенных смытых в Каменной

степи под травянистой и лесной растительностью//Почвенный покров ЦЧО и его

рациональное использование. Воронеж: Изд-во ВГУ, 1982.- с.65-71.

5. Королев В.А., Прудников О.И., Шевченко В.М. Изменение физических

свойств обыкновенных черноземов воронежской области при длительном

сельскохозяйственном использовании//Изменение почв Центрального Черноземья

под влиянием антропогенных факторов.- Воронеж: Изд-во ВГУ, 1986.- с. 25-34.

6. Адерихин П.Г., Королев В.А., Шевченко В.М. Влияние орошения на

основные физические и некоторые водно-физические свойства обыкновенных

черноземов Воронежской области//Мелиорация и рекультивация почв

Центрального Черноземья.- Воронеж: Изд-во ВГУ, 1982.- с. 4-14.