Почвенно-климатические условия района исследования

1. Почвенно-климатические условия района исследования

1.1       Почвы опытного участка учхоза «Пригородное»

Согласно почвенно-географическому районированию Алтайского края опытный участок расположен в умеренно засушливой колонной степи на границе перехода к лесостепи на черноземных почвах и относится ко II почвенной зоне (1,3). В морфологическом отношении территория землепользования представляет собой широковолнистую древнеаллювиальную равнину, расположенную на левобережье реки Обь. Высота над уровнем моря составляет 250-280 м. Рельеф пойменных чересполосных участков плоскоравнинный с множеством стариц, озер и заболоченных понижений. Оценивая рельеф землепользования, следует отметить, что в основном, территория хозяйства имеет равнинный характер со слабым развитием эрозионных процессов, хорошо дренирован.

С учетом природно-климатических и экономических особенностей землепользования учхоза «Пригородное» относится к 8 природно-экономической зоне – Приобская зона умеренно засушливой колонной степи Алтайского края.

Основу почвенного покрова составляет чернозем выщелоченный 98,9%, незначительная площадь занята серыми лесными почвами – 0,6%, луговыми и лугово-черноземными – 0,5% (табл. 1).

По механическому составу преобладают разновидности черноземов среднесуглинистых – 66,1%. Легкосуглинистые – 33,6%.

Большую площадь в учхозе занимают черноземы выщелоченные 5713 га. Черноземы относят к автоморфным почвам, грунтовые воды залегают глубже 7 метров, и влияние на почвообразующие процессы не оказывают. Характерной чертой черноземов выщелоченных является залегание карбонатных горизонтов ВС на глубине не менее 20 см от гумусового слоя [3].

Таблица 1

Площадь почв по отделениям учхоза АГАУ «Пригородное»

Для характеристики морфологических признаков чернозема выщелоченного приводится описание разреза заложенного на пашне в учхозе АГАУ «Пригородное» Индустриального района г. Барнаула. Чернозем выщелоченный среднемощный малогумусный легкосуглинистый.

А mах. 0-24 см. Свежий, темно-серый, легкосуглинистый, непрочнокомковатый пылеватый, рыхлый, корни растений, переход постепенный.

АВ 24 – 45 см. Свежий, серый, легкосуглинистый, непрочно-комковатопылеватый, рыхлый, корни, переход постепенный.

ВС 45 – 150 см. Свежий, бурый, легкосуглинистый, бесструктурный, переход постепенный.

С 150 см. Свежий, желто-бурый, супесчаный, бесструктурный, уплотненный, пористый, карбонаты в виде мучнистой присыпки и белоглазки.

Наиболее общими являются нейтральная реакция почвенного раствора и невысокая сумма поглощенных оснований. По мощности гумусового горизонта преобладают среднемощные черноземы, по содержанию гумуса в пахотном слое – малогумусные виды. Содержание валовых форм азота колеблется в горизонте А от 0,19 до 0,40%, фосфор – от 0,10 до 0,01%. Подвижными питательными веществами почвы обеспечены слабо и особенно нуждаются в фосфоре [5].

В умеренно засушливой колочной степи почвы подвергаются значительной водной эрозии, особенно на склонах, что приводит к уменьшению мощности гумусового горизонта до 20-30 см. Поэтому в комплексе мероприятий по повышению плодородия необходимо внедрять приемы почвозащитного земледелия. Важным приемом по накоплению и сохранению влаги остаются кулисные и чистые пары, снегозадержание и полезащитное лесоразведение. Для улучшения теплового, воздушного и водного режимов необходимо восстанавливать структуру почв при помощи внесения органических удобрений [26,27, 28].

Гранулометрический состав выщелоченных и обыкновенных черноземов колочной степи в основном среднесуглинистый, реже легко- и тяжелосуглинистый, отличающийся повышенным содержанием крупнопылеватой и иловатой фракций, что характерно для развитых на лессовидных породах. При этом содержание крупной пыли и песка больше в средне-, и меньше в тяжелосуглинистых черноземах, но содержание илистых частиц в последних более высокое [3].

В составе крупных фракций (0,05-1 мм) преобладают кварц (39%) и полевые шпаты (26%). В илистую фракцию входят гидрослюды и монтмориллонит, при этом содержание монтмориллонита в выщелоченных и обыкновенных черноземах больше, чем в каштановых почвах и южных черноземах. Для них характерна довольно высокая удельная поверхность (100- 150м³/г).

Черноземы колочной степи, имея большее количество ила, а также высокое содержание гумуса по сравнению с каштановыми почвами и южными черноземами, отличаются хорошей способностью к микроагрегатированию. Первичные связи при формировании микроагрегатов в этих почвах осуществляются, главным образом, за счет негидролизуемой части гумуса (гуминов), представляющей собой необратимо скоагулированные органоминеральные комплексы, в которых важную роль играет монтмориллонит.

Образованные микроагрегаты устойчивы к механическим воздействиям, поскольку их количество в пахотном слое остается практически таким же, что и в подпахотных горизонтах, хотя коэффициенты дисперсности в черноземах кол очной степи выше, чем у южных и каштановых почв.

Среди структурных элементов преобладают глыбы (размер 10 мм). Особенно высокое их содержание наблюдается в среднесуглинистых черноземах. В связи с тем, что в них меньше гумуса, механическая прочность структурных элементов ниже, и они быстрее разрушаются при обработке [3].

Содержание агрономически ценных водопрочных агрегатов (10-0,25 мм) в пахотном горизонте среднесуглинистых черноземов 24%, тяжелосуглинистых – 46%. В подпахотном горизонте их количество увеличивается и составляет 36% и 53% соответственно. Низкая устойчивость почвенной структуры к размыванию водой является главной причиной низкой эрозионной устойчивости черноземов.

Плотность пахотного слоя среднесуглинистых черноземов обычно выше, чем тяжелосуглинистых. С глубиной величина объемной массы увеличивается, достигая максимума в материнской породе, что свидетельствует о росте плотности ниже лежащих горизонтов. В оптимальном интервале плотность пахотного горизонта, в тяжелосуглинистых черноземах сохраняется на протяжении всего вегетационного периода, а в среднесуглинистых только до конца июня. Вторая половина вегетации протекает при плотности значи- тельно большей, чем оптимальная (1,10— 1,25 г / см ).

Удельная масса твердой фазы почвы в пахотном слое 2,56 – 2,60 г / см, в ниже лежащих горизонтах — 2,64 – 2,70 г / см.

Скважность среднесуглинистых черноземов в верхних гумусовых горизонтах составляет 49 – 51%, а в тяжелосуглинистых – 47-22% от объема почвы. В горизонтах материнской породы скважность остается достаточно высокой — 42-46% от объема почвы. При увлажнении почвы до НВ содержание воздуха в профиле среднесуглинистых черноземов достаточное для растений – 16-22%». В тяжелосуглинистых черноземах оно понижается до 12-17%.

Более половины объема общей скважности занимают поры диаметром менее 3 мкм. Значительную долю объема порозности составляют капиллярно-активные поры среднего размера и около 14% некапиллярные поры (микропоры) размером более 600 мкм [3].

Средне- и тяжелосуглинистые черноземы заметно различаются по во- доудерживающей способности. В верхних гумусовых горизонтах величины НВ соответственно составляют 24-26 и 26-32% от массы почвы. В метровом слое среднесуглинистых черноземов удерживается 290-320 мм влаги, тяжелосуглинистых – 340-360 мм, из них на недоступную для растений влагу (запас при ВЗ) приходится 120-140 мм, или 37-43% общего запаса влаги. Запас недоступной влаги в тяжелосуглинистых черноземах выше, чем в среднесуглинистых. Разница обусловлена содержанием гумуса и гранулометрическим составом. Выщелоченные черноземы Приобья обладают удовлетворительной водопроницаемостью, которая с поверхности составляет 50 мм и более за 1-й час впитывания. Снижение водопроницаемости во времени связано с разрушением водопрочных агрегатов почвы, заиливанием почвенных пор и набуханием почвенных коллоидов.

Нижний горизонт В, обладающий текстурной трещиноватостью, имеет среднюю или высокую водопроницаемость, которая составляет 114-159 мм в 1-й час впитывания и 64-38 мм за 3-й час наблюдений.

Выщелоченные черноземы прогреваются слабее, чем южные. Водный режим их гораздо благоприятнее, но оптимальным он бывает только в годы с достаточным количеством атмосферных осадков за вегетационный период.

Однако в засушливые и сухие годы для влагообеспечеииости растений большое значение имеют запасы влаги, накопленные в почве к началу вегетации. В этих почвах запасы влаги соответствуют НВ, только в начале вегетации в пахотном горизонте. Дефицит влаги возникает, вследствие неполной аккумуляции влаги осенне-зимне-весеннего периода, малого накопления снега, что сказывается на развитии растений в июне-июле.

Потери на сток составляют 50-60, иногда 70% осадков. Кроме того, весной велики непроизвольные потери влаги на физическое испарение [3, 26].