УСЛОВИЯ И МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ

2 УСЛОВИЯ И МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ

 

Исследования проводились по материалам первой почвенной экспедиции, проходившей в июне 2001 года и третьей – в июле 2003 года. Маршрут экспедиции института агроэкологии пролегал с севера на юг Челябинской области, исследования почвенного покрова проводились в пределах лесостепной и степной зон.

  2.1 Условия почвообразования

Челябинская область расположена на предгорной части лесостепи и степи Западно-Сибирской равнины и на территории восточного склона Уральских гор. Более ¾ территории области находится в лесостепном и степном Зауралье и около ¼ - в горном Урале. Значит, сложившиеся условия области, обладающей четко выраженной природной зональностью в силу географического расположения, обуславливают следующие условия почвообразования: климат, растительность, рельеф и почвообразующие породы.

Характеристика агроклиматических ресурсов Челябинской области представлена в таблице 1.

Таблица 1

Характеристика агроклиматических ресурсов Челябинской области (А.П. Козаченко, 1997)

Природная зона	Сумма осадков, мм		Сумма активных температур, ˚С	Продолжительность периода с t>10˚C	ГТК за период t>10 дней	Продолжительность безморозного периода, дней	Продолжительность снежного периода, дней	Высота снежного покрова, см
	за год	за вегетационный период
Северная лесостепь	407-438	200-250	1800-2000	120-125	1,0-1,4	50-70	От 100-110 до 145-150	30-40
Южная лесостепь	389-454	175-225	2000-2100	125-135	0,6-1,2	60-90	От 100-120 до 145-150	30-40
Степная	330-404	160-210	2100-2300	более 135	0,8	110-120	140-150	18-22

Северная лесостепная зона – это зауральская холмистая равнина. Климат характеризуется умеренно теплым вегетационным периодом. На всей территории преобладают черноземы выщелоченные, меньше – черноземы обыкновенные.

Южная лесостепь расположена в пределах зауральского пенеплена и Западно-Сибирской низменности. Она характеризуется относительно большим количеством тепла и явным дефицитом влаги. Рельеф зоны типично равнинный. В почвенном покрове преобладают черноземы выщелоченные – 49% пашни, черноземы обыкновенные – 26 %.

Степная зона представлена предгорной и равнинной степью. Предгорная часть зоны отличается достаточно теплым и умеренно засушливым климатом, равнинная – наиболее теплым, но засушливым климатом. Занимая восточную часть предгорья Южного Урала, степная зона представляет собой сочетание вытянутых с юга на север увалов и плоских водоразделов. Почвенный покров зоны представлен черноземами обыкновенными, выщелоченными и солонцами. Почвообразующими породами являются желто-бурые карбонатные суглинки.

Естественные лесные, луговые, лугово-степные и степные растительные группировки в достаточно полной мере обеспечивают протекание процессов почвообразования.

Погодные условия

Осадков за вегетационный период 2001 года было меньше нормы. Начало лета теплое, влаги в почве достаточно. Средняя температура воздуха за июль составила 17,4 0C, что на 0,5 0C ниже нормы.

Вегетационный период 2003 года характеризуется как умеренно влажный и теплый. В мае выпало 60,2 мм осадков (при норме 42 мм). Июнь оказался теплым и влажным: средняя температура за месяц 15,4 0C (при норме 16,4 0C), выпало 103,2 мм осадков (52 мм). Июль жаркий: средняя температура 18,1 0C (16,2 0С); за месяц выпало 53,5 мм осадков (82 мм).

  2.2 Объекты и методика исследований

Объектами исследований послужили черноземные почвы, изученные во время первой и третьей почвенных экспедиций и в настоящее время являющиеся экспонатами геолого-почвенного музея.

Маршрут полевых почвенных исследований экспедиции пересекал разные природные зоны, при этом использовался сравнительно-географический метод исследования (Принципы организации и методы стационарного изучения почв, 1976). Сравнительно-географический метод выявляет зависимости между почвами, их свойствами и составом, с одной стороны, и совокупностью факторов почвообразования, с другой.

В каждой природной и почвенной зонах использовался метод заложения почвенно-геоморфологических профилей (И.С. Кауричев, 1982). Сущность метода заложения почвенно-геоморфологических профилей заключается в заложении почвенных разрезов на характерных элементах рельефа. Результаты исследований можно использовать для характеристики почв аналогичных почвенно-геоморфологических профилей почвенных зон или подзон.

При изучении черноземов использовался и сравнительно-аналитический метод, который позволяет путем применения химических, физико-химических и других методов анализа судить о составе и свойствах почв.

Почвенный покров черноземной зоны является комплексным: на близком расстоянии друг от друга встречаются различные по генезису и свойствам почвы. В данной работе сравниваются зональные почвы – черноземы равнинных территорий на целине и на пашне.

В лабораторных условиях выполнены следующие анализы черноземных почв:

- NPK – подвижные формы;

- pH водной вытяжки;

- содержание гумуса;

- гранулометрический состав;

- плотность твердой фазы;

- плотность сложения;

- наименьшая влагоемкость;

- гигроскопическая влага (для перерасчета на абсолютно сухую почву);

- агрегатный состав (сухое просеивание);

- водопрочность структуры (мокрое просеивание).

Анализы выполнены по общепринятым методикам (Н.Ф. Ганжара. 2002; А.А. Яскин и другие, 1999).

При изучении черноземов использовался метод сравнения (И.С. Кауричев, 1982).

Урожайность яровой пшеницы определялась на полях, где были заложены разрезы в трех повторениях по каждому подтипу черноземов:

1.         чернозем выщелоченный (опытное поле института агроэкологии);

2.         чернозем обыкновенный (Увельский район, колхоз «Рассвет»);

3.         чернозем южный (Брединский район, совхоз «Первомайский»).

Результаты по урожайности яровой пшеницы обрабатывались математически методом дисперсионного анализа (Б.А. Доспехов, 1985).

Методика почвенно-экологической оценки

Методика почвенно-экологической оценки разработана в Почвенном институте РАСХН (И.И. Карманов, 1985). Она позволяет оценить состояние почв различных угодий. Технология выполнения работ по данной методике состоит в следующем:

- подготовка почвенно-агрохимических и агроклиматических данных;

- почвенно-экологическая оценка.

Почвенно-экологическая оценка

Проводится на основании свойств почв и климатических показателей. В основу положен расчет почвенно-экологического индекса (ПЭи) по формуле (1), предложенной Л.Л. Шишовым и другими (Д.Н. Дурманов, И.И. Карманов, 1991):

, (1)

где ПЭи – почвенно-экологический индекс;

V - плотность (объемная масса) почвы в среднем для метрового слоя, г/см3;

2 – максимально возможная плотность г/см3;

П – «полезный» объем почвы в метровом слое;

Дс – дополнительно учитываемые свойства почвы: содержание гумуса, рН, степень эродированности и другие;

t>10 - среднегодовая сумма активных температур;

Р – поправка к коэффициенту увлажнения;

КК – коэффициент континентальности;

А – итоговый агрохимический показатель содержания элементов питания.

Расчет почвенно-экологических показателей

Множитель 12,5 является постоянным для всех типов почв.

Величина 2-V рассчитывается на основании объемной массы метрового слоя почвы с учетом поправки на коэффициент увлажнения (КУ-Р).

Коэффициент П позволяет учитывать полезный объем почвы различного гранулометрического состава.

Среди дополнительных свойств почв (Дс) важнейшим является содержание гумуса.

Коэффициент на содержание гумуса (Кг) рассчитывается следующим образом. Фактическое содержание гумуса в конкретной почве сравнивается со средним содержанием по региону в почве того же типа. Отношение выражается в процентах, и по его величине находят Кг.

Определение климатических показателей

Коэффициент увлажнения КУ-П определяется по формуле (2):

КУ=, (2)

где Дк – дополнительный коэффициент; Дк=5,1 для лесостепной зоны,

Дк=4,9 для степной зоны.

Ос – среднегодовая сумма осадков, мм

Σt>10 - среднегодовая сумма активных температур.

Рассчитанные по этой формуле величины КУ, превышающие 1,10, принимаются 1,10. Поправку к коэффициенту увлажнения берут в соответствии с таблицей.

Коэффициент континентальности КК рассчитывается по формуле (3):

 (3)

где t max - среднемесячная температура самого теплого месяца;

t min - среднемесячная температура самого холодного месяца;

φ- широта местности.

Агрохимические показатели характеризуют, прежде всего, содержание элементов питания – подвижного фосфора и обменного калия. Коэффициенты взяты из литературных источников (А.П. Козаченко, 1999).