Закономерности изменения свойств почв юго-востока центрального Черноземья под влиянием антропогенного воздействия

Анализ особенностей антропогенной трансформации физико-химических характеристик черноземов в течение XX столетия. Изучение количественных закономерностей изменения содержания гумуса в черноземах в процессе их сельскохозяйственного использования.

Рубрика Экология и охрана природы
Вид автореферат
Язык русский
Дата добавления 23.12.2017
Размер файла 772,6 K

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

В целом, агрофизические свойства мелиорированных почв отличаются высокими показателями структурности. Наиболее оптимальными значениями структуры почв характеризуются варианты с предварительным нанесением черноземной массы на солонцовые пятна. Для верхнего мелиорированного слоя почвы 0-15 см коэффициент структурности равнялся 1,89-7,65. В то время как на контрольном варианте с одной глубокой вспашкой коэффициент структурности составлял 2,49 (делянка №15), обычная глубокая вспашка на 30-35 см в сочетании с навозом не способствовала заметному улучшению структурности солонцовых почв. Коэффициент структурности в этом случае был близок к варианту со вспашкой - 2,61. То же самое можно отметить и в отношении варианта вспашки в сочетании с гипсованием, на котором коэффициент структурности составил 1,63. Относительно более высокой структурностью верхнего горизонта почвы характеризовались варианты комплексной мелиорации, включавших в себя предварительное гипсование с нанесением массы чернозема слоем 15 см. Значение коэффициента структурности составило в этом случае 4,25-5,28.

Состав водных вытяжек почв. Наиболее благоприятный состав и минерализация водных вытяжек выявлены в горизонтах почвенных разрезов, отнесенных к несолонцовым разностям - разрезы 242, 273, 275 и 278. Эти разрезы характеризуются низким содержанием солей в первом полуметре. Сухой остаток в них колеблется в интервале 0,16-0,26%. В иллювиальном горизонте количество солей увеличивается до 0,44%. Профильное распределение солей с увеличением от верхних горизонтов к нижним показывает, что они поступают на этих почвах из нижележащих горизонтов. В этих почвах при относительно низкой концентрации солей содержание ионов натрия достигает 5,21 мг-экв/100 г почвы, а ионов кальция варьирует всего от 0,25 до 0,75 мг-экв/100 г почвы. В разрезах 242 и 273 велика доля магния. Максимальные значения отмечены в верхних горизонтах - 2,75 мг-экв/100 г. В почвообразующей породе опускается до 1,0 -2,0 мг-экв/100 г. В разрезах 275 и 278 содержания магния по всему профилю колеблется в интервале 0,25-0,75 мг-экв/100 г.

В анионном составе отмечены существенные изменения по отношению к началу проведения исследований. По всем анализируемым черноземным почвам стационара в настоящее время отмечено наличие хлоридов. Если в 1953 г. хлориды в основном отсутствовали в составе водных вытяжек (И.Н.Антипова - Каратаев, И.А.Юрин, Г.М.Кадер и др., 1960, с.139). То в настоящее время они отмечаются по всем разрезам и максимальное значение достигает величины 1,1 мг-экв/100 г почвы (разрез 242). Но в основном в пределах 0,55-0,75 мг-экв/100 г.

Состав анионов в основном не изменился и в большинстве случаев он сохранил гидрокарбонатно-сульфатный состав. Вместе с тем, необходимо отметить, общее увеличение содержания гидрокарбонатов и сульфатов. В настоящее время они находятся на более высоком уровне. В период 1953-1955 гг. содержание сульфатов в черноземе обыкновенном составляло 0,21-0,68 мг-экв/100 г почвы в слое почвы 0-15 см и повышалось до 2,08 - 2,64 мг-экв/100 г в слое 130-150 см. По данным 2007 г. содержание сульфатов в черноземах стационара изменялось от 0,77 - 4,11 мг-экв/100 г в верхнем слое почвы до 0,5-3,6 мг-экв/100 г почвы в нижних иллювиальных горизонтах. Такая же закономерность отмечается и по содержанию гидрокарбонатов. Особенно заметно увеличение их содержания в переходных к почвообразующей породе горизонтах. Так, если в 1955 г. содержание HCO3 в слое 0 - 15 см составляло 0,50 мг-экв/100 г, то в 2007 г. оно было выше - до 0,95 мг-экв. На глубине 130-150 см соответственно - 2,28 мг-экв/100 г и 0,85 - 3,0 мг-экв/100 г.

Присутствие нормальной соды отмечается лишь по отдельным разрезам и преимущественно в нижних горизонтах. При этом в количественном выражении современное содержание СО3 несколько выше, чем в первые годы исследований. В настоящее время содержание СО3 составляет 0,3-0,6 мг-экв/100г, а в 1953-1955 гг. не превышало величину 0,2 мг-экв/100г почвы.

Под влиянием прогрессирующих процессов вторичного осолонцевания на общем фоне повышения засоленности почв стационара №1 происходит повышение содержания сульфатов и хлоридов натрия при постепенном повышении щелочности почвенных растворов. Почвенные растворы почв стационара становятся более щелочными, особенно в подпахотных горизонтах (ВС, BD).

Состав обменных катионов. Землевание солонцов материалом гумусового горизонта чернозема способствовало увеличению запасов обменного кальция в мелиорированной почве. Вместе с тем, сохранение почвы в гидроморфном режиме с периодическим промыванием поверхностных горизонтов талыми водами весной и интенсивным испарением и транспирацией влаги летом вызвали постепенное накопление водорастворимых солей и небольшого количества обменного натрия. В результате в вариантах землевания без гипсования (делянка № 10) в 2000-х годах верхние горизонты до глубины 50 см содержали обменный кальций в пределах 59-64%, обменный магний - 24-29%, и обменный натрий - 7-15% от ЕКО (табл. 2).

Для чернозема на делянке №15 характерно наиболее высокое содержание обменного кальция (71-78% от ЕКО) и наименьшее содержание обменного магния (18-23% от ЕКО). Благодаря расположению исследуемого чернозема в составе солонцового комплекса в нем появляется заметное количество обменного натрия на глубине более 20 см, составляющее 1-2 мг-экв/100 г (2-4% от ЕКО).

Землевание с дополнительным гипсованием (делянка № 12) в длительном последействии способствует более медленному изменению состава обменных катионов, тормозя восстановление солонца. По этой причине в этом варианте в настоящее время наблюдается самое лучшее соотношение обменных катионов по сравнению со всеми остальными вариантами мелиорации, выполненной полвека назад, но оно все равно значительно хуже, чем в черноземе, расположенном в том же солонцовом комплексе. Доля обменного кальция составляет 64-68%, доля магния - 25-27%, а доля натрия - 5-8% от ЕКО.

Таблица 2 - Состав обменных катионов в почвах солонцового стационара №1 (2003 г.)

точка опробования*

Глубина, см

Обменные катионы

мг-экв/100 г почвы

% от ЕКО

Ca

Mg

Na

K

ЕКО

Ca

Mg

Na

K

1*

0-20

34,28

9,27

0,52

0,40

44,47

77,1

20,8

1,2

0,9

20-35

31,47

7,57

1,00

0,30

40,34

78,0

18,8

2,5

0,7

35-50

37,84

12,60

2,10

0,41

52,95

71,5

23,8

4,0

0,8

2*

0-20

20,66

14,67

8,63

0,41

44,37

46,6

33,1

19,5

0,9

20-35

18,94

18,63

16,77

0,37

54,71

34,6

34,1

30,7

0,7

35-50

22,27

12,25

14,67

0,33

49,52

45,0

24,7

29,6

0,7

3*

0-20

26,80

14,54

5,97

0,31

47,62

56,3

30,5

12,5

0,7

20-35

26,26

16,70

9,04

0,40

52,40

50,1

31,9

17,3

0,8

35-50

37,84

12,60

9,18

0,42

60,04

63,0

21,0

15,3

0,7

4*

0-20

23,50

12,83

4,56

0,32

41,21

57,0

31,1

11,1

0,8

20-35

23,20

12,74

7,46

0,29

43,69

53,1

29,2

17,1

0,7

35-50

28,76

13,95

7,52

0,36

50,59

56,8

27,6

14,9

0,7

5*

0-20

28,60

12,74

3,10

0,36

44,80

63,8

28,4

6,9

0,8

20-35

28,90

11,45

7,54

0,57

48,46

59,6

23,6

15,6

1,2

35-50

25,70

12,60

4,58

0,57

43,45

59,1

29,0

10,5

1,3

6*

0-20

29,50

11,10

2,40

0,30

43,30

68,1

25,6

5,5

0,7

20-35

29,50

11,71

2,80

0,23

44,24

66,7

26,5

6,3

0,5

35-50

27,00

11,10

3,50

0,28

41,88

64,5

26,5

8,4

0,7

* точки опробования: 1 - чернозем обыкновенный (постагрогенный), делянка 15; 2 - солонец на целине; 3-6 - варианты мелиорации солонцов: 3 - глубокая вспашка, делянка 15; 4 - вспашка + гипсование, делянка 13; 5 - землевание, делянка 10; 6 - землевание + гипсование, делянка 12. ЕКО - емкость катионного обмена.

Динамика изменения содержания обменного натрия. Одним из важных критериев эффективности мероприятий по мелиорации солонцовых почв является оценка изменения содержания обменного натрия. Для сравнения разных вариантов коренного преобразования солонцовых пятен в улучшении свойств почвы нами систематизированы данные по многолетней динамике содержания обменного натрия. Они включают имеющиеся результаты, полученные с момента закладки солонцовых стационаров в Каменной Степи с 1952-1954 гг. до 1989 г. (И.Н.Антипов -Каратаев, И.А.Юрин, И.Ф.Поротиков) и проведенные нами собственные исследования с 1996 по 2005 гг. На момент проведения последнего почвенного обследования (2005 г.) срок последействия составлял 53 года.

Содержание обменного натрия в черноземе обыкновенном, часть ареала которого расположена на делянке № 15 в поверхностном слое 0-15 см практически не менялось в течение всего периода наблюдений (рис. 11, линия 1) - его содержание колебалось в пределах 0,3-0,64 мг-экв/100 г почвы (не более 1% от суммы обменных катионов).

Рис. 11 - Динамика содержания обменного натрия в слое почвы 0-20 см на стационаре №1 с 1954 по 2005 гг. Варианты опыта: 1, 2 - делянка №15, глубокая вспашка; 1 - чернозем; 2 - солонец; 3, 4, 5 - мелиорированные солонцы; 3 - делянка № 13, вспашка + гипсование; 4 - делянка № 10, землевание; 5 - делянка № 12, землевание + гипсование.

Вместе с тем, для остальной части гумусового горизонта слои (15-35 и 40-60 см) отмечены существенные изменения. До начала 1990-х годов в слое 15-35 см содержание обменного натрия сохранялось в пределах 0,1-0,5 мг-экв/100 г. (<1% от суммы обменных катионов) (рис. 12, линия 1). С 1996 г. наблюдается постепенное его увеличение до 1,89 мг-экв/100 г в 2003 г. (5,8% от суммы обменных катионов). В нижней части гумусового горизонта (слой 40-60 см) еще в 1950-х годах отмечалось содержание обменного натрия от 1,2 до 2,8мг-экв/100 г в связи с близким залеганием грунтовых вод. В начале 2000-х годов этот интервал стал немного шире - от 1,4 до 4,8 мг-экв/100 г почвы. Из этого следует, что при сохраняющемся близком к поверхности залегании грунтовых вод черноземы обыкновенные подвержены постепенному засолению и накоплению обменного натрия.

Землевание солонца без проведения фонового гипсования (делянка № 10) способствовало созданию временных благоприятных условий для развития растений. В верхнем мелиорируемом слое почвы 0-15(20) см в течение 15-20 лет от начала эксперимента (с 1954 г. до середины 1970-х) обменный натрий практически отсутствовал. Его содержание не превышало 0,3-0,7 мг-экв/100 г (рис. 11, линия 4). В верхнем слое погребенного солонца на глубине 15(20)-35 см в этот период также произошло заметное снижение обменного натрия с 8-10 до 1-2 мг-экв/100 г почвы (рис. 12, линия 4). Вместе с тем, в более глубоких горизонтах солонца (35-100 см) сохранялись воднорастворимые соли и

Рис. 12 - Динамика содержания обменного натрия в слое почвы 20-35 см на стационаре №1 с 1954 по 2005 гг. Варианты опыта: 1, 2 - делянка №15, глубокая вспашка; 1 - чернозем; 2 - солонец; 3, 4, 5 - мелиорированные солонцы; 3 - делянка № 13, вспашка + гипсование; 4 - делянка № 10, землевание; 5 - делянка № 12, землевание + гипсование.

достаточно высокое содержание обменного натрия (от 3 до 9 мг-экв/100 г). Через 20-30 лет после проведения мелиоративного воздействия в условиях сохранения гидроморфного режима они стали способствовать постепенному восстановлению содержанию обменного натрия в верхнем слое погребенного солонца на глубине 15(20)-35 см и постепенному его накоплению в насыпанном материале гумусового горизонта чернозема, вызывая его вторичное осолонцевание. В дальнейшем в 1990-х и 2000-х годах содержание обменного натрия постепенно увеличилось до значений 3,1-4,7 мг-экв/100 г почвы (9,8-10,6% от ЕКО) в обоих слоях 0-20 и 20-35 см, практически устранив исходные их различия по рассматриваемому показателю.

В солонце, верхняя часть профиля которого была механически разрушена только глубокой вспашкой (делянка №15) и с 1954 г. по настоящее время не испытывала других агрогенных воздействий, в течение всего рассматриваемого периода времени содержание обменного натрия в верхних горизонтах оставалось приблизительно на одном уровне от 4 до 11 мг-экв/100 г (10-25% от ЕКО) с колебаниями то в меньшую, то в большую сторону (рис. 11, 12, линия 2).

Гипсование солонца на фоне отвальной вспашки (делянка № 13) способствовало заметному снижению содержания обменного натрия до 0,2-0,7 мг-экв/100 г в начальный период после проведения мелиоративного воздействия (рис. 3, 4, линия 3). Но уже через 5-7 лет в начале 1960-х после расхода гипса началось постепенное восстановление содержания обменного натрия до уровня 2-4 мг-экв/100 г в слое 0-20 см и 4-6 мг-экв/100 г в слое 20-35 см, который сохранялся до 1990-х годов. В 2000-х годах в этом варианте также наблюдалось увеличение содержания обменного натрия с большими колебаниями в отдельные годы.

Таким образом, анализ полученных данных свидетельствует о значительном мелиорирующем эффекте применяемых вариантов коренной мелиорации черноземных почв в течение 10-15 лет после выполнения воздействий. Тем не менее, начиная с конца 80-х годов прошлого столетия, по истечении около 30 лет после мелиорации в условиях сохранения гидроморфного режима почв отмечается четкая тенденция повышения доли натрия в составе почвенно-поглощающего комплекса во всех вариантах, как затронутых мелиорацией, так и на контрольных делянках.

Состояние мелиорированных влажнолуговых солонцовых комплексов при их сельскохозяйственном освоении (стационар №2)

Минерализация и уровень грунтовых вод. Максимальная глубина залегания уровня грунтовых вод в момент начала проведения почвенных исследований отмечалась на черноземе обыкновенном вне опытного участка. В период 1954-1957 гг. среднегодовая его величина равнялась 2,39 м с амплитудой колебания 0,63 м. Максимальный уровень был характерен для мая месяца - 2,06 м (в среднем за месяц) и минимальный в сентябре - 2,69 м. В последующие годы происходит резкий скачок поднятия уровня грунтовых вод до совершенно иных отметок. В период 1958-1965 гг. он в среднем за год был на отметке 1,54 м.

При этом амплитуда колебаний уже составляла 1,50 м, т.е. изменилась по сравнению с предшествующим периодом более чем в два раза. В дальнейшем, в период с 1966 по 1980 гг. и с 1981 по 1995 гг., происходит закономерный подъем грунтовых вод. Среднегодовая величина их составляет соответственно 1,51 и 1,12 м. При этом максимальный подъем грунтовых вод в этот временной промежуток смещается на более ранний период - на апрель месяц со значениями 0,92 и 0,58 м. Срок наступления наиболее низкого уровня грунтовых вод не изменился. Он отмечался в один срок - сентябрь месяц. Но абсолютные значения претерпели существенные изменения с 2,69 м за 1954 - 1957 гг. до 1,52 м в период 1981 - 1995 гг. Таким образом, если судить по среднегодовым показателям УГВ, эти почвы можно отнести к влажно-луговым.

Минерализация грунтовых вод в настоящее время варьирует в интервале 1,4-2,2 г/л. Химический состав сульфатно-гидрокарбонатный с нормальной содой кальциево-магниево-натриевый (табл. 3). Сравнение результатов 1950-х и 2000-х годов свидетельствуют, что минерализация и химический состав грунтовых вод практически не изменились за время проведения исследований. По данным на период закладки стационара минерализация грунтовых вод составляла в разрезе №163 в обыкновенном черноземе 2249 мг/л, в солонцах (разрезы №158, 161, 162) - 1402-1478 мг/л (Антипов-Каратаев и др., 1960, с.165).

Таблица 3 - Состав грунтовых вод на стационаре № 2 в 2000-х годах.

Точка

рН

мг-экв/л

Сухой остаток, мг/л

CO32-

HCO3-

Cl-

SO42-

NO3-

Сa2+

Mg2+

Na+

K+

1

8,15

1,6

13,4

1,0

19,2

0,1

0,3

4,7

20,0

0,02

2220

2

8,20

2,0

13,0

1,3

9,0

0,1

0,4

4,1

19,5

0,02

1380

3

8,25

0,8

9,6

1,3

9,8

0,02

0,5

4,0

19,1

0,02

1380

Точки опробования: 1 - чернозем напротив делянки № 4; 2 - делянка № 4 землевание +навоз 40 т/га; 3 - ареал переувлажненной почвы с осокой на делянке № 4.

В совокупности сохранение сульфатно-гидрокарбонатного натриевого химического состава, близкое залегание от поверхности грунтовых вод, их напорный характер и подъем их во второй половине 20 века создали условия быстрого и сильного проявления вторичного осолонцевания нанесенного материала гумусового горизонта чернозема, которое отмечали уже в первые годы после проведения почвенных мелиораций (Антипов-Каратаев и др., 1960).

Динамика содержания обменного натрия. Рассмотрение полученных экспериментальных материалов показывает, что изменение по годам содержания обменного натрия по вариантам мелиорации содово-сульфатных солонцов с помощью таких приемов, как мульчирование его поверхности черноземной массой, как с предварительным гипсованием, так и без него, отмечается постепенное увеличение содержания обменного натрия (рис.13). Причем не выявлено явного преимущества варианта с предварительным гипсованием. То же самое отмечается и на варианте с внесением 60 т/га навоза. Что касается чернозема «обыкновенного», то появление солонцовых свойств начинает проявляться со второго полуметра глубины.

Рис. 13 - Содержание обменного натрия в слое 0-20 см, 1953-2004 гг.

По верхнему слою почвы (0-20 см) пределы нижней границы солонцеватости были достигнуты уже спустя 9 лет (1962 г.) после проведения землевания (делянка №3). Доля обменного натрия повысилась за этот период с 0,17 мг-экв/100 г. почвы (0,4%) до 3,91 мг-экв/100г (10,3%) с последующем увеличением в 2004 г. до величины 7,38 мг-экв/100г (14,5%) , что соответствует средней степени солонцеватости.

Продуктивность многолетних трав на почвах солонцовых комплексов. Основным результатом всех технологических приемов является повышение плодородия и создание условий для рационального использования сельскохозяйственных угодий. Особое значение это имеет при мелиорации малопродуктивных солонцовых почв.

Наиболее существенное снижение продуктивности трав отмечается на солонцовых почвах. Между остальными группами почв различия по продуктивности трав находятся в пределах ошибки опыта.

По средним данным за три года урожай зеленой массы естественных трав был равен (ц/га): на солонце - 63,4; луговой солонцеватой почве - 81,5; черноземе солонцеватом - 86,9; черноземе комплексном несолонцеватом и слабосолонцеватом - 90,8. На солонце луговом и мочаристой луговой почве урожайность трав была и близка между собой - 61,6 и 67,3. Максимальные значения отмечены вне опытного участка с урожайностью 120,1 ц/га зеленой массы пырея.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

1. Преобразование степного ландшафта в агролесоландшафты в течение XX века способствовало изменению сочетания факторов почвообразования, спровоцировало антропогенную трансформацию свойств черноземов под пашней и новый этап эволюционного развития автоморфных черноземов в полугидроморфные и гидроморфные почвы.

2. В процессе использования черноземных почв под пашней отмечается изменение большинства основных показателей их плодородия. Трансформация свойств почв обусловлена, с одной стороны, периодом времени антропогенного сельскохозяйственного воздействия, с другой, изменившимися экологическими условиями, связанными с усилением увлажненности агроландшафта и подъемом уровня грунтовых вод.

3. Антропогенное воздействие на почвенный покров приводит к изменению почвенных гидрологических констант, влагообеспеченности агроценозов. В старопахотных черноземах изменяется комплекс физических свойств поверхностных горизонтов до глубины приблизительно 50 см: увеличивается плотность пахотных горизонтов до 1,1-1,2 г/см3, доля глыбистой фракции агрегатов и уменьшается количество водопрочных агрегатов, водопроницаемость в 6-8 раз, НВ с 31-48 до 28-37% и ДАВ с 15-33 до 13-21%.

4.На общем фоне сохранения нейтральной реакции среды гумусовых горизонтов черноземов в течение второй половины XX века произошло увеличение рНн2о и рНkcl на 0,8-1,0 единицы рН из слабокислого интервала в нейтральный.

5. За вторую половину XX века в черноземных почвах произошло увеличение доли обменного магния с 3-4 до 7-10 мг-экв/100 г почвы. В результате соотношение обменных кальция и магния достигло критического значения (меньше 5,5), которое предполагает возникновение угрозы изменения структурного состояния черноземов в отрицательную сторону.

6. Длительное сельскохозяйственное использование черноземов в пашне влияет на содержание подвижных соединений элементов минерального питания растений. В начальный период после распашки целинных почв отмечается резкое увеличение нитратного азота (в первые 20-30 лет использования), подвижного фосфора и обменного калия (в течение 50-60 лет). С увеличением длительности использования почв происходит постепенное снижение подвижных форм питательных элементов, что вызывает необходимость применения специального комплекса агротехнических мероприятий.

7. Снижение содержания гумуса в черноземах Каменной Степи в зависимости от длительности распашки подчиняется общей закономерности: максимально высокие темпы снижения содержания гумуса характерны в первые годы эксплуатации черноземов. По истечении 50-60 лет сельскохозяйственного производства наступает фаза равновесного состояния и гумусовое состояние черноземов обыкновенных стабилизируется на уровне 6,5-7,0%. Изменения во времени минимальных и максимальных статистических значений содержания гумуса имеет более резко выраженный характер. После резкого их уменьшения в первые годы относительная стабилизация этих показателей наблюдается уже после 20-30 лет распашки.

8. В связи с поднятием в условиях Центрально-Черноземной зоны почвенно-грунтовых вод произошли изменения направленности почвообразовательных процессов. Отмечается эволюционная трансформация чернозёмов в лугово-чернозёмные, чернозёмно-луговые и даже в луговые почвы, а также возникновение опасности развития засоленных и осолонцованных почв. Вследствие этого необходима разработка мероприятий по регулированию водного баланса территории.

9. Впервые за время проведения почвенных исследований и существования стационара «Каменная Степь» создана карта затапливаемых и сезонно переувлажненных почв. На обследуемой территории отмечено более 120 ареалов, подверженных временному переувлажнению. Длительность весеннего срока затопления определяется складывающимися метеорологическими условиями предшествующего осенне-зимнего периода и характером распределения осадков. Наибольшая длительность отмечается при высокой влажности почвенной толщи в осеннее время и значительным количеством выпавшего снега в зимние месяцы. Существенным фактором способствующим росту переувлажненных почв является уменьшение их промерзания в зимние месяцы вследствие повышения температуры воздуха.

10. При лесокультурном освоении мелиорированных почв, включая все варианты мелиоративных воздействий и целинный солонец, характерно постепенное увеличение содержания обменного натрия в поверхностных горизонтах в 1990-х и 2000-х годах. Очевидно, это связано с сохранением гидроморфного режима почв в течение всего наблюдаемого периода и постепенного накопления воднорастворимых натриевых солей.

11. В распаханных солонцах, не подвергавшихся другим мелиоративным воздействиям, в течение 30 лет после прекращения ежегодной вспашки сохранялся более или менее постоянный уровень содержания обменного натрия в поверхностных горизонтах, характерный для этих почв, обеспечивая возможность восстановления солонцов.

12. Гипсование солонца на фоне глубокой вспашки способствовало временному снижению обменного натрия в течение 5-7 лет. После расхода гипса началось медленное восстановление обменного натрия, который сохранялся на более низком уровне (2-4 мг-экв/100 г) еще около 30 лет (до начала 1990-х годов).

13. Землевание солонцов материалом гумусового горизонта чернозема обеспечило очень низкое содержание обменного натрия (менее 0,7 мг-экв/100 г) в поверхностном слое 0-20 см в течение 15-25 лет (до середины 1970-х годов). В последующий период отмечено постепенное увеличение содержания обменного натрия до 4-8% от суммы обменных катионов, свидетельствующее о появлении физико-химических условий развития солонцового процесса.

В результате более чем 50-тилетнего последействия землевание как в чистом виде, так и в сочетании с гипсом в дозе 10 т/га на луговых корковых солонцах сульфатно-содового засоления при лесомелиоративном освоении сохраняются и поддерживаются физико-химические условия развития солонцового процесса. По мере увеличения длительности периода развития почвы после мелиоративного воздействия физико-химические условия солонцового процесса распространились на весь профиль почвы, включая насыпанный материал гумусового горизонта чернозема.

14. Варианты землевания с коренным преобразованием солонцовых почв при сельскохозяйственном их использовании мало различаются между собой по характеру многолетней динамики содержания обменного натрия и его вертикального распределения по профилю. Выделяются три стадии последовательного накопления солей и обменного натрия в мелиорированных почвах. На первой стадии в течение 5-7 лет после начала наблюдений происходит общее накопление обменного натрия по всему профилю, что отражается приблизительно параллельным сдвигом кривой вертикального распределения обменного натрия вправо. На второй стадии происходит перераспределение натрия - подтягивание его в верхние горизонты из средней части профиля. Эта стадия продолжалась около 30 лет с начала 1960-х до начала 1990-х годов. На третьей стадии, протекающей в настоящее время, происходит новый этап накопления натрия по всему профилю при более высоком уровне стояния грунтовых вод.

15. Коренные приемы мелиорации луговых черноземных солонцов, включающие в себя нанесение черноземной массы на пятна солонцов слоем до 20 см и применение химических мелиорантов позволяют трансформировать низко плодородные, малопродуктивные комплексы луговых черноземно-солонцовых почв в высокопродуктивные сельскохозяйственные сенокосные и пастбищные угодья период эффективного использования которых составляет не менее 50 лет на фоне продолжающего свое развитие солонцового процесса. Землевание обеспечивает существенное и длительное последействие данного приема в изменении свойств солонцовых почв по сравнению с прилегающими немелиорированными почвами. Продуктивность естественных трав в этом случае достигает до 120 ц/га зеленной массы. Дальнейшее использование солонцовых комплексов будет зависеть от активности развития солонцового процесса.

Предложения производству

1. При реализации концепции развития агропромышленного комплекса ЦЧЗ в современных условиях при усилении проявления признаков гидроморфизма и трансформации черноземных почв в луговые целесообразна разработка методов двустороннего регулирования водного баланса агроценозов на основе совершенствования систем ведения сельского хозяйства. На участках пашни с длительным и систематическим грунтовым переувлажнением необходимо снизить интенсивность влагонакопительных мероприятий, ограничить применение приемов сбережения влаги и активизировать проведение культурнотехнических и технологических приемов по отводу избыточной влаги.

В условиях недостаточного увлажнения в целях получения гарантированных стабильных и высоких урожаев возделываемых сельскохозяйственных культур необходимо применять разработанные НИУ зоны рекомендации по сбережению почвенной влаги.

2. В современных экономических условиях при резком недостатке материально технических средств исходя из возможностей экономической целесообразности часть комплексов солонцово-черноземных почв может быть выведена из активного сельскохозяйственного производства и использована в качестве кормовых и пастбищных угодий.

На луговых черноземных солонцах смешанного и содового типов засоления, занимающих локальные пятна в структуре почвенного покрова при близком залегании грунтовых вод, рекомендуется комплексный метод мелиорации, включающий землевание слоем до 20 см, внесение гипссодержащих мелиорантов (в условиях глубокого залегания природного гипса), повышенных доз органических удобрений. Для землевания можно использовать серийные машины, оснащенные техническими средствами для проведения планировочных работ.

С целью предупреждения появления кальциевого дефицита в почвах и избежание в них вторичного осолонцевания необходимо проведение мероприятий по профилактическому гипсованию после освоения солонцовых земель.

СПИСОК ОСНОВНЫХ РАБОТ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

Список работ, опубликованных в рекомендуемых ВАК РФ журналах

1. Свиридов А.К., Васютин А.А., Чевердин Ю.И., Агафонова Ю.А. Параметры эволюционных стадий черноземов юго-востока ЦЧЗ // Плодородие. - 2006. - №1. - с.15-17.

2. Чевердин Ю.И. Длительность распашки и физическое состояние черноземов Каменной Степи// Земледелие. - 2008. - №3. - С.28-30.

3. Чевердин Ю.И., Титова Т.В. Водопроницаемость черноземных почв в зависимости от степени проявления гидроморфизма.// Плодородие. - 2008. - №6. - с.40-41.

4. Чевердин Ю.И., Богатых О.А. Эколого-агрохимическое состояние почв Каменной Степи// Агрохимический вестник. - 2008. - №6. - с.16 - 18.

5. Чевердин Ю.И., Зборищук Ю.Н. Тенденции изменения климатических условий в Каменной Степи// Вестник МГУ. Серия Почвоведение. - 2009. - №1. - с.24-27.

6. Чевердин Ю.И. Влияние комплекса естественных и антропогенных факторов на плодородие черноземов // Вестник РАСХН. - 2009. - №3. - с.37-38.

7. Рымарь В.Т., Чевердин Ю.И. Влагообеспеченность почв агроценозов в зависимости от длительности антропогенной нагрузки// Земледелие. - 2009. - №5. - с.3-5.

8. Чевердин Ю.И. Физическое состояние пахотных горизонтов черноземов Каменной Степи при распашке / Плодородие. - 2009. - №4. - с.44-46.

9. Хитров Н.Б., Чевердин Ю.И., Поротиков И.Ф. Солонцовый процесс в постагрогенных и постмелиоративных условиях Каменной Степи/ Почвоведение. - 2009.- №11. - с.106-115.

Монографии

10. Зборищук Ю.Н., Рымарь В.Т., Чевердин Ю.И. Состояние черноземов обыкновенных Каменной Степи // Монография. - М., 2007. - 160 с.

Статьи, опубликованные в сборниках научных конференций
и симпозиумов

11. Чевердин Ю.И., Поротиков И.Ф. Мелиорация солонцовых почв и рациональное использование сезонно переувлажненных почв/ Система ведения агропромышленного производства Воронежской области на 1996 - 2000 гг.// Воронеж, Центрально - Черноземное книжное изд - во, 1996, в 2 ч. - с.40-43.

12. Поротиков И.Ф., Чевердин Ю.И., Шеншина Н.А. Мелиорация и использование солонцовых и кислых черноземных почв/ Эффективность сельскохозяйственного пр-ва на черноземах Каменной Степи (К 110-летию Особой экспедиции В.В.Докучаева) - Каменная Степь - С-Петербург, 2003. - с.53-66.

13. Чевердин Ю.И., Поротиков И.Ф., Сверидов А.К., Титова Т.В., Иванов В.А. Роль лесных насаждений в сезонной переувлажненности почв Каменной Степи//Черноземы Центральной России: генезис, география, эволюция/ Матер. междунар. научной конфер. посвященной 100-летию со дня рождения основателя Воронежской школы почвоведов П.Г.Адерихина, 25-28 мая 2004 г. - Воронеж, 2004. - с.328-332.

14. Покудин Г.П., Чевердин Ю.И., Тепляков С.Г., Воронин А.А. Причинно-следственная связь уровня грунтовых вод с гидротермическими условиями// Черноземы Центральной России: генезис, география, Эволюция/ Матер. междунар. научной конфер. посвященной 100-летию со дня рождения основателя Воронежской школы почвоведов П.Г.Адерихина, 25-28 мая 2004 г. - Воронеж, 2004. - с.301-303.

15. Васютин А.А., Чевердин Ю.И. Уровень грунтовых вод в связи с изменившимися погодными условиями. - Материалы региональной конференции «Состояние и перспективы развития земледелия, агролесомелиорации и экономики землепользования в АПК ЦЧЗ» 28 - 30 июня 2004 г. - Каменная Степь - Санкт- Петербург, 2004. - с.57 - 59.

16. Васютин А.А., Чевердин Ю.И. Гидрогенез черноземов Каменной Степи. - Материалы региональной конференции «Состояние и перспективы развития земледелия, агролесомелиорации и экономики землепользования в АПК ЦЧЗ» 28 - 30 июня 2004 г. - Каменная Степь - Санкт- Петербург, 2004. - с.104 - 107.

17. Рымарь В.Т., Покудин Г.П., Суров В.А., Чевердин Ю.И. Тенденции изменения климата и устойчивость агроэкологических систем// Проблемы интенсификации и экологизации земледелия России/ Матер. науч.-практ. конф.. 14-15 июня 2006 г. - п.Рассвет, 2006. - с.539-545.

18. Чевердин Ю.И., Павлюченко А.У., Титова Т.В. Оптимизация плотности сложения чернозема обыкновенного/ Черноземы России: экологическое состояние и современные почвенные процессы: материалы Всероссийской конференции, посвященной 70-летию кафедры почвоведения и агрохимии Воронежского государственного университета. - Воронеж: ВГУ, 2006. - с.244-246.

19. Чевердин Ю.И., Павлюченко А.У., Титова Т.В. Структурное состояние чернозема обыкновенного при антропогенных воздействиях в кормовом севообороте/ Черноземы России: экологическое состояние и современные почвенные процессы: материалы Всероссийской конференции, посвященной 70-летию кафедры почвоведения и агрохимии Воронежского государственного университета. - Воронеж: ВГУ, 2006. - с.246-248.

20. Хитров Н.Б., Чевердин Ю.И. Особенности распространения сезонно-переувлажняемых и затопляемых почв Каменной Степи // Материалы Международной научной конференции «Пространственно-временная организация почвенного покрова: теоретические и прикладные аспекты», 1-3 марта 2007 года, Санкт-Петербург. - Издательский Дом С.-Петербургского гос. университета, 2007. - с.363-365.

21. Хитров Н.Б., Чевердин Ю.И. Причины возникновения и география временно переувлажненных и затопленных почв Каменной степи // Бюллетень Почвенного института им. В.В. Докучаева.- 2007. - Вып. 59. - с. 3-13.

22. Поротиков И.Ф., Чевердин Ю.И. Мелиорация и использование солонцовых почв Центрально-Черноземной полосы // Каменная Степь: проблемы изучения почвенного покрова. Научные труды Почвенного института им. В.В. Докучаева. - 2007. - с.201-208.

23. Хитров Н.Б., Чевердин Ю.И. Распространение сезонно переувлажненных и затопленных почв в Каменной Степи // Каменная Степь: проблемы изучения почвенного покрова. Научные труды Почвенного института им. В.В. Докучаева. - 2007. - с .121-133.

24. Хитров Н.Б., Лебедева И.И., Чевердин Ю.И., Чижикова Н.П., Ямнова И.А. Морфологические свойства почв Каменной Степи // Каменная Степь: проблемы изучения почвенного покрова. Научные труды Почвенного института им. В.В. Докучаева. - 2007. - с.36-71.

25.Чевердин Ю.И., Дорохин И.Н., Титова Т.В. Последействие орошения на физические свойства черноземных почв // Материалы международной конференции «Современная агрофизика - высоким агротехнологиям». - Санкт-Петербург, 2007. - с.146-147.

26. Чевердин Ю.И., Дорохин И.Н., Медведева О.Л., Титова Т.В. Изменение содержания подвижных форм макроэлементов в черноземах Каменной Степи.// Современные технологии в сельском хозяйстве / Материалы международной научно-практической конференции, посвященной 70-летию Оренбурского НИИСХ. - Оренбург, 2007. - с.342-348.

27. Чевердин Ю.И. Состояние мелиорированных влажнолуговых солонцовых комплексов Каменной Степи при их освоении/ Материалы научно-практической конференции «Проблемы и пути реализации потенциала производства зерна в Центральном Черноземье» и заседания территориального координационного совета «Проблемы земледелия ЦЧЗ» Каменная Степь 31мая - 1 июня 2007г. - Каменная Степь - С-Петербург, 2007. - с.42-43.

28. Чевердин Ю.И. Гумусовое состояние черноземов Каменной Степи// Материалы Международной научно-практической конференции посвященной 65-летию Ульяновской ГСХА 20-22 мая 2008 года: Актуальные вопросы аграрной науки и образования. - Т.1: Агрономия и агроэкология. - Ульяновск, 2008. - с.206-207.

29. Чевердин Ю.И. Гумусовое состояние черноземов обыкновенных различного характера использования/ Энтузиасты аграрной науки: Труды Кубанского ГАУ. - Краснодар, 2008. - Вып.8. - с.123-126.

30. Чевердин Ю.И., Богатых О.А. Эколого-агрохимическое состояние почв Каменной Степи/ Энтузиасты аграрной науки: Труды Кубанского ГАУ. - Краснодар, 2008. - Вып.8. - с.237-241.

31. Чевердин Ю.И. Качественный состав гумуса черноземов Каменной Степи/ Энтузиасты аграрной науки: Труды Кубанского ГАУ. - Краснодар, 2008. - Вып.7. - с.185-189.

32. Чевердин Ю.И., Беспалов В.А., Киценко В.П. Состав обменных оснований почв разновозрастных пашен/ Энтузиасты аграрной науки: Труды Кубанского ГАУ. - Краснодар, 2008. - Вып.7. - с.182-185.

33. Чевердин Ю.И., Титова Т.В. Изменение состояния луговых солонцов. // Материалы V съезда Всероссийского общества почвоведов им. В.В. Докучаева, Ростов-на-Дону, 18-23 августа 2008 г. - с. 407.

34. Чевердин Ю.И. Влагообеспеченность почв агроценозов с различной продолжительностью использования// Инновационные процессы в сельскохозяйственном производстве: наука и практика/ Международный сборник научных трудов, Оренбургский НИИСХ. - Оренбург, 2008. - с.143-149.

35. Чевердин Ю.И Состав водорастворимых солей сезоннопереувлажненных почв //Актуальные проблемы повышения эффективности агропромышленного комплекса. /Матер. Междунар. научно-практ. конф. Курск, 2008.- С.301-303.

36. Чевердин Ю.И., Богатых О.А., Титова Т.В., Рябцев А.Н. Динамика изменения свойств почв в результате длительного антропогенного воздействия. // Научно-практические основы сохранения и воспроизводства плодородия почв ЦЧЗ / Матер. засед. территор. коорд. совета «Проблемы земледелия ЦЧЗ».- Каменная Степь.-2008.- С.26-36.

37. Рымарь В.Т., Чевердин Ю.И., Поротиков И.Ф., Титова Т.В. Сохранение плодородия и рациональное использование сезоннопереувлажненных почв Воронежской области: рекомендации. - Воронеж: «Истоки», 2008. - 42 с.

38. Богатых О.А. Чевердин Ю.И. Гидротермический режим черноземных почв Каменной Степи//Актуальные проблемы повышения эффективности агропромышленного комплекса. /Матер. междунар. научно-практ. конф. - Курск, 2008.- С.303-305.

39. Титова Т.В., Чевердин Ю.И. Гумусное состояние почв Каменной Степи под воздействием гидроморфизма//Актуальные проблемы повышения эффективности агропромышленного комплекса. /Матер. междунар. научно-практ. конф. - Курск, 2008.- С.294-295.

40. Чевердин Ю.И.,Титова Т.В. Изменение состояния сезонно переувлажненных почв/ Агроэкологическое состояние и перспективы использования земель России, выбывших из активного сельскохозяйственного оборота/ Матер. Всероссийской научной конференции, Москва, 13-14 мая 2008 г.- М., 2008. - с.383-384.

41. Чевердин Ю.И. Структурно-агрегатное состояние солонцовых почв в постмелиоративный период/ Продукционный процесс растений: теория и практика эффективного и ресурсосберегающего управления: Матер. Всерос. конф. с междунар.участием. Посвящается памяти акад. РАСХН Е.И.Ермакова. - С-Петербург, 2009. - с.285-286.

42. Хитров Н.Б, Ельцов М.В., Роговнева Л.В., Чевердин Ю.И. Варьирование морфометрических характеристик почв Каменной Степи / Разнообразие почв Каменной Степи: Научн.тр. Почвеннный институт им.В.В.Докучаева, 2009. - с.60-77.

43. Хитров Н.Б., Чевердин Ю.И. Роговнева Л.В., Нацентова С.В. Особенности структуры почвенного покрова приводораздельного пологого склона в условиях современного сезонного переувлажнения/ Разнообразие почв Каменной Степи: Научн.тр.Почвеннный институт им.В.В.Докучаева, 2009. - с.98-123.

44. Чевердин Ю.И., Поротиков И.Ф. Минерализация грунтовых вод и особенности соленакопления сезонно переувлажненных черноземных почв. / Разнообразие почв Каменной Степи: Научн.тр.Почвеннный институт им.В.В.Докучаева, 2009.- с.124-135.

45. Чевердин Ю.И., Поротиков И.Ф., Иванов В.А. Изменение состава обменных катионов луговых солонцов Каменной Степи (стационар №1) в течение второй половины XX века/ Разнообразие почв Каменной Степи : Научн.тр.Почвеннный институт им.В.В.Докучаева, 2009. - с.254-266.

46. Чевердин Ю.И., Поротиков И.Ф., Иванов В.А. Многолетняя динамика грунтовых вод и обменного натрия в мелиорированных почвах солонцового стационара № 2/ Разнообразие почв Каменной Степи : Научн.тр.Почвеннный институт им.В.В.Докучаева, 2009. - с.267-277.

47. Хитров Н.Б., Чевердин Ю.И. Морфологические признаки проявления процессов постагрогенного и постмелиоративного развития почв черноземных солонцовых комплексов Каменной Степи/ Разнообразие почв Каменной Степи : Научн.тр.Почвеннный институт им.В.В.Докучаева, 2009. - с.278-300.

48. Чевердин Ю.И. Продуктивность многолетних трав на почвах солонцовых комплексов/ Разнообразие почв Каменной Степи : Научн.тр.Почвеннный институт им.В.В.Докучаева, 2009. - с.301-306.

49. Чевердин Ю.И., Дорохин И.Н. Показатели эффективного плодородия черноземных почв в зависимости от длительности антропогенной нагрузки/ Разнообразие почв Каменной Степи : Научн.тр. Почвеннный институт им.В.В.Докучаева, 2009. - с.307-321.

50. Чевердин Ю.И. Изменения показателей реакции среды черноземов в течение второй половины XX столетия //Энтузиасты аграрной науки: Труды Куб.ГАУ. - Краснодар, 2009, - вып. 9. - С. 239-243.

Размещено на Allbest.ru


Подобные документы

  • Виды антропогенного воздействия на экосистемы и их реакция. Деградация почв - процессы, ухудшающие плодородие: разрушение структуры, потеря гумуса и обменных оснований. Особенности физической, химической и биологической деградации, факторы эрозии.

    доклад [555,6 K], добавлен 25.11.2012

  • Гигиенические требования к почвам сельскохозяйственных угодий. Оценка почв сельскохозяйственного назначения и рекомендации по их использованию. Исследование содержания опасных для человека химических, биологических и радиоактивных веществ в почвах.

    реферат [43,1 K], добавлен 10.12.2010

  • Причины глобального изменения климата на Земле, меры противодействия данным явлениям, международные разработки в этой области. Механизмы снижения антропогенного воздействия глобального изменения климата в энергетике РФ. Мировой опыт углеродного рынка.

    реферат [39,3 K], добавлен 21.06.2010

  • Ускоренное поступление загрязняющих веществ в биосферу из-за антропогенной активности, изменения биогеохимической структуры в литосфере, гидросфере и атмосфере. Фармакодинамика поллютантов в организме, летальное и сублетальное воздействия загрязнителей.

    курсовая работа [890,8 K], добавлен 21.11.2016

  • Рост населения и возрастание масштабов потребления природных ресурсов, промышленного и сельскохозяйственного производства как главные причини антропогенного воздействия на окружающую среду. Характеристика невозобновимых ресурсов, анализ особенностей.

    презентация [923,6 K], добавлен 26.05.2014

  • Биосфера Земли, формы современного антропогенного воздействия на нее. Вклад различных отраслей промышленности в общее загрязнение окружающей среды. Антропогенные и естественные факторы, влияющие на изменение климата. Энергетика и выбросы парниковых газов.

    контрольная работа [483,9 K], добавлен 26.04.2011

  • Описание закономерностей распределения микроэлементов в различных типах ландшафтов территории. Выявление их преобладания или недостатка в почвах и растениях. Анализ особенностей биологического поглощения растениями некоторых химических элементов из почвы.

    статья [128,2 K], добавлен 13.11.2015

  • Анализ негативного изменения состояния окружающей среды под влиянием антропогенных и природных воздействий. Исследование методов построения системы экологической безопасности. Закон необходимой регламентации воздействия человека на окружающую среду.

    презентация [3,7 M], добавлен 16.02.2015

  • Изучение физико-географических характеристик Черноморского побережья Краснодарского края. Геологическое строение и тектонические условия района. Освоение Черноморского побережья и виды воздействия на береговую зону. Современные методы защиты берегов.

    дипломная работа [6,7 M], добавлен 18.09.2012

  • Зависимость отношения к природе от системы общественных отношений. Воздействие научно-технической революции на отношение к природе. Масштабы загрязнения окружающей среды. Характер и последствия изменения экологии в результате антропогенного воздействия.

    доклад [15,2 K], добавлен 26.11.2009

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.