Абсолютное содержание истинных микроагрегатов в классе легкосуглинистых почв незначительно растёт от почв сухой степи к почвам засушливой степи, оставаясь практически неизменным вплоть до почв средней лесостепи. В средне - и тяжелосуглинистых почвах самый высокий потенциал к микроагрегированию отмечается в почвах луговой степи предгорий и низкогорий Алтая, минимальный – в почвах засушливой степи и средней лесостепи. Высокий потенциал микроагрегирования в почвах луговой степи обусловлен высокой выветрелостью минералов, накоплением высокодисперсных минералов слюда-смектитовой группы (монтмориллонита), минералов полуторооксидов, высоким количеством гумусовых веществ связанных с глинистыми минералами и гидрооксидами Fe и Al (Трофимов, 1967; Хмелёв, 1982; , 1993). Снижение степени микроагрегированности в чернозёмах южных засушливой степи обусловлено разрушением микроагрегатов в результате развития процессов осолонцевания-осолодения, в средней лесостепи – в связи с развитием процессов выщелачивания-оподзоливания, приводящих как в первом, так и во втором случаях, к выносу оксидов Fe и Al, глинистого материала, участвующих в первичном микроагрегировании.
Интенсивность образования водопрочных агрегатов размером 5-0,25 мм определяется также гранулометрическим составом исходных почвообразующих пород, на которых протекало формирование почв. Закономерности агрегатообразования повторяют закономерности микроагрегирования и находятся в полном соответствии с широтной зональностью почв и почвообразовательных процессов.
В классах легко - и среднесуглинистых почв по мере движения от зоны сухой степи к зоне лесостепи уменьшается плотность почвы, что обусловлено уменьшением содержания песчаных частиц, ростом гумусности и агрегированности почв. По мере нарастания биоклиматического потенциала почвообразования увеличивается разница между плотностью почвообразующей породы и пахотного горизонта. Так, эта разница в почвах сухой степи равна 0,17 г/см3, в почвах средней лесостепи – 0,38 г/см3. В классе тяжелосуглинистых почв чернозёмы луговой степи, как наиболее гумусированные, высокоагрегированные и более оглиненные, характеризуются самой низкой плотностью, а чернозёмы колочной степи – самой высокой. Повышение плотности почв лесостепи по сравнению с почвами луговой степи обусловлено агрогенным уплотнением, вследствие меньшей агрегированности первых.
Изменение величин плотности твёрдой фазы почвы связано с динамикой содержания гумуса, изменением соотношения гранулометрических фракций, первичных и вторичных минералов.
Общая порозность является функцией изменения плотности и плотности твёрдой фазы почвы. Наиболее плотные каштановые почвы отличаются низкими значениями общей порозности. В то же время чернозёмы луговой степи и Присалаирья (самые рыхлые) имеют наибольшие значения общей порозности.
Порозность аэрации изменяется в полном соответствии с изменением величин общей порозности. Величины порозности аэрации во всех почвах вне зависимости от класса находятся в пределах 20-25%. Только в чернозёмах лесостепи и луговой степи порозность аэрации увеличивается до 30%. При этом её величины при увлажнении до НВ не выходят за пределы критических значений (15% объёма почвы).
Величины максимальной гигроскопической влаги (МГ) обнаруживают тесную связь с содержанием гумуса и содержанием средней и мелкой пыли (см. раздел 4.2.). Величины МГ возрастают от легкосуглинистых почв к тяжелосуглинистым с 3 до 11%. В легкосуглинистых почвах средние значения МГ лежат в интервале 4-5%, среднесуглинистых 5-9% и тяжелосуглинистых – 7,5-11%. Самые высокие величины МГ наблюдаются в чернозёмах Присалаирья, самые низкие – в каштановых почвах сухой степи. В пахотном горизонте среднесуглинистых почв по мере продвижения от зоны сухой степи к зоне чернозёмов Присалаирья величина МГ увеличивается на 4,5%, в почвообразующей породе только на 1,1%.
Величины наименьшей влагоёмкости (НВ) закономерно уменьшаются от почв тяжелосуглинистого состава (30-36%) к почвам легкосуглинистого состава (18-25%) и от почв Присалаирья к почвам сухой степи. В классе легкосуглинистых почв наибольшей водоудерживающей способностью (НВ) отличаются чернозёмы колочной степи, в классах средне - и тяжелосуглинистых почв – чернозёмы Присалаирья. В классе среднесуглинистых почв разница между величинами НВ пахотного горизонта и почвообразующей породой в каштановых почвах составляет 6,5%, в чернозёмах Присалаирья – 15,5% массы почвы.
Фильтрация влаги за 3-й час наблюдений в 2-3 раза ниже, чем скорость впитывания. Легкосуглинистые почвы фильтруют влагу лучше, чем среднесуглинистые, но хуже чем тяжелосуглинистые. В классе легкосуглинистых почв скорость фильтрации уменьшается от каштановых почв до чернозёмов колочной степи, что связано со снижением количества песчаных частиц. В классе среднесуглинистых почв наименьшей скоростью фильтрации характеризуются чернозёмы южные и чернозёмы выщелоченные средней лесостепи. В классе тяжелосуглинистых почв минимальную скорость фильтрации имеют чернозёмы обыкновенные колочной степи. Чернозёмы обыкновенные колочной степи независимо от класса почв по гранулометрическому составу фильтруют влагу с одинаковой скоростью. Чернозёмы луговой степи и Присалаирья тяжелосуглинистого состава фильтруют влагу в 1,9-2 раза быстрее, чем те же почвы среднесуглинистого гранулометрического состава, а чернозёмы средней лесостепи только в 1,4 раза. Более высокая фильтрация чернозёмов луговой степи и Присалаирья обусловлена высокой водопрочностью агрегатов и низкой плотностью. Скорость фильтрации нижележащих горизонтов во всех почвах (кроме чернозёмов южных) выше, чем через пахотный горизонт. Снижение скорости фильтрации в подпахотном горизонте чернозёмов южных обусловлено солонцеватостью почв.
5.3. Внутризональные особенности физического состояния агропочв
В супесчаных почвах сухой степи плотность пахотного горизонта остаётся практически одинаковой и от светло-каштановых почв к лугово-каштановым почти не изменяется (табл. 7). Рост количества адсорбированной влаги обусловлен слабым ростом количества гумуса, а также средней и мелкой пыли. Рост величины НВ связан с некоторым снижением количества песка и ростом содержания крупной пыли. Повышение скорости впитывания (Кв) от светло-каштановых почв к тёмно-каштановым вызвано приближением к поверхности (кроме лугово-каштановых почв) слоёв почвы с бóльшим содержанием песка.
В почвах легкосуглинистого состава наблюдается рост плотности до тёмно-каштановых почв вследствие облегчения гранулометрического состава, а некоторое снижение её величины в лугово-каштановых почвах происходит по причине накопления пылеватых частиц и снижения песчаных. В исследуемом ряду почв незначительно растёт НВ и снижается Кв. Последняя величина особенно сильно уменьшается в наиболее плотных тёмно-каштановых почвах.
В среднесуглинистых почвах самые низкие величины плотности, плотности твёрдой фазы, Кв отмечаются в лугово-каштановых почвах, которые более других почв обогащены пылеватыми частицами.
Между чернозёмами южными и лугово-чернозёмными почвами засушливой степи различия обнаруживаются только по величине НВ и порозности аэрации. Более высокой НВ обладают лугово-чернозёмные почвы, что приводит к снижению порозности аэрации. В среднесуглинистых почвах более высокая плотность пахотного слоя характерна для чернозёмов южных, что обусловлено их меньшей влажностью.
В среднесуглинистых почвах колочной степи плотность пахотного горизонта лежит в границах оптимума (1,0-1,3 г/см3). При этом более плотный пахотный горизонт (как, впрочем, и весь профиль) имеют чернозёмы обыкновенные. Это объясняется их местоположением на инсолируемых склонах, бóльшей иссушенностью по сравнению с другими почвами подзоны, бóльшим количеством крупной пыли и карбонатов. Лугово-чернозёмные почвы, занимающие транзитные позиции ландшафта, имеют меньшие величины МГ и более высокие величины НВ.
Пахотный горизонт чернозёмов выщелоченных среднесуглинистых луговой степи плотнее, чем чернозёмов обыкновенных. Повышение плотности связано с техногенным уплотнением более влажного, чем в чернозёмах обыкновенных горизонта. Все остальные горизонты чернозёмов выщелоченных менее плотные по сравнению с чернозёмами обыкновенными. Меньшая плотность чернозёмов выщелоченных в нижних горизонтах определяет в них повышение скорости впитывания почти в 2 раза. Среди тяжелосуглинистых почв наиболее плотными являются чернозёмы обыкновенные. Для них характерны меньшие величины всех физических и водно-физических свойств. Меньшие значения обусловлены снижением количества крупной пыли, ила и гумуса, которые определяют агрегированность и водопрочность агрегатов.
Таблица 7
Физические свойства пахотного горизонта агропочв
Почвы | Плот-ть почвы | Плот-ть твёрдой фазы | Порозность, % объёма | МГ | НВ | Кв, мм/мин | |
г/см3 | общая | аэрации | % массы | ||||
Супесчаные Сухая степь | |||||||
Светло-каштановые | 1,51 | 2,62 | 42,4 | 24,4 | 2,4 | 12,7 | 1,15 |
Каштановые | 1,49 | 2,62 | 43,1 | 23,5 | 2,5 | 13,8 | 1,82 |
Тёмно-каштановые | 1,50 | 2,62 | 43,0 | 23,8 | 2,9 | 13,8 | 2,22 |
Лугово-каштановые | 1,48 | 2,62 | 43,5 | 23,5 | 2,7 | 14,4 | 1,87 |
Легкосуглинистые | |||||||
Светло-каштановые | 1,40 | 2,58 | 45,7 | 24,2 | 4,0 | 16,7 | 2,12 |
Каштановые | 1,45 | 2,58 | 43,8 | 18,5 | 3,7 | 18,8 | 1,73 |
Тёмно-каштановые | 1,53 | 2,58 | 41,8 | 18,0 | 3,6 | 19,3 | 1,00 |
Лугово-каштановые | 1,48 | 2,58 | 42,6 | 18,0 | 3,4 | 18,0 | 1,65 |
Среднесуглинистые | |||||||
Каштановые | 1,32 | 2,61 | 49,4 | 20,2 | 4,9 | 24,1 | 1,51 |
Тёмно-каштановые | 1,31 | 2,60 | 49,6 | 19,7 | 5,1 | 24,3 | 1,51 |
Лугово-каштановые | 1,29 | 2,58 | 50,0 | 21,3 | 5,1 | 23,0 | 1,05 |
Легкосуглинистые Засушливая степь | |||||||
Чернозёмы южные | 1,29 | 2,56 | 50,2 | 28,4 | 4,7 | 18,6 | – |
Лугово-чернозёмные | 1,29 | 2,55 | 49,4 | 22,2 | 4,9 | 22,7 | 1,58 |
Среднесуглинистые | |||||||
Чернозёмы южные | 1,23 | 3,58 | 52,3 | 23,9 | 6,4 | 25,4 | 1,56 |
Лугово-чернозёмные | 1,21 | 3,59 | 53,3 | 23,9 | 6,5 | 26,4 | 1,41 |
Среднесуглинистые Колочная степь | |||||||
Чернозёмы обыкновенные | 1,20 | 2,52 | 52,4 | 21,3 | 6,2 | 27,9 | 1,58 |
Чернозёмы выщелоченные | 1,11 | 2,49 | 55,4 | 24,2 | 6,4 | 30,3 | 1,61 |
Лугово-чернозёмные | 1,12 | 2,47 | 54,7 | 24,2 | 6,1 | 29,2 | 1,30 |
Среднесуглинистые Луговая степь | |||||||
Чернозёмы обыкновенные | 1,12 | 2,57 | 56,4 | 25,4 | 9,1 | 31,0 | 1,46 |
Чернозёмы выщелоченные | 1,16 | 2,55 | 54,5 | 20,4 | 9,1 | 32,5 | 2,71 |
Тяжелосуглинистые | |||||||
Чернозёмы обыкновенные | 1,20 | 2,58 | 53,5 | 20,7 | 9,0 | 30,7 | 2,17 |
Чернозёмы выщелоченные | 1,03 | 2,58 | 60,1 | 27,0 | 10,0 | 36,2 | 4,0 |
Среднесуглинистые Средняя лесостепь | |||||||
Чернозёмы выщелоченные | 1,10 | 2,52 | 58,6 | 23,7 | 7,0 | 31,8 | 0,90 |
Чернозёмы оподзоленные | 1,09 | 2,54 | 58,0 | 27,1 | 8,0 | 33,1 | 1,00 |
Тяжелосуглинистые | |||||||
Чернозёмы выщелоченные | 1,06 | 2,50 | 55,7 | 23,1 | 9,6 | 35,9 | 1,17 |
Чернозёмы оподзоленные | 1,02 | 2,51 | 54,8 | 18,9 | 10,1 | 37,7 | 2,00 |
Среднесуглинистые Присалаирье | |||||||
Серые лесные | 1,21 | 2,56 | 52,7 | 21,9 | 6,0 | 27,5 | 0,79 |
Чернозёмы оподзоленные | 1,04 | 2,52 | 58,7 | 25,7 | 10,3 | 36,3 | 1,83 |
Чернозёмы выщелоченные | 1,09 | 2,60 | 58,1 | 26,4 | 6,8 | 31,4 | 0,58 |
Чернозёмы оподзоленные средней лесостепи средне - и тяжелосуглинистого состава имеют бóльшие величины МГ и НВ. Повышенное содержание адсорбированной влаги и более высокое содержание подвешенной влаги (НВ) обусловлено более высоким содержанием физической глины. Судя по величине коэффициента впитывания (Кв), чернозёмы выщелоченные тяжелосуглинистые сильнее подвержены смыву, поскольку скорость впитывания в 1,7 раза ниже, чем в чернозёмах оподзоленных.
|
Из за большого объема этот материал размещен на нескольких страницах:
1 2 3 4 5 6 |
