Гранулометрия агропочв юга западной Сибири и их физическое состояние (стр. 6 )

Все логические функции сделаны для почв среднесуглинистого гранулометрического состава. Судя по формуле (2), на величину удельной поверхности самое высокое влияние оказывает структура гранулометрического состава (разновидность почвы). Меньше влияет на этот показатель содержание гумуса. Из формул 3-5 следует, что количество водопрочных агрегатов размером 5-0,25 мм, плотность почвы, плотность твёрдой фазы почвы в очень высокой степени зависят от структуры гранулометрического состава. Максимальная гигроскопическая влажность тесно связана с величиной удельной поверхности и соотношением фракций ЭПЧ. Полевая влажность почвы – главный фактор, от которого зависит коэффициент впитывания. Влажность почвы оказывается вторым по значению фактором, после структуры гранулометрического состава, влияющим на величину плотности почвы.

Используя информационный анализ, выявлено влияние гранулометрических фракций на показатели солесодержания в почвах. В результате изучения взаимосвязей определены коэффициенты информативности и эффективности канала связи (К).

Сравнение коэффициентов информативности и эффективности канала связи позволило заключить, что влияние фракций гранулометрического состава на накопление солей увеличивается от класса супесчаных почв к классу среднесуглинистых. В супесчаных почвах на накопление солей самое высокое влияние оказывает содержание песка (0,25-0,05 мм). В легко - и среднесуглинистых каштановых почвах сухой степи ведущую роль в соленакоплении играет содержание физической глины (частицы мельче 0,01 мм). На основе информационного анализа выведены логические формулы для среднесуглинистых почв сухой степи:

S=ФГ x Кп x (Сп x П x (Мп x И)) (8)

СО32–=Кп x П x (Мп x Сп x (ФГ x И)) (9)

SO42–=ФГ x Кп x (П x Сп x (Мп x И)) (10)

Cl–=Кп x ФГ x (Сп x П x (Мп x И)) (11)

Са2+=Кп x П x (Фг x Сп x (Мп x И)) (12)

Mg2+=Кп x Сп x (Мп x Фг x (П x И)) (13)

Na+=Кп x П x (Сп x Мп x (ФГ x И)) (14)

где S – сумма солей; SO42– – содержание сульфат-иона; СО32– – содержание карбонат-иона; Cl– – содержание хлор-иона; Са2+ – содержание кальций-иона; Mg2+ – содержание магний-иона; Na+ – содержание натрий-иона; П – содержание частиц 0,25-0,05 мм; Кп – содержание частиц 0,05-0,01 мм; Сп – содержание частиц 0,01-0,005; Мп – содержание частиц 0,005-0,001 мм; И – содержание частиц мельче 0,001 мм; ФГ – содержание частиц мельче 0,01 мм; x – знак нелинейного произведения.

В логических формулах все факторы соленакопления расположены в порядке убывания их влияния на содержание солей и ионов в водной вытяжке. Из формул 8-14 следует, что в среднесуглинистых почвах решающее влияние на содержание суммы солей и сульфат-иона оказывает физическая глина и в меньшей степени – крупная пыль. Содержание карбонат-иона, хлор-иона и катионов кальция, магния и натрия в водной вытяжке определяется количеством крупной пыли, как преобладающей фракции.

Подставляя в логические формулы соответствующие значения рангов факторов-аргументов, и, проводя сложную операцию функции нелинейного произведения, можно получить ранг состояния удельного сопротивления, удельной поверхности, содержания суммы солей и других свойств мелиоративного состояния почв. Выведенные логические формулы позволяют определить ранги параметров мелиоративного состояния почв в зависимости от структуры гранулометрического состава с удовлетворительной прогнозной точностью. Безошибочный прогнозирующий эффект вышеприведённых формул составляет для разных параметров мелиоративного состояния от 56 до 71%.

При сравнении коэффициентов общей информативности (Т) и эффективности канала связи (К) установлено, что гранулометрический состав в бóльшей степени влияет на физические параметры мелиоративного состояния, чем на содержание солей и ионов в почве. Степень влияния гранулометрического состава возрастает по мере увеличения количества тонкодисперсных фракций ЭПЧ. Изменение соотношения гранулометрических фракций ЭПЧ влияет на степень их промытости атмосферными осадками. Грубодисперсные почвы содержат меньше солей, тонкодисперсные – больше. При наличии в профиле почв капиллярной каймы характер соленакопления начинает определяться динамикой залегания грунтовых вод и высотой их поднятия, зависящей от структуры гранулометрического состава.

ВЫВОДЫ

1. Почвы низких озёрных террас Кулундинской депрессии, ложбин древнего стока и их дельт, I и II надпойменных террас Бие-Чумышской возвышенности сформировались на аллювиальных отложениях супесчаного, реже легкосуглинистого гранулометрического состава. Почвы высоких озёрных террас Кулунды, террас ложбин древнего стока Приобского плато также сформированы на аллювиальных отложениях, но существенно преобразованных процессами делювиального смыва. Породы чаще всего имеют среднесуглинистый состав. На водоразделах Приобского плато, Бие-Чумышской возвышенности и в Присалаирьи почвообразование протекало на лёссовидных средних и тяжёлых суглинках, изначально имеющих аллювиальное происхождение. Чернозёмы предгорий Алтая сформировались на элюво-делювии коренных пород, реже лёссовидных суглинках средне-, тяжелосуглинистого и глинистого состава.

2. На региональное разнообразие агропочв по гранулометрическому составу влияют гипсометрические отметки, продолжительность процессов субаэрального седиментогенеза и почвообразования, делювиальные процессы, ленточные сосновые боры. По мере движения от Кулундинской депрессии к горам Салаира и Алтая содержание песчаных частиц (1-0,05 мм) уменьшается в 7-8 раз, количество средней и мелкой пыли (0,01-0,001 мм), а также илистой фракции (<0,001 мм), напротив увеличивается в 4-5 раз. Содержание крупной пыли (0,05-0,01 мм) до среднесуглинистых почв возрастает в 4-5 раз, а затем к глинистым почвам уменьшается в 1,5-1,7 раза.

3. Зональные особенности гранулометрического состава агропочв проявляются по содержанию крупной пыли, структуре гранулометрического состава и степени дифференциации почвенного профиля по содержанию илистой фракции.

4. Независимо от класса почв по гранулометрическому составу максимальное количество крупной пыли наблюдается в чернозёмах средней и северной лесостепи. По мере движения от каштановых почв к чернозёмам средней лесостепи содержание крупной пыли в легкосуглинистых почвах в зависимости от генетических горизонтов увеличивается на 29-36%, в среднесуглинистых – на 25-27%. Более высокое накопление крупной пыли в легкосуглинистых почвах обусловлено их расположением возле ленточных боров и боровых террас правобережной лесостепной части Алтайского Приобья. На этих территориях вследствие снижения скорости ветра и выпадения конвективных атмосферных осадков усиливается субаэральный седиментогенез крупной пыли. Среднесуглинистые почвы, приуроченные к водоразделам увалов Приобского плато и возвышенным террасам Бие-Чумышского плато, получают меньше крупной пыли. В Присалаирьи и предгорьях Алтая скорость движения воздушных масс становится ещё меньше, что приводит к осаждению из атмосферы средней и мелкой пыли и их накоплению в почвах этих зон.

5. Иловато-крупнопылевато-песчаные разновидности распространены среди каштановых почв, чернозёмов южных легко - и среднесуглинистого состава и чернозёмов колочной степи легкосуглинистого состава. Иловато-песчано-крупнопылеватые разновидности чаще встречаются в чернозёмах луговой степи, лесостепи и Присалаирья среднесуглинистого и чернозёмах средней лесостепи легкосуглинистого состава. тяжелосуглинистые почвы всех зон имеют песчано-иловато-крупнопылеватый гранулометрический состав. Несмотря на принадлежность к одной разновидности зональные почвы легко - и среднесуглинистого классов существенно (НСР05<d) различаются по содержанию песка и крупной пыли, тяжелосуглинистого класса – по количеству средней, мелкой пыли и ила. Независимо от класса почв по гранулометрическому составу чернозёмы луговой степи, средней лесостепи и Присалаирья содержат больше средней и мелкой пыли, чем ила.

6. Генетико-гранулометрический анализ педогенеза, проведённый по коэффициентам концентрации ила показал, что степень дифференциации почвенного профиля по содержанию илистой фракции возрастает от каштановых почв к чернозёмам оподзоленным Присалаирья. степень проявления миграционных процессов илистой фракции растёт по мере движения от луговой степи к засушливой степи и северной лесостепи Присалаирья. В чернозёмах южных засушливой степи потери ила обусловлены развитием процессов осолодения-осолонцевания, а в Присалаирьи они связаны с развитием процессов оподзоливания-выщелачивания. Степень аккумуляции ила в иллювиальном горизонте нарастает от чернозёмов засушливой степи к чернозёмам Присалаирья. Накопление ила в чернозёмах луговой степи обусловлено выветриванием in situ.

7. Внутризональные различия гранулометрического состава агропочв проявляются по характеру профильного распределения содержания ЭПЧ, а также степени однородности (неоднородности) почв по содержанию гранулометрических фракций. В частности, тёмно-каштановые почвы имеют элювиально-иллювиальный, лугово-каштановые – аккумулятивный тип профильного распределения физической глины. Тёмно-каштановые почвы более однородны по содержанию песчаных фракций, чем каштановые. Кроме того, различие гранулометрического состава почв внутри зоны устанавливается по степени выноса (аккумуляции) илистой фракции.

8. Разновидности почв супесчаного, легко - и среднесуглинистого классов различаются по содержанию фракций песка и крупной пыли, а тяжелосуглинистого класса – по содержанию средней, мелкой пыли и ила, интенсивности элювиально-иллювиального перераспределения ила по профилю почвы. В связи с этим при выявлении степени влияния почвообразовательного процесса на вынос (накопление) илистой фракции, необходимо сравнивать почвы в рамках разновидности. Иначе получаем искажённое представление об интенсивности процесса лессиважа тонкодисперсной фракции (частиц менее 0,001 мм).

9. Опираясь на исследования, предлагаем в Классификацию почв Российской Федерации ввести ещё одну таксономическую единицу «класс» (может «серию»). Класс – это таксономическая единица, отражающая разделение почв по гранулометрическому составу (песчаные, супесчаные, легкосуглинистые и т. д.), каменистости и скелетности почвенного профиля (до почвообразующей породы). В почвах, развитых на слоистых породах, выделять 2-3-х ярусные гранулометрические классы. В системе таксономических единиц «класс» займёт положение между «видом» и «разновидностью». Разновидность как таксономическую единицу выделять по структуре (формуле) гранулометрического состава.

10. Микроагрегатный состав зональных пахотных почв унаследован от почвообразующей породы. Наилучшая микроагрегированность характерна для чернозёмов колочной степи и луговой степи предгорий Алтая. В доземледельческую стадию почвообразования в каштановых почвах, в чернозёмах засушливой и луговой степи произошло увеличение количества истинных водопрочных микроагрегатов. В других зонах отмечается снижение их количества по сравнению с почвообразующей породой. Дезагрегация при распашке в наибольшей степени выражена в чернозёмах колочной степи и средней лесостепи. Эталонные условия для образования водопрочной макроструктуры создаются в чернозёмах луговой степи к югу от этой зоны (каштановые почвы) и к северу (Присалаирье) водопрочность структуры сильно уменьшается.

11. Зональные различия почв по физическому состоянию обусловлены изменением структуры гранулометрического состава и нарастанием биоклиматического потенциала почвообразования. Например, в классе среднесуглинистых почв по мере движения от сухой степи к лесостепи Присалаирья растут агрегированность, общая порозность, порозность аэрации, адсорбционная и водоудерживающая способности, количество доступной для растений влаги и уменьшается плотность. Лучшая водопроницаемость отмечается в каштановых (опесчаненых) почвах и хорошо агрегированных чернозёмах предгорий Алтая.

12. Внутризональные особенности почв по физическому состоянию связаны с изменением соотношения гранулометрических фракций. Повышение доли песчаных частиц увеличивает водопроницаемость, снижает величины МГ и НВ, а повышение доли пыли, наоборот. Рост доли ила сопровождается повышением агрегированности почв, улучшением физических свойств.

13. Физические и водно-физические свойства одноимённых разновидностей не имеют различий (НСР05>d). Почвы с разными структурами гранулометрического состава существенно различаются по всем физическим и гидрофизическим свойствам, кроме коэффициентов впитывания и фильтрации.

14. На основе изучения влияния различных гранулометрических фракций на физические свойства почв получен ряд информационно-логических моделей, по которым возможно прогнозирование наиболее вероятных состояний параметров физических свойств почв. Прогнозная точность таких моделей равна 56-71%.

РЕКОМЕНДАЦИИ ПРОИЗВОДСТВУ

Предлагаем при проектировании мелиоративных объектов расчёт почвенно-физических параметров мелиоративного состояния почво-грунтов проводить по данным гранулометрического состава, используя логические модели прогноза, что существенно сократит затраты средств и времени на проектирование.

СПИСОК ОПУБЛИКОВАННЫХ РАБОТ

1.  Татаринцев почвы Кулундинской степи и их изменение при орошении / , , ёва; Под ред. / Алтайский госуниверситет. Барнас.

2.  Татаринцев гранулометрического состава и их влияние на засоление почв Алтайской Кулунды / , , / Алтайский госагроуниверситет. Барнас.

3.  Татаринцев гранулометрического состава почвы и её физическое состояние / / Алтайский госагроуниверситет. Барнас.

4.  Татаринцев плодородия каштановых почв сухой степи юга Западной Сибири и урожайность яровой пшеницы / , , / Алтайский госагроуниверситет. Барнас.

5.  Татаринцев почв юга Западной Сибири и их физическое состояние / / Алтайский госагроуниверситет. Барнас.

6.  Татаринцев состояние агропочв лесостепной зоны Предалтайской провинции и его изменение под влиянием эрозии / , , / Алтайский госагроуниверситет. Барнас.

7.  Татаринцев Кулундинской степи: Мелиоративное состояние почв, проблема повышения урожайности / , , ёва // Мелиорация и водное хозяйство. №С.36-38.

8.  Татаринцев проблемы орошения в степной зоне Западной Сибири / , , ёва, // Мелиорация и водное хозяйство. №С.30-32.

9.  Татаринцев гранулометрического состава почв Кулундинской пониженной равнины и её мелиоративное значение / // Вестник Томского государственного университета № 15. Томск: Томский госуниверситет, 2005. С. 253-255.

10. Татаринцев вопросы рационального использования земельных ресурсов Алтайского края / , // Вестник Томского государственного университета № 15. Томск: Томский госуниверситет, 2005. С. 205-206.

11. Татаринцев особенности гранулометрического состава агропочв Алтайского Приобья / // Вестник Саратовского государственного аграрного университета № 4. Саратов: Саратовский госагроуниверситет, 2008.
С. 48-51.

12. Татаринцев особенности физического состояния агропочв Алтайского Приобья / // Вестник Саратовского государственного аграрного университета № 5. Саратов: Саратовский госагроуниверситет, 2008. С. 43-46.

13. Татаринцев состояние агропочв колочной степи в зависимости от текстуры гранулометрического состава / , // Вестник Алтайского государственного аграрного университета №Барна8. С. 33-38.

14. Татаринцев оценка гранулометрического состава почв Алтайского Приобья / , // Известия Тимирязевской сельскохозяйственной академии № 4. Москва: Российский государственный аграрный университет – МСХА им. , 2008. С. 69-74.

15. Татаринцев состояние черноземов колочной степи в зависимости от особенностей их гранулометрического состава / // Экологические проблемы сельского хозяйства Алтая: Тез. к конф. Барнаул, 1995. С. 35-37.

16. Татаринцев состояние черноземов колочной степи в зависимости от соотношения фракций ЭПЧ / , // Экологические проблемы сельского хозяйства Алтая: Тез. к конф. Барнаул, 1995. С. 6-8.

17. Татаринцев состав и некоторые физические свойства почв Алтайского Приобья / // Экологические проблемы использования водных и земельных ресурсов на юге Западной Сибири: Сб. н. тр. / Алтайский госагроуниверситет. Барнаул, 1997. С. 166-172.

18. Татаринцев состояние черноземов степной и лесостепной зон Алтайского Приобья / , // Экологические проблемы использования водных и земельных ресурсов на юге Западной Сибири: Сб. н. тр. / Алтайский госагроуниверситет. Барнаул, 1997. С. 119-123.

19. Татаринцев гранулометрического состава и её влияние на физическое состояние пахотных почв Алтайского Приобья / // Дисс… канд. с-х. наук. Барнаул, 19с.

20. Татаринцев эрозия и физическое состояние почв Алтайского Приобья / // Антропогенная деградация почвенного покрова и меры её предупреждения: Тез. к докл. Всеросс. конф. (Москва, 16-18 июня 1998 г.). М., 1998. С. 46-47.

21. Татаринцев почвенных свойств на удельное сопротивление почв / , // Тез. докл. III съезда Докучаевского общества почвоведов (11-15 июля 2000 г. Суздаль). Кн.1. М., 2000. С. 225.

22. Татаринцев оценка вспашки почв Алтайского Приобья / // Тез. докл. III съезда Докучаевского общества почвоведов (11-15 июля 2000 г. Суздаль). Кн.1. М., 2000. С. 211.

23. Каблова состояние пахотных почв Алтайского Приобья в зависимости от структуры гранулометрического состава / , , // Тез. докл. III съезда Докучаевского общества почвоведов (11-15 июля 2000 г. Суздаль). Кн.1. М., 2000. С. 183.

24. Татаринцев сопротивление основных пахотных почв Алтайского Приобья / // Проблемы природопользования на юге Западной Сибири./ АГАУ. Барнаул, 2000.С. 57-60.

25. Татаринцев удельного сопротивления пахотного слоя в зависимости от почвенных факторов / , // Проблемы природопользования на юге Западной Сибири./ АГАУ. Барнаул, 2000. С. 70-76.

26. Татаринцев -физические свойства почв Новотроицкого массива орошения / , ёва // Проблемы природопользования на Алтае: Сб. науч. тр. молодых учёных. Барнаул: ООО "Принт-Инфо", 2001. С.4-6.

27. Татаринцев состояние каштановых почв Кулунды в зависимости от гранулометрического состава / , // Проблемы природопользования на Алтае: Сб. науч. тр. молодых учёных. Барнаул: ООО "Принт-Инфо", 2001. С. 12-14.

28. Каблова гранулометрического состава почв Кулундинской степи / , // Проблемы природопользования на Алтае: Сб. науч. тр. молодых учёных. Барнаул: ООО "Принт-Инфо", 2001. С. 19-22.

29. Татаринцев водно-физических свойств почв Новотроицкого массива орошения при длительном орошении / , ёва // Вестник Алтайского государственного аграрного университета № 3. Алтайский госагроуниверситет. Барна2. С. 244-246.

30. Татаринцев основы оценки земель сельскохозяйственного назначения / // Геоэкологические проблемы почвоведения и оценки земель: Материалы Международной научной конференции. Томск: Томский государственный университет, 2002. С. 495-499.

31. Татаринцев сопротивление как один из основных физико-механических показателей, влияющих на стоимость земель сельскохозяйственного назначения / , // Геоэкологические проблемы почвоведения и оценки земель: Материалы Международной научной конференции. Томск: Томский государственный университет, 2002. С 499-502.

32. Татаринцев орошения на физико-химические свойства каштановых почв Новотроицкого массива орошения / , , ёва // Сборник статей юбилейной международной научно-практической конференции «Современные проблемы и достижения аграрной науки в животноводстве
и растениеводстве
». Алтайский госагроуниверситет. Барна3. С. 154-157.

33. Татаринцев соленакопления в почвах Кулундинской степи / , , // Вестник Алтайского государственного аграрного университета № 4. Алтайский госагроуниверситет. Барна3. С. 60-63.

34. Каблова гранулометрического состава почв Алтайской Кулунды и её мелиоративное значение / , , // Материалы IV съезда Докучаевского общества почвоведов «Почвы национальное достояние России», Новосибирск, 9-13 августа 2004. С. 460.

35. Татаринцев обеспечение почвенного мониторинга в Алтайском крае / , // Материалы IV съезда Докучаевского общества почвоведов «Почвы национальное достояние России», Новосибирск, 9-13 августа 2004. С. 222.

36. Татаринцев соленакопления в почвах Алтайской Кулунды от структуры гранулометрического состава / , , // Аграрная наука – сельскому хозяйству: сб. статей в 3-х кн. / Междунар. науч.-практ. конф. Кн. 1.:Барна6. С. 215-217.

37. Татаринцев плодородия каштановых почв сухой степи юга Западной Сибири и урожайность яровой пшеницы / , , // Аграрная наука – сельскому хозяйству: сб. статей в 3-х кн. / Междунар. науч.-практ. конф. Кн. 1.:Барна6. С. 217-221.

38. Татаринцев различных факторов на эффективное плодородие каштановых почв сухой степи Кулунды / , , // Аграрная наука – сельскому хозяйству: сб. статей в 3-х кн. / Междунар. науч.-практ. конф. Кн. 1.:Барна6. С. 221-225.

39. Татаринцев гранулометрического состава почв Кулундинской степи / Аграрная наука – сельскому хозяйству: сб. статей в 3-х кн. / Междунар. науч.-практ. конф. Кн. 1.:Барна7. С. 83-86.

40. Мягкий состояние агропочв предалтайских равнин в зависимости от структуры гранулометрического состава / , // Материалы V съезда Докучаевского общества почвоведов «Сохранить почвы России», Ростов-на-Дону, 18-22 августа 2008 г. , Ростов-на-Дону. С. 27.

41. Татаринцев особенности гранулометрии агропочв Предалтайских равнин / // Материалы V съезда Докучаевского общества почвоведов «Сохранить почвы России», Ростов-на-Дону, 18-22 августа 2008 г. , Ростов-на-Дону. С. 31.