Легкоразлагаемое органическое вещество целинных и пахотных почв зонального ряда европейской части России (стр. 4 )

НСР0,05 – наименьшая существенная разность при 5% уровне значимости

подзолистых, серых лесных и черноземах степной зоны. Показатели вариабельности (как для Собщ, так и для СЛОВ) в пахотных почвах были ниже, чем в целинных и залежных аналогах. Вариабельность этих показателей у дерново-подзолистых, серых лесных и каштановых почв была несколько выше, чем у черноземов. В пахотных почвах сохранилась тенденция, отмеченная для залежных почв: заметное увеличение относительного содержания СЛОВ в каштановых почвах, по сравнению с черноземами степной зоны. Однако, различия между черноземами и каштановыми почвами по этому показателю не были такими резкими, как у залежных почв, что связано с нивелирующим действием фактора обработки почв. При расчетах корреляционной зависимости показателей состояния легкоразлагаемого органического вещества пахотных почв зонального ряда (содержание СЛОВ, запасы СЛОВ, отношение СЛОВ к Собщ) от климатических показателей (сумма активных температур, количество осадков, коэффициент увлажнения) установлены такие же тенденции, как и для целинных почв зонального ряда. Например, при расчете корреляционной зависимости отношения СЛОВ к Собщ от количества осадков во всем зональном ряду коэффициент корреляции составил 0,07, а в том же ряду без каштановых почв сухих степей коэффициент корреляции составил 0,82. По-видимому, и в пахотных каштановых почвах, в отличие от остальных почв зонального ряда, накопление СЛОВ в большей степени определяется не количеством осадков, а снижением интенсивности минерализации в сухой сезон.

В таблице 6 представлены результаты приблизительной оценки вероятного высвобождения азота при минерализации легкоразлагаемого органического вещества.

Таблица 6.

Вероятное высвобождение азота при минерализации ЛОВ
пахотных почв зонального ряда

Почвы	Содержание СЛОВ, %	Запасы ЛОВ, т/га	Среднее Т0,95 ЛОВ, лет	Количество минерализуемого ЛОВ, т/га в год	Вероятное высвобождение N из ЛОВ, кг/га в год
Дерново-подзолистые	0,10–0,20	6–12	9	0,7–1,3	20–40
Серые лесные	0,15–0,25	9–15	11	0,8–1,4	25–42
Черноземы лесостепной зоны	0,25–0,35	15–21	14	1,1–1,5	35–45
Черноземы степной зоны	0,10–0,20	6–12	8	0,8–1,5	25–45
Каштановые	0,15–0,20	9–12	13	0,7–0,9	20–30

Расчеты, представленные в таблице 6 показывают, что количества ежегодно минерализующегося ЛОВ и высвобождающегося при этом азота, в пахотных почвах зонального ряда различаются незначительно. Это связано с нивелированием по природным зонам величин поступления источников гумуса (пожнивно-корневых остатков) в результате использования почв под пашню.

4.  Состояние легкоразлагаемого органического вещества как показатель степени выпаханности почв

4.1  Выпаханность - наиболее распространенный вид деградации почв

Выпахивание – процесс, при котором происходит снижение уровня плодородия пахотных почв, ухудшение их агрономических свойств (снижение содержания гумуса, обесструктуривание, переуплотнение) в результате использования их при низком уровне поступления в почву источников гумуса – органических удобрений и послеуборочных остатков. Выпаханными могут стать как высокоокультуренные, так и неокультуренные почвы, имеющие как высокое, так и низкое содержание гумуса. Выпаханность является начальной стадией деградации почвенного плодородия. Этот процесс – обратим, поскольку после оптимизации режима использования выпаханных почв их плодородие относительно быстро восстанавливается.

Для того чтобы оценить масштаб проблемы выпаханности почв была проведена приблизительная оценка средневзвешенной степени выпаханности почв областей Центрального федерального округа России – Ивановской, Калужской, Костромской, Смоленской и Тверской, в которых преобладающую часть площадей пахотных почв составляют дерново-подзолистые почвы, а также Белгородской, Воронежской, Курской, Липецкой и Тамбовской, в которых преобладающие площади пахотных почв представлены черноземными почвами. Для оценки степени выпаханности использовались показатели поступления послеуборочных остатков в почвы областей, рассчитанные по величине урожайности, в сумме с внесенными органическими удобрениями (урожайность и количество внесенных органических удобрений были получены из отчетных статистических данных). Расчеты показали, что почвы исследованных областей характеризовались слабой и средней средневзвешенной степенью выпаханности. Такая приблизительная оценка степени выпаханности почв позволяет сделать вывод, что для преобладающей части пахотных почв исследованных областей, занятых полевыми севооборотами, величины поступления свежего органического вещества (послеуборочных остатков и органических удобрений) являются недостаточными и использование почв в таком режиме ведет к развитию выпаханности.

4.2  Использование показателей состояния органического вещества почв в качестве индикатора их выпаханности

Для количественной оценки степени выпаханности почв нами предложено использовать показатель относительного содержания легкоразлагаемого органического вещества (ЛОВ), выраженного в процентах к общему содержанию органического вещества в почвах.

Возможность использования содержания ЛОВ в качестве индикатора степени выпаханности обусловлена несколькими факторами:

1 – ЛОВ является слабогумифицированной фракцией, ее накопление отражает баланс между поступлением и разложением органического вещества, что определяется окружающими условиями;

2 – ЛОВ содержит относительно большое количество углерода и азота, других элементов питания и служит постоянным источником питательных веществ для растений;

3 – эта группа органических веществ чувствительна к изменению агротехники и системы севооборотов и может служить более ранним индикатором изменения плодородия почв, чем содержание общего углерода;

4 – содержание в почве ЛОВ легко регулируется путем изменения структуры посевных площадей и внесения различных органических компонентов (компостов, растительных остатков, торфа, навоза и т. п.).

4.3 Диагностика степени выпаханности почв различных зон по содержанию ЛОВ

Объектами данного исследования являлись почвы зонального ряда от дерново-подзолистых до каштановых. В каждой природной зоне был выбран наиболее контрастный ряд почв по содержанию гумуса, характеру поступления источников гумуса, их составу и (предположительно) по степени выпаханности: почва полевого севооборота без внесения органических удобрений (в последние 20 лет), огородные почвы с внесением высоких доз органических удобрений (более 20 т/га в год в течение 20–30 лет) и почвы залежи, которые не использовались в сельскохозяйственном производстве более 30 лет.

Участки для отбора образцов в каждой зоне находились в одинаковых условиях рельефа, с одинаковыми почвообразующими породами, типом почв и на небольшом удалении друг от друга (в пределах одного хозяйства). Образцы отбирались из основного разреза по горизонтам и дополнительно из пахотного и подпахотного слоев из 5 точек на площадке 50×50 м.

Для характеристики степени выпаханности почв нами предложена 25–балльная шкала. Согласно этой шкале к невыпаханным почвам относятся такие, в которых содержание ЛОВ составило 25% и более к содержанию общего органического вещества. Такие почвы имели нулевой балл степени выпаханности. При расчете баллов степени выпаханности для почв, в которых относительное содержание ЛОВ в составе общего органического вещества менее 25%, вычитали это отношение из 25. Таким образом, чем выше балл, тем больше степень выпаханности почв.

Результаты определения содержания гумуса и ЛОВ в исследуемых почвах зонального ряда и степени их выпаханности представлены в табл. 7.

Содержание общего углерода в вариантах «залежь» по сравнению с другими вариантами было наиболее высоким в серых лесных почвах, в черноземах оподзоленных и каштановых почвах. Это объясняется, очевидно, тем, что при сравнимых количествах поступающего в почву органического вещества в вариантах «залежь» и «пашня с использованием органических удобрений» в почвах варианта «залежь» минерализация органического вещества ниже, так как здесь отсутствует механическая обработка почв.

В дерново-подзолистых почвах и в черноземах обыкновенных наиболее высокое содержание общего углерода наблюдалось в вариантах «пашня с использованием органических удобрений», что объясняется внесением очень высоких доз органических удобрений (до 50–70 т/га в год). В почвах всех типов варианта «пашня без внесения органических удобрений» содержание органического вещества низкое. Если принять за 100% содержание органического вещества в почвах варианта «залежь», то в вариантах «пашня без внесения органических удобрений» оно составляло 47–84%. При этом наибольшие различия отмечались для дерново-подзолистых и серых лесных почв и значительно меньшие – для черноземов и каштановых почв, что согласуется с литературными данными.

Зональные особенности накопления ЛОВ находятся в зависимости от биоклиматических условий, типа почвы и характера ценоза, в условиях которого функционирует почва, и раскрываются в процессе сопоставления запасов ЛОВ в естественных биоценозах и агроценозах. Накопление ЛОВ, в основном, зависит от внесения органических удобрений и поступления пожнивно-корневых остатков, поэтому показатели содержания ЛОВ в почвах исследуемых вариантов различаются значительно.

Во всех рассмотренных типах почв содержание СЛОВ в варианте «пашня без органических удобрений» наиболее низкое – от 23 до 37% к его содержанию в почвах залежи. Более высокое содержание ЛОВ в варианте «пашня с органическими удобрениями» по сравнению с вариантом «залежь» наблюдалось только в условиях внесения высоких норм органических удобрений (дерново-подзолистая почва и чернозем обыкновенный).

Таблица 7.

Содержание гумуса, ЛОВ и степень выпаханности почв зонального ряда

Вариант	Горизонт, глубина, см	Собщ, % к массе почвы	СЛОВ, % к массе почвы	СЛОВ, % к Собщ	Степень выпаханности, балл
Дерново-подзолистая
1	Апах (0–25)	1,11	0,17	15,3	9,7
А2В (25–40)	0,53	0,07	13,2	11,8
2	Апах (0–25)	2,34	0,85	36,3	0
А2В (25–40)	0,63	0,18	28,6	0
3	А1 (0–25)	2,09	0,48	23,0	2,0
А2В (25–40	0,79	0,20	25,3	0
НСР	0,12	0,03	-	-
Серая лесная
1	Апах (0–25)	1,22	0,12	9,8	15,2
А1А2 (25–40)	0,63	0,07	11,1	13,9
2	Апах (0–25)	1,90	0,28	14,7	10,3
А1А2 (25–40)	1,19	0,20	16,8	8,2
3	А1 (1–24)	2,55	0,52	20,4	4,6
А1А2 (24–40)	1,18	0,21	17.8	7,2
НСР	0,09	0,02	-	-
Чернозем оподзоленный
1	Апах (0–26)	2,49	0,22	8,8	16,2
А (26–40)	2,12	0,19	9,0	16,0
2	Апах (0–25)	3,44	0,67	19,5	5,5
А (26–40)	2,84	0,27	9,6	15,4
3	А (2–25)	3,54	0,88	24,9	0,1
А (25–40)	2,80	0,47	19,2	5,8
НСР	0,14	0,04	-	-
Чернозем обыкновенный
1	Апах (0–28)	2,96	0,26	8,7	16,3
А (28–40)	2,69	0,19	7,0	18,0
2	Апах (0–28)	5,96	1,78	30,0	0
А (28–40)	3,56	1,19	33,5	0
3	А (2–25)	3,76	0,71	18,9	6,1
А 25–40)	3,52	0,40	14,2	10,8
НСР	0,17	0,05	-	-
Каштановая
1	Апах (0–25)	1,91	0,11	8,7	19,2
АВ (25–40)	1,66	0,10	6,0	19,0
2	Апах (0–25)	2,11	0,23	10,9	14.1
АВ (25–40)	1,77	0,13	7,3	17,7
3	А (1–16)	2,31	0,43	18,6	6,4
АВ (16–40)	1,86	0,25	13,4	11,6
НСР	0,10	0.02	-	-

варианты: 1 – пашня без внесения органических удобрений; 2 – пашня с применением органических удобрений; 3 – залежь