ЗАВИСИМОСТЬ СОСТОЯНИЯ ПАХОТНОГО ГОРИЗОНТА ОТ ГЕНЕТИЧЕСКИХ ОСОБЕННОСТЕЙ ПОЧВ СЕВЕРНОГО КАЗАХСТАНА
Т. Р. РЫСПЕКОВ
Казахский национальный университет им. аль-Фараби, 050040, г. Алматы, проспект аль-Фараби, 71, Республика Казахстан
*****@***ru
При проведении опытных работ первым делом бросилось в глаза миграция нитратного азота в глубь почвы в условиях, когда гидротермический коэффициент в данной зоне меньше единицы. Это потребовало по-новому взглянуть на свойства изучаемой почвы. Тем более, что экспедиционные исследования почв степной зоны показало наличие трещин во всех почвах.
Пахотно пригодные почвы Северного Казахстана состоят в основном из каштановых (средне - и темнокаштановых), черноземов (южных нормальных и карбонатных, обыкновенных) с некоторой долей солонцовых пятен в них. Особенности этих почв в том, что создание искуственного пахотного горизонта скрыло наличие генетических почвенных трещин. Почвы в целинном варианте имели трещины, которые с поверхности опускались в глубь почвы, иногда достигая переходного горизонта (ВС). Сравнение целинных аналогов и освоенных под возделывание культурные растений полей показало изменения произошедшие на глубине почвы.
В работе [2] приводится обзор материалов почвоведов за 1955-1964 гг. установивших фациальные особенности наших черноземов – это высокое содержание гумуса в горизонте А, языковатое строение профиля, непрочная структура, низкое содержание доступного фосфора и относительно богатое обеспечение азотом. Обобщенный материал агрохимического обследования по зонам и подзонам [3] показал, что основная масса почв степной (75,4 %) и сухостепной зон (69,0 %) с очень низким и низким содержанием подвижного фосфора. Удельный вес площадей со средним и высоким содержанием обменного калия, соответственно, 95 и 96 %. Авторы [3] приводят, что содержание нитратов в слое 0-40 см парового поля избыточно в любые годы. Они же говорят, что внесение фосфорных удобрений приведет к сбалансированности минерального питания яровой пшеницы.
Внесение фосфорных удобрений, разными способами и в разных слоях пахотного горизонта, дает различную прибавку урожая в отличие от вариантов без внесения фосфорных удобрений. Проведенные нами опыты с применением различных видов и доз минеральных фосфорных удобрений подтверждают эти выводы, однако дальнейшие исследования и анализ дают несколько иную интерпретацию имеющейся ситуации. В регионе существует (возросла) вариабельность урожайности пшеницы, которая колеблется от 3 ц минимально до 30 ц максимально с 1 га площади.
Роль влаги, как лимитирующего фактора урожайности в этом регионе, стоит на первом месте. Авторы [3] обращают особое внимание на плотность почвы, так как от нее может зависеть обеспеченность максимального впитывания талых вод. В работе [3] говорится, что ключевое значение в повышении урожайности зерновых культур имеют весенние запасы почвенной влаги в корнеобитаемом слое, которые формируются, в основном, за счет зимних осадков. А далее [4] приводят статистику расхода влаги за 10 лет и говорят, что 52,9 % влаги приходится на долю летних дождей, поэтому в создании урожая в равной степени участвуют летние дожди и почвенная влага.
Об этом говорится (запасы влаги в почве зависят от осеннее-зимних осадков) и в работе [4]. При этом в работах подчеркивают, что увеличение запасов влаги за счет весенне-летних осадков не происходит, хотя в этот период выпадает их больше, чем в другое время года [3]. В тоже время в работе [3] говорится, что осенью в среднем за ряд лет величина остаточных запасов влаги составляет 30 мм в метровом слое почвы. А по годам почва уходит в зиму с запасом влаги в метровом слое почвы имея 30-40, 50-70, 80-100 мм продуктивной влаги. Взаимосвязь и взаимозависимость между весенними почвенными запасами влаги и урожайностью не устойчивые, так как на величину урожая яровой пшеницы значительное влияние оказывают погодные условия периода вегетации.
Возникают противоречия в накоплении (содержании) влаги в осенний период и зависимости использования влаги летних осадком для создания урожая культурами. Эти сложности в водоудерживающих свойствах почвы, которые в одних случаях более менее равномерно впитываются, в других быстро просачиваются в глубь почвы. К этой зависимости надо добавить обратное, когда влага почвы начинает испаряться в одних случаях быстро, а в других медленно.
Однако на полях данного региона нет стабильного урожая, как во многих других, где создание определенных почвенных условий обеспечивает получение относительно стабильных урожаев в разных климатических условиях. Отсюда надо полагать, что наличие генетических трещин на освоенных почвах играет существенную роль в формировании урожая культур в различные годы.
Ежегодная разноглубинная обработка почвы производится максимум на глубине 25-27 см (глубокая обработка), которая разрыхляет и перемешивает почву только этого слоя и не затрагивает глубьлежащие слои. Наличие трещин на поверхности почвы имеют продолжение и в глубь. Так, на темно-каштановых почвах поле с посевами пшеницы достигшей фазы трубкования (ТОО «Ново-приречное» Есильского р/на) имело 2-3 см ширины трещины, которые опоясывали участки почвы, межтрещинные пространства (МП), диаметром примерно 52-55 см. На другом поле этой же зоны (КХ «Дамира») 0,7-2,5 см ширины трещины ограничивали участки МП диаметром 29, 80, 65 см (10.07.03.). Измерение ширины трещин на поверхности полей разных хозяйств (К3) характеризуются величиной 0,5-2,5 см, 2,5-4,0 см, 2,0-5,0 см, а межтрещинные пространства (МП) соответствовали 68-69 см короткая и 102-103 см длинная стороны, 45 см и 59 см, 68 см и 79-86 см короткая и длинная стороны. Поля пшеницы, где они достигли фазы колошения (более поздние сроки изучения трещин) трещины на поверхности достигали ширины 2-3 см, но короткие стороны межтрещинного пространства (МП) были 16, 23, 30, 32 и 35 см, а длинные соответственно 30, 27, 64, 47 и 50 см.
Трещины разбивали и оплетали поверхность почвы в различных по конфигурации видах, где одни стороны имели более удлиненную, а другие стороны более короткую часть. Это вызвало необходимость характеризовать межтрещинные пространства с длинной и короткой сторонами. Разбитая трещинами поверхность почвы освоенных территорий отличается от целинной части, большим размером, неровными краями, более ранним и широким открыванием трещин. Поля, находящиеся в «паровом» состоянии, отличаются от других обрабатываемых полей по времени раскрытия, ширине, частоте трещин. На паровых полях раскрытие трещин наступает позже, они не так часты.
Само раскрытие трещин пахотного горизонта связано с наличием под ним трещин, куда первым дело просачивается почвенная влага. Т. е., часть распаханной почвы имеет продолжение в виде генетического почвенного «языка» и трещины, создающего условия для более быстрой фильтрации почвенной влаги. Над трещиной почва, потеряв избыточную гравитационную влагу, начинает в этой части быстрее высыхать. И, в конце концов, трещина образуется на пахотном горизонте, она раскрывается над генетической трещиной. Трещины пахотных горизонтов являются продолжение трещин нижних горизонтов и, одновременно, являются его началом на поверхности. Это начало и влияет на свойства почвы, изменяя ее параметры.
С момента раскрытия трещин пахотного горизонта начинаются процессы в почве, которые усложняют прогноз режимов влагонакопления, теплообмена, элементов питания. Этот момент является неизученным в управлении почвенных режимов, т. к. из-за раскрытия трещин пахотного горизонта происходит увеличение колебания почвенных параметров (флуктуация). Глубокая обработка (25-27 см) почвы, по сравнению с мелкой (16-18 см), замедляет процессы раскрытия трещин на поверхности почвы, что сохраняет влагу и увеличивает урожай зерновых. Бараев [1] приводит данные, где увеличение глубины вспашки увеличивают урожайность яровой пшеницы на 2-3 ц/га, а по пласту многолетней залежи (при сравнении 18-20 см и 25 см глубины) прибавка урожая пшеницы составила 8 ц/га [1].
Система передвижения влаги на тяжелосуглинистых и легкоглинистых почвах Северного Казахстана в летний период (середина лета) сильно меняется. Изменения происходят в вертикальном, диагональном и боковом направлении. Если до раскрытия трещин испарение и впитывание влаги протекают в основном в вертикальном направлении, то с момента раскрытия трещин изменения увеличиваются. Кроме поверхности почвы, испаряющаяся влага поднимается как с нижней части трещины, так и с боковых сторон, одновременно образуя движение и по диагонали к трещине. По такой же траектории будет происходить впитывание влаги.
В середине лета (с момента раскрытия трещин) движение тепла и солей имеют такую же траекторию, как и влага. Образуются дополнительные контактные зоны (КЗ) почвы с воздухом и влагой на границе с трещиной. Это все вместе влияют на почвенные процессы: увеличивая минерализацию органической массы, влияя на состав газов, окислительные, восстановительные реакции, количество и качество солей, их растворимость в разные моменты сочетания количества влаги, тепла, газов, концентрации вещества в разных слоях пахотного и подпахотного горизонтов. Так наличие большого количества нитратного азота за пределами не только пахотного, но и корнеобитаемого слоя есть результат действия трещин и климатических особенностей данного региона.
Мы полагаем, что мигрирующая в почве часть нитратного азота так же делится на нитраты, которые частично перемещаются вверх или вниз вертикально по почвенным капиллярам, а частично и по трещинам. Здесь следует учитывать и боковое движение нитратов, как в сторону трещин, так и от них.
Таким образом, колебания параметров почвы влияют на управление плодородием, на закономерное получение прибавок урожая от затраченного труда. Влияние почвенных трещин на почвенные процессы проявляется особенно сильно в середине лета, но их следует учитывать и в другие периоды.
Почвозащитное земледелие / Избранные труды. – М.: ВО «Агропромиздат». – 1988. – 383 с. Гумус почв равнинных зон Казахстана / Успехи почвоведения в Казахстане. – Алматы: Наука. – 1975. – С. 49-65. Почвозащитная система земледелия / Справочник. – Алматы: Кайнар. – 1985. – 200 с. Южные черноземы Северного Казахстана / Под ред. . – Алматы: Наука. – 1974. – 231 с.
