Исследование вопросов энергетики почвообразования является одним из ведущих направлений в почвоведении, связанных с фундаментальной проблемой сохранения энергозапасов почв при антропогенных воздействиях. При длительном сельскохозяйственном использовании почв, усиливаются процессы дегумификации, происходит трансформация гумусовых веществ и их перераспределение по почвенному профилю [1]. Исследования кафедры почвоведения и агрохимии ГАУ Северного Зауралья показали, что запасы органического вещества почвы за последние десятилетия существенно сократились, что негативно отразилось на энергии органического вещества в агроландшафтах [2, 3]
Условия проведения исследований
Исследования проводились на стационаре № 3 кафедры почвоведения и агрохимии, который расположен в северной лесостепи Тобол-Ишимского междуречья на выщелоченном, тучном, среднемощном, среднесуглинистом черноземе, сформированном на карбонатном, лессовидном суглинке. Часть этого чернозема в 1968 году была распахана и до настоящего временно находится в пашне при сельскохозяйственном использовании. Содержание углерода в почве определялось по методике Тюрина в модификации ЦИНАО. Расчеты энергии органического вещества проводились согласно методике Орлова Д. С., Гришиной Л. А. [4].
Результаты исследований
Наши расчеты показали, что запасы энергии аккумулированные в гумусе в метровом слое чернозема на целине составляют 2737,6 ккал, причем основная часть приходится на слой 0–50 см, где энергия органического вещества составляет 2475,3 ккал/га — 90 % от запасов энергии сосредоточенных в метровом слое чернозема выщелоченного. В слое 0–30 см QCорг составляют 1754,4 ккал/га, что соответствует 64 % запасов энергии органического вещества.
За годы исследований на целинном участке запасы энергии в метровом слое существенно не изменились. В 1990 году данный показатель составил 2634 ккал/га — отклонение относительно 1968 года составило 3,9 %, а за период с 1990 по 2008 гг. — 0,8 % относительно первоначального уровня. Однако, анализ биоэнергетики органического вещества по слоям чернозема указывает на уменьшение запасов энергии в слое 0–30 см в 1990 году до 1576 ккал/га, — снижение составило 11 % относительно 1968 года. В более поздний срок обследования (2008 г.) данной тенденции обнаружено не было из-за малого срока между отборами образцов.
Таблица 1
Распределение энергии органического вещества чернозема выщелоченного
|
Глубина, см |
Целина |
Пашня |
|||
|
1968г.* |
1990г. |
2008г. |
1990г. |
2008г. |
|
|
0–10 |
602,9 |
588,7 |
561,8 |
446,0 |
432,6 |
|
10–20 |
555,7 |
531,6 |
560,0 |
426,4 |
423,3 |
|
20–30 |
595,8 |
455,7 |
469,1 |
333,8 |
378,3 |
|
30–40 |
396,7 |
401,0 |
408,0 |
365,0 |
378,4 |
|
40–50 |
324,2 |
375,3 |
336,2 |
347,4 |
345,0 |
|
50–60 |
86,9 |
96,8 |
106,4 |
58,9 |
80,7 |
|
60–70 |
66,2 |
85,6 |
74,2 |
64,2 |
71,2 |
|
70–80 |
57,1 |
49,2 |
49,2 |
44,9 |
45,9 |
|
80–90 |
37,6 |
35,6 |
33,6 |
42,2 |
35,0 |
|
90–100 |
14,5 |
14,7 |
15,1 |
14,2 |
14,6 |
|
слой, 0–30 см |
1754,4 |
1576,0 |
1590,8 |
1206,1 |
1234,1 |
|
слой 0–100, см |
2737,6 |
2634,2 |
2613,5 |
2143,0 |
2204,8 |
|
% запасов энергии 0–30 см относительно метрового слоя |
64,1 |
59,8 |
60,9 |
56,3 |
56,0 |
|
* — расчет энергии проводился на основе исследований Л. Н. Каретина |
|||||
Данный факт объясняется, главным образом не миграцией гумусовых веществ вниз по профилю, а характером формирования корневой системы травянистых растений и, как следствие, накопления органического материала в более глубоких слоях черноземных почв.
Наибольшие изменения произошли на пашне. Запасы энергии органического вещества в метровом слое в 1990 году составили 2143,0 ккал/га, что на 595 ккал меньше 1968 года — снижение составило 21,7 %. Помимо этого произошли изменения в характере распределения энергии органического вещества по почвенному профилю. На пахотный горизонт (0–30 см) приходится 56 % энергии метрового профиля чернозема, тогда как на целине — до 64 %. Учитывая, что в слое 0–50 см пахотного чернозема, так же как и на целине сосредоточено до 90 % энергии органического вещества можно выделить слой 30–50 см в котором происходит накопление энергии за счет миграционных процессов, происходящих на пашне.
Слой 0–30 см подвергся наибольшим изменениям, так как именно на него пришелся максимум потерь энергии органического вещества — 548 ккал/га, что составляет 90 % от общего снижения. Этот факт объясняется не только снижением содержания гумуса, но и уменьшением плотности сложения пахотного горизонта, что негативно влияет на расчет запасов органического вещества почвы и энергии сосредоточенной в органике.
Заключение
Уменьшение энергии органического вещества пахотного чернозема за счет дегумификации и перераспределения по почвенному профилю свидетельствует о снижении потенциального плодородия выщелоченного чернозема и указывает на необходимость проведения мероприятий, направленных на стабилизацию их гумусного состояния путем сохранения растительных остатков и внесения органических удобрений.
Литература:
- Ерёмин Д. И., Еремина Д. В., Уфимцева М. Г. Состояние старопахотных черноземов лесостепной зоны Зауралья//Аграрная наука. 2014. № 6. С. 5–8.
- Абрамов Н. В. Состав гумуса выщелоченного чернозема Тобол-Ишимского междуречья в естественном состоянии и в условиях длительной распашки/Н. В. Абрамов, Д. И. Еремин, C. B. Абрамова//Вестник Красноярского ГАУ. 2007. № 4. -С. 52–57.
- Ерёмин Д. И. Стабилизация гумусного содержания пахотного чернозема//Земледелие. -2014. -№ 1. -С. 29–31
- Пуртова Л. Н. Энергетическое состояние почв Дальнего Востока России. / Л. Н. Пуртова, Н. М. Костенков. //Владивосток: Дальнаука, 2003. 136 с.
- Орлов Д. С. Практикум по химии гумуса. /Д. С. Орлов, Л. А. Гришина //Изд-во МГУ, 1981. 287 с.
