Агрохимия, 2020, № 10, стр. 15-19

ВВЕДЕНИЕ

Агроландшафты с западинным микрорельефом – обычное явление для лесостепной зоны Западной Сибири. В замкнутых микрозападинах формируются текстурно-дифференцированные почвы, такие как дерново-солоди глеевые в пределах Барабинской низменности и серые поверхностно-глееватые в Приобской лесостепи. В рассматриваемых агроландшафтах Барабинской лесостепи фоновые почвы, представлены агрочерноземами осолоделыми и агрочерноземами квазиглеевыми осолоделыми. В Приобье фон пашни образуют агрочерноземы глинисто-иллювиальные и агросерые почвы [1, 2]. В данных агроландшафтных районах значительная часть почв микрозападин вовлечена в пашню: до 25% – в Барабинской лесостепи и до 90% – в Приобской.

Ранее было показано влияние почв западин на агрономические свойства пахотных полей [3, 4]. Исследования показали, что наиболее контрастными почвами микрозападин по отношению к фоновым черноземам являются солоди Барабинской низменности. С позиции агрономической совместимости комплексы, образуемые этими почвами, относятся к несовместимым. Серые поверхностно-глееватые почвы Приобья менее контрастны по отношению к черноземам и серым почвам. Такие почвенные комбинации относятся к агрономически неоднородным совместимым. Почвы требуют небольших различий в системах агротехнических и мелиоративных мероприятий при общей их однотипности и близких сроках проведения.

Кроме агрономических свойств пашни, на рентабельное производство и урожайность сельскохозяйственных культур влияют агрохимические свойства пахотных земель, в частности, формирующих их почв. Ранее нами было показано [5], что свойства солодей Барабинской равнины изучены детально. Однако эти исследования касались солодей, формирующихся под лесными колками [6, 7]. Публикации о свойствах агропочв микрозападин лесостепной зоны Западной Сибири, их сравнительной характеристики с фоновыми почвами отсутствуют. Цель работы – сравнительная характеристика агрохимических свойств почв в агроландшафтах с западинным микрорельефом.

МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЯ

В качестве объектов исследования было выбрано 2 участка, которые расположены в пределах Приобского и Барабинского центрально-лесостепных агроландшафтных районов [8]. Оба агроландшафта имеют хорошо выраженный микрорельеф.

Участок в Приобской лесостепи имеет площадь 1300.5 га, из них 213 га приходится на солоди (рис. 1а. б, в). Площадь Барабинского участка – 500 га. Почвы микрозападин занимают 43.5 га (рис. 1г, д). Площади ареалов почв получены при оцифровке бумажных носителей (почвенных карт М 1: 10 000) и снимков с космических аппаратов Sentinel-2 (с разрешением 10 м) в пакете QGIS, с последующей конвертацией данных в MsExcel.

Рис. 1.

Почвенные карты и картограммы содержания и запасов гумуса в почвах Приобского (а, б, в) и Барабинского (г, д) центрально-лесостепных агроландшафтных районов; (а): 1 – агрочерноземы глинисто-иллювиальные, 2 – агросерые, 3 – агросерые поверхностно-глееватые; (б) – содержание гумуса (%): 1 – <2.5, 2 – 2.6–3.4, 3 – 3.5–4.4, 4 – 4.5–5.4, 5 – >5.4; (в) – запасы гумуса (т/га): 1 – <80, 2 – 81–140, 3 – 141–200, 4 – >200; (г): 1 – агрочерноземы осолоделые, 2 – агрочерноземы квазиглеевые осолоделые, 3 – дерново-солоди и агросолоди; (д) – запасы гумуса (т/га): 1 – <60, 2 – >200.

Сравнение агрохимических свойств почв проводили по следующим показателям: содержание и запасы гумуса в гумусовом слое, рН среды, содержание поглощенных оснований и степень насыщенности ими почв, содержание подвижных форм фосфора и калия в пахотном горизонте.

Названия почв даны в соответствии с “Классификацией и диагностикой почв России” 2004 г. и “Полевого определителя почв” 2008 г. [1, 2].

Содержание подвижных форм фосфора и калия определяли в вытяжках по Чирикову.

РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

По содержанию и запасам гумуса в почвах агроландшафтов с западинным микрорельефом выявили определенную закономерность. Во всех фоновых почвах содержание и запасы гумуса стабильно больше, чем в почвах микрозападин. В Приобском районе почвы западин по содержанию гумуса (<2.5%) в агрогумусовом горизонте относятся к мало гумусированным [1]. В фоновых почвах содержание гумуса в пахотном горизонте меняется от 2.7 до 5.4%, что определяет их принадлежность к градациям мало-, средне- и сильногумусированных почв (рис. 1б).

Средние запасы гумуса в фоновых агросерых почвах составляли 78 т/га, в сопутствующих агросерых поверхностно-глееватых почвах микрозападин – 73 т/га. Разница в запасах составила 5 т/га. В фоновых агрочерноземах средние запасы гумуса – 182 т/га, у сопутствующих почв микрозападин – 120 т/га (рис. 1в). Соответственно, разница в запасах составила 62 т/га. Данную разницу между запасами гумуса фоновых почв и почв микрозападин назвали термином “гипотетические потери гумуса”. Для ландшафта в целом гипотетические потери гумуса рассчитывали путем умножения данной величины на площадь почв микрозападин.

В Барабинском агроландшафтном районе контраст по содержанию и запасам гумуса в фоновых агрочерноземах и агросолодях микрозападин выражен еще резче. Содержание гумуса в агрочерноземах стабильно было больше 5.5% (5.7–6.2%) при мощности гумусового слоя от 36 до 44 см. Средние запасы гумуса в этих почвах равны 240 т/га (рис. 1д). В агросолодях гумуса содержалось от 1.1 до 2.0%. Средняя мощность агрогумусового горизонта составляла 22 см. Запасы гумуса менялись от 33 до 59 т/га. Гипотетические потери гумуса в среднем составляли ≈200 т/га площади солодей.

Таким образом, чем выше контрастность (классификационная неоднородность) почв микрозападин по сравнению с фоновыми почвами, тем больше гипотетические потери гумуса в соответствующем агроландшафте.

Показано, что верхняя часть профиля почв микрозападин, включая пахотный горизонт, в обоих районах характеризовалась слабо кислой реакцией среды (табл. 1). Солоди Барабинской лесостепи имели менее кислую реакцию по сравнению с агросерыми поверхностно-глееватыми почвами Приобской лесостепи. Это связано с количеством поглощенного натрия: в солодях его содержание на порядок было больше, чем в агросерых поверхностно-глееватых почвах. Кроме того, отмечено повышенное содержание поглощенного натрия в профиле солодей по сравнению с фоновыми черноземами. Причина этому видится в транспортировке обменного натрия из фоновых черноземов осолоделых в почвы западин. В пахотном горизонте фоновых агрочерноземов реакция среды нейтральная. Насыщенность основаниями агрогумусового горизонта почв микрозападин была средней из-за средних величин суммы поглощенных оснований и высокой гидролитической кислотности. Вниз по профилю показатели степени насыщенности основаниями росли. Вся верхняя часть профиля черноземов, в т.ч. агротемногумусовый горизонт, имела высокую степень насыщенности основаниями. Сумма поглощенных оснований в этих почвах была высокой и очень высокой, а величина гидролитической кислотности – низкой.

В пахотных горизонтах фоновых почв обоих агроландшафтных районов содержание подвижных форм фосфора было больше, чем в почвах микрозападин (табл. 2). В почвах распаханных западин Приобского агроландшафтного района подвижного фосфора содержалось почти в 3 раза больше, чем в нераспаханных почвах под лесом. Это связано с внесением фосфорных удобрений в почвы пашни. Обеспеченность всех распаханных почв (фоновых и микрозападин) подвижным фосфором в этом районе очень высокая. В естественных почвах западин под лесом обеспеченность менялась от низкой до повышенной. В фоновых почвах Барабинского агроландшафтного района содержание подвижного фосфора намного меньше (в 2 и более раза), чем в почвах Приобского района. Такая закономерность обусловлена общим повышенным содержанием валового фосфора в черноземах Приобского плато [9, 10]. В агросолодях западин отмечено самое низкое содержание подвижных форм фосфора. Обеспеченность фоновых пахотных почв Барабинского агроландшафтного района подвижным фосфором была повышенной и высокой, а почв распаханных западин – низкой.

В содержании подвижного калия исследованных почв выявлены следующие закономерности. Фоновые черноземы и серые почвы Приобского района характеризовались самым низким содержанием элемента, почвы западин – наоборот высоким. Такое распределение подвижного калия в микрозападинном агроландшафте обусловлено миграцией калийных удобрений с поверхностным стоком к центру микрозападин. Подобные наблюдения описаны в работе [11] по данным опыта с нитратным азотом удобрений.

В Барабинских микрозападинных агроландшафтах наблюдали обратную закономерность в распределении подвижного калия: в фоновых агрочерноземах – максимальное его содержание, в агросолодях – минимальное.

В целом, несмотря на неравномерное распределение подвижных форм калия по элементам рельефа, обеспеченность почв подвижным калием обоих районов была высокой и очень высокой.

ВЫВОДЫ

1. В лесостепных агроландшафтах с микрозападинным рельефом фоновые почвы контрастно отличались от почв западин по основным агрохимическим показателям: содержанию и запасам гумуса, реакцией среды, степенью насыщенности основаниями, содержанием подвижных форм фосфора и калия.

2. По агрохимическим показателям агропочвы западин намного беднее фоновых почв. Содержание гумуса в почвах микрозападин в 2–4 раза меньше, чем в фоновых почвах, разница в запасах гумуса составляет 62–200 т/га. Пахотный горизонт почв западин по сравнению с подобным фоновых почв имел более кислую реакцию среды, был менее насыщен основаниями и менее обеспечен подвижным фосфором.

3. По агрохимическим показателям почвы микрозападин относятся к низкоплодородным, а фоновые почвы – к плодородным и высоко плодородным.