Результаты исследований. 
Морфологическое строение и агрофизические свойства черноземов выщелоченных Новосибирского Приобья в длительных разновидовых севооборотах

Как показало изучение морфологических профилей черноземов в зерновом севообороте и под бессменной пшеницей, их строение примерно одинаковое; в них нет признаков оглеения и оподзоливания, хотя линия вскипания залегает глубже 100 см: в зерновом севообороте вскипание со 123 см, под бессменной пшеницей — со 115 см.

Рассмотрим морфологический профиль чернозема выщелоченного под ячменем в зерновом севообороте. Участок поля — выровненный, без западин, вскипание от 10% НС1 — со 123 см, линия вскипания ровная. Состояние посевов ячменя хорошее.

В слое 0−15 см видна разлагающаяся солома, которая предает горизонту рыхлость. Переход в следующий горизонт постепенный.

А 27−42 см — темно-серый, однородно окрашенный, местами имеются буроватые пятна — бывшие ходы землероек, комковато-зернистый, мелкопористый, увлажненный, среднесуглинистый, пронизан корнями растений, слегка уплотнен. Переход заметный по цвету и значительно перерыт землеройками.

АВ 42−66 см — буровато-темный, неоднородный, 24 перерытый кротовинами, которые за полнены как гумусовым материалом, так и материнской породой, увлажнен, слегка уплотнен, непрочно-комковатый, мелкопористый, среднесуглинистый, пронизан корнями, много корневищ, переход в следующий горизонт постепенный.

В 67−100 см — желто-бурый, неоднородный, так 33 же перерыт землеройками, увлажнен, слегка уплотнен (меньше предыдущих), непрочно-комковатый, хорошо видны тонкие корни растений, мелкопористый, среднесуглинистый. Переход постепенный.

ВС 100−115 см — желто-бурый, увлажнен, слегка 15 уплотнен, непрочно-комковатый, местами видны глянцевые потеки, среднесуглинистый, пористый, единичные корни растений. Переход ясный по цвету.

С 123−150 см — палево-желтый, увлажнен, слабо 27 уплотнен, среднесуглинистый, карбонатный. Карбонаты в виде псевдомицелия и скопления в виде «белоглазки».

Под бессменной пшеницей почвенный профиль более уплотнен. В нем четко выделяется слой 0−5 см повышенной рыхлости. Далее идут горизонты примерно одинаковой плотности. В зерновом севообороте визуально профиль чернозема более рыхлый. Весь 27-сантиметровый слой пронизан соломой предыдущих лет, что придает профилю повышенную рыхлость. Если под бессменной пшеницей структура пахотного горизонта комковато-пылеватая, то в зерновом — комковато-зернистая как в горизонте, А, так и в горизонте А, причем здесь преобладает хорошо выраженная зернистая структура.

Местоположение почвенного разреза в зернопаровом севообороте несколько отличается от предыдущих двух разрезов. По рельефу разницы в местоположении всех разрезов нет — они заложены на выровненных участках без западин, но данное поле зернопарового севооборота ближе расположено к лесополосе (около 50 м) по сравнению с предыдущими разрезами. На свойствах данной почвы, в первую очередь, сказалось влияние лесополос, так как усилилось развитие промывного типа водного режима за счет дополнительного снегои влагонакопления. Кроме того, введение чистого пара также способствовало дополнительному влагонакоплению, что в целом привело к проявлению в профиле почвы в нижней части горизонта АВ признаков оподзоливания в виде кремнеземистой присыпки.

Морфологический профиль почвы в зернопаровом севообороте не вскипает даже с глубины 150 см. Состояние посевов ячменя хорошее.

А 0−27 см — темно-серый, однородно окрашен, увлажнен, комковато пылеватый, преобладает пылеватость, рыхлый, среднесуглинистый, мелкопористый, корни растений и остатки соломы прежних лет. Переход в следующий горизонт постепенный.

А 27−47 см — темно-серый, однородно окрашен, 20 увлажненный, комковато-зернистый, мелкопористый, пронизан корнями растений, по граням структурных отдельностей виден слабый «глянец», легкосуглинистый. Переход заметный по цвету.

АВ 47−62 см — буровато-желтый, хорошо видны заклинки и затеки, увлажнен, пронизан корнями растений, комковато-непрочно-плитовидный, книзу видна хорошо выраженная кремнеземистая присыпка, среднесуглинистый, мелкопористый, сильно пронизан корнями растений. Переход постепенный.

В 62−90 см — желто-бурый, замето перерыт землеройками, есть кротовины, заполненные гумусовым материалом, комковато-непрочнопризмовидный, глянец по граням структурных отдельностей и небольшая кремнеземистая присыпка, слегка уплотнен, мелкопористый, среднесуглинистый, корни растений. Переход постепенный.

ВС 90−130 см — желто-бурый, уплотнен, увлажнен, хорошо видна кремнеземистая присыпка, непрочно-комковатый, мелкопористый, корни растений, мелкие вкрапления ржаво-охристых пятен, среднесуглинистый, близко к легкосуглинистому, имеются кротовины, переход постепенный.

С 130−150 см — желто-бурый, бескарбонатный, легкий суглинок, имеются поры, видно слабое огление в виде небольших сизых пятен.

Данную почву следует назвать луговато-черноземной среднемощной малогумусной среднесуглинистой на легком суглинке.

Таким образом, близкое расположение лесополос и наличие пара в севообороте способствуют созданию особых экологических условий почвообразования в северной лесостепи Приобья, которые отразились на морфологическом профиле почв в виде усиления признаков подзолообразовательного процесса, на что указывают и результаты других исследователей. Даже в степной зоне Предуралья наличие лесных массивов существенно влияет на почвообразовательный процесс В зерновом севообороте и под бессменной пшеницей при отсутствии пара данные явления не проявляются.

Изменения морфологических признаков в профиле черноземов выщелоченных оказывают влияние на агрофизические свойства — плотность твердой фазы почвы (ПТФ), плотность почвы (ПП) и их порозность.

Плотность твердой фазы почвы зависит от природы составляющих почву минералов и от содержания в ней органического вещества. Чем больше гумуса содержит почва, тем меньше плотность твердой фазы. В среднем плотность твердой фазы почвы для большинства почв равна 2,50−2,65 г/см3.

При сравнении первичных результатов исследований, установленных лабораторией севооборотов СибНИИЗиХ перед закладкой опыта, с полученными нами установлено, что после трех ротаций севооборотов и под бессменной пшеницей прослеживалась тенденция к некоторому увеличению ПТФ чернозема (табл. 1).

почвенный чернозем выщелоченный сибирь.

Таблица 1. Плотность твердой фазы и плотность чернозема в севооборотах и под бессменной пшеницей (п = 3), г/см3

На фоне комплексной химизации ПТФ менялась от 2,45 до 2,61 г/см3. При переходе от слоя 0−10 см к слою 10−20 см отмечена тенденция к увеличению ПТФ в зернопаровом севообороте и под бессменной пшеницей. Д. И. Щегловым [1] установлено, что во всех подтипах черноземов происходит увеличение ПТФ вниз по профилю, что обусловлено, по его мнению, изменением свойств (гранулометрического состава, содержания гумуса и т. д.) в этом направлении. Данная закономерность выявлена и в наших исследованиях.

Таким образом, значения ПТФ в результате летнего использования черноземов в зернопаровом севообороте (2,49 г/см3) выше по сравнению с бессменной пшеницей (2,37 г/см3), что вполне может быть объяснено пестротой свойств почвенного покрова. По севооборотам и бессменной пшеницей плотность твердой фазы возрастала в следующем порядке: бессменная пшеница < зерновой < зернопаровой. Комплексная химизация не оказала достоверно значимого влияния на изменение показателя ПТФ.

Однако при применении удобрений и средств защиты растений прослеживалась тенденция к ее незначительному снижению.

Показатели плотности сложения, полученные нами при сравнении первичных данных и после трех ротаций севооборотов, свидетельствовали о некотором увеличении ПП (см. табл. 1). Наибольшее уплотнение среди севооборотов установлено в зернопаровом, где она изменялась от 1,12 до 1,22 г/см3 в слое 0−10 см, а в слоях 1020 и 20−40 см плотность сложения была одинаковой (1,16−1,09 г/см3). Наименьшее уплотнение было отмечено в зерновом севообороте, что связано со значительным накоплением в профиле полуперепревшей и перепревшей соломы, которая хорошо видна при вскрытии морфологического профиля. При оценке плотности почв по Качинскому пашня под севооборотами соответствовала уплотненной.

Д. И. Щеглов [1] установил, что в профиле всех подтипов черноземов плотность сложения с глубиной закономерно возрастает, однако этот показатель увеличивается неравномерно. Наиболее существенные изменения величины ПП характерны для верхней части гумусового слоя, что подтверждено и нашими исследованиями. Меньшее уплотнение было установлено в слое 0−10 см. С глубиной отмечена тенденция к незначительному снижению ПП. Плотность сложения в севооборотах и под бессменной пшеницей была оптимальной (1,0−1,2 г/см3) для развития зерновых культур [8].

Таким образом, в севооборотах и под бессменной пшеницей в результате 11-летнего использования черноземов наибольшее значение плотности сложения отмечено в зернопаровом севообороте (1,17 г/см3), что на 0,08−0,09 г/см3 выше, чем под посевами в зерновом севообороте и бессменной пшеницей. В целом в севооборотах и под бессменной пшеницей ПП возрастала в следующем ряду: зерновой < пшеница бессменная < зернопаровой.

Объем пор в почве и их размер зависят от гранулометрического состава и структуры. Порозность определяет важнейшие свойства почвы, и прежде всего воздушные. При сравнении полученных данных с первичными отмечено незначительное снижение данного показателя. На фоне комплексной химизации наблюдалась тенденция к некоторому увеличению скважности, однако достоверно значимых различий не установлено. Наибольшая скважность отмечена в зерновом севообороте, наименьшая — в зернопаровом (табл. 2).

Таблица 2. Скважность черноземов и пористость аэрации в севооборотах и под бессменной пшеницей, % (п = 3)

Таким образом, в севооборотах и под бессменной пшеницей в результате 11-летнего использования чернозема наибольшее значение порозности почвы отмечено под посевами ячменя в зерновом севообороте в слое 0−10 см. С глубиной порозность снижалась. В целом по севооборотам и бессменной пшеницей скважность возрастала в следующем порядке: зернопаровой < пшеница бессменная < зерновой.

Наибольшую агрономическую ценность имеют поры активные, занятые капиллярной водой, и поры аэрации. Последние должны составлять не менее 20−25% общей порозности [5]. Среди севооборотов меньшая величины порозности аэрации была в зерновом севообороте, а наибольшая — под бессменной пшеницей.

Достоверно значимые различия по порозности аэрации установлены между зернопаровым, зерновым севооборотами и бессменной пшеницей. Увеличение порозности аэрации на фоне применения удобрений и средств защиты растений связано со снижением ПП и содержания продуктивной влаги. Общая порозность при этом возрастала. С глубиной порозность аэрации снижалась. В целом по севооборотам и бессменной пшеницей этот показатель возрастал в следующем порядке: зернопаровой < зерновой < бессменная пшеница.

Таким образом, по севооборотам и бессменной пшеницей скважность в черноземах выщелоченных под посевами была удовлетворительной для пахотного слоя. Поры аэрации составили более 25% скважности, что свидетельствовало о создании оптимальных условий для возделывания сельскохозяйственных культур.