Влияние содержания гумуса на агрофизические свойства агродерново-подзолистой легкосуглинистой почвы
Введение
Благодаря фундаментальным работам зарубежных ученых достаточно хорошо изучены химия гумусовых веществ, пути их образования, закономерность формирования органопрофиля почв, отмечено большое значение органического вещества в снабжении растений элементами зольного питания и биологически активными веществами. Важная роль принадлежит органическому веществу в создании оптимального для растения водно-воздушного и питательного режима. Изучение свойств почвы и определение их оптимальных параметров является составной частью проблемы установления взаимосвязей между ними и урожайностью сельскохозяйственных культур. Среди этих свойств ведущее место занимает гумусовое состояние почвы, которое во многом обуславливает их плодородие. В связи с этим большое внимание отводится проблеме органического вещества в почвоведении и земледелии.
Анализ источников
Продуктивность наземных экосистем зависит в первую очередь от двух главных свойств почвы, относящихся к ее физическому и химическому состоянию, - емкости катионного обмена и водоудерживающей способности. Органическое вещество почвы непосредственно влияет на эти свойства независимо от того, модифицировано оно микробным сообществом или нет. По имеющимся данным, общая кислотность выделенных фракций почвенного гумуса колеблется от 300 до 1400 мг-экв/100 г почвы, а удерживать влагу органическое вещество может в количестве, 20-кратном его массе [10]. При увеличении содержания гумуса в почве на 1% ее влагоемкость повышается на 8-10 %, а соответственно растут запасы продуктивной влаги, уменьшается испарение, улучшается водный режим [2, 5]. В литературе встречаются данные, говорящие о том, что прирост содержания гумуса в почве на 0,1 % обеспечивает повышение ее гигроскопичности в абсолютном значении на 0,07-0,12%, а полной влагоемкости - на 0,4-0,8 % [4].
Высокогумусированные почвы имеют больший диапазон физической спелости и соответственно могут качественно обрабатываться в более широком интервале увлажнения [6]. У них большая удельная поверхность пахотного горизонта и несколько меньшая плотность твердой фазы [8]. Известна зависимость плотности почвы от степени ее гумусированности. Между этими показателями прослеживается тесная коррелятивная связь - повышенное содержание гумуса сопровождается снижением плотности почв. Это позволяет целенаправленно воздействовать на физико-механические и технологические свойства путем обогащения их органическим веществом.
Принимая непосредственное участие в образовании агрономически ценной структуры гумусовые вещества увеличивают общую пористость почвы, улучшают ее аэрацию [4, 8], способствуют увеличению водопроницаемости [7, 9].
Несмотря на большое количество работ о роли гумуса в формировании агрофизических свойств, на сегодняшний день мало данных для дерново-подзолистых почв Республики Беларусь. В связи с этим одной из задач наших исследований являлось изучение основных агрофизических свойств агродерно-подзолистой легкосуглинистой почвы в зависимости от ее гумусированности.
Методы исследования
Исследования проводили в производственных посевах ячменя учебно-опытного хозяйства УО БГСХА. Для этого были подобраны поля, которые отличались выровненным рельефом и характеризовались автоморфными условиями увлажнения. Они были расположены на почве одного генезиса и имели одинаковую историю.
Анализы почвы осуществляли по соответствующим ГОСТам и методическим указаниям. Статистическая обработка результатов исследований выполнялась с помощью дисперсионного и корреляционно-регрессионного методов анализа [3].
В опыте в 2008-2011 гг. изучалась эффективность азотных удобрений в посевах ячменя, возделываемого на агродерново-подзолистой легкосуглинистой почве с различным содержанием гумуса (1,0-2,79 %).
Ежегодно на опытном поле выделялось 100 делянок площадью 2 м2 С различным содержанием гумуса. На этих делянках были заложены по 2 учетные площадки размером 0,25 м2, с которых производился учет урожая зерна и соломы, отбирались образцы почвы для анализа на показатели, характеризующие их гумусовое состояние, агрофизические свойства почвы и свойства почвенного поглощающего комплекса.
Метеорологические условия существенно различались как по годам, так и по отношению к средним многолетним показателям, что в конечном итоге сказалось на корреляционной связи в годы исследований. Однако в целом агрометеорологические условия в годы проведения исследований характеризовались как благоприятные для роста и развития зерновых культур.
Основная часть
Одной из важнейших физических характеристик, сказывающихся на водном, воздушном и тепловом режимах является плотность сложения. По ней судят об окультуренности почвы. В свою очередь данный показатель зависит от гранулометрического состава, структуры почвы, ее водопрочности и порозности, от уровня ее гумусированности. Так, между гумусированностью агродерново-подзолистой легкосуглинистой почвы и плотностью ее сложения выявлена сильная отрицательная связь (r = -0,75-0,92). Анализ этой связи показывает, что при увеличении содержания гумуса на 1 % плотность сложения почвы уменьшалась на 0,04-0,20 г/см3 (рис.1).
- 2008 r = - 0,76; У = 1,34-0,04 Х 2009 r = - 0,92; У = 1,69-0,20 Х 2011 r = - 0,75; У = 1,44-0,12 Х
Рис. 1. Изменение плотности сложения агродерново-подзолистой легкосуглинистой почвы под влиянием гумусированности
Общая пористость почвы колебалась от 39,97 до 51,85 % и согласно классификации, предложенной Н. А. Качинским, соответствовала удовлетворительной (50-55 %) для пахотного слоя при уровне гумусированности почвы свыше 1,68 % в 2008 г. (рис. 2). При этом взаимосвязь между изучаемыми признаками была средней и характеризовалась коэффициентом корреляции равным 0,39. В последующие годы общая пористость снижалась и приближалась к удовлетворительной при содержании гумуса свыше 2,00 %. Связь между изучаемыми признаками была сильной (r = 0,67-0,83).
- 2008 r = 0,39; У = 2,35 Х + 45,74 r = 0,57; У = 2,34 Х + 5,14 2009 r = 0,83; У = 5,83 Х + 33,56 r = 0,52; У = 0,66 Х + 19,17 2011 r = 0,67; У = 4,28 Х + 38,51 r = 0,82; У = 8,69 Х - 2,68
Рис. 2. Изменение общей пористости, объема пор, занятых водой, и пористости аэрации агродерново-подзолистой легкосуглинистой почвы под влиянием гумусированности
Что касается объема пор, занятых водой, то он также был максимальным на учетных площадках с наибольшим содержанием гумуса. При этом пористость аэрации по мере увеличения гумусированности почвы практически не изменялась в 2008 г. и составляла в среднем около 40,6 % (рис. 2), а в 2009 г. увеличилась с 20,07 до 27,83 % в диапазоне гумусированности 1,1-2,6 %. В 2011 г. увеличение гумусированности в данном диапазоне привело к незначительному снижению пористости аэрации - с 36,34 до 29,73 %, что связано с особенностями увлажнения данного периода. Первая декада мая характеризовалась холодной, дождливой погодой (за декаду выпало 43 мм осадков). Последующие две декады отличались неустойчивым температурным режимом и дефицитом осадков, что в свою очередь привело к незначительному уплотнению почвы. В конечном итоге это сказалось на показателях пористости аэрации.
Как известно, содержание гигроскопической влаги в почве зависит от относительной влажности воздуха и свойств самой почвы. Чем тяжелее почва по гранулометрическому составу, тем больше в ней содержится органических и минеральных коллоидов и тем выше гигроскопическая влажность.
Когда относительная влажность воздуха приближается к 100 %, почва насыщается водой до максимальной гигроскопичности. С увеличением гумусированности почвы отмечался рост максимальной гигроскопической влажности почвы (от 1,68 до 3,13 %), т. е. между ними, как показали исследования, существовала тесная корреляционная связь (r = 0,68-0,81). Аналогично изменялась и влажность устойчивого завядания. С увеличением гумусированности почвы также отмечался и рост полевой влажности почвы - с 5,7 до 9,65 % в 2008 г., с 13,4 до 20,47 % в 2009 г. и с 9,38 до 18,92 % в 2011 г. (рис. 3).
- 2008 r=0,68; У=1,76+0,38Х r=0,68; У=2,65+0,58Х 2009 r=0,81; У=1,73+0,54Х r=0,81; У=2,60+0,81Х 2011 r=0,71; У=0,88+0,73Х r=0,73; У=1,40+1,05Х
- 2008 r = 0,73; У = 2,51 Х + 3,03 2009 r = 0,63; У = 4,71 Х + 8,22 2011 r = 0,80; У = 6,36 Х + 2,38
Рис. 3. Изменение водных свойств агродерново-подзолистой легкосуглинистой почвы под влиянием гумусированности
Запасы воды в почве, учитываемые в течение вегетации, позволяют судить об обеспеченности влагой сельскохозяйственных культур. В агрономической практике важно учитывать общий и продуктивный запас воды в почве. Исследования показали, что в среднем увеличение гумусированности агродерново-подзолистой легкосуглинистой почвы на 1 % сопровождалось ростом общего запаса влаги за годы исследований на 4,57 мм. При этом корреляционная связь между данными показателями являлась средней (коэффициент корреляции r находился в диапазоне 0,51-0,69) (рис. 4).
- 2008 r=0,69; У=7,88+6,10Х r=0,57; У=6,11+0,94Х 2009 r=0,57; У=12,67+4,64Х r=0,53; У=4,87+0,29Х 2011 r=0,51; У=11,53+2,97Х r=0,58; У=2,69+0,72Х
- 2008 r = 0,67; У = 1,77+5,16X 2009 r = 0,67; У =5,81+5,28Х 2011 r = 0,50; У = 7,46+2,85Х
Рис. 4. Изменение запасов влаги агродерново-подзолистой легкосуглинистой почвы под влиянием гумусированности
Запасы труднодоступной влаги в меньшей мере зависели от гумусированности почвы ( r изменялся от 0,53 до 0,58) и находились в следующих пределах: 7,14-8,55 мм в 2008 г., 5,19-5,62 мм в 2009 г. и 3,48-4,56 мм в 2011 г. Продуктивный, или полезный запас воды при увеличении гумусированности на 1 % в среднем возрастал на 4,43 мм и находился на уровне 7,45-14,87 мм, 11,62-19,54 мм и 10,60-15,19 мм соответственно по годам исследований. Согласно классификации предложенной А. Ф. Вадюниной и З. А. Корчагиной [1], данный показатель за годы исследований характеризовался как неудовлетворительный и лишь в 2009 г. приближался к удовлетворительному значению при содержании гумуса выше 2,0 %. Это связано с показателями плотности сложения и особенностями метеоусловий 2009 г. (вегетационный период оказался наиболее влажным ).
Заключение
В диапазоне гумусированности 1,1-2,6 % увеличение содержания гумуса в агродерно-подзолистой легкосуглинистой почве на 1 % сопровождалось уменьшением плотности сложения в среднем на 0,12 г/см3, увеличением общей пористости на 4,15 %, объема пор, занятых водой, - на 3,89 %.
В этом же диапазоне гумусированности максимальная гигроскопическая влажность увеличивалась в среднем с 2,06 до 2,89 %, влажность устойчивого завядания с 3,11 до 4,33 %, а полевая влажность в среднем составила 9,52-16,32 %. Запасы влаги в почве также увеличились: при увеличении гумусированности на 1% общий запас влаги в среднем возрос на 4,57, запас труднодоступной влаги - на 0,65, а запасы продуктивной влаги - на 4,43 мм.
Литература
- 1. Вадюнина, А. Ф. Методы определения физических свойств почв и грунтов / А. Ф. Вадюнина, З. А. Корчагина. - М.: Высшая школа, 1973. - 367 с. 2. Ганжара, Н. Ф. Гумусообразование и агрономическая оценка органического вещества подзолистых и черноземных почв европейской части СССР: автореф. дис.....д-ра биол. наук, 06.01.03 / Н. Ф. Ганжара; Московская с.-х. акад. им. К. А. Тимирязева. - М., 1988. - 31 с. 3. Доспехов, Б. А. Методика полевого опыта / Б. А. Доспехов. - М.: Агропромиздат, 1985. - 351 с. 4. Кершнс, М. Значение содержания гумуса для плодородия почв и круговорота азота / М. Кершнс // Почвоведение. - 1992. - №10. - С. 122-132. 5. Концепция оптимизации органического вещества почв в ландшафтах / В. И. Кирюшин [и др.]. - М.: МСХА,1993. - 104 с. 6. Лыков, А. М. Органическое вещество и плодородие почвы / А. М. Лыков // Актуальные проблемы земледелия. - М.: Колос, 1984. - С. 34-42. 7. Медведев, В. В. Изменение водно-физических свойств черноземов при внесении навоза / В. В. Медведев // Почвоведение. - 1980. - №9. - С. 89-97. 8. Прокопович, В. Н. Водно-физические свойства и влагообеспечивающая способность дерново-подзолистой легкосуглинистой почвы в длительном опыте при изучении различных систем удобрения: автореф. дис. ... кан. с.-х. наук: 06.01.03 / В. Н. Прокопович; ТСХА. - Минск, 1982. - 19 с. 9. Сурков А. И. Физико-механические свойства серых лесных суглинистых почв Горьковской области / А. И. Сурков // Изучение почвенных процессов и факторов плодородия при земледельческом использовании почв. - Горький, 1986. - С. 65-70. 10. Stevenson, F. J. 1982. Humus Chemistry: Genesis, Composition, Reactions. John Wiley &; Sons, New York. - 443 pp.
Похожие статьи
-
Гумус, его содержание - Изучение физико-химических свойств почв
Одним из условий плодородия почв является обеспеченность их азотом. Основная часть его в почвах находится в составе органических соединений гумуса,...
-
Изложены результаты исследований по влиянию способов основной обработки почвы (дифференцированная обработка, безотвальная обработка) в севообороте на...
-
Зная содержание подвижного (доступного растениям) азота в почве и по данным анализа сделали вывод о необходимости внесения в почву азотных удобрений из...
-
Методы определения содержания азота в почве - Изучение физико-химических свойств почв
Почвенное плодородие конкретных полей и участков колхозов и совхозов необходимо знать для того, чтобы правильно рассчитать, сколько удобрений нужно...
-
Показатели физических свойств почв и их роль в оценке плодородия - Почвоведение как наука
Все физические свойства почв можно разделить на две группы: 1 - общие физические (плотность, пористость); 2 - физико-механические (пластичность,...
-
Определение гумуса в почве - Изучение физико-химических свойств почв
Определение гумуса в почве вели по методике описанной в [24] Приготовили хромовую смесь, растворив 20г бихромата калия K2Cr2O7 в воде объемом 400 мл....
-
Аммоний может присутствовать как в почвенном растворе, так и в самой почве. Чтобы полностью извлечь из почвы аммоний, ее обрабатывают 1 н. раствором...
-
Вступление - Изучение физико-химических свойств почв
Почва гумус перегной Исключительно большое значение химия имеет в сельском хозяйстве, которое использует минеральные удобрения, средства защиты растений...
-
Гумус является основным показателем плодородия почвы, так как в нем сосредоточен весь запас азота, а также содержание фосфора (1/3 - 2/3). Содержание и...
-
Физические свойства почв - Качественные свойства и признаки почв
Почва, как физическое тело, состоит из трех фаз: твердой, жидкой и газообразной. Твердая фаза представлена минеральными и органическими веществами,...
-
Физические свойства почв - Структурное состояние почв Пермского края и рекомендации по его улучшению
Агрегатный состав пахотных почв и водопрочность агрегатов является важнейшим показателем плодородия. От него зависят такие агрофизические свойства почвы...
-
Заключение - Мероприятия по улучшению плодородия почвы
В ходе написания курсовой работы была проделана работа по определению: - полного классификационного названия в соответствии с подтипом, родом и видом; -...
-
Почвы с. Калиновка, Физические показатели почвы - Изучение физико-химических свойств почв
Землепользование ЧСП "Золотой Колос" находится в северной части Керченского полуострова. Рельеф территории-волнистый, возвышенность образует узкие гряды...
-
Для определения нитрифицирующей способности почв ее компостируют в течение 12 дней, а затем определяют количество накопившихся в ней нитратов....
-
Содержание питательных веществ в почвах - Пестициды и удобрения
Запасы питательных веществ в почвах во много раз превышают потребность в них растений. Однако большая часть из представлена недоступными для растений...
-
Почва Содержание физической глины (сумма фракций <0,01мм), % Подзолистые и другие не насыщенные основаниями почвы Почвы степного типа почвообразования...
-
Расчет балла бонитета почв по методу Т. А. Гринченко - Бонитировка почв
Расчет основан на нахождении интегрального показателя различных свойств (содержание гумуса, подвижного фосфора и обменного калия в зависимости от типа...
-
Состав и функции органического вещества почв - Почвоведение как наука
Органическое вещество почвы представляет собой комплекс органических соединений, входящих в состав почвы. Эти вещества разделены на две группы: 1)...
-
К основным параметрам, влияющим на физиологическое состояние животных, относят температуру, влажность, газовый состав атмосферы, освещенность, уровень...
-
Свойства почвы, обуславливающие необходимость известкования и гипсования - Почвоведение как наука
Известкование и гипсование почв - Известкование имеет двойное значение: известь улучшает физико-химические свойства почвы, создавая тем самым...
-
Как всякое природное тело, почва характеризуется физическими свойствами, которые наряду с физическими процессами, протекающими в ней, сильно влияют, на...
-
Подготовка почвы для смородины Особое значение имеет предпосадочная подготовка почвы. Она заключается в использовании лучших предшественников, заправке...
-
В проведенных исследований были получены следующие результаты. Корни контрольных растений гороха, выросших при влажности почвы 70% из семян, не...
-
Более чем на 1/5 поверхности Земли наблюдаются температуры выше 40 °С, а растения при сильном солнечном освещении могут нагреваться до 50 °С и более....
-
Отбор почвенных образцов к химическому анализу - Изучение физико-химических свойств почв
Работа в поле включала две основные операции: разбивка поля на элементарные участки и отбор смешанных почвенных образцов с элементарных участков....
-
Агрохимические свойства характеризуются показателями: емкость катионного обмена, сумма поглощенных оснований, обменная и гидролитическая кислотность,...
-
Показатели гумусного состояния почв Красноярского края - Почвоведение как наука
Гумусное состояние почв - это совокупность общих запасов и свойств органических веществ, создающаяся процессами их накопления, трансформации и миграции в...
-
Агроэкологическая оценка серых лесных почв - Почвоведение как наука
Серые лесные почвы по своим свойствам занимают промежуточное положение между дерново-подзолистыми и черноземными почвами. В зависимости от содержания...
-
Понятие о структуре почв - Структурное состояние почв Пермского края и рекомендации по его улучшению
Твердая фаза почвы состоит из механических элементов. Они смачиваются, взаимодействуют с жидкой фазой почвы, между собой и образуют агрегаты....
-
Химические показатели почвы - Изучение физико-химических свойств почв
Кислотность (рН) почвы - это один из важнейших показателей, характеризующий ее плодородие. Кислотность почвенного раствора обусловливается наличием в нем...
-
Оценка земель - это система мероприятий, направленных на получение информации как о качестве (бонитете) почв и почвенного покрова, так и по их (его)...
-
Почвы Крыма - Изучение физико-химических свойств почв
Почвенный покров Крыма отличается большим разнообразием. Это связано со специфическим проявлением горизонтальной и вертикальной зональности почв при...
-
Для нормального роста и развития растений необходимы различные элементы питания. По современным данным, таких элементов порядка 20, без которых растения...
-
Плодородие почв - это способность почвы удовлетворять потребности растений в элементах питания, воде, обеспечивать их корневые системы достаточным...
-
ВЛИЯНИЕ ХИМИЧЕСКИХ ВЕЩЕСТВ И МЕДИКАМЕНТОВ - Сперма сельскохозяйственных животных и ее свойства
Большинство химических соединений для спермиев токсичны. Из неорганических веществ особенно ядовиты соли и окислы тяжелых металлов (ртуть, свинец),...
-
Определение нитратов в почве - Изучение физико-химических свойств почв
Наличие нитратов в почве указывает на то, что растения получают азотное питание. Но эти соли очень подвижны, содержание их в почве постоянно меняется....
-
Влияние систем удобрения и способов обработки почвы на эффективность возделывания зерновых культу
Введение В агропромышленном комплексе Республики Беларусь на современном этапе встали две основные задачи: получать высокие и стабильные урожаи...
-
Физико-химические свойства - Мероприятия по улучшению плодородия почвы
Физико-химические свойства почв - это совокупность свойств, определяющих способность почвы поддерживать физико-химическое равновесие между фазами почв,...
-
Плодородие почвы является материальной основой урожая и характеризуется комплексом показателей: химических, физических, биологических свойств почвы и ее...
-
Категории, формы и виды воды в почве. Почвенно-гидрологические константы - Почвоведение как наука
Почва, полностью насыщенная влагой и не содержит солей, имеет Потенциал почвенной влаги равен "0". По мере иссушения потенциал возрастает. Такая...
Влияние содержания гумуса на агрофизические свойства агродерново-подзолистой легкосуглинистой почвы