III. Почвы землепользования

Условия почвообразования и закономерности распространения почв

Согласно схеме почвенного районирования Липецкой области (8), территория совхоза входит в Придонской почвенный район. Компонентный состав почвенного покрова очень разнообразный, но преобладают черноземы выщелоченные, оподзоленные и темно-серые лесные почвы.

Характер климата определяет формирование особого гидротермического режима. Тепловые ресурсы составляют 40 ккал/см в год, периоды прогревания и активизации биологического воздействия на профиль чередуются с периодами промерзания почв. Увлажнение достаточное, водный режим непромывной или периодически промывной. В прошлом здесь господствовали ассоциации луговых степей и дубравы. Интенсивный спад растительной массы травянистой растительности в сочетании с благоприятным гидротермическим режимом обусловили интенсивное гумусонакопление в значительной по объему почвенно-грунтовой толще, т.е. формирование почв по черноземному типу. Неоднородность геоморфологического строения территории и почвообразующих пород определили дальнейшую дифференциацию почвенного покрова, формирование различных подтипов, родов и разновидностей почв.

Условия почвообразования, а следовательно, и компонентный состав почвенного покрова в целом типичны для лесостепи. Основной фон почвенного покрова хозяйства составляют темно-серые лесные почвы, черноземы оподзоленные и черноземы выщелоченные. Контура этих почв имеют различную конфигурацию и площадь. Отдельными небольшими контурами выделены типичные черноземы. Серые лесные почвы залегают отдельным крупным массивом в северной части хозяйства у урочища «Порубки». В пойме рек Снова и Кобылья Снова сформировались пойменные луговые почвы, на надпойменной террасе - лугово-черноземные почвы. На водораздельных склонах различной крутизны и экспозиции и по ложбинам стока сформировались смытые почвы - он представлены серыми и темно-серыми лесными почвами, черноземами оподзоленными, выщелоченными и типичными. Интенсивно ветвящиеся балочные системы покрыты сочетанием балочных почв средне - сильносмытых по берегам с аллювиально-делювиальными почвами по днищам. Активно действующие размываемые части балочных систем отнесены к оврагам.

Следует отметить, что для почв хозяйства, в целом характерна довольно высокая гумусность, тяжелый гранулометрический состав и в то же время интенсивное развитие водной эрозии. Эти данные приведены в таблице 6.

Таблица 6 - Характеристика почв хозяйства по их видовым признакам (в гектарах)

Сопоставление материалов корректировок 1986 - 1998 гг.

Анализ имеющихся материалов показывает на изменение конфигурации и площади выделенных почв, а также на их топографическую приуроченность. Это связано с закладкой дополнительных разрезов и применением материалов аэрофотосъемки, что позволило уточнить границы ряда контуров. Применение материалов аэрофотосъемки позволило более точно выделить контура смытых почв. Так как хозяйство было образовано в 1988 году, динамику площадей почв привести не представляется возможным.

Для сопоставления аналитических данных были взяты образцы из разрезов, заложенных вблизи разрезов с аналитическими данными 1986 года по основным типам почв.

Таблица 7 - Сопоставление аналитических данных

Сопоставляя данные таблицы 7, можно сказать, что значительных изменений в физико-химических свойствах по основным типам почв не произошло. Наметилась тенденция к убыванию содержания гумуса в пахотном слое, его содержание уменьшилось на 0,2-0,6%. Из трех случаев в двух увеличилась гидролитическая кислотность, что свидетельствует о некотором увеличении выпаханности верхнего слоя. Емкость поглощения осталась на прежнем уровне.

3.1 Морфологическая, агрохимическая и физико-химическая

характеристика почв

Серые лесные почвы

Классификационный индекс - Л. Серые лесные почвы сформировались на покровных суглинках, в условиях относительно хорошего увлажнения (им свойственен периодически промывной тип водного режима) и при достаточно высокой сумме активных температур. Серые лесные почвы занимают площадь 2106 га.

В автоморфных условиях профиль серых лесных почв формируется под совокупным влиянием следующих почвенных процессов: поступление органических остатков в почву, гумусонакопление, связанная с ним биогенная аккумуляция зольных веществ; выщелачивание карбонатов и легкорастворимых солей, миграция гумусовых веществ и продуктов распада минералов в форме металлоорганических и закисных соединений, лессиваж, оглинивание (6). Хотя процессы аккумуляции в серых лесных почвах преобладают над выщелачиванием, однако часть веществ все же выносится на почвенный профиль. Все это ведет к формированию своеобразного профиля лесных почв.

Находясь в благоприятных природных условиях, они интенсивно используются для возделывания зерновых, технических и кормовых культур. Наибольшую площадь занимают почвы тяжелосуглинистого гранулометрического состава - 80,4%. В составе пашни используется 76,6% площади серых лесных почв, кроме того 4,8% от площади заняты пастбищами.

Темно-серые лесные почвы (Л₃). Темно-серые лесные почвы занимают площадь 1796 га, в пашне используется 1373 га. Они сформировались под влиянием ослабленного воздействия леса, при более интенсивном воздействии травянистой растительности в условиях лесостепной зоны. По своим признакам и свойствам близки к оподзоленным черноземам. В переходном горизонте AB и иллювиальном горизонте B наблюдается хорошо выраженная ореховатая структура, переходящая книзу в крупноореховатую и ореховато-призматическую. На поверхности структурных отдельностей коллоидные пленки и белесая крошка. Гумусовый горизонт имеет темную окраску. Благоприятные климатические условия, насыщенность почв кальцием способствует интенсивной гумификации растительных остатков и накоплению гумуса в верхних горизонтах.

Один из типичных профилей темно-серой лесной почвы представлен разрезом 27, заложенным на пашне.

Апах

0-32 см - свежий, темно-серый, пылевато-комковатый, тяжелосуглинистый, слабо уплотнен, пористый, много корней, переход заметный.

А А

32-38 см - свежий, темно-серый, зернисто-мелкоореховатый, тяжелосуглинистый, уплотнен, пористый, много корней, переход постепенный.

В В

38-61 см - свежий, темно-бурый, ореховатый, тяжелосуглинистый, на гранях структурных отдельностей белесая присыпка, уплотнен, мелкопористый, корни, переход заметный.

BC 12

61-89 см - свежий, грязно-бурый, крупноореховатый, по граням обильная белесая присыпка, тяжелосуглинистый, плотный, тонкопористый, отдельные корни, переход постепенный.

C C

89-110 см - свежий, буро-желтый, призмовидный, тяжелосуглинистый, плотный, тонкопористый.

Средняя мощность гумусового горизонта составляет 60-63 см - у неэродированных разновидностей.

По гранулометрическому составу выделены тяжелосуглинистые и среднесуглинистые разновидности. Преобладающей фракцией в пахотном горизонте является глинистая фракция. У тяжелосуглинистых почв она составляет 32,4%, у среднесуглинистых - 26,0%.

Темно-серые лесные почвы характеризуются сравнительно хорошими физическими свойствами. Хорошая оструктуренность почв обеспечивает высокую порозность верхних горизонтов - от 44 до 59%, в уплотненных горизонтах порозность снижается до 44-48%. Объемный вес в пахотном горизонте колеблется от 1,16 до 1,52 кг/см³. С глубиной объемный вес увеличивается. Наибольший объемный вес присущ среднесуглинистым почвам, наименьший - тяжелосуглинистым.

Содержание гумуса в пахотном слое колеблется от 4,8 до 6,7%, с глубиной его содержание постепенно уменьшается, в это отношении они близки к черноземам. Емкость поглощения довольно высокая - в пахотном горизонте 43,2 мг-экв/100 г почвы и более. Из поглощенных катионов преобладает кальций - 33,0 мг-экв на 100 г почвы. Гидролитическая кислотность в пахотном горизонте относительно невысокая - 5,6-5,8 мг-экв/100 г почвы. Реакция почвенного раствора от среднекислой до близкой к нейтральной - pH=5,0-6,0.

Степень насыщенности основаниями 87%, и, как правило, в подпахотном горизонте она меньше. Обеспеченность подвижными формами фосфора низкая, обменного калия от средней до высокой.

На территории хозяйства выделено 712 га эродированных темно-серых лесных почв - это слабосмытые (682 га), среднесмытые (127 га) и сильносмытые (3 га). Они отличаются, во-первых, меньшей мощностью гумусового горизонта, у слабосмытых она 51 см, у среднесмытых - 26 см и сильносмытых - 14 см. Гранулометрический состав слабосмытых тяжело- и среднесуглинистый. В большинстве случаев здесь преобладает илистая фракция, хотя ее содержание не превышает 26,6%, что меньше чем у несмытых почв. Содержание гумуса в пахотном слое 4,5-5,7%, емкость поглощения - 30,1-42,6 мг-экв на 100 г почвы, из катионов преобладает кальций. Реакция почвенного раствора слабокислая и близкая к нейтральной. Обеспеченность подвижным фосфором очень низкая, калием - высокая.

Гранулометрический состав среднесмытых почв среднесуглинистый, здесь преобладает фракция крупной пыли - 26,9% в пахотном горизонте. Содержание гумуса в пахотном слое 2,9%. Реакция почвенного раствора на верхнем слое нейтральная (pH=6,6), но с глубиной резко подкисляется - до очень сильнокислой на глубине 24-34 см (разрез 37, приложение 3). Емкость поглощения - 32,5 мг-экв на 100 г почвы. Степень насыщенности основаниями 87,6%. Обеспеченность фосфором повышенная, калием - средняя.

Среднесмытые темно-серые лесные почвы занимают небольшую площадь и расположены на склоне северной экспозиции, имеют вид небольших вытянутых промоин. Гранулометрический состав тяжелосуглинистый, содержание гумуса менее 2%, обеспеченность фосфором и калием очень низкая.

Темно-серые лесные почвы обладают наиболее благоприятными физико-химическими свойствами среди серых лесных почв, но и они требует улучшения питательного режима. Структура пахотных слоев обладает слабой прочностью, в результате чего их поверхность заплывает и образует корку. Это необходимо учитывать при агротехнике возделывания сельскохозяйственных культур.

Черноземы

Классификационный индекс - Ч. Под луговыми степями в прошлом, в особых условиях биологического круговорота сформировались лесостепные черноземы на общей площади 2870 га. Особенность черноземообразовательного процесса заключается в том, что гидротермические условия благоприятствуют разложению богатого основаниями и азотом опада по типу гумификации с образованием сложных высококонденсированных перегнойных осаждений типа гуминовых кислот, закреплению которых в почве способствует непрерывное образование в почвенной среде биогенного кальция и формирование карбонатного иллювиального горизонта.

В зависимости от степени выраженности вышеизложенных процессов, ряда особенностей генезиса на территории совхоза сформировались черноземы оподзоленные 1133 га, выщелоченные 1380 га, типичные 357 га.

Черноземы оподзоленные (Ч^оп). Общая площадь данных почв 1133 га, в пашне используется 1081 га. Сформировались на покровных лессовидных бескарбонатных суглинках. Они имеют в гумусовом слое остаточные признаки воздействия подзолистого процесса в виде белесой присыпки, которая является главным отличительным признаком подтипа. Белесая присыпка припудривает структурные отдельности в горизонтах B и BC. Карбонаты залегают значительно ниже границы гумусового слоя, поэтому ниже его выделяется буроватый выщелоченный от карбонатов иллювиальный горизонт, имеющий ореховатую или призматическую структуру.

Мощность гумусового горизонта у среднемощных черноземов в среднем составляет 62-67 см, минимум отмечается у - 60 см, максимум - 77 см. Мощность горизонта A в среднем - 42-44 см.

Гранулометрический состав оподзоленных черноземов, как видно из приложения 3 - глинистый, тяжелосуглинистый и среднесуглинистый. Преобладают почвы тяжелосуглинистого гранулометрического состава. У всех таких почв в основном преобладает илистая фракция, в некоторых случая крупнопылеватая. Содержание ила достигает 33,8%. Для оподзоленных черноземов характерно перемещение иловатой фракции по профилю. Максимум ее содержания наблюдается в горизонтах B и BC.

Большая площадь оподзоленных черноземов относится к среднегумусным, содержание гумуса в пахотном горизонте у них колеблется от 6,3 до 7,5%, у малогумусных - 4,4-5,3%, а у слабогумусированных - 2,3% . Вниз по профилю содержание гумуса постепенно уменьшается.

Реакция почвенного раствора в пахотном горизонте близкая к нейтральной и нейтральная (pH=5,8-6,1). С глубиной величина pH мало изменяется, но в большинстве случаев в горизонте BC она уменьшается, т.е. происходит подкисление почвенного раствора. Оподзоленные черноземы обладают довольно высокой емкостью поглощения 37,0-49,4 мг-экв на 100 г почвы в пахотном горизонте. Максимум отмечается у среднегумусных разновидностей тяжелого гранулометрического состава. Из поглощенных катионов преобладает кальций. Гидролитическая кислотность в пахотном горизонте составляет 4,5-8,9 мг-экв на 100 г почвы. По обеспеченности подвижными формами фосфора оподзоленные черноземы относятся к очень низко и низкобеспеченным, реже к среднеобеспеченным. Содержание обменного калия - высокое, реже среднее.

Физические и водно-физические свойства оподзоленных черноземов в значительной мере определяются высоким содержанием гумуса, мощностью гумусового горизонта и минералогическим и гранулометрическим составом. В пахотном горизонте исследуемых почв объемный вес изменяется от 1,06 до 1,27 г/см³. Наибольший объемный вес 1,40-1,50 г/см³ присущ иллювиальному горизонту. Общая пористость оподзоленных черноземов высокая - 50,4-57,9% в пахотном слое.

На территории совхоза выделено 139 га слабосмытых оподзоленных черноземов. Мощность гумусового горизонта в среднем составляет 53 см. Содержание гумуса в пахотном слое 5,7%, емкость поглощения 42,7 мг-экв на 100 г почвы, реакция почвенного раствора близкая к нейтральной, степень насыщенности основаниями 89%. Обеспеченность подвижным фосфором - низкая, калием - высокая.

Среднесмытые оподзоленные черноземы занимают площадь 12 га. Мощность гумусового горизонта 19 см, содержание гумуса - 2,3%, емкость поглощения 37 мг-экв на 100 г почвы, степень насыщенности основаниями - 86%. Обеспеченность фосфором низкая, калием - средняя.

Выщелоченные черноземы (Ч^в). Общая площадь выщелоченных черноземов составляет 1380 га, в пашне используется 1270 га. Они занимают водораздельные плато и склоны различной крутизны и экспозиции, сформировались они на покровных лессовидных слабокарбонатных суглинках.

Характерной морфологической особенностью выщелоченных черноземов является наличие под гумусовым горизонтом выщелоченного от карбонатов горизонта, который имеет различную мощность, буроватую окраску, комковатую структуру. Мощность гумусового горизонта у мощных выщелоченных черноземов - 84-87 см, у среднемощных 68-71 см. Профиль выщелоченных черноземов имеет следующее строение:

Апах

0-23 см - свежий, темно-серый, пылевато-комковатый, тяжелосуглинистый, слабо уплотнен, пористый, много корней, переход постепенный.

А А

23-44 см - свежий, темно-серый, комковато-зернистый, тяжелосуглинистый, уплотнен, пористый, много корней, переход постепенный.

В В

44-69 см - свежий, темно-серый с бурым оттенком, зернисто-комковатый, тяжелосуглинистый, уплотнен, пористый, корни, переход постепенный.

BC 12

69-103 см - свежий, грязно-бурый, комковатый, тяжелосуглинистый, уплотнен, мелкопористый, отдельные корни, переход постепенный.

C C

103-130 см - свежий, желто-палевый, комковатый, тяжелосуглинистый, уплотнен, тонкопористый, карбонаты в виде жилок.

Распаханность выщелоченных черноземов в хозяйстве составляет 92%. Большинство почв имеют среднее содержание гумуса. Гранулометрический состав глинистый и тяжелосуглинистый. Во всех случаях преобладают фракции ила и крупной пыли. Содержание илистой фракции в пахотном горизонте колеблется от 23,2 до 36,4%.

Объемный вес выщелоченных черноземов колеблется в широких пределах - 1,04-1,33 г/см³ в пахотном горизонте, в горизонте A - 1,19-1,37 г/см³ и в горизонте B - 1,19-1,45 г/см³. На объемный вес влияет минералогический и гранулометрический состав, содержание гумуса, мощность, сложение, характер обработки почвы. Структурный состав и водопрочность агрегатов выщелоченных черноземов находится в прямой зависимости с возделываемыми культурами. Наиболее большое отрицательное воздействие на них оказывают пропашные культуры. Под зерновыми культурами структура разрушается в меньшей степени. Многолетние травы оказывают положительное воздействие на структуру, физические свойства почв. Общая пористость выщелоченных черноземов высокая, в пахотном слое она составляет 51,0-59,4%, в подпахотном - 44-57%.

Одним из наиболее объективных показателей почвенного плодородия является содержание гумуса. По содержанию гумуса выщелоченные черноземы отнесены к средне- и малогумусным. Содержание гумуса в пахотном горизонте среднегумусных почв - 6,0-7,3%, малогумусных - 5,4-6,0%. Запасы гумуса в гумусовом слое наиболее распространенных выщелоченных черноземов приведены в приложении 5.

Реакция почвенного раствора в пахотном слое выщелоченных черноземов близкая к нейтральной и нейтральная (pH=5.6-6.2). С глубиной величина pH увеличивается, в горизонте BC она уже достигает 6,7, а в породе она щелочная (pH=7,3).

У выщелоченных черноземов высокая емкость поглощения, в пахотном слое она колеблется от 43,1 до 51,6 мг-экв на 100 г почвы. Наибольшая емкость поглощения у среднегумусных почв. Из поглощенных катионов преобладает кальций, он составляет от емкости поглощения 60% и выше. Степень насыщенности основаниями составляет 84-92% в пахотном горизонте. Обеспеченность подвижными соединениями фосфора - низкое и среднее, обменным калием - от низкого до высокого.