Агрофизическая характеристика почв в комплексном почвенном покрове
Автор Гончаров Владимир Михайлович, 23.08.2010
| Страницы: 1 2 3 |
Гончаров Владимир Михайлович АГРОФИЗИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ПОЧВ
В КОМПЛЕКСНОМ ПОЧВЕННОМ ПОКРОВЕ
Специальность: 06.01.03 – агрофизика
диссертации на соискание ученой степени
доктора биологических наук
Москва – 2010 Работа выполнена на кафедре физики и мелиорации почв факультета почвоведения Московского государственного университета имени М.В. Ломоносова Научный консультант: доктор биологических наук, профессор
Шеин Евгений Викторович Официальные оппоненты: доктор биологических наук
Глазунов Геннадий Павлович
доктор биологических наук, профессор
Русанов Александр Михайлович
доктор биологических наук, профессор
Щеглов Дмитрий Иванович Ведущая организация: Российский государственный аграрный университет –
МСХА имени К.А.Тимирязева Защита состоится « ___» _______ 2010 года в час мин. в ауд. М-2 на заседании диссертационного совета Д 501.002.13 при МГУ им. М.В.Ломоносова по адресу: 119991, ГСП-1, Москва, Ленинские горы, МГУ, д. 1, стр. 12, факультет почвоведения, тел/факс (495) 939-36-84, e-mail: soil.msu@mail.ru. С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке факультета почвоведения МГУ имени М.В.Ломоносова Автореферат разослан ________________2010 г. Приглашаем Вас принять участие в обсуждении диссертации на заседании Диссетационного совета. Отзывы на автореферат в двух экземплярах, заверенные печтью, просим направлять по вышеуказанному адресу. Ученый секретарь диссертационного совета, доктор биологических наук, профессор Г.М.Зенова
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
ВВЕДЕНИЕ
Работами основателей агрофизики и их последователей – А.Ф.Иоффе, Н.А.Качинского, И.Б.Ревута, Н.В.Нерпина, А.Ф.Чудновского, А.Д.Воронина, А.М.Глобуса, Е.И.Ермакова, Ф.Р.Зайдельмана, Л.О.Карпачевского, И.И.Судницына, А.Г.Бондарева, В.В.Медведева, Е.В.Шеина, Lhotsk? J., Menning P., Rawls W.L., Vereecken H., Wosten J.H.M. и др. показано, что физические свойства определяют итенсивность и величину продукционного процесса, ширину оптимума условий для роста и развития агрокультур. До настоящего времени физические свойства почв, арофизическая оценка и сравнение почв проводились по отдельным почвенным прфилям. В современном сельскохозяйственном производстве, когда вместо отдельных почвенных индивидуумов оценивается и анализируется агроландшафт, необходимы дргие принципы и подходы к оценке агрофизических свойств почв в почвенном покрове. Актуальность исследования состоит в том, что до настоящего времени не разрабтаны основы получения количественной информации о пространственнраспределенных физических свойствах почв в почвенном покрове (функциональных взаимосвязанных полей физических свойств), их оценки с точки зрения современной агрофизики, нет методов сравнительного анализа и использования пространственнраспределенной агрофизической информации. Эти задачи современной агрофизики прямо примыкают к разработкам принципов точного адаптивно-ландшафтного земледлия, которое ориентировано на выявленные закономерности распределения физических свойств почв в пространстве. На обоснование и разработку теоретических основ, эксприментальных полевых и лабораторных методов, аналитических процедур характерстики почв в почвенном покрове и прогнозную комплексную агрофизическую характристику почвенного покрова и направлена данная работа.
в почвенном покрове агроландшафта.
в почвенном покрове.
Научная новизна. 1. Предложен комплекс почвенно-агрофизических методов, позволяющих исследвать физические свойства в длинномерных почвенных траншеях и в масштабах селскохозяйственного поля, получать количественную агрофизическую информацию о почвах и почвенном покрове, анализировать и использовать её для прогнозной оцеки. 2. Показано, что физические свойства в почвенном покрове сельскохозяйственного поля изменяются взаимосвязано, непрерывно и постепенно, а их пространственное распределение определяется не только генетическими особенностями почв (педогентическими факторами), но и антропогенными, агротехнологическими факторами. 3. Обоснованы принципы выделения оптимальных и неблагоприятных агрофизичских зон на основе послойного пространственно-распределенного обследования фзических свойств почв с учетом рельефа, особенностей почвенного покрова, агротенической нагрузки с использованием геостатистических методов анализа и агрофзических критериев оценки. 4. Предложены методы комплексной агрофизической оценки почв в почвенном пкрове, включающие методы прогнозного математического моделирования, эксперментальной агри гидрофизики почв, методы агрофизической оценки почвеннфизических режимов (водного и воздушного).
Защищаемые положения: ? При проведении ландшафтно-агрофизических исследований необходимо использовать комплекс методов физики почв, позволяющий получать пространственно-распределенную количественную информацию, формировать функциональные поверхности изучаемых агрфизических свойств, выделять зоны неблагоприятного агрофизического состояния, причины их образования, прогнозировать и оптимизировать агрофизические свойства почв в почвеном покрове сельскохозяйственного поля. Комплекс методов обоснован и апробирован в траншейных и агроландшафтных исследованиях комплексного почвенного покрова во Влдимирской и Ивановской областях. ? Агрофизические ландшафтные исследования должны основываться на почвенной карте и включать латеральные исследования физических свойств, которые распределяются в прстранстве непрерывно, постепенно и взаимосвязано. Пространственное распределение арофизических свойств определяется не только генетическими особенностями почв в почвенном покрове, но и антропогенными, агротехническими факторами. ? Выделение в комплексном почвенном покрове зон, различных по агрофизическому состоянию, должно проводиться на основе анализа пространственно-распределенной арофизической информации с применением геостатистических методов и учетом оптмальных диапазонов физических свойств. ? Комплексную агрофизическую оценку почв в почвенном покрове целесообразно проводить на основе анализа прогнозного водно-воздушного режима, основанного на экспериментальной информации о распределении гидрофизических свойств, как в почвенных профилях, так и латеральном направлении. Прогнозная оценка оптималности элементов режима при задаваемых граничных условиях включает учет длтельности неблагоприятных периодов с недостатком воздуха и влаги в исследуемых почвенных профилях и реализуется в комплексном показателе «индекс оптимальнсти режима».
Практическая значимость. Результаты исследований могут быть реализованы при разработке современных агротехнологий, ориентированных на использование принципов ландшафтного и точного земледелия, а также при решении важных пратических задач в области агрофизики, мелиорации, агрохимии, экологии, связанных с прогнозом движения влаги, питательных, загрязняющих веществ в почвенном покрве и за его пределы.
Методические разработки по изучению агрофизических свойств почв в комплекном почвенном покрове позволят проводить массовые полевые и лабораторные иследования агрофизических свойств и процессов в агроландшафтах.
Полученные результаты используются на факультете почвоведения МГУ при вдении курсов лекций «Физика почв», «Агрофизика», «Математическое моделировние в почвоведении», при проведении практических занятий по математическому мделированию, в большом практикуме по физике почв и спецпрактикуме «Энерги массоперенос в почвах», в полевой учебной практике по физике почв. Эти материалы вошли в учебник «Агрофизика» (2006), методическое руководство «Полевые и лабраторные методы исследования физических свойств и режимов почв» (2001), коллетивные монографии «Оценка и прогноз агрофизического состояния почв сельскохзяйственных земель (на примере комплекса элементарных почвенных ареалов Владмирского ополья)» (2007) и «Теории и методы физики почв» (2007).
Апробация работы. Материалы, вошедшие в диссертацию, были доложены автором на VIII Всесоюзном съезде почвоведов (Новосибирск, 1989), III (Суздаль, 2000) и V (Ростов-на-Дону, 2008) съездах Докучаевского общества почвоведов, на международных и всероссийских конференциях и симпозиумах "Вопросы агрофизики при воспроизводстве плодородия почв" (С-Петербург, 1994), "Проблемы воздействия движителей на почву и эффективные направления ее решения" (Москва, 1998), «Функции почв в биосферно-геосферных системах» (Москва, 2001), «Фундаменталные физические исследования в почвоведении и мелиорации» (Москва, 2003), «Отимизация экологических условий в садоводстве» (Ялта, 2004), «Агроэкологическая оптимизация земледелия» (Курск, 2004), «Современные проблемы повышения плодродия почв и защиты их от деградации» (Минск, 2006), «Почва как связующее звено функционирования природных и антропогенно-преобразованных экосистем» (Икутск, 2006), «Ноосферные изменения в почвенном покрове» (Владивосток, 2007), «Пространственно-временная организация почвенного покрова: теоретические и пркладные аспекты» (Санкт-Петербург, 2007), на заседании кафедры физики и мелиорции почв факультета почвоведения МГУ имени М.В. Ломоносова (2010).
Публикации. По теме диссертации опубликовано 53 работы, в том числе 2 коллективные монографии, 11 работ в изданиях, соответствующих Перечню ВАК, 32 статьи и доклада в научных журналах, сборниках и материалах конференций. Опуликовано 11 тезисов докладов на Международных и Всероссийских симпозиумах и конференциях.
Личный вклад автора в работу. Диссертационная работа является результтом многолетних (1984-2009 гг.) исследований автора. Автор принимал личное учстие на всех этапах исследования. Автором сформулирована цель работы, поставлены задачи исследования, планирование экспериментов, сделаны итоговые выводы. Автор принимал личное участие в получении основной части лабораторного материала, в обобщении и интерпретации полученных результатов, в подготовке всех научных публикаций, многократно выступал с научными докладами. Большая часть эксперментального материала получена автором или под его руководством в коллективных лабораторных исследованиях кафедры физики и мелиорации почв факультета почвведения МГУ. В работе были также использованы материалы, полученные в соавтостве с соискателями, выполнявшими свои исследования под руководством автора. Доля личного участия в совместных публикациях пропорциональна числу соавторов. Помимо того, в работе использовались с соответствующими ссылками материалы, опубликованные в отечественных и зарубежных источниках.
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, 5 глав, выводов, изложена на 311 страницах компьютерного текста, включает список литертуры из 210 наименований, в том числе 51 на иностранных языках, 44 рисунка, 20 таблиц и приложения.
В данной главе анализируются литературные материалы по проблемам изучния основных агрофизических свойств: гранулометрический, микроагрегатный и арегатный составы, а также плотность почв, сопротивление пенетрации (твердость почв), водопроницаемость, фильтрация и гидрологические свойства почв в виде осноных гидрологических констант и характеристик водоудерживания (основных гидрофзических характеристик – ОГХ). И хотя на данный момент, благодаря работам многих отечественных и зарубежных исследователей (Н.А.Качинский, П.В.Вершинин, И.Б.Ревут, А.Г.Бондарев, В.В.Медведев и др.), разработаны методы, способы сравнтельного анализа и основные классификационные шкалы для указанных фундаметальных физических свойств, недостаточно внимания уделено разработке принципов пространственной оценки, анализу закономерностей их распространения в пространсве, особенностям их соответствия со структурой почвенного покрова.
Проблеме характеристики пространственной неоднородности почвенного пкрова посвящено большое количество работ. Изучению пространственной неоднродности посвящены работы В.М.Фридланда (1984), Е.А.Дмитриева (1963, 2001 и др.), Л.О.Карпачевского (1977), И.И.Судницына (1979), Н.С.Орешкиной (1988), А.С.Фрида (1993), В.П.Самсоновой (1999) и др. На основе этих работ в почвоведении сформулировано научное направление, названное «Структурой почвенного покрова», эволюционно объясняющее закономерности изменения почв в пространстве в связи с основными факторами почвообразования. Кроме того, большое значение имеет и итория возникновения ландшафта, его развитие в различные геологические периоды, наличие палеопочв, палеокриогенных образований, двучленных отложений и др. Пказано, что в основе агроэкологической оценки земель, проектирования адаптивнландшафтных систем земледелия и агротехнологий должно быть использование повенной карты. (Кирюшин, 1996, 2000, 2010; Якушев, Куртенер, 1999, 2000 и др. ). Именно поэтому современное почвоведение и земледелие уделяют большое внимание распространению почв на различных масштабных уровнях. В этих подходах предплагается, что агрофизические свойства почв изменяются в пространстве в соответсвии с распространением почв в почвенном покрове. Однако, физические свойства, а, следовательно, и важнейшие режимы, такие как водный, тепловой и воздушный, звисят не только от распространения почв, но определяются также и антропогенными факторами, изменяясь под внешним воздействием, прежде всего агротехнологичском. Это ведет к появлению зон различной плотности, сопротивления пенетрации, фильтрации и других агрофизических свойств, прямо и опосредованно влияющих на продукционный процесс агроландшафта. Этим проблемам пространственного рапределения агрофизических условий уделено значительно меньше внимания, нет обоснований методов определения и опробования физических свойств почв в почвеном покрове, анализа пространственного распределения свойств, выделения зон раличного агрофизического качества. Это составило одну из задач работы.
Для агрофизической характеристики почв используют различные подходы: ивестны классификации физических свойств с выделением оптимальных диапазонов (Н.А.Качинский, А.Г.Бондарев, Ф.Р.Зайдельман и др.) и ряд других. Однако болшинство этих подходов ориентированы на определенные физические свойства, либо на особенности режимов и мало учитывают комплекс физических свойств и их взамосвязь. Один из широко известных подходов, предложенный В.В.Медведевым, предполагает комплексную оценку физических свойств в виде среднего геометричского отношений реальных значений свойств к оптимальным. Однако и в таком коплексном подходе имеются ограничения в виде недоучета физических процессов, обуславливающих взаимосвязи между разными свойствами почв, в виде существовния различных оптимумов для почв различного гранулометрического состава, гумуности и пр. Возникает необходимость в разработке нового современного подхода к комплексной агрофизической оценке почв в почвенном покрове, который может слжить информационной базой для получения пространственной комплексной оценки агрофизического состояния территории. Разработке теоретических основ такого похода, его экспериментальной проверке на территориях с различным почвенным пкровом в работе было уделено особое внимание. В работе рассматриваются 2 объекта со сложным комплексным почвенным покровом – почвенный покров сельскохозяйсвенных полей во Владимирском ополье и Ивановской области.
Объект исследования – почвенный покров сельскохозяйственных полей во Влдимирской (Владимирское ополье) и Ивановской областях.
Владимирское ополье расположено на Русской равнине северо-западнее г. Влдимира, на левом высоком берегу реки Клязьмы, на водоразделе рек Коклома и Нерль, к юго-востоку от морфологически выраженной границы Московского оледнения. Территория ополья занимает почти весь водораздел реки Нерли, вытянувшись овалом с севера-запада на юго-восток на 70 км при ширине 30 км.
Район относится к зоне достаточного увлажнения. Средняя многолетняя сумма осадков составляет 575 мм при испаряемости свыше 400 мм в год. С мая по сентябрь выпадает 290-315 мм, что, в среднем, обуславливает достаточную влагообеспеченость сельскохозяйственных культур.
Почвенный покров Владимирского ополья весьма сложен и многообразен. Он представлен комплексом серых лесных почв, включающим серые лесные, серые лесные остаточно карбонатные, серые лесные со 2-м гумусовым горизонтом разной степени оподзоленности (Якушевская, 1959; Рубцова, 1974; Добровольский, Урусеская, 1984). Высказываются различные мнения о происхождении почвенного комплеса Владимирского ополья и, в частности, почв со вторым гумусовым горизонтом (Трюканов, Быстрицкая, 1971; Рубцова, 1974; Алифанов, 1992; Величко и др., 1996 и др.).
Физические свойства этих почв достаточно хорошо изучены (Шеин, Иванов и др., 1999; Шеин, Зинченко, Гончаров и др. 2007 и др.). Отметим высокое содержание органического вещества в серых лесных почвах со вторым гумусовым горизонтом (до 3-6 %), невысокую водоустойчивость почвенной структуры, свойственную всем повенным разностям, а также гранулометрический показатель уплотняемости почв, – соотношение гранулометрических фракций песок:пыль:ил, близкое к 10:75:15, – укзывающий на высокую потенциальную способность к уплотнению. Следует подчернуть отмеченную многими авторами (Кирюшин, 1997, 2010; Шеин, Иванов и др. 1999; Шеин, Марченко, 2005 и др.) высокую вариабельность всех агрофизических свойств почв, которая будет специально обсуждена ниже.
Ивановская область относится к территории Средне-Русской почвенной првинции в районе Волжско-Клязьминского водораздела.
Климат Ивановского района умеренно-континентальный, с холодной зимой и умеренно-жарким коротким летом. Средняя годовая температура воздуха (по многлетним данным) 3.1°С. Продолжительность периода с температурой выше плюс +10°С – 131 день. Продолжительность вегетационного периода 170 дней. Сумма пложительных среднесуточных температур воздуха за вегетационный период состаляет 2237°С, что вполне достаточно для полевых культур. Продолжительность перида с устойчивым снежным покровом 156 дней, глубина промерзания почвы 56 см при средней высоте покрова 46 см. Среднее годовое количество осадков 593 мм. Микрклимат повышенных элементов рельефа более сухой, чем в понижениях и западинах.
Почвы экспериментального участка (опытно-производственный участок Иваноского НИИСХ) сформировались на двучленных отложениях при обратной стратигрфии слоев: покровные суглинки, подстилаемые водно-ледниковыми песками или мренными супесями и песками. Происхождение таких почв слабо отражено в литертуре, однако некоторые авторы считают, что участки с подобным расположением слоев чаще всего приурочены к зоне краевых ледниковых образований и древнеаллвиальным равнинам и представлены небольшими ареалами (Апарин, 1992). Кроме тго, такие объекты имеют ограниченную площадь распространения.
Опытный участок расположен в районе р. Талка на склоне, в верхней части кторого песчаный слой подходит близко к поверхности (глубина залегания 20-30 см), а в нижней части он располагается глубже 60 см. Средняя часть склона выположена, максимальный перепад высот на участке длиной 130 м составляет 3,6 метра. Уровень грунтовых вод в нижней части поля отмечен на глубине 110 см (данные получены в июле 2000 г.). Вся территория почвенного участка в период исследований находилась под паром.
Почвенный покров участка неоднородный (Иванова, 1976): на большей части представлены дерново-подзолистые почвы с разной степенью оподзоленности, в нижней части выделяются глубокооглеенные почвы. По степени эродированности они в средней части участка слаби среднесмытые, в нижней – намытые. Данный участок относится к почвенной мозаике (Ульянова, Зборищук, 2002). Вариабельность почв на исследованном участке весьма высокая вследствие педогенетических особеностей покрова и эволюции ландшафта.
Неоднородность почвенного покрова участков исследований, а также длительное сельскохозяйственное использование территории являются основными причинами значительного варьирования физических свойств почв. При этом возникают вопросы соответствия закономерностей пространственного распределения физических и повенно-генетических свойств, особенности пространственного варьирования физичских свойств комплекса почв Владимирского ополья и ряд других, которые составили задачи данной работы.
Несмотря на небольшую площадь исследуемых полей, прослеживается высокая вариабельность физических свойств как в горизонтальном, так и в вертикальном направлениях. Для оценки педогенетических процессов на уровне, позволяющем исследовать основные элементы почвенного покрова, различия свойств между почвами, горизонтами, внутри горизонтов был применен метод длинномерных (до 40 метров) траншей с подробным опробованием (шаг 20-40 см).
Высокая пестрота почвенного покрова выбранных объектов продиктовала неоходимость изучения особенностей пространственного варьирования физических свойств и на другом масштабном уровне – на уровне почвенного покрова отдельного сельскохозяйственного поля. При исследовании латерального распределения физичских свойств использовался метод равномерного площадного сеточного опробования с шагом опробования для всего опытного поля 21 м и более детальным – 7 м – для ? поля. В узлах сетки послойно через 10 см до глубины 50 см проводились измерения физических свойств. Таким образом, послойный объем выборки по каждому свойству составил 120 значений при шаге 7 м и 64 – при шаге 21 м. При этом встала задача, прежде всего, обосновать комплекс методов агрофизического исследования почвеного покрова. Он должен быстро, но, в тоже время, с достаточной точностью обеспчивать количественной информацией для создания функциональных поверхностей физических свойств и дальнейшего пространственного геостатистического анализа.
Для решения этой методической задачи были проведены специальные исследвания и обоснованы упрощенные экспресс-методы определения физических свойств: плотности – буром Польского, твердости (или сопротивление пенетрации) – твердмером Качинского (или пенетрометром), водопроницаемости – методом трубок, влажности, близкой к НВ, – после прекращения гравитационного стока при определнии водопроницаемости почвы методом трубок (в дальнейшем обозначается НВ*). Понимая, что последняя величина не является синонимом классически определяемой НВ, считаем, что единообразное определение этой величины после стекания гравитционной влаги в мелкомасштабном эксперименте с трубками позволяет получать сравнительную оценку исследуемой площади в единых характеристиках, отражащих, прежде всего, капиллярную водоудерживающую способность почвы.
В лабораторных условиях для основных почвенных разностей были определены: ОГХ, гранулометрический состав, порозность агрегатов методом парафинирования, плотность твердой фазы и содержание органического углерода (методом сухого сжгания в токе кислорода на автоматическом анализаторе АН-7529). Помимо традицонных показателей физического состояния применялись и некоторые расчетные, нпример, отношение логарифма водопроницаемости к порозности почвы, отражающий способность почвы проводить потоки влаги: чем он выше, тем интенсивнее потоки влаги на этом участке почвы. Это позволило назвать его «коэффициентом потенцальной проводимости».
по результатам траншейных исследований.
Для исследования педогенетических особенностей почвенного покрова Владмирского ополья, пространственного распространения физических свойств и возмоных процессов в работе была поставлена отдельная задача детального обследования участка с применением метода длинномерных трансект (до 50 м). Всего проанализровано 8 траншей. Вдоль трансект подробно с шагом 20-40 см изучалась морфология всех почвенных горизонтов и определялись основные физические свойства.
Рассмотрим в качестве примера результаты почвенно-физических исследований трансекты А, проведенных в 1998 году (рис.1-А).
Строение почвенного покрова представлено в виде графического изображения основных почвенных горизонтов. Траншея, расположенная в автоморфных условиях, представляет почвенный покров, в большей степени подверженный антропогенному воздействию. Следует отметить положение почв со 2-м гумусовым горизонтом – мжду отметками 10 м и 19 м. Это образование – 2-й гумусовый горизонт – выделяется не только визуально, по морфологическим признакам, но и совершенно определенно по физическим свойствам (рис. 2). Например, он имеет низкую плотность за счет всокого содержания гумуса и сохраняет эти отличия даже в пахотном слое, подвеженном интенсивному антропогенному воздействию и перемешиванию. Рис. 1. Примеры трансектных исследований комплекса серых лесных почв Владимирского оплья: морфологическое строение профилей А (1998 г.) и Б (2000 г.). Обозначения горизонтов: Aр – пахотный, Ah – гумусовый, AlE – гумусово-элювиальный, ElB – переходный, B – иллювиальный, Bca – карбонатный. Hвскип – глубина вскипания. К этой части трансекты приурочен повышенный коэффициент потенциальной провдимости (рис.2-Б), имеющий ярко выраженное направление в глубину почвенного профиля. Такое распределение указывает на явную тенденцию к вертикальному пердвижению влаги, происходящему именно в этой зоне. По всей остальной протяжености профиля на глубине 20-25 см заметно формирование уплотненной ?плужной подошвы?, которая имеет низкую проводимость и является определенным ?экраном?, препятствующим стоку влаги в нижележащие слои.
Следовательно, сложность, комплексность почвенного покрова определяет ?мозаичность? распределения физических свойств, ответственных за перенос веществ в агроландшафте. Влияние длительной сельскохозяйственной обработки и формирвание уплотненного подпахотного горизонта приводит к горизонтальной слоистости свойств из исходно вертикальной организации почвенного профиля. Такая слоистость в распределении почвенно-физических свойств не является непрерывной, а определется генетическим происхождением слагающих почвенного покрова.
расстояние по траншее, м Рис. 2. Топоизоплеты (1) плотности почвы (г/см3) и (2) отношения логарифма водопроницаемости (мм/мин) к общей пористости (см3/см3) в трансекте А.
Так, в случае появления почв со 2-м гумусовым горизонтом этот уплотненный слой уменьшается или исчезает совсем. Здесь возможно проявление вертикальных потоков влаги (Умарова, 2008), и эти места могут играть роль естественных дрен при формировании водного режима агроландшафта.
Такое распределение физических свойств характеризует почвенный покров, как достаточно ?мозаичное?, по функционированию, образование со сложной агрофизческой картиной, обусловленной как педогенетическими (наличие второго гумусовго горизонта, чередование горизонтов и др.), так и агротехнологическими причинами (особенности обработки, формирование «плужной подошвы» и др.).
Агрофизическая неоднородность проявляется и на уровне морфологического горзонта, когда в нем могут наблюдаться зоны, различающиеся по физическим свойствам.
Такая неоднородность физических свойств достоверна (рис. 3) практически для всех горизонтов исследованных трансект, в наибольшей степени – по плотности и вдопроницаемости. Различия внутри горизонтов могут прослеживаться не только меду глубинами, но и вдоль одной линии опробования. На такое изменение свойств в пределах горизонта указывал в своих работах и Е.А. Дмитриев (1976, 1978, 1983). В наших исследованиях это наиболее отчетливо проявлялось по значениям плотнсти, влажности и водопроницаемости почвы.
свойства почв Рис. 3. Диаграммы достоверности различий физических свойств между глубинами внутри генетческих горизонтов (1) Аh и (2) ElB. Обозначения: d – плотность почвы, W – влажность при опрделении плотности, Kv – водопроницаемость, NV – влажность НВ*, цифры – год исследования. Различия между глубинами по свойству значимы при ?<0,05 (ниже горизонтальной линии).
При сравнении различных горизонтов по физическим свойствам достоверно оличаются Ар и, в максимальной степени, Ah, за исключением траншей, где он был слабо выражен, мощностью менее 10 см, что подчеркивает его особое место в повенном покрове. Именно этот горизонт, его расположение и мощность во многом оределяют функционирование всего комплекса почв. В нижней части профиля среди других по физическим свойствам выделяется горизонт В (рис.4).
Представленный анализ показывает, что по физическим параметрам рассмотреные горизонты весьма неоднородны как в горизонтальном, так и в вертикальном нправлениях, и, основываясь лишь на результатах почвенно-генетических исследовний, невозможно представить реальную агрофизическую картину почвенного покрова и дать оценку происходящих здесь физических процессов.
свойства почв Рис. 4. Диаграммы достоверности различий физических свойств между генетическими горизотами Аh и ElB, B и BCa. Обозначения: d – плотность почвы, W – влажность при определении плотности, Kv – водопроницаемость, NV – влажность НВ*; цифрами – год исследования. Различия между глубинами по свойству значимы при ?<0,05 (ниже красной линии).
| Страницы: 1 2 3 |