Изменение физических свойств черноземов зауралья при окультировании

Пропашная система земледелия, применяющаяся на сортоиспытательных участках Зауралья, приводит к существенным изменениям в генетических и агрономических свойствах черноземов. За 28 лет существования сортоучастков произошло значительное увеличение мощности верхнего горизонта, сопровождающееся накоплением гумуса и элементов зольной пищи растений. Улучшились водно-физические свойства. Изменения обусловлены строгим соблюдением агротехники, предусматривающей углубление пахотного слоя, а также регулярным внесением органических и минеральных удобрений. Эти мероприятия являются важным резервом повышения плодородия черноземов лесостепной полосы Зауралья.
Вопрос о том, что происходит с почвой в процессе хозяйственного освоения, чаще других привлекает внимание исследователей, особенно за последние годы. Наиболее широкие исследования этой проблемы проводились в европейской части Союза на подзолистых почвах [7, 8, 15, 16]. Значительно меньше данных в этом отношении имеется для черноземов, особенно черноземов Зауралья и Западной Сибири [1, 2, 5, 9], часть из которых получена еще в довоенных исследованиях [10, 11, 3, 18]. В последние годы работы в этом направлении проводили научные учреждения Урала и Западной Сибири [12].
Изучение почв, как травило, проводили либо в непродолжительных опытах [18], либо сравнительным методом — почва сортоучастка — почва колхозного поля — целина [13, 14].
Полученные результаты свидетельствуют о распылении структуры, иногда некотором накоплении, чаще — убывании количества гумуса и о некоторых других изменениях, не влияющих существенно на генетическую природу черноземов.
В 1966 г. нами проведено изучение изменений, происшедших в почвах сортоучастков на территории Курганской обл., организованных в 1938 г.. Для сравнения имелись данные почвенного обследования, .выполненного в 1938 г. почвоведами Пермского сельскохозяйственного института под руководством Маландина. Чтобы получить сравнимые данные, исследования проводили в форме повторного почвенного обследования, со строгим соблюдением методики, примененной при первых работах. Изучение физико-химических свойств проводили в тех же точках, что и в 1938 г., все анализы делали по той методике, которой пользовались наши предшественники.
Исследованные сортоучастки (Белозерский, Шадринский, Шумихин-ский, Усть-Уйский) расположены в лесостепной полосе Зауралья, в пределах западной окраины Западно-Сибирской равнины, сложенной с поверхности песчано-глинистой свитой неогена. Почвообразующими породами в этом районе являются элювиально-делювиальные бескарбо-натные суглинки, которые с небольшой глубины (1—5 м) подстилаются неогеновыми песками и глинами.
В почвенном покрове изученных сортоучастков выделены следующие роды черноземов: выщелоченные, обыкновенные (обычные), обыкновенные солонцеватые, обыкновенные карбонатные, обыкновенные осолоделые. Среди перечисленных родов чернозема выделяются среднемощные, маломощные, среднегумусные и малогумусные виды. Они носят основные морфологические черты, свойственные почвам Западной Сибири. Главными из них являются малая мощность и языковатость горизонтов морфогенетического профиля.
Со времени организации сортоучастков почвообразование на их территории протекало под воздействием экстенсивной системы земледелия. На них были освоены и в настоящее время заканчивают четвертую ротацию восьмипольные паропропашные севообороты с выводным клином многолетних трав. Строго соблюдалась принятая агротехника, регулярно вносились органические, а в последние 5—7 лет — минеральные удобрения. В этом отношении территории сортоучастков выгодно отличались от прилегающих полей, где система налаживается лишь в последние годы.
Отчетливее всего это отличие проявляется в урожайности. Урожай зерновых на сортоучастках в среднем за последние 10 лет на 5—12 ц/га выше, чем на прилегающих колхозных полях.
В результате проведенного исследования с достаточной достоверностью выявлены изменения строения верхней части почвенного профиля, микроструктурности, основных физических свойств, некоторых водных свойств.
Экстенсивная система земледелия на сортоучастках оказала влияние не только на химические и морфологические признаки, но и на физико-механические свойства. В процессе изучения почв на сортоучастках выявились существенные изменения, которые произошли в агрегатном составе. Они обнаруживаются при сравнении содержания микроагрегатов размером < 0,001 мм и величины фактора дисперсности по Качинскому, определенных в одних и тех же точках 'в 1938 и 1966 гг. Как видно из приведенных данных, характер изменений на разных почвах неодинаков. Почти тридцатилетняя интенсивная обработка наиболее широко распространенных выщелоченных черноземов привела к некоторому распылению пахотного горизонта. На это указывает увеличение фактора дисперсности по Качинскому, отмечаемое в большинстве точек. Во всех родах обыкновенных черноземов в пахотном горизонте, наоборот, зафиксировано уменьшение фактора дисперсности по Качинскому, что свидетельствует об улучшении -в них микроагрегатности. В подпахотных горизонтах (АВ и В) всех без исключения черноземов
количество микроагрегатов значительно возросло, что, безусловно, связано с увеличением в них содержания гумуса. Распыление же верхних горизонтов выщелоченных черноземов обусловлено, по-видимому, несколько 0ольшей . величиной гидролитической 'кислотности, чем обыкновенных черноземах. В солонцеватых родах образованию микроагрегатов способствует выщелачивание обменного натрия из почвенного поглощающего комплекса.
Изменение микро-агрегатного состава тесно связано и существенно повлияло на динамику основных физических свойств изученных почв (табл. 6). В целом физические свойства изменились заметно меньше, чем морфологические признаки и химический состав. Некоторые физические константы практически остались без изменений. К ним относится удельный вес твердой фазы изученных почв. Он является величиной, постоянной для всех изученных почв, его значение для верхних горизонтов.
Шлется в пределах 2,40—250, «в нижних горизонтах увеличивается до 2,70. Повторные определения показывают, что за прошедшее время изменений не наблюдается, так как это время слишком мало для существенных изменений в минералогическом составе.
Величина объемного веса, как показывают данные, изменилась также 'незначительно. Можно отметить лишь некоторое уменьшение ее для гор. АБ в большинстве точек, что, по-видимому, связано с улучшением микро-структурности. Наблюдается некоторая тенденция к уменьшению величины общей скважности и увеличению доли капиллярных пор в пахотном слое выщелоченных черноземов, в нижележащих же горизонтах отклонения данных по общей скважности 1966 г. по сравнению с 1938 г. незначительны и находятся в пределах ошибки опытов. В целом изменения величины и характера скважности соответствуют изменениям, произошедшим в микро-агрегатном составе.
Таким образом, сравнительные данные по физическим свойствам доказывают, что черноземы лесостепи Зауралья в условиях севооборота имеют тенденцию к некоторому улучшению ряда физических констант в них. В суммарном выражении это лучше всего подтверждается значительным улучшением показателей по водопроницаемости и инфильтрации. Как видно из данных табл. 7, коэффициент фильтрации в большинстве точек увеличился весьма значительно. Соответственно увеличилась и скорость инфильтрации за первый час. По этому показателю все чернозем лесостепи Зауралья в настоящее время относятся к почвам высокой (больше 15 см за первый час) водопроницаемости.
По данным определений 1938 г., водопроницаемость выщелоченных черноземов в разных частях Зауралья лесостепи определялась как средняя или хорошая.
Обобщая все данные по водно-физическим свойствам, можно сделать заключение, что и эти показатели в черноземах изученного района з условиях паропропашного севооборота заметно улучшаются. В разных родах и видах почв эти свойства также, подвергаются нивелировке. Особенно рельефно она проявляется в формировании микро-агрегатного состава и водопроницаемости.
Подводя итог изложенному выше, можно - сделать ряд практически важных выводов. Прежде всего, приведенные данные показывают, что воздействие относительно высокой культуры земледелия довольно быстро отражается на характере почвообразовательного процесса и приводит к существенным изменениям в генетических и агрономических свойствах почвы даже в условиях относительно плодородных черноземов лесостепи Зауралья. Причем, изменения эти способствуют улучшению агрономических свойств, повышению запасов валовых и подвижных форм гумуса и элементов зольной пищи растений, рассолонцеванию и другим процессам, повышающим плодородие.
Приведенные данные показывают, какое большое значение на маломощных западносибирских черноземах имеет углубление пахотного слоя, обусловливающее развитие корневых систем злаков, в более -глубоких и лучше увлажненных горизонтах, что особенно важно в условиях засушливого климата Зауралья. Вместе с тем в изученных почвах заметно улучшились водно-физические свойства, что является одним из основных условий высокого .плодородия. Указанные факторы и определяют получение значительно более высоких урожаев на территории сортоучастков. Следует отметить, что более высокая биологическая активность и лучший водный режим позволяют получать больший эффект от применения органических и минеральных удобрений.
На основе полученных данных можно также сделать заключение о том, что в условиях относительно высокой культуры земледелия, достигнутой на сортоучастках, в сравнительно короткий срок происходит нивелировка видовых и даже родовых .признаков в черноземах лесостепи Зауралья, намечается формирование некоторой «культурной» их разновидности.
Анализ данных проведенного исследования позволяет наметить мероприятия по дальнейшему развитию благоприятных признаков в черноземах лесостепи Зауралья в условиях паропропашного севооборота. Главнейшими из них являются мероприятия по углублению пахотного слоя, разрушению уплотнения в гор. АВ маломощных видов черноземов повышению запасов гумуса в малогумусных их видах.
Для увеличения пахотного горизонта рекомендуется ввести глубокую (27—30 см) отвальную перепашку пара с одновременным внесением: 10—30 т органических удобрений на гектар. Для улучшения физических свойств маломощных черноземов - следует практиковать глубокое (35—40 см) безотвальное рыхление при вспашке пара. На малогумусных видах черноземов следует увеличивать дозу органических удобрений паровое поле и дополнительно вносить их в пропашном клину. Рекомендуется значительно увеличить насыщенность севооборотов на - сортоучастках всеми видами минеральных удобрений с внесением их под пропашные культуры и хлеба, высеваемые по непаровым предшественникам.
Перечисленные мероприятия в сравнительно короткий срок позволят повысить плодородие почв и подготовить условия для перехода к интенсивной системе земледелия.
Следует указать еще на одно важное обстоятельство. Паропропашные севообороты, являющиеся основой экстенсивной системы земледелия, в условиях черноземов лесостепной полосы Зауралья способствуют заметному повышению их плодородия. Следовательно, приведенные данные дают возможность составить представление о потенциальном плодородии изученных почв. Только за счет освоения паропропашных севооборотов и внесения органических удобрений колхозы и совхозы, расположенные в Зауральской лесостепи, могут уже в ближайшие годы в 1,5—2 раза увеличить выход продукции растениеводства.