Получение урожая сельскохозяйственных культур практически связано с весенними запасами влаги.
Естественная влажность по склону значительно колеблется (таблица 5).
Так, в верхней части склона она составляет 17,7%, в средней – 9,4%, в нижней – 22,7%.
Данные по запасам общей влаги (таблица 5) показывают, что их количество значительно различается в зависимости от части склона, что объясняется как сформированными свойствами, так и геоморфологическими особенностями.
Так, в средней части склона, для которой характерны менее благоприятные свойства чернозема и наклон поверхности, аккумуляция влаги выражена слабо и запасы общей влаги в слое 0-100 см здесь по склону наименьшие (217 мм). Наибольшие запасы общей влаги характерны для нижней части склона (316 мм), для которой характерны более благоприятные свойства по склону.
На целине запасы влаги несколько ниже, чем у аналога расположенного в пашне (таблица 5), что объясняется лучшим поступлением и накоплением влаги в пашне, вследствие проведения агротехнических мероприятий.
Агрохимические свойства – свойства почв, учитываемые при определении доз, вида и норм минеральных и органических удобрений и химических ме-
лиорантов. Главными из них являются: содержание гумуса, содержание усвояемых форм элементов питания, реакция почвенного раствора.
Таблица 5
Запасы влаги чернозема южного в почвенно-геоморфологическом профиле
| Разрез, угодье | Горизонт | Угодье | Влажность, % | Общие запасы влаги, мм | ||
| от веса почвы | от объема почвы | по горизонтам | в слое 0-100 см | |||
| Разрез-1 целина | А | 3-17 | 15.7 | 23.7 | 26 | 238 |
| В1 | 17-47 | 20.8 | 26.4 | 79 | ||
| В2 | 47-65 | 18.8 | 25.1 | 44 | ||
| В3 | 65-82 | 18.4 | 27.2 | 46 | ||
| С | >82 | 15.8 | 23.7 | |||
| Разрез-2 пашня, верхняя часть склона | АПАХ | 0-14 | 17.718.919.718.218.014.6 | 20.326.926.223.826.622.0 | 26 | 239 |
| А | 14-22 | 20 | ||||
| В1 | 22-47 | 65 | ||||
| В2 | 47-65 | 43 | ||||
| В3 | 65-82 | 45 | ||||
| С | >82 | |||||
| Разрез-3 пашня средняя часть склона | АПАХ | 0-15 | 9.416.917.617.214.7 | 18.624.624.025.921.9 | 16 | 217 |
| В1 | 15-30 | 36 | ||||
| В2 | 30-41 | 28 | ||||
| В3 | 41-66 | 64 | ||||
| С | >66 | |||||
| Разрез-4 пашня нижняя часть склона | АПАХ | 0-12 | 22.721.024.826.024.518.5 | 24.031.034.034.032.027.0 | 28 | 316 |
| А | 12-28 | 42 | ||||
| В1 | 28-57 | 94 | ||||
| В2 | 57-81 | 86 | ||||
| В3 | 81-107 | 91 | ||||
| С | >107 | |||||
Гумус – сложное органическое вещество, которое обладает высокой поглотительной способностью по отношению к катионам прежде всего благодаря наличию в нем гуминовых кислот, большим запасным фондом питательных веществ для растений, а именно азота и фосфора (И.В. Синявский, 2001).
Гумус многими исследователями рассматривается как главный критерий плодородия почв, мощный аккумулятор солнечной энергии (Ф.Я. Гаврилюк, В.Ф. Валков, 1972; Н.Ф. Тюрменко, 1979; П.И. Крупкин, П.Т. Воронков, 1974).
Черноземы южные исследуемого склона по содержанию гумуса являются (таблица 6): целина – малогумусный (5,26%);
пашня, верхняя часть склона – малогумусный (4,2%);
пашня, средняя часть склона – слабогумусированный (3,1%);
пашня, нижняя часть склона – малогумусный (5,8%).
Уменьшение содержания гумуса в горизонте АПАХ в средней части склона связано с более интенсивным развитием эрозионных процессов, которые способствуют сносу мелкозема, а с ним и гумуса. При этом происходит ухудшение свойств почв (физических, водных, тепловых и др.) и снижение их плодородия.
Потери гумуса связаны не только с развитием эрозионных процессов, но и с использованием почв человеком. При распашке гумус теряют почвы всех природных зон Зауралья (В.П. Егоров, С.Л. Петуховский, 1980; А.П.Козаченко, 1997; Ю.Д. Кушниренко, 1993), но максимальные потери выявлены в условиях южной лесостепи и степи.
В исследуемых черноземах южных содержание гумуса в пашне, в сравнении с его содержанием на целине, уменьшается (с 5,26% до 4,2%) на 20% (таблица 6).
Проведенные исследования черноземов южных на склоне показали, что потери органического вещества составили: при освоении под пашню – 10 т/га в расчете на весь почвенный профиль; в результате развития эрозионных процессов (средняя часть склона) – 106 т/га.
Потери гумуса при распашке чернозема южного обусловлены уменьшением поступления растительных остатков в почву и усилением минерализации органического вещества.
Содержание обменного гумуса является показателем потенциального плодородия. Однако эффективное плодородие при значительном валовом содержании гумуса может быть невысоким в связи с низким содержанием в нем подвижных легкогидролизуемых компонентов (Л.А. Гришина, 1986).
Легкогидролизуемая фракция азота является ближайшим резервом для питания растений.
Из таблицы 6 видно, что содержание легкогидролизуемого азота с глубиной уменьшается. При этом содержание его на целине и в пашне практически одинаково. В средней части склона содержание легкогидролизуемого азота в горизонте В1 даже выше (79,5%), чем в горизонте АПАХ (75,5%), что объясняется развитием эрозионных процессов в данной части склона. В пашне в нижней части склона содержание легкогидролизуемого азота наивысшее по склону, так как здесь аккумулируются продукты эрозии.
Фосфор в почве находится в форме минеральных и органических соединений. Основная часть как органических, так и минеральных соединений фосфора в почвах недоступна растениям.
Наблюдается закономерность уменьшения содержания подвижных форм фосфора с глубиной (таблица 6). Это связано с тем, что данный тип почв сформировался на породах, для которых характерна бедность фосфором.
Концентрация элемента в пахотном слое и аккумулятивном горизонте А на целине превышает таковую в породе в 2,5-3,0 раза и получена за счет длительной биологической аккумуляции фосфора растительностью (А.Е. Кочергин, 1984).
Наибольшая обеспеченность подвижными формами фосфора (24 мг/кг) наблюдается в горизонте АП в нижней части склона, наименьшая (17 мг/кг) – в горизонте АПАХ в средней части склона (таблица 6). По данным таблицы 6 по подвижным формам фосфора можно сказать, что обеспеченность ими почв низкая для всех культур.
Видно, что при использовании почв для сельскохозяйственного производства культурных растений, содержание их несколько снижается (20 мг/кг), в сравнении с целиной (21 мг/кг).
Таким образом, низкая природная обеспеченность подвижным фосфором черноземов Урала несколько обострилась при их длительном сельскохозяйственном использовании.
Основным источником доступного для растений калия является обменный, который находится в составе почвенно-поглощающего комплекса. Резервом доступного калия служит фиксированный калий.
Проведенные нами исследования показали, что черноземы южные имеют высокое содержание доступного для растений калия (таблица 6). С глубиной обеспеченность почв калием снижается.
Наибольшее содержание доступного калия наблюдается в нижней части склона (192 мг/кг), это можно объяснить тем, что поставщиком калия является илистая фракция почвообразующей породы и наибольшее его количество бывает в почвах тяжелого гранулометрического состава. Этой закономерностью объясняется и наименьшее содержание доступного калия в средней части склона(97 мг/кг).
Уменьшение содержания доступного калия в пашне (164 мг/кг) в сравнении с целиной (178 мг/кг) также можно объяснить более облегченным гранулометрическим составом чернозема южного в пашне. При сельскохозяйственном использовании уменьшается валовое содержание калия, количество подвижного и обменного калия. Таким образом, установлено уменьшение подвижного калия при сельскохозяйственном использовании, в нашем случае на 14 мг/кг.
Эффективное плодородие по азоту, фосфору и калию определяется в основном богатством ими гумусового слоя. От 79 до 83% фосфора растения поглощают из пахотного или биологически активного слоя (А.Е. Кочергин, 1966). Именно здесь сконцентрированы запасы азота и фосфора, наиболее активно идут процессы их мобилизации и закрепления фосфатов.
На целине, а также в верхней и нижней частях склона пашни черноземы южные имеют высокое содержание легкогидролизуемого азота.
Содержание подвижных форм фосфора у черноземов южных по склону достигает низкой обеспеченности. Вследствие этого создаются чрезвычайно напряженные условия фосфорного питания растений.
Показатели обменного калия соответствуют высокой и очень высокой, а в средней части склона повышенной обеспеченности почв калием. Однако необходимо обратить внимание на то, что пашня имеет показатели по обеспеченности элементами питания ниже, чем целинный участок.
Из этого следует, что для сохранения плодородия и стабилизации урожайности сельскохозяйственных культур элементами питания необходимо использование органических и минеральных удобрений.
Реакция почвенного раствора является одним из важных свойств почв. Она определяется наличием в почве катионов водорода, алюминия, кальция, магния и др.
Реакция почвенного раствора оказывает большое разностороннее влияние на свойства почв и растения.
Черноземы южные исследуемого почвенно-геоморфологического профиля имеют нейтральную реакцию почвенного раствора в верхних горизонтах (таблица 6), которая является наиболее благоприятной для возделывания большинства сельскохозяйственных культур.
В карбонатном горизонте В3 заметно изменение реакции почвенного раствора в сторону подщелачивания, что обусловлено содержанием карбонатов кальция.
Таким образом, агрохимические показатели почв геоморфологического профиля различны. Наиболее обеспеченными элементами питания являются черноземы южные на целине и в нижней части склона. Сельскохозяйственное использование ведет к снижению содержания гумуса, подвижных форм азота, фосфора и калия. Особенно это снижение проявляется в средней, наиболее подверженной эрозионным процессам, части склона