Лозневой Елены Владимировны
advertisement
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ «КРАСНОЯРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ» ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ЦЕНТР АГРОХИМИЧЕСКОЙ СЛУЖБЫ «КРАСНОЯРСКИЙ» На правах рукописи ЛОЗНЕВАЯ ЕЛЕНА ВЛАДИМИРОВНА ИЗМЕНЕНИЕ АГРОХИМИЧЕСКИХ И ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ПОЧВ СРЕДНЕЙ СИБИРИ ПРИ АГРОГЕННОМ ВОЗДЕЙСТВИИ 03.02.13 - почвоведение ДИССЕРТАЦИЯ на соискание ученой степени кандидата биологических наук Научный руководитель: д.б.н., профессор Кураченко Н.Л. Красноярск - 2016 2 Оглавление Введение...................................................................................................................3 Глава 1. Теоретические аспекты проблемы изменения свойств почв при сельскохозяйственном использовании...................................................................7 1.1. Изменение агрохимических и физико-химических свойств почв...11 1.2. Система контроля за изменением состояния почв в агроэкосистемах.....................................................................................................25 Глава 2. Экологические условия почвообразования региона исследования....31 Глава 3. Объекты и методы исследований….......................................................46 3.1. Объекты исследований.........................................................................46 3.2. Методические основы проведения локального агроэкологического мониторинга почв..................................................................................................50 3.3. Методы статистической обработки результатов аналитических определений...........................................................................................................52 Глава 4. Морфогенетическая характеристика почв региона исследования.....57 4.1. Морфологические особенности черноземов выщелоченных и серых лесных почв............................................................................................................57 4.2. Химические и физико-химические свойства почв............................64 Глава 5. Влияние сельскохозяйственного использования на изменение свойств черноземов выщелоченных и серых лесных почв..............................................73 5.1. Агрогенная трансформация морфологических признаков...............73 5.2. Временная динамика содержания и запасов гумуса.........................89 5.3. Изменение агрохимических свойств почв.........................................99 5.4. Динамика физико-химических свойств............................................114 5.5. Прогнозирование на основе экстраполяции тренда........................130 Выводы..................................................................................................................133 Список литературы..............................................................................................135 3 Введение Актуальность изменением темы потенциального исследования и обусловлена эффективного агрогенным плодородия почв. По современным оценкам [Добровольский, 2002; Bai et al, 2008; Dobrowolski, 2008], общие потери переуплотнения, деградации сельскохозяйственных дегумификации, оцениваются истощения примерно в земель почв 6,7 млн. и га от эрозии, других ежегодно видов или 0,3-0,5 % пахотных земель в мире. В пределах земледельческой территории Красноярского края хозяйственной деятельностью человека изменены 22 % почв. В результате частичного или полного разрушения плодородного слоя снижена ценность 1,5 тыс. га сельскохозяйственных земель [Чупрова, Кураченко, Сорокина и др., 2012]. Рост агрогенных нагрузок на экосистемы определил необходимость перехода от локальных одноразовых наблюдений к систематической пространственно-временной оценке [Медведев, 2012]. Анализ литературы по проблеме изменения свойств почв сельскохозяйственного использования констатирует большой объем материалов краткосрочных почвенно- агрохимических исследований, проведенных в контролируемых условиях Европейской части России. Прослеживается недостаток статистически доказательного, подтвержденного длительными исследованиями научноэкспериментального материала по динамике плодородия зональных почв в различных природно-сельскохозяйственных условиях земледельческой зоны Красноярского края. В связи с этим, многолетние наблюдения за изменением состояния пахотных почв Средней Сибири в системе локального (импактного) агроэкологического мониторинга позволяют решить эту проблему. Цель исследований заключается в изучении изменения агрохимических и физико-химических свойств почв Средней Сибири при агрогенном воздействии. 4 Реализация поставленной цели складывалась из решения следующих задач: 1. Дать морфогенетическую характеристику зональных почв региона. 2. Выявить изменения в строении морфологического профиля почв. 3. Исследовать динамику содержания и запасов гумуса. 4. Определить закономерности агрогенной трансформации агрохимических и физико-химических свойств почв. 5. Рассчитать долгосрочный прогноз изменения свойств почв. Научная новизна. На основе материалов локальных мониторинговых исследований впервые для условий региона проведена математическая обработка временных рядов агрохимических и физико-химических показателей. С привлечением современных статистических методов анализа установлены их направленность, скорость и интенсивность изменений. С использованием автокорреляционной функции выявлена значимость трендовой составляющей временных рядов подвижного фосфора, обменного кальция, обменной и гидролитической кислотности в черноземах выщелоченных Назаровской лесостепи. Показано, что тенденции изменения гумуса, обменного калия и магния в почвах Средней Сибири являются слабовыраженными. Теоретическая и практическая значимость работы. Полученные количественные изменения агрохимических и физикохимических показателей зональных почв в различных экологических условиях Средней Сибири необходимы для оценки степени деградации почв региона при агрогенном воздействии, а также оценки темпов воспроизводства их плодородия. Созданные математические модели являются исходным базисом для принятия управленческих решений и проведения обоснованного прогноза динамики плодородия антропогенно-преобразованных почв. Полученные данные могут быть использованы для организации и проведения дальнейшего агроэкологического мониторинга земель с моделированием разного уровня сельскохозяйственной нагрузки на пахотные почвы региона. 5 Выявленные закономерности агрогенной трансформации почв являются основой для разработки научно-обоснованных рекомендаций по организации рационального использования и охраны сельскохозяйственных земель региона. Предложенные теоретические положения расширяют представление о динамике плодородия пахотных почв региона и могут быть использованы в учебном процессе при преподавании дисциплин «Управление плодородием почв», «Мониторинг почв» и «Система рационального использования и охраны почв». Защищаемые положения: 1. Изменения уровней временных рядов агрохимических и физикохимических свойств черноземов и серых лесных почв Средней Сибири имеют различную направленность и определяются характером сельскохозяйственного использования. 2. Агрогенная трансформация свойств почв достоверно проявляется в интенсивно используемых черноземах Назаровской лесостепи. Апробация работы. Материалы диссертации опубликованы в 8 научных работах, в том числе в изданиях «Перечня...» ВАК РФ - 2. Результаты исследований представлялись и обсуждались на: Международной научно-практической конференции «Наука и образование: опыт, проблемы, перспективы развития» [Красноярск, 2012]; VIII Международной научнопрактической конференции «Аграрная наука – сельскому хозяйству» [Барнаул, 2013]; VII Международной научно-практической конференции молодых ученых «Инновационные тенденции развития Российской науки» [Красноярск, 2014]; I Всероссийской научно-практической конференции молодых ученых «Почвенно-экологические процессы в естественных и антропогенно-преобразованных ландшафтах Сибири и Дальнего Востока» [Красноярск, 2014]; Региональных научных семинарах кафедры почвоведения и агрохимии ФГБОУ ВО «Красноярский ГАУ» [Красноярск, 2014; 2015]. 6 Структура диссертационной работы. Диссертация изложена на 165 страницах, включая 23 таблицы, 12 рисунков. Состоит из введения, 5 глав, выводов, списка литературы, который представлен 336 источниками, в том числе 14 на иностранном языке. Личный вклад автора заключается в проведении полевых работ, статистической обработке, анализе и обсуждении аналитических данных, публикации научных исследований. Благодарность. Выражаю искреннюю благодарность научному руководителю, доктору биологических наук, профессору Н.Л. Кураченко за методическое руководство и творческое сотрудничество, своим учителям доктору сельскохозяйственных наук, экс-директору ФГБУ ГЦАС «Красноярский» Ю.П. Танделову и экс-заместителю директора ФГБУ ГЦАС «Красноярский» О.В. Ерышовой за ценные советы в области почвенноагрохимических исследований, кандидату сельскохозяйственных наук, директору ФГБУ ГЦАС «Красноярский» Р.В. Алхименко за предоставление аналитических данных, выполненных в рамках локального агроэкологического мониторинга почв, а также сотрудникам ФГБУ ГЦАС «Красноярский» и коллективу кафедры почвоведения и агрохимии ФГБОУ ВО «Красноярский ГАУ» за научные консультации и поддержу на всех этапах выполнения диссертационной работы. 7 Глава 1. Теоретические аспекты проблемы изменения свойств почв при сельскохозяйственном использовании Важность проблемы изменения свойств почв при агрогенном воздействии определяется функциями почвы и общебиосферным значением почвенного покрова, как среды обитания, источника вещества и энергии, связующего звена биологического круговорота, защитного барьера и необходимого условия функционирования биосферы в целом [Добровольский, Никитин, 1990; Никитин, 1999]. В почве в силу ее физических и химических особенностей создается уникальный комплекс условий по температуре, восстановительной влажности, обстановке, кислотности, содержанию окислительно- биофильных элементов, который не может быть воспроизведен ни в одной другой биокосной системе. Способность почвы поддерживать жизнедеятельность различных организмов и обеспечивать их влагой и элементами минерального питания называется плодородием. Потоки всех элементов в биосфере (биогеохимических циклов) проходят через почву, которая посредством специфических механизмов оказывает регулирующее действие на их направленность и интенсивность. Незаменимость почвы в выполнении биосферных функций определяет ее важнейшую роль в существовании и поддержании жизни на Земле [Владыченский, 1999]. В естественных условиях на целинных, не тронутых человеком землях, складывается сообщество растений, животных и биоты почвы, которое в равновесии с климатом оптимально использует условия природной среды. В таких биоценозах создаются замкнутые циклы биогенных элементов, которые повторно поступают в почву после отмирания живых существ данного сообщества. Вмешательство человека в процесс земледелия приводит к замене биоценозов агроценозами, плодосменом культурных растений [Минеев, 1999]. С этого времени начинается культурный процесс почвообразования, представляющий собой новейший этап эволюции почв, 8 при котором естественный процесс почвообразования видоизменяется [Ковда, 1985]. Первым и главным видоизменением является уничтожение естественной растительности, что приводит к существенной трансформации двух условий почвенной среды: биологического круговорота и воднотеплового режима почв [Герасимова и др., 2003; Караваева, 2005]. Круговорот веществ изменяется: нарушается объем, химизм, его скорость, так как часть растительной продукции отчуждается с урожаем, с ним удаляются минеральные вещества, а также органические соединения, синтезированные с помощью солнечной энергии. Разрыв циклов биогенных элементов приводит к изменению структуры комплексов микроорганизмов самой почвы: одни из них отмирают, другие размножаются в ограниченных размерах [Минеев, 1999]. Водно-тепловой режим становится неустойчивым, повышается его чувствительность к погодным условиям в связи с ослаблением адаптационных механизмов, снижающих влияние флуктуаций атмосферного климата [Караваева и др., 1998]. Поэтому на пашнях, по сравнению с природными аналогами, формируется более «континентальный» почвенный климат: возрастают суммы активных температур во всем профиле, увеличивается глубина промерзания почв. В пахотном слое усиливается летнее прогревание, растут амплитуды среднемесячных значений температур и влажности [Герасимова и др., 2003]. Более высокие температуры почвенной среды стимулируют увеличение скорости ряда почвенных процессов: выветривания минеральной массы, разложения, синтеза и минерализации растительных остатков и органического вещества. Контрастность условий способствует частой смене окислительно- восстановительного потенциала, физико-химических процессов осаждениярастворения и др. Тем самым высвобождение элементов питания растений из исходного мелкозема почвенной массы и удобрений происходит быстрее и полнее, а сама почвенная масса становится более миграционно-способной как в твердой, так и растворимой фазе [Левин, 1983; Караваева, 2005]. По данным М.И. Герасимовой с соавторами [2003], почвенные процессы, 9 связанные с антропогенными воздействиями, в отличие от естественной эволюции характеризуются более высокой интенсивностью и относительно быстро «записываются» агрогенные в преобразования почвенном приводят профиле. к Целенаправленные созданию специфических поверхностных агрогоризонтов (пахотный горизонт, плужная подошва) с определенным набором агрогенно-созданных свойств [Муха, 1979; Когут, 1997; Щеглов, 1999]. Агрогоризонты ассимилируют материал нескольких естественных горизонтов, занимая их место в верхней части профиля или могут располагаться в пределах одного гумусового горизонта при условии его значительной мощности [Лебедева и др., 2005]. Характерной особенностью антропогенного воздействия на почвы является хорошо выраженная двойная цикличность: естественная (сезоны года) и агрогенная (сельскохозяйственные обработки) [Караваева, 2005; Васенев, 2008]. Агрогенная цикличность имеет четкий ритм в течение сельскохозяйственного года, но хронологически отличается от естественной: весна – более краткая, осень – более продолжительная. В эти периоды почва подвергается кардинальным воздействиям – вспашке и специальным механическим обработкам, искажающих естественную постепенность изменения состояний почвы при смене сезонов года. Уровень изменения свойств почвы зависит от характера, продолжительности и длительности антропогенных воздействий (типа севооборота, применения удобрений и др.), а также от генетических свойств исходной природной почвы [Керженцев, 1992; Михеева, 1997; Лебедева и др., 2005]. И.И. Лебедева, В.Д. Тонконогов, М.И. Герасимова [2005] указывают два основных направления агрогенного развития почв: проградационное и деградационное. Проградационный тренд агрогенного развития представляет вариант управляемой эволюции, целью которой является создание и/или сохранение оптимальной модели почвы, характеризующейся комплексом положительных агрономических свойств. Достижение оптимальной модели почвы и ее долговременное поддержание требует различных затрат в 10 зависимости от природных условий. Противоположный, деградационный тренд развития реализуется в условиях низкой культуры земледелия, когда агрогенная эволюция практически перестает быть управляемой и происходит деградационная трансформация почвенного профиля. Такая эволюция проявляется через переувлажнение негативные природные процессы (переодическое агрогоризонтов вследствие формирования «плужной подошвы») или процессы, не имеющие аналогов в естественных условиях (полная деструкция агрогенного горизонта тяжелой техникой, потери им плодородия вследствие выпаханности, техногенного переуплотнения и пр.). В реальной практике земледелия проградационный и деградационный тренды агрогенной эволюции могут чередоваться и сочетаться друг с другом, обеспечивая различную устойчивость во времени агрогенно созданных свойств агрогоризонтов. Устойчивость определяется характером ответных реакций исходной почвы на агрогенное воздействие. Н.А. Караваева [2005] выделяет три группы свойств почв по устойчивости. 1. Наиболее устойчивые (нединамичные) свойства – гомогенность почвенной массы, серые тона окраски и мощность гумусового горизонта. Изменяются в течение 100 лет и более. 2. Менее устойчивые свойства (слабодинамичные): содержание гумуса, иногда его состав, содержание ила, емкость ППК, новообразования, структура пахотной массы. Могут меняться от первых десятков до нескольких лет. 3. Динамичные свойства – кислотность, содержание обменных оснований, NPK [Розанов и др., 1986]. В отличие от первых двух групп эти свойства меняются за короткие отрезки времени и отражают ежегодный баланс между вносимыми удобрениями и отчуждением веществ с урожаем, эрозией и т.п. 11 Возможности и пределы усилий человека по направленной оптимизации негативных почвенных свойств определяются характером ответных реакций почвы на агрогенное воздействие, ее устойчивостью. 1.1 Изменение агрохимических и физико-химических свойств почв Важнейшей глобальной функцией почв является накопление в поверхностной части литосферы в органогенных горизонтах специфического органического вещества гумуса, обладающего громадным энергетическим потенциалом. Органическое вещество определяет структуру почвы, в значительной степени формирует ее физико-химические и обменные свойства и в определенной степени служит депо питательных элементов [Милащенко и др., 2000]. Органическое вещество почвы, как и его важнейшая часть – гумусовые компоненты возникло и накопилось в ходе почвообразования и поэтому содержание гумуса, его состав и распределение по почвенному профилю относят к числу важнейших почвенных признаков, отражающих, как современную историю почвообразования, так и историю развития почвенного покрова в целом. Содержание гумуса и параметры почвенных органических соединений быстро реагируют на изменение условий почвообразования; в частности на смену растительного покрова, на изменение состава и функций почвенной биоты, на внесение минеральных и органических удобрений и др. [Орлов, Трофимов, Бирюкова и др., 2002]. Первоначальное накопление органического вещества в естественных условиях на целинных почвах происходит медленно, поскольку слабо развита микробиологическая активность почв и мало растительных остатков, поступающих в почву. Затем процесс ускоряется и через некоторое время достигает сравнительно постоянного уровня [Орлов, Бирюкова, Розанова, 1996]. При сельскохозяйственном освоении целинной почвы содержание гумуса уменьшается, особенно резко в первые годы после распашки 12 [Гринченко и др., 1964; Афанасьева, 1966; Минеев, Шевцова, 1978; Щербаков, Рудай, 1983; Кирюшин, 1987; Розанов, Таргульян, Орлов, 1989; Охинько и др., 1990; Лебедева, 1992; Кленов, 2000; Иванов, 2002; Муха, 2004]. Потери гумуса в течение первых лет оцениваются вышеуказанными авторами величиной 30-50% от исходного. Основными причинами дегумификации целинных почв являются: - резкое снижение поступления в почву корневых и пожнивных остатков по сравнению с природными – в 2-8 раз (в зависимости от культуры, урожая и системы удобрений); - повышение аэрации вследствие интенсивных обработок; облегчается доступ кислорода воздуха к органическим веществам, интенсифицируется аэробная микробиологическая активность почв, что вызывает длительную минерализацию негумифицированной органической массы (лигногуматов, детрита) или увеличение степени его окисленности [Тюрин, 1965; Наплекова, 1974; Кирюшин, Лебедева, 1985; Мищенко, Халилова, 1991; Орлов и др., 1996; Фокин, 1996]. В последующие годы сельскохозяйственного использования процесс минерализации замедляется вследствие исчезновения детрита и повышения степени гумифицированности органического вещества. Это стабилизирует содержание и запасы гумуса на более низком уровне, соответствующем новым условиям сельскохозяйственного использования [Чесняк, 1965; Гринченко и др., 1973; Адерихин, Щербаков, 1974; Гринченко, Муха, Чесняк, 1979; Кирюшин, Лебедева, 1985; Олейник, 1987; Davidson, Ackerman, 1993; Шарков, 1997 и др.]. Д.С. Орлов с соавторами [1996] и В.В. Чупрова [1997] указывают, что продолжительное функционирование почв в агроэкосистемах приводит к равновесному состоянию органического вещества со свойственным ему уровнем устойчивости к биологическим потерям гумуса и установившейся равновесного скоростью состояния круговорота (стабилизации) углерода и азота. определяется Уровень количеством поступающих в почву растительных остатков и условиями минерализации, 13 которые в свою очередь зависят от почвенно-климатических условий, способа и глубины обработки, системы удобрения, возделываемых культур, ротации севооборота и других агротехнических мероприятий. При этом возможны любые варианты: накопление гумуса при высоких урожаях и внесении значительных доз органических удобрений; стабильное состояние; потери гумуса при экстенсивном ведении сельскохозяйственного производства [Минеев, Шевцова, 1978; Охинько и др., 1990; Орлов, Бирюкова, Розанова, 1996]. Роль различных сельскохозяйственных культур в восполнении запасов гумуса неодинакова. При возделывании гумусопотребителей (пропашные и зерновые культуры) убыль гумуса всегда превышает количество, которое восполняется корневыми и пожнивными остатками. Возделывание гумусонакопителей (клеверозлаковые смеси, люцерна) снижает потребность в органическом веществе, при этом в почву дополнительно поступает 7,5-8 т/га подземной биомассы [цит. по: Державин, Седова, 1988]. По исследованиям А.И. Донос и П.Н. Кордуняну [1980], наибольшее количество остатков поступает после викоовсяной смеси (60-70 ц/га), из пропашных – после подсолнечника (56-67 ц/га). Незначительное количество оставляет кукуруза (25-35 ц/га). Ряд авторов указывает [Кордуняну, 1978; Шарков, 1987; Хазиев и др., 1991; Багаутдинов, 1997], что наиболее ценными в процессе гумификации являются растительные остатки, содержащие повышенное количество азота. Наиболее узкое соотношение C:N отмечено в растительных остатках клевера, люцерны, несколько выше у гороха и викоовсяной смеси, самое широкое у озимой пшеницы, кукурузы на силос и ячменя [Черников и др., 2001]. Данные длительных опытов свидетельствуют о снижении гумусированности почв без применения удобрений [Минеев, Шевцова, 1978; Орлов, 1990; Орлов и др., 1996; Лукин и др., 1999; Шапошникова и др., 2005; Мерзлая и др., 2007; Поддымкина, Сафонов, Золотарев, 2007]. Потери гумуса варьируют от 0,4 до 3,3 т/га в год в зависимости от почвенно - климатических 14 условий, биологических особенностей возделываемых культур, величины урожая и уровня агротехники [Егоров и др., 1979; Сдобников, 1983; Никифоренко, 1985; Деревягин, 1986; Когут, 1986; Думитрашко, 1992; Крупкин, 2002]. Главным фактором обеспечения бездефицитного баланса гумуса является применение органических удобрений. В исследованиях Е.В. Фридланда [1985] показано, что если в начальный период освоения почв без применения удобрений содержание гумуса снижается во всех типах почв, то в дальнейшем при использовании органических удобрений и высокой культуре земледелия это снижение приостанавливается. При внесении органических удобрений деструкционные процессы компенсируются продукционными, в зависимости от доз и видов органических удобрений происходит накопление общего органического вещества, гуминовых кислот, углерода и азота [Лукьянчикова, 1980; Гамзиков, Кулагина, 1992; Мальцев, Мошкарев, 2000; Лапухин, Уланов, Дашиева, 2008]. При этом затраты органических веществ для поддержания бездефицитного баланса гумуса неодинаковы для разных природно-климатических зон. Так, в условиях ЦЧЗ необходимо вносить 8-12 т/га навоза [Щербаков, Рудай, 1983], в условиях Западной Сибири – 4 т/га [Галунков и др., 1983], Центральной Сибири – 7-8 т/га [Крупкин, Членова, 1992]. Вопрос о влиянии минеральных удобрений на гумусированность почв является неоднозначным. Ряд авторов пришли к выводу, что минеральные удобрения не обеспечивают сохранение содержания гумуса на исходном уровне [Ивченко, 1982; Алмазов, Холуяко, 1990; Прохорова, Фрид, 1993; Крупкин, Членова, 1992; Лапухин и др., 2008]. Другие отмечают, что минеральные удобрения стабилизируют общее количество гумуса, т.е. практически не изменяют его [Джиндил, 1974; Синякин, 1980; Кураков, 1992; Лукин и др., 1999; Танделов, Ерышова, 2003]. Неоднозначность результатов исследований, по мнению И.Ф. Храмцова и Е.В. Безвиконного [1998], 15 обусловлена различными агротехническими и природно – климатическими условиями. Различное действие органических и минеральных туков на накопление гумуса в почве объясняется тем, что при внесении органических удобрений источником гумуса является органическое вещество удобрений и пожнивнокорневых остатков, а при использовании минеральных - только пожнивные и корневые остатки [цит. по: Милащенко и др., 2000]. Большинство исследователей [Кулаковская, 1990; Кирюшин, 1996; Ахтырцев и др., 2002; Гладких, Сирота, 2002; Поддымкина, Сафонов, Золотарев, 2007] делают вывод, что совместное систематическое внесение минеральных и органических удобрений поддерживает уровень содержания органического вещества в почвах заметно выше, чем в неудобренных почвах. Важной причиной дегумификации пахотных почв считают эрозионные процессы [Бурлакова, 1984; Кирюшин, Лебедева, 1984; Stolbovoi, Fischer, 1998]. По исследованиям А.И. Жукова и П.Д. Попова [1988], эрозионные потери гумуса в ряде регионов страны в среднем составляют 0,1-0,4 т/га в год, на отдельных частях склонов – 1,0-1,5 т/га. По обобщенным данным Д.С. Орлова, О.Н. Бирюковой и М.С. Розановой [1996], эти потери оцениваются примерно в 700 кг/га гумуса в год. В условиях Сибири, в отличие от европейской части страны, потери гумуса заметно ниже и составляют 0,6-1,5% [Еремин, 2012]. На биологические и биохимические потери гумуса в черноземах Средней Сибири 2-2,5 раза ниже, чем в европейских аналогах указывают и П.С. Бугаков, В.В. Чупрова, Э.К. Низких [1992]. Причину различных потерь гумуса авторы видят в меньшей минерализации органического вещества при более коротком сибирском лете, менее длительной и интенсивной обработке почвы и небольшой доли пропашных культур в полевых севооборотах. Длительное сельскохозяйственное использование сопровождается нарушением баланса питательных веществ, так как часть растительной продукции отчуждается с урожаем, с ним удаляются минеральные вещества, 16 а также органические соединения [Минеев, 1999]. Биогенный вынос питательных веществ редко компенсируется регулярным внесением минеральных и органических удобрений [Сычев, 2000; Минеев, 2004], вследствие чего в земледелии складывается дефицитный баланс биогенных элементов: азота, фосфора, калия, кальция и других питательных веществ [Чупрова, 1997]. Фосфор является одним из важнейших элементом питания растений. Он благоприятно влияет на физические и биологические свойства почвы, способствует протеканию коллоидно-химических и бактериальных процессов. Почвы, обогащенные ионами фосфора, отличаются хорошим структурным состоянием и высокой биологической активностью. Содержание фосфора в почве предопределено материнской породой, ее генезисом [Рудой, 2003] и колеблется от 0,01% в бедных песчаных почвах до 0,31% в мощных высокогумусных черноземах [Танделов, 1998; Просянникова, 2004]. Вследствие длительной биологической аккумуляции фосфора содержание подвижных фосфатов в гумусо-аккумулятивных горизонтах пахотных почв по сравнению с материнской породой увеличивается в 4-6 раз [Кочергин, 1966]. Фосфаты в почве представлены двумя основными группами: органическими и минеральными [Никифоренко, 1990; Милащенко и др., 2000; Рудой, 2003, 2004]. В черноземных почвах примерно 50-80% фосфатов, а в дерново-подзолистых – одна треть связана с органическим веществом почвы. Фосфорорганические соединения становятся доступными для растений после минерализации органического вещества [Милащенко и др., 2000]. Минеральные труднодоступными соединения (20-40%) и фосфора представлены слабодоступными в основном (50-60%) формами. Легкодоступных соединений фосфора в почве мало и составляет 10-20% [Горбунков, 1974]. Интенсивность и направленность динамики содержания легкодоступных почвенных фосфатов обуславливается погодно- 17 климатическими условиями, биологическими особенностями возделываемых культур, физико-химическими реакциями, гранулометрическим составом, удобренностью почвы и рядом других причин [Барбалис и др., 1970; Адерихин, Братерская, 1973; Кулаковская, 1978; Бурлакова, 1984; Антипина, 1991]. Накоплению в почве легкодоступных соединений фосфора способствует возделывание растений с глубокой корневой системой и высокой растворяющей способностью труднодоступных фосфатов [Стрельченко, 1982]. К таким растениям относят люпин, горчицу и гречиху. В исследованиях Э. Рюбензам и К. Рауэ [1969] показано, что рожь, кукуруза, люцерна, клевер и другие бобовые в меньшей степени обладали этой способностью. По данным Л.П. Галеевой [2012], многолетние травы (кострец, галега), благодаря высокой растворяющей способности корневых выделений увеличивали подвижность труднодоступных фосфатов и способствовали их переходу в более доступные формы. В зернопропашном севообороте содержание активных фракций и активных групп фосфатов увеличивалось в меньшей степени. Большое влияние на подвижность соединений фосфора оказывает кислотность почвы. В условиях кислой среды при высокой подвижности полутораоксидов обеспечивается перевод однозамещенных фосфатов в труднорастворимые соединения [Trow-Smith, 1978; Никифоренко, 1990]. При уменьшении кислотности почв фиксация фосфора снижается [Кулаковская, 1990; Милащенко, 1993]. В почвах насыщенных основаниями, двух- и более замещенные фосфаты кальция растворяются находящимися в почвенном растворе угольной, легкорастворимых азотной соединений и органическими [Шелюто и др., кислотами 2005]. до Повышенное содержание поглощенных оснований натрия и магния в почвах Средней Сибири приводит к высокой растворимости образующихся фосфорных солей [Антипина и др., 1983]. 18 На подвижность соединений фосфора оказывает влияние содержание органического вещества. С увеличением содержания в почве гумуса увеличивается содержание подвижного фосфора [Рейнфельд, 1978; Бурлакова, 1984]. В почвах с высоким содержанием гумуса растения лучше обеспечиваются фосфором, поскольку образующиеся при минерализации органического вещества углекислота, гуминовые и фульвокислоты оказывают растворяющее действие на труднорастворимые соединения фосфора. В условиях Средней Сибири максимальное наличие доступного для растений фосфора достигается при 5-6% гумуса [Танделов, 1998]. Дальнейшее увеличение содержания гумуса приводит к снижению количества подвижного Р2О5. Подвижность соединений фосфора зависит от аэрации и влажности почвы. Опытами А. Ю. Левицкого, А. А. Лесюковой [1930] установлено, что содержание подвижного фосфора увеличивалось в анаэробных условиях, при смене аэробными – снижалось. Причиной этого, по мнению Н. Е. Стрельченко [1982], является развитие восстановительных процессов, в результате которых повышается растворимость почвенных фосфатов [цит. по: Шелюто и др., 2005]. Из-за естественные слабой потери подвижности фосфора в почвенных почве. фосфатов Хотя ряд отсутствуют исследователей [Милащенко, Соколов, Брайсон, Черников, 2000] указывает на потери Р2О5 в результате водной эрозии в количестве 0,2-15,0 кг/га в год. Фосфор не имеет естественных источников пополнения запасов в почве. Его содержание восполняется внесением фосфорных и органических удобрений. В агроэкосистемах без применения удобрений идет активный процесс истощения фосфатов [Сдобникова, 1985; Милащенко и др., 2000]. В связи с этим главным фактором, определяющим содержание фосфора и его подвижность в почве, считают систематическое применение органических и минеральных удобрений [Бабарина, Лебединская, 1987; Прохорова, Фрид, 1993; Шарков, 1997; Назарюк, 2007 и др.]. Повышение содержания 19 подвижных фосфатов при систематическом внесении минеральных и органических удобрений отмечается многими исследователями [Ryan, 1983; Ивойлов, Малова, 1993; Столяров, Суетов, Бодня, 1993; Тибирькова и др., 1994; Лукин, Косилова, Дубанина, 1994; Мелашич, Мацко, 1998; Кирпичников, Адрианов, Волосатова, 2004; Лапухин и др., 2008; Храмцов, 2011; Уваров, Карабутов, 2012; Минакова и др., 2013; Ахмедагаев и др., 2013]. При этом систематическое внесение фосфорных и органических удобрений не только меняет направленность круговорота фосфора в сторону положительного баланса, но и приводит к повышению степени его подвижности в почве. Важным элементом питания растений является калий. В условиях хорошего калийного питания повышается устойчивость растений к заболеваниям и к неблагоприятным факторам внешней среды, увеличивается урожай и качество растениеводческой продукции. Валовое содержание калия в почве значительно превышает валовое содержание азота и фосфора и составляет 0,5-3,0%. В процессе выветривания горных пород и разрушения силикатов происходит выщелачивание калия и повышение его подвижности в почве. По степени подвижности и доступности для растений выделяют следующие формы калия: водорастворимый (калий почвенного раствора), обменный и необменный (фиксированный кристаллической решеткой минералов) [Пчелкин, 1966; Минеев, 1999]. Непосредственным источником калия для растений являются водорастворимая и обменная формы [Важенин, Карасева, 1959]. Доля водорастворимого калия в почве незначительна и составляет 1-10% от обменного калия. Поэтому определяющее значение для калийного питания растений имеет обменный калий. В обменной форме находится 1% от общих запасов калия в почве [Пчелкин, 1966]. В почве существует динамическое (подвижное) равновесие между различными формами калия, которое предопределено генезисом почвообразующих пород [Липкина, 1981]. В процессе сельскохозяйственного 20 использования динамическое равновесие нарушается, при этом степень подвижности обменного калия и скорость его восстановления из резервных (необменных) форм может как повышаться [Коротков, Сахарцев, 1990], так и понижаться [Филон, Шеларь, 1999; Середа и др., 2000]. Интенсивность мобилизации и направленность обменного калия процессов определяется иммобилизации и окультуренностью и удобренностью почвы, гидротермическими условиями, реакцией среды, гранулометрическим составом почв и другими причинами [Возбуцкая, 1964; Рейнфельд, 1974; Щербаков и др., 1983; Якименко, 2003]. Обеспеченность почв обменным калием тесно связана с их гранулометрическим составом. Почва тяжелого гранулометрического состава содержит большое количество тонкодисперсных фракций, отличающихся повышенной фиксацией обменного калия. Особенно активно обменный калий фиксируется при наличии в почве глинистых минералов группы монтмориллонитов и гидрослюд, которым свойственна внутрикристаллическая адсорбция катионов. На тяжелосуглинистых и глинистых черноземах и серых лесных почвах Средней Сибири фиксация обменного калия поглощающего ярко выражена. комплекса монтмориллонита среди этих Это почв глинистых объясняется насыщенностью основаниями, преобладанием минералов и периодическим высушиванием верхнего слоя почвы, при котором происходит необратимая коагуляция коллоидов. Петербургского [1974] Исследованиями показано, В.Д. что при Мухи [1979] и А.В. сельскохозяйственном использовании почв происходит активное вовлечение в питание растений труднодоступного фиксированного калия, являющегося ближайшим резервом обменного калия. На черноземах Средней Сибири сумма фиксированного калия составляет 23-26% от его валового количества, на серых лесных почвах – не более 15% [Горбачева, 1977; Бугаков, Горбачева, Чупрова, 1981]. Исследованиями С.М. Горбачевой [1977] доказано, что в черноземных почвах Средней Сибири в обменную форму переходит в 2,5 21 раза больше калия, чем в серых лесных. Это обусловлено преобладанием в серых лесных почвах в отличие от черноземов, полевых шпатов, из которых калий медленнее освобождается и переходит в обменную форму [Пчелкин, 1966] [цит. по: Танделов, Ерышова, 2003]. Причину такой разницы автор объясняет генетическими особенностями почв. Одной из важных причин изменения содержания обменного калия в почве является гидротермический режим почв. Повышение температуры среды, сопровождающееся высушиванием почв в естественных условиях, обуславливает изменение состояния коллоидов и физических свойств многослойных минералов, приводящее к иммобилизации обменного калия [Петербургский, 1957; Прохорова,1957; Петербургский, Репина, 1976]. По мнению Н.Г. Рудого [2003], однократное увлажнение и последующее высушивание приводит к фиксации обменного калия и снижению его количества в почве в 2 раза. Содержание обменного калия зависит от реакции почвенного раствора. Исследованиями З.А. Прохоровой [1957] и Т.Н. Кулаковской [1990] установлено, что при снижении кислотности необменное поглощение калия повышается, увеличивается калийный потенциал и снижается содержание доступного для растений калия. Почвенная способность восстанавливать уровень наиболее подвижных форм калия в агроценозе определяется не только потенциальными калийными запасами, но предшествующей удобренностью почв калием [Якименко, 2003]. При применении калийных удобрений содержание обменного калия может повыситься, остаться без изменения или понизиться. Исследованиями К.Л. Загорча [1990] на карбонатных черноземах показано, что длительное внесение калийных удобрений сопровождается увеличением обменного калия с определенными закономерностями в его фиксации. Больше калия переходило в необменное состояние в первые 6 лет (83-95%), в последующие 6 лет этот процесс замедлялся (49-58%), а затем практически снижался до 19-27% от поступившего в почву калия. Параллельно этому 22 возрастала доля калия, переходившего в обменно-поглощенное состояние. В.И. Никитишеным [1984] доказано, что эта особенность трансформации калия характерна и для других почв, например, серых лесных, в которых активное потребление калия сельскохозяйственными культурами происходило благодаря мобилизации калия из необменной формы при достаточной обеспеченности посевов калием [цит. по: Минеев, 1999]. Исследованиями Р.А. Афанасьева и Г.Е. Мерзлой [2013] установлено снижение содержания обменного калия при применении калийных удобрений на суглинистых и легких почвах. На суглинистых почвах при положительном хозяйственном балансе снижение содержания обменного калия происходило за счет перехода в необменные формы. На легких почвах при отрицательном балансе - из-за истощения необменных форм. Без применения удобрений калийный режим почвы складывается неоднозначно. При длительном сельскохозяйственном использовании пашни без применения калийных удобрений обеспеченность почв доступными для растений формами калия снижается [Жукова, 1968; Якименко, 1995; Никитишен и др., 1996; Шафран, 1997; Середа и др., 2000]. Прежде всего, это процесс характерен для почв с повышенным содержанием обменного калия. Другие исследователи [Медведева, 1983; Литвак и др., 1990] склонны считать, что длительное выращивание растений без внесения калийных удобрений и дефицитном балансе калия сопровождается увеличением содержания обменного калия за счет его мобилизации из менее доступных (необменных) форм. Способность почвы поддерживать стабильное соотношение между формами калия интенсивной и восстанавливать нагрузке на их агроценоз снижающийся является основой уровень при оптимизации калийного режима почв [Якименко, 2003]. Длительное сельскохозяйственное использование сопровождается не только дегумификацией и снижением количества доступных элементов питания, но и трансформацией почвенно-поглощающего комплекса [Муха, 23 1976; Минаков и др., 2009; Чевердин, 2009]. Физико-химические свойства почв являются показателями напряженности и интенсивности протекающих почвенных процессов. В зависимости от особенностей агроценоза, типа почв, гидротермического режима и удобренности почвы обнаруживаются различные параметры динамики кислотности, содержания поглощенных оснований и емкости поглощения катионов [Муха, 1988; Самойлова и др., 1991; Джанаев, 2006; Подколзин и др., 2008]. Лишь в отдельных работах отмечается, что кислотно-основные свойства стабильные диагностические показатели генетического типа почв и их изменение говорит о деградационных процессах в почве [Зыкина, 1979; Козаченко, 2004]. Важным показателем физико-химических свойств почв является реакция среды (рНсол). От нее зависят усвоение растениями питательных веществ, минерализация органических веществ, разложение почвенных минералов и растворение различных труднорастворимых соединений [Агрохимия, 1975]. Для большинства сельскохозяйственных культур оптимальная область рНсол находится в пределах от 5,5 до 6,3. В процессе сельскохозяйственного использования значение обменной кислотности (рНсол) сдвигается. Без внесения минеральных и органических удобрений она снижается. Так, в 20-летних исследованиях Г.Н. Яновой [1992] на черноземах мощных малогумусных снижение составило 0,5 единиц (с 6,6 до 6,1), в 25-летних опытах Г.Е. Мерзлой, В.Ю. Семина и С.М. Надежкина [2007] на черноземах выщелоченных - 0,14 единиц, в наблюдениях Н.Г. Мязина [1997] – 0,3 единицы (с 5,5 до 5,2). Внесение невысоких доз полного минерального удобрения в сочетании с навозом практически не изменяло значение рНсол [Янова, 1992; Мязин, 1997; Трубников, 2012] или повышало ее величину [Муха, Лазарев, 2003; Мерзлая, Семин, Надежкин, 2007]. Минеральные удобрения увеличивали кислотность почвы. Н.И. Арнаутова [1974] наблюдала снижение рН при 10- и 15-летнем внесении физиологически кислых азотных удобрений на агрохимические свойства 24 серой лесной почвы. П.М. Жукова [1980] отметила подкисление серой лесной почвы при систематическом применении азота в дозах, превышающих 60 кг/га [цит. по: Мальцев, Мошкарев, 2000]. В.И. Никитишен [1984] наблюдал снижение рН на серой лесной почве при 5-летнем применении азотных удобрений в дозах 60, 120 и 180 кг/га. Причины выявленных изменений имеют двусторонний характер: при использовании органических удобрений (навоза) происходит рост количества обменнопоглощенных катионов кальция и магния, под действием минеральных – их снижение за счет замены на ионы водорода и частичного выщелачивания [Мерзлая и др., 2007]. Таким образом, изменение величины рНсол определяется изменением емкости поглощения и суммы поглощенных катионов. Изменение емкости катионного обмена является непременным условием почвообразования и эволюции почв. К.К. Гедройц писал об изменении емкости поглощения как о медленной эволюции почвы, которая имеет место для любого вида почвы [цит. по: Подколзин, Шкабарда, 2008]. Под влиянием 25-летнего сельскохозяйственного использования произошла деградация почвенно-поглощающего комплекса в черноземах Центра русской равнины (снижение суммы поглощенных оснований на 20% с повышением гидролитической кислотности на 15%) [Девятова, Щербаков, 2006]. Убыль поглощенных оснований в черноземных почвах Северного Кавказа за полувековой период составила 13-54% [Джанаев, 2006]. Снижение емкости обмена характерно для черноземов Украины [Чесняк, 1973; Медведев, 1979], Среднего Поволжья [Надежкин и др., 2006], Нечерноземной зоны РФ [Ивойлов, Малова, 1993] и др. Снижение емкости катионного обмена обусловлено в первую очередь потерей кальция [Гринченко и др., 1964; Королев, Стахурлова, 2004]. И.В. Синявский [2001] также объясняет повышение гидролитической кислотности в пахотных почвах отрицательным балансом кальция, повышением интенсивности миграционных процессов, приводящих к обеднению верхней части почвенной толщи свободными карбонатами. Из всех минеральных 25 соединений кальций в наибольшей мере подвержен вымыванию из корнеобитаемого слоя [Базилевич, 1955; Dupuis, 1975; Bui, Loeppert, Wilding, 1990]. Количество обменного магния в почве с возрастанием продолжительности использования, наоборот – увеличивается. На реперных участках Ставропольского края установлено снижение содержания поглощенного кальция и увеличение количества поглощенного магния [Подколзин, Шкабарда, 2008]. Авторы увеличение магния объясняют более прочным его креплением в поглощающем комплексе по сравнению с кальцием. При длительном культурном использовании соотношение между обменным кальцием и обменным магнием уменьшается. Вместе с тем относительное содержание катионов изменяется мало, что свидетельствует о достаточно высокой устойчивости коллоидного комплекса почв. Таким образом, теоретический анализ опубликованных материалов по изменению плодородия почв при сельскохозяйственном использовании свидетельствует не только об изменении отдельных свойств почв, но и об изменении направленности ряда почвообразовательных процессов, приводящих в конечном итоге к трансформации почвенного плодородия в целом. 1.3 Система контроля за изменением состояния почв в агроэкосистемах Необходимость своевременного получения информации о степени и характере изменений сельскохозяйственных угодий в условиях возрастающей агрогенной нагрузки обусловила предъявление повышенных требований к системе контроля за их состоянием. В соответствии с постановлением Совета Министров - Правительства РФ от 05 февраля 1993 г. № 100 «О Государственной программе мониторинга земель Российской Федерации на 1993-1995 годы» и постановлением Правительства РФ от 15 июля 1992 г. № 491 «О мониторинге земель» были 26 начаты работы по созданию единой государственной подсистемы наблюдений за состоянием земель сельскохозяйственного назначения - мониторинг земель сельскохозяйственного мониторинг). назначения (или Предусматривалось автоматизированной почвенный агроэкологический создание информационной многоуровневой системы государственного мониторинга земель (АИС МЗ), позволяющей обоснованно судить о степени воздействия негативных процессов и явлений, вскрывать закономерности их развития, разрабатывать меры по предупреждению и устранению последствий на более высоком качественном уровне с использованием спутниковых геодезических систем, методов дистанционного зондирования, наземных экспресс-методов и геоинформационных систем. В системе Министерства сельского хозяйства России для наблюдений за негативными процессами во всех ландшафтно-экологических зонах (районах) была создана сеть постоянно действующих полигонов, стационарных, эталонных (реперных) участков экспериментально - производственного (агроэкологического) мониторинга земель. Исполнителями работ являлись центры и станции агрохимической службы, ЦИНАО, ВИУА, ВНИПТИОУ и ряд других институтов. Минсельхозом России было заложено более 2000 эталонных (реперных) участков, в том числе в зоне обслуживания ФГБУ ГЦАС «Красноярский» - 11 [Методология проведения..., 2010]. В связи с незначительным финансированием программы и отсутствием единой координации выполнения мероприятий, работы по введению и развертыванию системы мониторинга были реализованы не в полном объеме [Попович и др., 2000]. Принимая во внимание важность рассматриваемой проблемы, Правительство РФ утвердило Постановление от 28 ноября 2002 г. № 846 «Положение об осуществлении государственного мониторинга земель». В соответствии с этим положением в Российской Федерации осуществляется сбор информации о состоянии земель, ее обработка и хранение, ведется 27 непрерывное наблюдение за использованием земель, анализ и оценка качественного состояния земель с учетом воздействия природных и антропогенных факторов. Мониторинг земель осуществляется Федеральной службой земельного кадастра России (Росземкадастр) с использованием автоматизированной информационной системы. Однако, мониторинг земель, проводимый в рамках Росземкадастра, не обеспечивал наблюдение за земельными участками и полями севооборота как производственным ресурсом и не осуществлял учет по ряду параметров, характеризующих почвенное плодородие. В связи с этим, Постановлением Правительства РФ от 12 июня 2008 г. № 450 «О министерстве сельского хозяйства Российской Федерации», полномочия по осуществлению государственного мониторинга земель сельскохозяйственного назначения возложены на Министерство сельского хозяйства РФ. В Минсельхозе мониторинг организует и осуществляет Департамент растениеводства, химизации и защиты растений, а исполнителями работ являются ФГУ центры, станции агрохимической службы, ФГУ центры химизации и сельскохозяйственной радиологии [Методология проведения..., 2010]. В работе ФГБУ ГЦАС «Красноярский» за основу понятий и видов деятельности по мониторингу земель сельскохозяйственного назначения используются положения «Концепции развития государственного мониторинга земель сельскохозяйственного назначения и земель, используемых или предоставленных для ведения сельского хозяйства ... на период до 2020 года», утвержденной распоряжением Правительства РФ от 30 июля 2010 г. № 1292-р (с изменениями от 30 мая 2014 г. № 934-р). Мониторинг земель сельскохозяйственного назначения является составной частью подсистемы государственного мониторинга земель, которая функционирует в рамках Единой системы государственного экологического мониторинга (государственного мониторинга окружающей среды). Государственный мониторинг сельскохозяйственных земель - это система оперативных, периодических и базовых (исходных) наблюдений 28 (аэрокосмическая статистические съемка, наземные, наблюдения) за гидрометеорологические, изменением качественного и количественного состояния земель сельскохозяйственного назначения как природного и производственного объекта для ведения сельского хозяйства, проводимых с определенной периодичностью. Объектами государственного мониторинга являются сельскохозяйственные сельскохозяйственные полигоны и контуры, земли, независимо включая от форм собственности и форм осуществляемого на них хозяйствования. Государственный мониторинг сельскохозяйственных земель включает систематические наблюдения: - за состоянием и использованием полей севооборотов, сельскохозяйственных полигонов и контуров, а также за параметрами плодородия почв и развитием процессов их деградации; - за изменением состояния растительного покрова на пашне, залежах, сенокосных и пастбищных. Основными принципами проведения агроэкологического мониторинга почв, отличающего его от традиционных почвенно-агрохимических исследований, являются: 1. Комплексность изучения. Совокупность одновременного исследования морфогенетических, агрохимических, физико-химических, агрофизических, гидромелиоративных свойств почв, режимов и процессов, происходящих в почве; почвенно-экологических условий территории; характера и интенсивности использования земель (система обработки почв, внесения удобрений, вид севооборота) и др. 2. Непрерывность исследований во времени. Определение периодичности наблюдений по каждому показателю с длительностью достаточной для однозначного понимания происходящих темпов и интенсивности изменений свойств почв. 3. Сопряженность (одновременность) наблюдений. Изучение системы объектов, расположенных в различных природно-сельскохозяйственных 29 зонах по единым методическим подходам и методикам [Методические и организационные…, 1991]. В зависимости федеральный, от территориального региональный и локальный охвата осуществляется (импактный) мониторинг сельскохозяйственных земель. Региональный мониторинг осуществляется ФГБУ ГЦАС «Красноярский» в 19-ти административных районах, расположенных в северной, центральной и западной зонах Красноярского края. Региональной обследованием мониторинг земель проводится сельскохозяйственных наземным угодий сплошным путем прохода (объезда) всех полей (используемые, неиспользуемые, заболоченные, закустаренные, залесенные и т.д.) в рамках комплексного агрохимического обследования почв с периодичностью 5-10 лет. Мониторинг земель осуществляется с использованием данных дистанционного зондирования и GPSmap навигатора (GARMIN GPSmap 76CSx) для фиксации мест отбора проб почв в системе географических координат. На основании результатов наземных обследований, с применением геоинформационной платформы ArcGis, корректируется векторный слой (оцифровка границ) полигонов полей сельскохозяйственных угодий, формируется (с 2000 г.) обновляемый информационный ресурс (база данных) показателей мониторинга плодородия почв, использования земель сельскохозяйственного назначения в разрезе хозяйств, административных районов и зоны обслуживания в целом. Организация локального (импактного) агроэкологического мониторинга почв осуществляется на специально закрепленных реперных участках, расположенных на типичных сельскохозяйственных угодьях в различных природно-сельскохозяйственных зонах, техногенно-загрязненных территориях, вблизи крупных промышленных предприятий, транспортных магистралей, городов. В зоне обслуживания ФГБУ ГЦАС «Красноярский» заложено 19 реперных участков, в том числе вблизи крупных промышленных предприятий г. Красноярска - 7. 30 На реперных участках проводятся наблюдения почв (с шагом 1 год) по следующим направлениям: - агрохимическое обследование почв (определяется содержание макро-, микроэлементов, валовых и подвижных форм тяжелых металлов, остаточных количеств пестицидов и радионуклидов в пахотном слое 0-20 см); - радиологическое обследование почв (определяется мощность экспозиционной дозы гамма-излучения); - изучение миграции и трансформации химических элементов в почве один раз в 5 лет (определяется содержание макро-, микроэлементов, валовых и подвижных форм тяжелых металлов, остаточных количеств пестицидов и радионуклидов в метровом слое почвы с интервалом 20 см). Аналитическая информация, полученная на реперном участке, заносится в паспорт, который является основой отчетности по проведению работ локального агроэкологического мониторинга [Методические указания…, 2006]. За последние 10 лет Департамент растениеводства, химизации и защиты растений Министерства сельского хозяйства Российской Федерации по направлению работ на реперных участках не получил обобщенных результатов, тематическим определенных направлениям: выводов, необходимых изменение предложений показателей по эффективного плодородия, установление зависимостей проявления направленности и скорости почвенных процессов под воздействием антропогенных факторов, не выявлены скорости миграции веществ в нижние горизонты и ряд других необходимых нормативных результатов [Методология проведения..., 2010]. 31 Глава 2. Экологические условия почвообразования региона исследования Исторически сложившееся название «Средняя Сибирь» применяется к огромной территории, простирающейся от берегов Енисея на западе до Лены на востоке [Средняя Сибирь, 1964]. В данной работе рассматривается югозападная часть Средней Сибири, входящая в состав Красноярского края. В геоморфологическом отношении изучаемая территория расположена в пределах двух физико – географических стран [Герасимов, 1959; Воскресенский, 1962] или геоморфологических областей [Брицына и др., 1962] - юго-восточной окраине Западно – Сибирской низменности (до р. Енисей) и северной части Алтайско – Саянской горной страны (или гор и межгорных котловин Южной Сибири). Согласно геоморфологическому районированию СССР [1980], юговосточная окраина Западно – Сибирской низменности делится Кемчугским нагорьем на Ачинско – Боготольскую и Красноярскую лесостепи, которые в северной части переходят в зону подтайги или зону травяных мелколиственных лесов. Северная левобережная часть Алтайско – Саянской горной страны четко отделяется от Западно – Сибирской равнины хребтом Арга и делится в пределах изучаемой территории на две котловины: Назаровскую и Чулымо – Енисейскую. Котловины разделены друг от друга Солгонским кряжем – отрогом Восточного Саяна. Используя информацию из опубликованных материалов [Коляго, 1953; Вередченко 1961; Брицына, 1962; Галахов, 1962, 1964; Любимова, 1964; Ерохина и др., 1964; Лиханов, 1964; Кириллов, 1970; Бахтин и др., 1971; Орловский, 1971; Сергеев, 1971; Агроклиматические ресурсы…1974; Шугалей, 1981; Бугаков и др., 1995; Топтыгин и др., 2002; Безруких, 2003] кратко рассмотрим экологические условия почвообразования вышеуказанных природных зон, где расположены объекты исследования. 32 Лесостепи Средней Сибири (Красноярская, Ачинско – Боготольская, Назаровская и Чулымо – Енисейская) не образуют широтных зон и сплошного простирания, а разорваны на отдельные участки («острова»). Зона мелколиственных травяных лесов в отличие от лесостепных зон Средней Сибири образует широтный пояс до 56° с.ш. Участки травяных лесов также встречаются по периферическим частям лесостепных котловин, являясь компонентами вертикального ряда горных почвенных поясов [Ерохина и др., 1964]. Рельеф травяных мелколиственных лесов представляет собой переходную зону от лесостепи к тайге и делится на пологоувалистый в южной части и слабоволнистый равнинный в северной части. Высотные отметки колеблются от 200 до 250 м, увеличиваясь в юго-восточной части до 350 м. В целом, территория травяных лесов представляет собой равнину, наклоненную к северу с приподнятой юго-восточной частью. Красноярская лесостепь занимает относительно узкую полосу по левому берегу р. Енисея и в отличие от концентрических котловин Средней Сибири (Назаровской и Чулымо – Енисейской) представляет собой полузамкнутую впадину, ограниченную с востока Енисейским кряжем, с юга – отрогами Восточных Саян и юго-запада – Кемчугским нагорьем. На севере и северо-западе территория лесостепи замыкается необозримыми таежными пространствами Западно – Сибирской низменности. По характеру рельефа Красноярская лесостепь представляет собой пологоувалистую, местами крупноувалистую равнину. Наибольшие высотные отметки отмечаются в юго-восточной предгорной части – 340-370 м. В направлении с юга на север и с запада на восток, а также от периферии к центру высотные отметки понижаются, наиболее резко – в южной части лесостепи (до 100-250 м). Основными геоморфологическими элементами Красноярской лесостепи являются речные долины р. Енисей и его притоков (Кача, Бузим, Нижняя и Верхняя Подъемная). Наиболее характерной особенностью речных долин является их асимметричность и наличие многочисленных террас, число 33 которых окончательно не выяснено и достигает по современным данным одиннадцати [Сергеев, 1971]. Из особенностей мезо- и микрорельефа Красноярской лесостепи следует отметить бугристость, которая обусловила сильную комплексность почвенно-растительного покрова территории. Ачинско – Боготольская лесостепь на западе уходит в пределы Кемеровской области, на юге ограничена хребтом Арга, на востоке Кемчугским нагорьем. В северо-восточной части орографическая граница отсутствует, и лесостепь постепенно переходит в зону травяных лесов. Рельеф Ачинско – Боготольской лесостепи представляет собой пологоувалистую равнину, наклоненную к северу и северо-западу. Высотные отметки на основной части территории колеблются в пределах 200-300 м, уменьшаясь к северу до 180 м и повышаясь на междуречьях р. Чулыма и Большого Улуя, Большого Улуя и Кемчуга до 400 м [Топтыгин и др., 2002]. Плоские и широкие междуречья имеют заметно выраженную асимметричность – правые стороны короткие и крутые, левые – пологие и длинные [Кириллов, 1970]. Приподнятые правобережные части долин рек вносят некоторое разнообразие в равнинный рельеф Ачинско – Боготольской лесостепи [Лиханов, 1964]. Повсеместно выражен микрорельеф в виде неглубоких округлых понижений, которые обычно избыточно увлажнены и являются причиной комплексности почвенного и растительного покрова. Рельеф Назаровской и Чулымо – Енисейской лесостепи неравноценный. Назаровская котловина характеризуется слаборасчлененным рельефом и имеет вид слабоволнистой равнины с широкими междуречьями и пологими склонами. Преобладающие высотные отметки составляют 350-480 м. Характер рельефа несколько усложняется по мере приближения к южной границе территории, ограниченной Солгонским кряжем. На западе, где Назаровская лесостепь соединяется с Западно – Сибирской равниной, абсолютные высотные отметки снижаются до 250-300 м. Рельеф же Чулымо – Енисейской котловины расчленен в большей степени. Высотные отметки водоразделов достигают 450-550 м, долин – 250-300 м. Степень 34 расчлененности котловины неодинаковая. Так, в западной и южной частях зоны, на небольшом расстоянии от Батеневского кряжа и Кузнецкого Алатау преобладает холмистый рельеф, встречается мелкосопочник, сухие ложбины и озерные котловины. Северная и восточная части, ограниченные Солгонским кряжем и Восточным Саяном, имеют увалистый и холмистоувалистый рельеф с эрозионным расчленением склонов. Следует заметить, что в котловинах нет идеальных равнин. Повсеместно четко выражен мезорельеф, от низкоувалистого до холмисто-увалистого и даже сопочного, с межувальными понижениями, логами, долинами рек. Приведенные данные свидетельствуют о довольно сложном и разнообразном геоморфологическом строении изучаемой территории: наряду с обширными низменностями и глубокими котловинами здесь располагаются сложные горные сооружения. Сложность рельефа, а, следовательно, и геологического строения, многократные вертикальные колебания (поднятия и опускания) земной коры [Брицына, 1962], последствия оледенения, снос и переотложения покровных материалов обусловили большое разнообразие почвообразующих пород. Коренными горными породами рассматриваемой территории являются главным образом отложения юрского, девонского, а также мелового и кембрийского возраста. Так, Назаровская котловина и Приенисейская часть Западно – Сибирской низменности (Красноярская лесостепь) выполнены в основном юрскими континентальными угленосными песчано-глинистыми отложениями, Чулымо – Енисейская – сложным комплексом отложений каменноугольной системы [Орловский, 1971]. Территория Ачинско – Боготольской котловины однообразна: преобладают юрские рыхлые песчаники и аргиллиты с пластами угля [Лиханов, 1964]. Подзона травяных лесов сложена в основном породами мелового периода, предгорная часть территории – осадками юры, девона и кембрия [Сергеев, 1971]. Эти горные породы прикрыты толщей (чехлом) четвертичных отложений, которые являются почвообразующими породами. Отложения 35 четвертичного периода представлены разнообразными глинами, суглинками, супесями и песками. большинство продуктом Следует почвообразующих выветривания и подчеркнуть, пород что хотя современных переотложения абсолютное почв коренных является пород, часто многократного, они полностью не утратили свойств этих пород [Топтыгин и др., 2002]. Почвообразующими породами на большей части подтайги являются светло-бурые и желто-бурые облессованные карбонатные глины делювиально - аллювиального происхождения. В пойме Чулыма развиты супесчаные средние и легкие суглинки и глины, подстилаемые супесями и песками. Для территории Красноярской лесостепи Ю.П. Вередченко [1961] выделяет следующие основные почвообразующие породы: 1) палево-бурые лессовидные суглинки и глины; 2) светло-бурые иловато-пылеватые суглинки и глины; 3) темно-бурые пылевато-иловатые тяжелые суглинки и глины; 4) красно-бурые и коричнево-бурые делювиальные глины с наличием гальки; 5) песчано-галечниковые и супесчаные аллювиальные и пролювиальные отложения. Наибольшее распространение получили светлобурые иловато-пылеватые суглинки и глины, занимающие водораздельные пространства и верхние террасы. Данные породы характеризуются карбонатностью и преобладанием фракции крупной пыли до 24% , что придает им лессовидность. Палево-бурые лессовидные суглинки и глины приурочены к средним аккумулятивным террасам р. Енисей и подстилаются песчано-галечниковыми отложениями. Породы характеризуются более рыхлым сложением, лучшей водопроницаемостью и содержат до 32% крупнопылеватой фракции. Темно-бурые тяжелые суглинки и глины распространены в северной части лесостепи. От вышеописанных пород отличаются меньшей водопроницаемостью, большей плотностью (1,5-1,6 г/см3) и более высоким содержанием ила (50-60%). Красно-бурые и коричнево-бурые делювиальные глины занимают незначительные площади и 36 приурочены к юго-западной и южной частям Красноярской лесостепи. Породы характеризуются карбонатностью и высоким содержанием валового железа (до 18%), что определяет их окраску [Коляго, 1953]. Песчаногалечниковые и супесчаные отложения распространены на поймах и нижних надпойменных террасах р. Енисей и его притоков. Первые три породы являются господствующими как в Красноярской, так и в Ачинско – Боготольской лесостепи. Но в отличие от Красноярской, Ачинско – Боготольская лесостепь характеризуется наибольшим однообразием и наибольшей мощностью покровных отложений (в несколько десятков метров), отлагавшихся медленно текущими подпруженными водными потоками [Брицына, 1962]. Спектр почвообразующих пород Назаровской и Чулымо – Енисейской котловин заметно отличается от состава пород Западно – Сибирской равнины и представлен главным образом лессами и лессовидными суглинками, рыхлыми, карбонатными, с высоким содержанием пыли и кварца. Мощность лессовидных пород уменьшается от центра впадин к окраинам, и у подножий увалов, сопок и низкогорий толща их становится совсем незначительной. В левобережной части впадин также широко распространены красноцветные породы тяжелосуглинистого и глинистого состава, которые тяготеют к южным склонам и к вершинам повышенных междуречий. На территории Назаровской котловины красноцветные породы наблюдаются в южной части на границе с Чулымо – Енисейской впадиной, где они также распространены [Бугаков и др., 1995]. Разнообразные почвообразующие породы и геоморфологические условия создают необходимые предпосылки для развития довольно обширного спектра почвенно – генетических типов [Безруких, 2003]. Но следует заметить, что сама материнская порода не служит определяющим фактором для образования той или иной почвы, формирование почв определяется совместным влиянием рельефа, климата и растительности [Вередченко, 1961]. 37 Сложное геоморфологическое строение изучаемой территории Средней Сибири (большая протяженность с севера на юг и с запада на восток, наличие горных систем и котловин) обуславливает большое разнообразие местных климатических условий. При рассмотрении элементов местного климата (температуры, осадков, континентальности и др.) отчетливо выявляются следующие закономерности: 1) континентальность климата усиливается с юга на север и с запада на восток; 2) теплообеспеченность увеличивается не только с севера на юг и с востока на запад, но и от периферийных относительно повышенных частей котловин к их центру; 3) количество осадков уменьшается как с севера на юг, так и с запада на восток. На общие закономерности изменения климата большое влияние оказывают горные системы (Енисейский, Батеневский и Солгонский кряж, Кемчугское нагорье, хр. Арга и др.), которые обуславливают большую пестроту показателей климата не только на изучаемой территории в целом, но и в межгорных котловинах в частности. Для Красноярской лесостепи, как и для других природных зон рассматриваемой территории, характерен резко континентальный климат, выражающийся в контрасте времен года (относительно жаркое лето и холодная зима) и большой контрастности температур в течение суток (главным образом за счет снижения ночных температур). Среднегодовая температура воздуха на юге изучаемой территории положительная +0,6 ºС (г. Красноярск), на севере отрицательная -1,4 °С (п. Большая Мурта). Аналогичным образом изменяется сумма активных температур выше 10 °С: максимальна на юге лесостепи - 1790-1913 °С, минимальна на севере – 1610 °С. Подобная закономерность выявляется и при анализе периодов с температурами выше 0 °С, 5 ºС и суммы температур за эти периоды. Годовая сумма осадков на юге лесостепи составляет 349 мм, на севере – 426 мм, гидротермический коэффициент соответственно равен: 1,11 и 1,24. Согласно агроклиматическому районированию на изучаемой территории Красноярской лесостепи можно выделить два агроклиматических района: на юге - 38 умеренно-прохладный (∑ tº > 10 ºС - 1600-1800°) достаточно увлажненный (ГТК 1,2-1,6) (п. Большая Мурта), на севере - недостаточно теплый (∑ tº > 10 ºС - 1800-2000°) недостаточно увлажненный (ГТК 0,8-1,2) (г. Красноярск) [Агроклиматические ресурсы…1974]. Климат Ачинско – Боготольской лесостепи отличается от Красноярской наименьшей континентальностью (58-59%) и большим увлажнением (ГТК 1,28-1,36), что обусловлено в первую очередь географическим положением зоны, ее открытости для влагоносных воздушных течений западных направлений. Годовое количество осадков составляет – 470-485 мм. Термические условия зоны сходны с Красноярской лесостепью. Средние годовые температуры отрицательные (-0,2 °С; - 0,6 ºС), сумма температур выше 10 °С равна 1675-1697 ºС. По агроклиматическому районированию территорию Ачинско – Боготольской лесостепи относят к умеренно-прохладному достаточно увлажненному району [Галахов, 1962]. Климат Назаровской лесостепи по количеству тепла более благоприятный. Здесь выше суммы активных и положительных температур, длиннее безморозный период и период с активными температурами. Это обусловлено отсутствием на западной границе лесостепи горных сооружений, препятствующих проникновению теплых и влажных западных потоков воздуха. Среднегодовая температура воздуха увеличилась до -0,5 -0,4 °С, сумма температур выше 10 °С - до 1659-1684 °С. Существенно, почти на 20 дней возрос безморозный период. Назаровская лесостепь лучше, чем другие лесостепные зоны Средней Сибири обеспечена влагой (ГТК 1,461,53). Количество осадков в разных частях зоны неодинаковое (от 392 до 452 мм), но различия здесь менее контрастные (60 мм), чем в ЧулымоЕнисейской котловине (92 мм). Ведущая роль в распределении осадков принадлежит горным системам, которые конденсируют влагу на наветренных склонах в связи с турбулентностью воздушных масс и уменьшением скорости их передвижения. Годовая сумма осадков на наветренных склонах достигает в отдельные годы 600-700 мм. По 39 классификации климатологов Назаровская котловина относится к умереннопрохладному достаточно увлажненному климатическому району и признана наиболее приемлемой для ведения сельского хозяйства [Топтыгин и др., 2002]. Климатические условия Чулымо-Енисейской лесостепи по сравнению с Назаровской лесостепной зоной характеризуются меньшим теплонакоплением и худшей теплообеспеченностью. Здесь более низкие суммы активных и положительных температур, короче безморозный период и период с активными температурами выше 10 °С, ниже величина гидротермического коэффициента (1,29-1,49). К северо-западу, северовостоку и северу суммы активных температур понижаются, особенно по мере приближения к горным системам (Кузнецкому Алатау, Солгонскому кряжу и Восточному Саяну). Количество осадков в разных частях ЧулымоЕнисейской лесостепи неодинаковое (от 364 до 456 мм). Существенно меньше их в южной наиболее теплой части территории. По агроклиматическому районированию зону Чулымо-Енисейской лесостепи относят к прохладному району (∑ tº > 10 ºС – 1534-1610 ºС) и достаточно увлажненному климатическому подрайону. В целом, в межгорных котловинах (Назаровской и Чулымо – Енисейской) климатические условия изменяются от центра котловины к периферии: по мере повышения местности к горам усиливается свободное перемещение воздушных масс, возрастает скорость ветра, увеличивается облачность и количество осадков, уменьшается колебание суточных и сезонных температур воздуха [Галахов, 1964]. Влияние горных систем в Ачинско – Боготольской и Красноярской лесостепи менее сильное, поэтому здесь увеличение осадков происходит в основном с юга на север, подчиняясь широтной зональности. Климат зоны мелколиственных травяных лесов суровее по сравнению с лежащими западнее и восточнее лесостепными районами. Среднегодовая 40 температура воздуха здесь отрицательная (-0,3 ºС). По количеству тепла травяные леса относятся к умеренно-прохладному климатическому району (∑ tº > 10 ºС – 1610-1692 ºС) и характеризуются меньшей теплообеспеченностью. В тоже время территория лучше увлажнена (годовое количество осадков – 465-495 мм) и по величине гидротермического коэффициента относится к району достаточного увлажнения (ГТК 1,3-1,4). В характеризуемой зоне существенно короче безморозный период и период с активными температурами выше 0 °С и 5 ºС. Климатические условия подтайги менее благоприятны для ведения сельского хозяйства по сравнению с лесостепными районами. Важным почвообразующим фактором Средней Сибири являются мерзлотные процессы [Бахтин и др., 1971]. Согласно классификации температурного режима почв [Димо, 1972], изучаемая территория Средней Сибири относится к длительно – сезоннопромерзающему типу. На основании характеристики температурного режима почв в годовом цикле (по среднегодовой температуре почв на глубине 0,2 м) эти почвы относятся к холодному подтипу. Промерзание почвы наступает во второй половине октября. Глубина промерзания определяется зимними температурами, высотой снежного покрова и влажностью почвы. Наибольшее промерзание почв наблюдается в зоне лесостепей (2,5 м и более), где снежный покров невысокий и сдувается в лесные полосы, западины и балки. В зоне подтайги с увеличением снежного покрова промерзание почв уменьшается до 0,5-1,5 м. Замершая толща почвы прорезается глубокими морозобойными трещинами, которые заполняясь гумусной массой, дают начало своеобразным «языкам» и «карманам». Оттаивание почвы весной идет медленно и заканчивается в лесостепной зоне в июне-июле, в зоне травяных лесов – июле-августе. При оттаивании почвы появляется надмерзлотная верховодка, которая создает анаэробные условия, вызывающие устойчивые признаки мерзлотного оглеения. Последние приводят к определенным изменениям сопряженных 41 почвообразовательных режимов и генетических свойств почв [Ерохина и др., 1964; Шугалей, 1981; Бугаков и др., 1995]. Длительно-сезонная мерзлота, резко континентальный климат, сильно расчлененный рельеф, большое разнообразие литологического состава горных пород определили рассматриваемой территории. своеобразие В растительного растительном покрове покрова проявляется вертикальная поясность, обусловленная колебаниями высот. Растительность подтайги формируется под влиянием длительной сезонной мерзлоты. Последняя, при сравнительно большой влажности почв содействует развитию в лесах высокого и густого травянистого покрова, мешающего нормальному лессовозобновлению. В зоне травяных лесов в отличие от лесостепи довольно четко прослеживается зависимость распространения лесов от рельефа. Так, на широких междуречьях и склонах господствуют редкостойные леса, образованные осиной, березой, причем береза занимает ровные и слабоволнистые поверхности, а осина приурочена к западинам и пониженным участкам рельефа. Березово-осиновые леса располагаются в условиях рассеченного рельефа. Хвойные леса (сосновые, елово-пихтовые) приурочены к песчаным террасам и долинам рек. В подтайге огромные площади занимают луга, которые наряду с лесами являются характерными элементами ландшафта зоны. Луговая растительность входит в состав парковых травяных лесов, образуя обширные поляны с более высоким и густым травяным покровом. Для островных лесостепей характерно исключительное разнообразие и контрастность растительного покрова, и проникновение в них растительных сообществ, типичных для других зон. Сочетание лугово-степных массивов, обычно распаханных с участками, занятыми березой, лиственницей, сосной является характерной чертой растительного покрова лесостепей. Участки лесов (перелески, колки) имеют или смешанный древостой, или образованы какой-либо одной породой (береза, реже – сосна и в качестве примеси – осина). В центральных лесостепях (Красноярской и Ачинско – Боготольской) 42 преобладают березовые перелески, а в Назаровской и Чулымо – Енисейской – лиственничные. Под древостоями хорошо развит травяной покров из разнотравья. Травостой Красноярской и Ачинско – Боготольской лесостепи в основном образован полынно-ковыльными ассоциациями, Назаровской и Чулымо – Енисейской – злаково-разнотравными [Любимова, 1964]. Следует отметить, что естественный растительный покров лесостепей сохранился лишь на небольших участках, поскольку лесостепи являются основными сельскохозяйственными территориями Средней Сибири. Комплекс охарактеризованных выше почвообразующих факторов способствовал формированию разнообразного почвенного покрова [Градобоев, 1954; Будина, Семина, 1962; Ерохина, Кириллов, 1962, 1964; Семина, 1962; Бугаков, 1971; Сергеев, 1971; Лебедева, Семина, 1974; Бугаков и др., 1981; Горбачев, Попова, 1984; Крупкин, 1990, 2002]. Географическое распределение почв на изучаемой территории подчинено закону широтной зональности. Так, в более южной ЧулымоЕнисейской котловине господствуют обыкновенные черноземы, в примыкающей с севера Назаровской котловине – к обыкновенному прибавляется выщелоченный чернозем. Еще далее на север в Красноярской и Ачинско – Боготольской лесостепи господствуют черноземы выщелоченные, затем серые лесные под мелколиственными травяными лесами. Существенное нарушение в последовательную смену зональных почв с севера на юг вносят горные системы, в которых проявляется вертикальная почвенная поясность (смена поясов в направлении от центральной части котловины к окружающим ее горам). Так, в центральной части котловин («степное ядро») преобладают обыкновенные черноземы. Здесь они образуют сравнительно крупные контуры или находятся в сочетаниях с выщелоченными черноземами и полугидроморфными почвами, занимающими небольшие площади в отрицательных элементах рельефа. Окаймляющая «степное ядро» полоса лесостепей представлена преимущественно выщелоченными и оподзоленными черноземами. В 43 подтаежной зоне господствуют различные подтипы и виды подзолистого типа (серые лесные и дерново-подзолистые почвы) [Бугаков и др., 1995]. На характер распространения почвенного покрова согласно закону широтной зональности и вертикальной поясности большое влияние оказывает бугристо-западинный макро- и микрорельеф, обуславливая его микрокомплексность [Топтыгин и др., 2002]. Комплексность определяется микрорельефом, характером почвообразующих пород, микроклиматом, гидротермическим режимом и считается особенностью почвообразования всех почвенных зон. В структуре почвенного покрова рассматриваемой территории преобладают черноземные почвы, на долю которых приходится 944,7 т. га или 64,0% пахотных массивов [Крупкин, 2002]. Формирование и развитие этих почв связано с дерновым процессом, основными элементами которого являются накопление гумуса и аккумуляция в верхних горизонтах азота и зольных питательных веществ. Этот процесс сочетается с другими процессами почвообразования (подзолистым, болотным и др.). В пределах изучаемой территории выделяются три подтипа черноземов: выщелоченные, обыкновенные и оподзоленные. Наиболее распространенными являются подтипы выщелоченных и обыкновенных черноземов, удельный вес которых составляет 30,9% и 26,3% соответственно. Черноземные почвы сформировались на пылевато-иловатых и иловато-пылеватых легких глинах, тяжелых и средних суглинках. Таков же гранулометрический состав почв. Характерной особенностью гранулометрического состава всех подтипов черноземов является высокое содержание наряду с илистой фракцией крупнопылеватой фракции (30-35%), что придает почвенному профилю лессовидность [Вередченко, 1961]. Черноземы изучаемых лесостепей, формирующиеся в условиях резко континентального климата имеют ряд провинциальных особенностей, отличающих их от одноименных почв Европейской части России: 44 - наличие признаков мерзлотного оглеения и тонкослоистой структуры в нижней части профиля обусловлено особенностями гидротермического режима и наблюдается только в черноземных почвах тяжелого гранулометрического состава, данные «мерзлотные признаки» усиливаются при увеличении насыщенности почв илом; - многогумусность и малая мощность гумусного горизонта объясняется небольшой глубиной проникновения температур более 10°С в сочетании с малой мощностью промачивания почвенного профиля, приводящей к локализации биологических процессов и продуктов гумификации лишь в поверхностных горизонтах; - карманистость или языковатость нижней границы гумусного горизонта обусловлена различной мощностью увлажнения почвенной толщи и термокарстовыми и суффозионными процессами, приводящими к проникновению в иллювиальный горизонт гумусовых затеков [Градобоев, 1954]. По мере уменьшения количества осадков и повышения термического режима почв от северной лесостепи к южной уменьшаются мощность гумусного слоя и содержание гумуса в почве. Серые лесные почвы наряду с черноземами являются основными пахотными почвами изучаемой территории. В зоне травяных лесов и лесостепи преобладают собственно серые лесные почвы, а темно-серые и светло-серые занимают меньшие площади. На долю серых лесных почв приходится 9,8%. Развиваются они на иловато-пылеватых глинах и суглинках с содержанием фракций крупной пыли – 20-35% и ила – 20-50% [Ерохина и др., 1962]. Сформированные в условиях резко континентального климата серые лесные почвы также обладают провинциальными особенностями: - оглеенность и мерзлотная слоистость нижней части почвенного профиля; 45 - высокая гумусированность (6-12%) при малой мощности гумусного горизонта (35-40 см); - высокая степень насыщенности почв основаниями (в верхних горизонтах изменяется от 80% до 100%); - обеднение илистыми частицами верхней части почвенного профиля (в связи с выносом) и обогащение ими нижнего, иллювиального горизонта. А.А. Ерохина, М.В. Кириллов [1964], В.Н. Горбачев, Э.П. Попова [1984] считают, что процесс выноса ила носит реликтовый характер и является следствием процесса оподзоливания, однако в некоторых подтаежных районах Средней Сибири авторы установили современную проградацию (интенсивную биологическую аккумуляцию), накладываемую на ранее имевший место процесс оподзоливания. Для серых лесных почв характерен ряд свойств, обусловленный общеклиматическими особенностями территории: признаки мерзлотного оглеения и подвижность гумуса наиболее ярко проявляются в более «северных» серых лесных почвах зоны травяных лесов, слабее - в «южной». Сравнительный анализ и сопоставление экологических условий формирования и развития почв свидетельствует о большом разнообразии природной обстановки, влияющей на направленность и интенсивность почвообразовательных процессов. 46 Глава 3. Объекты и методы исследований Диссертационная аналитических бюджетным работа данных, является полученных учреждением обобщением федеральным государственным многолетних государственным центром агрохимической службы «Красноярский» в период 1996-2013 г.г. в рамках программы локального (импактного) агроэкологического мониторинга. В работе применены морфологический, методы: сравнительно-географический, почвенно-режимных наблюдений, балансовый, геоинформационный, математического моделирования почвенных процессов [Ковда, Розанов, 1988]. 3.1 Объекты исследований Объектами исследований послужили почвы реперных участков, выделенных для ведения локального агроэкологического мониторинга в зоне обслуживания ФГБУ ГЦАС «Красноярский». Предметом исследований явились изменения морфологических признаков (мощность пахотного горизонта, структура генетических горизонтов), агрохимических (содержание гумуса, подвижные формы фосфора и калия) и физико-химических показателей (обменная (рНсол) и гидролитическая кислотность, обменные формы кальция и магния), отражающих динамику плодородия почв. Направленность и интенсивность изменений морфологического, агрохимического и физико-химического состояния почв изучали на 6-ти реперных участках (РУ), расположенных в различных природно- климатических зонах Средней Сибири с разным уровнем интенсификации сельскохозяйственного производства (рис. 1, табл. 1). Реперный участок № 5 расположен в зоне травяных лесов Козульского района на пологом склоне южной экспозиции. Объект исследования – серая 47 лесная мощная сильнооподзоленная глинистая почва. РУ с 1996 по 2008 г.г. находился в залежи под разнотравно-злаковой растительностью. В период с 2009 по 2011 г.г. на нем возделывали яровую пшеницу без применения средств химизации. Система обработки почвы - традиционная. РУ 12 РУ 7 РУ 5 РУ 4 РУ 9 РУ 10 Рис. 1 - Местоположение объектов исследования (реперных участков) Реперный участок № 7 заложен на черноземе выщелоченном маломощном глинистом Боготольского района Ачинско-Боготольской лесостепи. Рельеф участка - равнинный. На РУ-7 возделывают зерновые культуры без соблюдения научно – обоснованных севооборотов, при малых дозах минеральных удобрений (7,8 кг/га д.в.) и их несистематическом внесении. Система обработки почвы до 2011 г. - традиционная на глубину 20-25 см, после - минимальная. Реперные участки № 4 и № 9 расположены в Назаровском районе 48 Таблица 1 – Характеристика реперных участков Район/ название близлежащего населенного пункта № реперного участка Географические координаты: широта/ долгота Почвенная зона провинция Тип почвы Подтип почвы Грануло метрический состав Экспо зиция/ крутизна склона Вид севооборота/ культуры Зона подтайги (травяных мелколиственных лесов) Козульский/ п.Новочерноре ченский РУ - 5 56°15'/ 91°03' подтаежная ЗападноСибирская серая лесная серая глинистый южная/ пологий злаковые травы, пшеница Ачинско-Боготольская лесостепь Боготольский/ п.Журавлиха РУ - 7 ° 56 16'/ 90°10' лесостепная ЗападноСибирская чернозем выщелочен ный глинистый равнина пшеница, ячмень, однолетние травы Назаровская лесостепь Назаровский/ п.Сохновка РУ - 4 55°58'/ 90°11' лесостепная СаяноАлтайская чернозем выщелочен ный глинистый южная/ пологий зерно паровой Назаровский/ п.Степной РУ - 9 55°41'/ 90°21' лесостепная СаяноАлтайская чернозем выщелочен ный глинистый равнина зерно травяной выщелочен ный тяжелосугли нистый северная/ пологий пшеница, ячмень, овес, однолетние травы выщелочен ный глинистый равнина пшеница, ячмень Чулымо-Енисейская лесостепь Балахтинский/ п.Балахта РУ - 10 55°23'/ 91°41' лесостепная СаяноАлтайская чернозем Красноярская лесостепь Больщемуртин ский/ п.Большая Мурта РУ - 12 56°55'/ 93°04' лесостепная ЗападноСибирская чернозем 49 Назаровской лесостепи. Объект исследования РУ-4 - чернозем выщелоченный среднемощный карманистый глинистый. Рельеф участка пологий склон южной экспозиции. Исследования проводились в звеньях зернопарового севооборота с ежегодным применением азотных (18,1 кг/га д.в.) и органических (1,2 т/га) удобрений на фоне минимальной обработки почвы. Глубокая отвальная вспашка проводилась только на паровых полях каждые 5-7 лет. РУ-9 заложен на черноземе выщелоченном среднемощном глинистом. Рельеф участка - равнинный. На РУ в период 1996-2002 г.г. возделывали костер с применением азотных туков (75,0 кг/га д.в. в год), далее - зерновые культуры с ежегодным внесением органических (4,2 т/га) и повышенных доз минеральных удобрений (NРК - 52,6 кг/га д.в., 36,2 кг/га д.в. и 3,3 кг/га д.в. соответственно). Система обработки почвы до 2006 г. - традиционная, после минимальная. Реперный участок № 10 расположен в Балахтинском районе ЧулымоЕнисейской лесостепи на пологом склоне северной экспозиции. Исследования проводились на черноземе выщелоченном среднемощном тяжелосуглинистом в бессменном агроценозе зерновых культур с применением нерегулярных малых доз удобрений (11,0 кг/га д.в.). Система обработки почвы - традиционная на глубину 25 см. РУ-12 заложен на равнинном участке Большемуртинского района Красноярской лесостепи. Объект исследования - чернозем выщелоченный среднемощный глинистый. На реперном участке возделывали зерновые культуры без соблюдения научно – обоснованных севооборотов и применения средств химизации. Система обработки почвы до 2008 г. традиционная, после - минимальная. 50 3.2 Методические основы проведения исследований в рамках программы локального агроэкологического мониторинга почв Исследования в системе локального агроэкологического мониторинга начаты ФГБУ ГЦАС «Красноярский» в 1994-1996 гг. в соответствии с методическими указаниями по проведению локального мониторинга на реперных участках, разработанных главным управлением химизации и защиты растений [Методические указания…, 1993]. Закладка реперных участков проведена с учетом природно - сельскохозяйственных и производственно - технологических условий с привязкой к постоянным ориентирам на местности и определением точных географических координат. Под реперным участком (РУ) понимается часть обрабатываемого поля (4 га), типичного для природно-сельскохозяйственной зоны, отражающего преобладающий почвенный покров, историю землепользования, интенсивность и характер применения средств химизации. Для изучения морфогенетической характеристики объектов исследования на каждом реперном участке в 2012-2013 гг. закладывались ключевые почвенные разрезы на глубину 100-150 см. Проводилось детальное морфологическое описание профилей почв [Розанов, 1975] и отбор почвенных образцов по генетическим горизонтам. В почвенных пробах определяли: гранулометрический состав, агрохимические и физико- химические показатели. Изменение морфологических свойств почв исследовали по генетическим горизонтам в разрезах, заложенных в 2012-2013 гг. в соответствии с географическими координатами их местоположения в 19951996 гг. В работе использовали навигатор GPSmap 76CSx фирмы GARMIN с загруженными материалами векторных слоев реперных участков, координатами закладки почвенных разрезов и отбора точечных проб. Направленность и интенсивность изменений агрохимических и физикохимических показателей изучали в пахотном слое почвы. Объединенные 51 почвенные пробы отбирали в 4-кратной повторности ежегодно до 2002 года. Далее - один раз в два года. Объединенные почвенные пробы составляли из 20 точечных проб, равномерно отобранных тростьевым буром прямым маршрутным использованием проходом GPSmap по диагонали навигатора. элементарного Размер участка элементарного с участка составлял 1 га [Методические указания…, 1993; 2006]. Аналитические определения агрохимических и физико-химических показателей выполнены лабораторией анализа почв и растительной продукции ФГБУ ГЦАС «Красноярский» в соответствии с нормативной документацией на методы анализов, отвечающей метрологическим требованиям по точности, правильности и прецизионности: - гумус по методу Тюрина [ГОСТ 26213-91]; - подвижные соединения фосфора и калия в черноземах лесостепной зоны по методу Чирикова [ГОСТ 26204-91]; - подвижные соединения фосфора и калия в серых лесных почвах лесной зоны по методу Кирсанова [ГОСТ 26207-91; ГОСТ Р 54650-2011]; - подвижные соединения фосфора и калия в карбонатных горизонтах по методу Мачигина [ГОСТ 26205-91]; - обменная кислотность (рНсол) потенциометрическим методом [ГОСТ 26483-85]; - гидролитическая кислотность по методу Каппена [ГОСТ 26212-91]; - сумма поглощенных оснований по методу Каппена [ГОСТ 27821-88]; - обменный кальций и магний атомно-абсорбционным методом [ГОСТ 26487-85]; - обменный кальций и магний в карбонатных горизонтах по методу А.А. Шмука [Агрохимические методы…, 1975]; - гранулометрический состав по методу Н.А. Качинского [1958]. 52 3.3 Методы статистической обработки результатов аналитических определений При статистической обработке аналитических данных опирались на следующие ключевые понятия и определения. Ряд динамики (временной, динамический ряд) – это последовательность упорядоченных во времени числовых показателей (уровней ряда), характеризующих состояние и изменение изучаемого явления. Основная тенденция ряда динамики - общая характеристика процесса изменения изучаемого явления (рост или снижение уровней) во времени. Тренд (trend) - аналитическая функция (уравнение), наилучшим образом аппроксимирующая основную тенденцию динамики. «Белый шум» - временной ряд (случайный, стационарный процесс) с нулевым средним, в котором случайные величины (уровни ряда) независимы и распределены одинаково [Афанасьев, Юзбашев, 2001; Тюрин, Макаров, 2003]. Автокорреляция – зависимость между последовательными уровнями временного ряда. Автокорреляция 1-ого порядка - зависимость между соседними уровнями временного ряда. Автокорреляция 2-го порядка - теснота связи между значениями, разделенными двумя временными интервалами. Автокорреляция 3-го порядка - теснота связи между значениями, разделенными тремя временными интервалами. Лаг (lag) - интервал времени, разделяющий зависимые уровни динамического ряда [Куприенко и др., 2009]. Результаты аналитических определений обрабатывали методами описательной статистики и анализа временных рядов с использованием программы Microsoft Excel и пакетов прикладных программ (ППП) Statistica 10 и Statgraphics Centurion XVI.I. Под анализом временных рядов понимали 53 совокупность статистических методов, предназначенных для выявления структуры временных рядов, их изменения и прогнозирования. Математическая обработка проводилась пятью последовательными блоками. 1. Расчет статистических параметров временного ряда для характеристики среднего уровня ряда, его динамичности во времени (средняя арифметическая - X, стандартное отклонение - S, предельные значения - min max, коэффициент вариации) [Дмитриев, 2009]. 2. Расчет статистических показателей изменения уровней временного ряда для оценки скорости, интенсивности и направленности основной тенденции развития изучаемого явления во времени (среднегодовой абсолютный прирост (абсолютное изменение) - A, среднегодовой темп прироста - Тпр ) [Афанасьев, Юзбашев, 2001]. На основе оценок среднегодового абсолютного прироста (абсолютного изменения) производили расчеты годовых потерь запасов гумуса в пахотном слое конкретной почвы. Годовые потери запасов гумуса на единицу площади почвы рассчитывали по формуле: m = A *d * h, где m - годовые потери запасов гумуса, т/га; A - среднегодовой абсолютный прирост (абсолютное изменение) содержания гумуса, %; d плотность почвенного горизонта, г/см3; h - мощность горизонта, см. 3. Проверка существенности (значимости) трендовой составляющей динамического ряда с использованием автокорреляционной функции. Нахождение зависимости в уровнях ряда является задачей разбиения исходного ряда на две составляющие: детерминированную функцию (тренд) и чисто случайную составляющую, представляющую собой «белый шум» или гауссовский ряд с независимыми приращениями [Тюрин, Макаров, 2003; Пузаченко, 2004]. динамического ряда Проверка значимости основывалась на трендовой гипотезе о составляющей временном ряде, представляющем собой реализацию «белого шума». Гипотеза принималась, 54 если значение коэффициента автокорреляции не выходило за пределы доверительных интервалов вокруг нулевого значения коэффициента автокорреляции при заданном уровне значимости (P = 0,05). Значимость коэффициентов автокорреляции проверялась на основе статистического критерия Льюнга-Бокса или Q-статистики. При расчетном уровне значимости (Р (Q1,2,3)) меньше заданного уровня Р (Q0,05), гипотезу о равенстве коэффициентов автокорреляции нулю отвергали с доверительной вероятностью 95 % и, признавали существенность трендовой составляющей временного ряда, т.е. существенность количественных изменений уровней динамического ряда во времени (среднегодовой абсолютный прирост, среднегодовой темп прироста). При расчетном уровне значимости (Р (Q1,2,3)) больше заданного уровня Р (Q0,05), гипотезу о равенстве коэффициентов автокорреляции нулю принимали, и отвергали существенность трендовой составляющей временного ряда. 4. Аналитическое выравнивание (аппроксимация) временного ряда с помощью математической функции (уравнения регрессии) и оценка ее значимости. В почвенно-агрохимических исследованиях исключительно редко встречаются временные ряды, характеристики которых соответствуют признакам эталонных математических функций. Это обусловлено значительным числом факторов, влияющих на уровни ряда и тенденцию их изменения во времени [Куприенко и др., 2009]. В данной диссертационной работе для подбора альтернативной модели использовали численный критерий - максимальный коэффициент детерминации (аппроксимации) R2. Предпочтение отдавали регрессионной модели с коэффициентом детерминации максимально приближенном к 100 %. Регрессионный анализ основывается на предпосылке независимости отдельных наблюдений одной и той же переменной. Однако для временных рядов характерна взаимная зависимость уровней ряда во времени (автокорреляция). Она приводит к искажению средних квадратических ошибок коэффициентов регрессии, что затрудняет построение 55 доверительных интервалов и оценку их значимости [Садовникова, Шмойлова, 2001; Тюрин, Макаров, 2003]. В связи с этим, альтернативная математическая функция считалась адекватно подобранной реальной тенденции при значимости параметров модели, уравнения регрессии в целом и не значимости коэффициента автокорреляции, рассчитанного в отклонениях (остатках) уравнения регрессии. Оценка статистической достоверности параметров уравнения регрессии производилась с использованием t - критерия Стьюдента или t статистики. Параметры признавались статистически значимыми, если Р (tнабл) ≤ Р (t0,05). F - критерий Фишера применяли для оценки надежности уравнения регрессии в целом. При условии Р (Fнабл) ≤ Р (F0,05) делали вывод о статистической значимости математической функции, и следовательно, коэффициента детерминации. Важным элементом оценки качества выбранной модели является анализ автокорреляции в остатках, т.е. в отклонениях фактических значений временного ряда от рассчитанных по уравнению тренда [Садовникова, Шмойлова, 2001; Тюрин, Макаров, 2003; Пузаченко, 2004; Куприенко и др., 2009]. При составляющие значимой аппроксимации (отклонения от тренда) временного в своей ряда случайные последовательности представляли «белый шум», т.е. значение коэффициента автокорреляции находилось в пределах доверительных интервалов для нулевых значений автокорреляционной функции ((Р (Qнабл)) ≥ Р (Q0,05)). 5. Долгосрочное прогнозирование на основе экстраполяции тренда временного ряда. Математическую функцию признавали моделью и использовали в целях прогнозирования при условии ее значимости по критерию Стьюдента (t), Фишера (F) и отсутствии автокорреляции в отклонениях (остатках) уравнения регрессии приближенном к 100 % коэффициенте детерминации. при максимально 56 Прогнозирование на основе экстраполяции тренда временного ряда позволяет получить точечное значение прогноза. Точечный прогноз есть оценка прогнозируемого показателя в точке (в конкретном году) по уравнению, описывающему рассчитывалась путем тренд подстановки показателя. номера года Точечная t, на оценка который рассчитывается прогноз, в уравнение тренда и являлась средней оценкой для прогнозируемого интервала времени. Однако, рассматривая временный ряд как выборку из некоторой генеральной совокупности, сложно предположить совпадение прогнозных точечных оценок с эмпирическими значениями признака. В связи с этим, в данной работе определялись интервалы прогноза с доверительной вероятностью 95 % путем построения интервального прогноза [Садовникова, Шмойлова, 2001; Куприенко и др., 2009]. 57 Глава 4. Морфогенетическая характеристика почв региона исследования Современное почвообразование в пахотных почвах определяется как генетически самостоятельный естественно-антропогенный (культурный) почвообразовательный процесс [Ковда, 1985], который имеет специфические особенности своего проявления в каждой природной зоне в зависимости от климатических условий и характера сельскохозяйственного использования [Муха, 2004]. Результатом культурного почвообразовательного процесса является формирование качественно нового природного тела - культурной почвы, которая сохраняя зональные генетические особенности, меняет часть своих признаков и свойств в соответствии с требованиями культурных растений и агроценоза в целом. Наиболее устойчивые и консервативные почвенные признаки в виде морфологических элементов разного вещественного состава закономерно «записываются» на разных глубинах почвенного профиля, отражая специфику факторов почвообразования [Шоба, 2003; Лебедева, Тонконогов, 2008]. Морфогенетическая характеристика зональных почв региона - черноземов выщелоченных и серых лесных почв дана по ключевым почвенным разрезам, заложенным на реперных участках в 2012-2013 г.г. 4.1 Морфологические особенности черноземов выщелоченных и серых лесных почв Морфологическое описание зональных почв позволяет составить представление о воздействии естественно-антропогенного почвообразовательного процесса на строение профиля и их морфологические признаки. Рассмотрим морфологические особенности черноземов выщелоченных. 58 Разрез 1 – чернозем выщелоченный маломощный глинистый на желто-бурой карбонатной глине. Заложен на РУ – 7. Апах – 0-25 см. Черный, свежий, глинистый, рыхлый, много тонких корней, комковато - пороховидный, тонкопористый, тонкотрещиноватый, не вскипает от HCl, переход резкий по «плужной подошве». АВ – 25-34 см. Желто-бурый с черными гумусовыми затеками, глинистый, рыхлый, корней умеренно, комковато - пороховидный, тонкопористо - пористый, тонкотрещиноватый, не вскипает от HCl, переход постепенный, граница неровная («карманы», «языки»). В1 – 34-48 см. Желто-бурый, свежий, глинистый, уплотнен, корни единично, непрочно глыбисто – ореховатой структуры, пористый, тонкотрещиноватый, встречаются гумусовые вещества в виде затеков, не вскипает от HCl, граница резкая по скоплению карбонатов в нижележащем горизонте. Вк – 48-90 см. Желто-бурый с белесоватым оттенком, свежий, глинистый, несколько уплотнен, глыбисто - ореховатый, пористый, тонкотрещиноватый, псевдомицелий в виде карбонатов, вскипание от HCl бурное сплошное. Ск – 90 см и глубже. Желто-бурая карбонатная лессовидная глина. Разрез 2 - чернозем выщелоченный среднемощный карманистый глинистый на желто-бурой карбонатной глине. Заложен на РУ-4. Апах – 0-27 см. Интенсивно черный, свежий, глинистый, обильно корни, верхняя часть Апах (0-14 см) - рыхлая, нижняя - уплотнена, в верхней части комковато-порошистый, в нижней - глыбисто-комковатый, тонкопористый, тонкотрещиноватый, не вскипает от HCl, переход постепенный. АВ – 27-47 см. Неоднородный по окраске: в верхней части темносерый, переходящий книзу в темно-бурую окраску, свежий, глинистый, уплотнен, много тонких корней, глыбисто-комковато-зернистый, пористый, тонкотрещиноватый, не вскипает от HCl, переход постепенный карманистый. В – 47-80 см. Свежий, глинистый, уплотнен, непрочно-ореховатой структуры, пористый, тонкотрещиноватый, в «кармане» (до глубины 80 см) глыбисто-комковато-зернистый, переход по карбонатам в форме псевдомицелия. Ск – 80 см и глубже. Желто-бурая карбонатная глина. Разрез 3 - чернозем выщелоченный среднемощный глинистый на желто-бурой карбонатной глине. Заложен на РУ-9. Апах – 0-20 см. Черный, свежий, глинистый, рыхлый, обилие тонких корней, узлы кущения, стерня, порошистый, не вскипает от HCl, переход резкий по «плужной подошве». А – 20-36 см. Интенсивно черный, свежий, глинистый, уплотнен, корневины, обилие тонких корней, комковато-пороховидной структуры, 59 тонкопористый, тонкотрещиноватый, не вскипает от HCl, переход постепенный по цвету. АВ – 36-62 см. Темно-серый, переходящий книзу в бурую окраску, свежий, глинистый, уплотнен, корни единично, комковато-пороховидный, тонкопористый, тонкотрещиноватый, не вскипает от HCl, переход постепенный. В1 – 62-72 см. Бурый, свежий, глинистый, уплотнен, корни единично, непрочно-ореховатой структуры, пористый, тонкотрещиноватый, встречаются гумусовые вещества в виде затеков, не вскипает от HCl, переход резкий по границе вскипания. Вк – 72-93 см. Бурый с белесоватым оттенком, свежий, глинистый, уплотнен, встречаются единичные корни, глыбисто-комковатый, пористый, тонкотрещиноватый, обильно карбонаты в форме псевдомицелия, оглеение в виде охристых пятен, бурное вскипание от HCl. Ск – 93 см и глубже. Желто-бурая карбонатная глина. Разрез 4 – чернозем выщелоченный среднемощный тяжелосуглинистый на желто-бурой глине. Заложен на РУ – 10. Апах – 0-25 см. Черный, свежий, тяжелосуглинистый, рыхлый, много живых корней, комковато зернистый, тонкопористый, тонкотрещиноватый, не вскипает от HCl, переход резкий по цвету (подпахивание). АВ – 25-48 см. Окраска неоднородная: в верхней части – черная, в нижней – черно-бурая, свежий, глинистый, рыхлый, корней умеренно, комковато - пороховидный, тонкопористый, тонкотрещиноватый, не вскипает от HCl, переход постепенный, граница перехода неровная. В1 – 48-64 см. Бурый, с серыми гумусовыми затеками, глинистый, уплотнен, корни единично, непрочно комковатой структуры, пористый, тонкотрещиноватый, не вскипает от HCl, переход резкий по границе вскипания. Вк – 64-90 см. Бурый с белесоватым оттенком, глинистый, уплотнен, глыбисто - комковатый, пористый, тонкотрещиноватый, карбонаты в форме псевдомицелия, слоистой текстуры, оглеение в виде ржаво-охристых пятен, вскипание от HCl бурное, переход ясный. Ск – 90 см и глубже. Желто-бурая лессовидная глина. Разрез 5 – чернозем выщелоченный среднемощный глинистый на желто-бурой карбонатной глине. Заложен на РУ – 12. Апах – 0-14 см. Черный, свежий, глинистый, рыхлый, много тонких корней, стерня соломы, комковато - зернистый, тонкопористый, тонкотрещиноватый, не вскипает от HCl, переход резкий по плотности. А – 14-40 см. Черный книзу с буроватым оттенком, свежий, глинистый, уплотнен, корней умеренно, в верхней части комковато – зернистый, в нижней переходит в комковато – пороховидную, тонкопористый, тонкотрещиноватый, не вскипает от HCl, переход постепенный языковатый. 60 АВ – 40-58 см. Серо-бурый, глинистый, уплотнен, корней единично, непрочно ореховатой структуры, пористый, тонкотрещиноватый, гумусовые затеки, не вскипает от HCl, переход постепенный. В1 – 58-71 см. Желто-бурый, свежий, глинистый, уплотнен, глыбисто порошистый, пористый, тонкотрещиноватый, встречаются гумусовые вещества в виде затеков, не вскипает от HCl, переход резкий по границе вскипания. Вк – 71-110 см. Сизо-бурый с белесоватым оттенком, свежий, глинистый, уплотнен, непрочно ореховатой структуры, пористый, тонкотрещиноватый, слоистой текстуры, карбонаты в форме псевдомицелия, в нижней части горизонта оглеение в виде сизо-охристых пятен, обильное вскипание от HCl, переход постепенный. Ск – 110 см и глубже. Желто-бурая карбонатная глина. Черноземы выщелоченные лесостепей Средней Сибири имеют так называемый нормальный профиль, общей мощностью до 1,5 м, который хорошо дифференцирован на следующие генетические горизонты: Апах – (А) – АВ – В – (В1+Вк) – Ск. В процессе естественно-антропогенного почвообразования верхняя часть почвенного профиля, подвергаясь непосредственному воздействию климатических факторов, эрозии, механическим обработкам, поступлению химических соединений значительно изменяется вследствие формирования пахотного слоя (Апах), который для обрабатываемых почв при сохранении зонального облика генетического характеризуемых профиля горизонта приобретает [Муха, черноземах, 2004]. несмотря значение самостоятельного Действительно, во на природно- различия всех климатических условий и характера сельскохозяйственного использования сформировался относительно однородный, темноокрашенный, рыхлый, с четкой нижней границей пахотный слой – новый естественно-агрогеннопреобразованный горизонт. Мощность пахотных горизонтов составляет 1427 см и определяется системой обработки почвы. На черноземах выщелоченных реперных участков пахотный горизонт сформировался в пределах гумусового слоя (Апах+АВ на РУ № 4, № 7, № 10 и Апах+А+АВ на РУ № 9, № 12), не изменяя нижележащие генетические горизонты почвенного профиля. 61 Морфологический анализ почвенных профилей указывает на изменчивость мощности гумусовых горизонтов черноземов выщелоченных (34-62 см). На видовом уровне они определяются как маломощные и среднемощные. Характерными морфологическими признаками гумусовых горизонтов являются: интенсивная черная прокраска верхней части, с постепенным переходом в черно-бурую (РУ № 4, №9, № 10), серо-бурую (РУ, № 12) или желто-бурую (РУ №7) - в нижней, языковатость границы. Языковатость обусловлена резкой континентальностью климата. Глубокое промерзание почвы зимой и пересыхание летом приводят к ее растрескиванию. Ссыпание части гумусированного мелкозема верхних горизонтов по трещинам в безгумусовые горизонты приводит к образованию затеков («языков», «карманов») [Крупкин, 1971]. Для черноземов Назаровской лесостепи карманистость гумусового горизонта выражена в большей степени. По исследованиям П.С. Бугакова [1971], это обусловлено открытостью территории, и, следовательно, более глубоким распространением активных температур (выше 10°С), большей мощностью увлажнения и промерзания почвенного профиля. Иллювиальный (безгумусовый) горизонт В (В1+Вк) отличается желто-бурой или бурой окраской, некоторым уплотнением, появлением непрочно ореховатой, непрочно комковатой, глыбисто-ореховатой, глыбисто-комковатой структуры, слоистой криогенной текстуры. Глубина залегания горизонта колеблется от 34 см в маломощных черноземах выщелоченных АчинскоБоготольской лесостепи до 50-62 см в среднемощных видах остальных лесостепей. Карбонаты в форме псевдомицелия (показатель постоянной подвижности карбонатов) выделяются в нижней части горизонта с глубины 48-72 см. Морфологически для черноземов выщелоченных Назаровской, Чулымо – Енисейской и Красноярской лесостепи характерны признаки оглеения нижней части профиля (сизо-охристые, ржаво-охристые пятна и прослойки), присутствие которых обусловлено влиянием длительной сезонной мерзлоты [Семина, Вередченко, 1962; Бугаков, 1971]. При 62 постепенном оттаивании почв над мерзлым слоем формируется слой повышенного увлажнения, вследствие чего наблюдаются избыток влаги, недостаток кислорода, преобладание анаэробных процессов, которые приводят к образованию закисных соединений Fe, Mn и др. Эти же факторы обуславливают слоистое сложение черноземов выщелоченных в нижней части профиля. Рассмотрим морфологические особенности собственно серых лесных почв. Разрез 6 серая лесная мощная сильнооподзоленная глубоковскипающая глинистая на желто-бурой глине. Заложен на РУ – 5. Апах – 0-25 см. Темно-серый, глинистый, рыхлый, обильно корни, зернисто-комковатый, тонкопористый, тонкотрещиноватый, не вскипает от HCl, переход резкий по «плужной подошве». А1А2 – 25-47 см. Серый с белесоватым оттенком, глинистый, уплотнен, много тонких корней, ореховато – мелкозернистый, пористый, тонкотрещиноватый, обильно кремнеземистая присыпка, не вскипает от HCl, переход резкий по цвету. А2В – 47-62 см. Коричнево-бурый с белесоватым оттенком, свежий, глинистый, плотный, корни умеренно, мелко – ореховатой структуры, пористый, тонкотрещиноватый, обильно кремнеземистая присыпка, не вскипает от HCl, переход резкий по цвету. В – 62-107 см. Коричнево-бурый, влажный, глинистый, плотный, корни единично, ореховатый, пористый, тонкотрещиноватый, на гранях агрегатов глянцевая иллювиальная пленка, не вскипает от HCl. ВС – 107-117 см. Бурый, влажный, глинистый, плотный, не ясно выраженная ореховатая структура, не вскипает от HCl, переход постепенный. С - 117 см и глубже. Желто-бурая глина. Профиль серых лесных почв хорошо дифференцирован на генетические горизонты. Он представлен мощным видом (Апах+А1А2 = 47 см.). Характерными морфологическими признаками гумусового горизонта серых лесных почв являются: резкое падение гумуса с глубиной, морфологически выражающееся в ослаблении темно-серого цвета и появлении признаков оподзоленности в нижней части горизонта. Морфогенетический анализ указывает на формирование пахотного горизонта 63 (Апах) в верхней части гумусового слоя. Пахотный горизонт (0-25 см) «вписывается» в естественный гумусово-аккумулятивный горизонт, не затрагивая нижележащие генетические горизонты почвенного профиля. Апах имеет темно-серую окраску, зернисто-комковатую структуру, рыхлое сложение, чем отличается от нижележащего гумусово-элювиального горизонта. Гумусово-элювиальный горизонт А1А2 морфологически хорошо выражен. Он серого цвета, ореховато-мелкозернистой структуры с обильной кремнеземистой присыпкой по граням агрегатов, придающей горизонту яркий белесоватый оттенок (сильную оподзоленность). С глубины 47 см выделяется элювиально-иллювиальный горизонт А2В коричнево-бурого цвета, с обильной кремнеземистой присыпкой по граням мелко-ореховатых структурных отдельностей. Этот горизонт очень схож с подзолистым, но по цвету светлее последнего. Л.П. Будина и Е.В. Семина [1962] образование осветленного горизонта А2В связывают не с процессом выноса ила и полуторных оксидов, а с глеевыми процессами, обусловленными застоем весенней верховодки над неоттаявшим и практически водонепроницаемым иллювиальным горизонтом. Обеднение илистыми частицами и полуторными оксидами элювиального горизонта почвенного профиля и обогащение ими нижнего, иллювиального В, морфологически проявляющееся в появлении коричнево-бурого глянца на гранях ореховатых агрегатов, является провинциальной особенностью серых лесных почв Средней Сибири [Ерохина, Кириллов, 1962]. С глубины 107 см прослеживается переходный горизонт ВС бурого цвета, не ясно выраженной ореховатой структуры, переходящий в желто-бурую породу. Карбонаты в данных почвах обнаруживаются с глубины 150 см. Их появление, как правило, обусловлено неоднородностью почвообразующей породы [Семина, 1962]. Выделенные морфологические особенности черноземов выщелоченных и серых лесных почв дают представление о специфике почвообразовательного процесса в условиях длительного промерзания, 64 медленного оттаивания и ослабленной напряженности биологической жизни почв Средней Сибири. 4.2 Химические и физико-химические свойства почв Морфогенетический анализ почв считается не полным без характеристики ряда важнейших генетических свойств и признаков — физических, химических, физико-химических, биологических и агрономических. Гранулометрический состав почв является одной из фундаментальных генетических и агрономических характеристик. Он унаследован от соответствующих почвообразующих (материнских) горных пород и в своих основных чертах мало меняется в процессе почвообразования [Ковда, Розанов, 1988]. В соответствии с классификацией Н.А. Качинского [1965], рассматриваемые черноземы выщелоченные характеризуются легкоглинистым (РУ № 4, № 7, №9, № 12) и тяжелосуглинистым (РУ № 10) гранулометрическим составом с преобладанием иловатой (20-45%) и крупнопылеватой фракций (19-49%) (табл. 2). Наличие значительного количества фракций крупной пыли подтверждает лессовидный характер черноземов и их почвообразующих пород. Из песчаных фракций в основном содержится мелкий песок (0,1-19%). В выщелоченных черноземах Красноярской лесостепи отмечается наибольший процент песчаных фракций (5-23%) по сравнению с черноземами Чулымо – Енисейской (2-11%), Назаровской (29%) и Ачинско – Боготольской (0,2-4%) лесостепи. Агрогенное почвообразовавание приводит к внутрипрофильному перераспределению илистой фракции. Пахотный горизонт обедняется ею на 8-11% по сравнению с нижележащей толщей [Кураченко, 2013]. Действительно, в выщелоченных черноземах Красноярской лесостепи от горизонта Апах к горизонту В 1 количество ила увеличивается на 11%, в Назаровской - на 9-14%, ЧулымоЕнисейской – 15%, в Ачинско-Ботольской – 17%. Перемещение илистой 65 фракции по профилю черноземов выщелоченных вышеуказанных лесостепей выражено слабее, чем в аналогичных почвах Западно-Сибирской Таблица 2 - Гранулометрический состав черноземов выщелоченных Средней Сибири (расчет фракций на сухую почву) Количество фракций,%, размером, мм Сумма фракций 10,25- 0,05- 0,01- 0,005<0,001 <0,01 0,25 0,05 0,01 0,005 0,001 Ачинско-Боготольская лесостепь, Боготольский район (РУ-7) Апах 0-25 0,3 0,4 38,8 14,3 20,6 25,6 60,5 АВ 25-34 0,1 0,1 34,7 13,3 15,6 36,3 65,2 В1 34-48 0,1 0,8 29,8 13,5 13,2 42,6 69,3 Вк 48-90 0,1 1,9 32,0 14,6 15,6 35,8 66,0 Ск 90-110 0,0 4,4 32,9 11,9 18,0 32,8 62,7 Назаровская лесостепь, Назаровский район (РУ-4) Апах 0-27 0,4 1,2 39,6 11,8 15,6 31,4 58,8 АВ 27-47 0,2 3,3 27,4 12,2 13,5 43,4 69,1 В 47-80 0,2 2,5 27,7 10,3 14,2 45,1 69,6 Ск 80-100 0,1 2,8 32,6 13,6 18,2 32,7 64,5 Назаровская лесостепь, Назаровский район (РУ-9) Апах 0-20 0,5 3,7 38,1 8,6 18,6 30,6 57,8 А 20-36 0,1 5,8 41,9 8,5 18,3 25,4 52,2 АВ 36-62 0,2 2,1 30,9 11,3 17,0 38,5 66,8 В1 62-72 0,0 1,8 30,0 12,5 16,2 39,5 68,2 Вк 72-93 0,1 8,9 29,8 11,0 16,5 33,7 61,2 Ск 93-115 0,1 8,4 24,7 13,6 16,3 36,9 66,8 Чулымо-Енисейская лесостепь, Балахтинский район (РУ-10) Апах 0-25 0,1 2,1 48,6 15,6 14,0 19,6 49,2 АВ 25-48 0,1 6,1 39,9 12,1 16,5 25,3 53,9 В1 48-64 0,0 10,6 37,4 6,6 10,4 35,0 52,0 Вк 64-90 0,0 8,0 38,2 8,8 11,8 33,2 53,8 Ск 90-110 0,0 7,2 37,9 11,5 14,3 29,1 54,9 Красноярская лесостепь, Большемуртинский район (РУ-12) Апах 0-14 2,6 5,9 35,8 12,8 21,8 21,1 55,7 А 14-40 2,2 2,7 37,3 14,4 21,2 22,2 57,8 АВ 40-58 2,2 3,4 36,4 13,5 12,5 32,0 58,0 В1 58-71 3,0 12,9 28,6 10,2 13,7 31,6 55,5 Вк 71-110 3,4 19,4 19,4 9,0 16,4 32,4 57,8 Ск 110-130 3,2 7,2 26,8 15,1 20,0 27,6 62,7 Глубина, Горизонт см 66 низменности, в которых содержание ила в горизонте В увеличивается на 825% [цит. по: Кураченко, 2013]. Накопление ила в средней части почвенной толщи с обезыливанием пахотного горизонта указывает на проявление иллювиального процесса в антропогенно-преобразованных черноземах выщелоченных Средней Сибири. Содержание гумуса, наряду с гранулометрическим составом, является фундаментальным свойством почвы, обуславливающим многообразие факторов плодородия. В гумусе сосредоточено 98% почвенного азота, 80% серы, 40-50% - фосфора [Бугаков, Чупрова, 1995]. Содержание гумуса отражает генетические возможности гумусонакопления. Черноземы выщелоченные при малой и средней мощности гумусово-аккумулятивного горизонта характеризуются повышенным (7,2-7,7%) и высоким (8,5-9,4%) содержанием гумуса (табл. 3). Наиболее гумусированны черноземы выщелоченные Чулымо – Енисейской и Назаровской лесостепи, по сравнению с черноземами выщелоченными Ачинско – Боготольской, и особенно Красноярской лесостепи. Характерной особенностью гумусового профиля изучаемых органического черноземов вещества в является интенсивная аккумуляция гумусово-аккумулятивном слое с резким снижением его количества в глубину. Эта особенность обусловлена спецификой гидротермического режима центральносибирских почв. Небольшая глубина проникновения температур выше 10°С и малая мощность промачивания почвенного профиля приводит к локализации микробиологических процессов в поверхностных горизонтах [Бугаков, 1971]. В.В. Пономарева и Т.А. Плотникова [1980], резкое уменьшение содержания гумуса в профиле черноземов связывают с границей карбонатного горизонта - химического экрана, через который мигрируют только фракции гумуса, нечувствительные к осаждаемому влиянию кальция. В черноземах выщелоченных Красноярской и Назаровской (РУ-4) лесостепей отмечается максимальное содержание подвижного фосфора в пахотном горизонте - 202-203 мг/кг. Черноземы остальных лесостепей 67 характеризуются средней обеспеченностью подвижными фосфатами Таблица 3 - Агрохимические и физико-химические свойства черноземов выщелоченных Гори- Глубина, Гумус, зонт см % Подвижные, мг/кг Р2О5 рНсол К2 О Поглощенные катионы, ммоль/100 г Са2+ Mg2+ S Нг, ммоль / 100 г V, % Ачинско-Боготольская лесостепь, Боготольский район (РУ-7) Апах АВ В1 Вк Ск 0-25 25-34 34-48 48-90 90-110 7,7 4,4 1,6 1,0 1,0 81,0 65,0 116,0 2,2 1,7 115,3 96,4 96,6 - 5,9 6,2 6,3 7,0 7,2 28,9 28,3 24,9 14,4 14,4 4,2 3,8 3,3 2,3 2,9 54,5 48,9 35,9 - 1,7 1,4 1,2 - 96,9 97,2 96,7 - 4,7 4,2 3,8 - 91,4 73,0 89,4 - 4,7 4,3 2,5 0,9 - 91,6 92,0 95,3 97,8 - Назаровская лесостепь, Назаровский район (РУ-4) Апах АВ В Ск 0-27 27-47 47-80 80-100 8,7 3,7 1,0 0,9 202,0 12,0 14,0 1,0 163,0 87,1 108,0 - 5,4 4,5 4,7 7,2 27,6 21,7 27,1 12,9 4,9 3,5 4,1 2,5 50,3 29,8 31,8 - Назаровская лесостепь, Назаровский район (РУ-9) Апах А АВ В1 Вк Ск 0-20 20-36 36-62 62-72 72-93 93-115 8,6 8,3 4,4 1,3 1,0 0,9 108,0 79,5 13,0 14,0 2,0 1,0 106,0 88,6 78,2 82,5 - 5,5 5,3 5,7 6,3 7,2 7,1 31,2 29,3 29,9 29,2 13,7 11,7 4,4 4,0 3,8 3,1 1,9 1,5 51,3 49,8 49,8 40,8 - Чулымо-Енисейская лесостепь, Балахтинский район (РУ-10) Апах АВ В1 Вк Ск 0-25 25-48 48-64 64-90 90-110 9,4 5,7 0,9 0,7 0,7 108,0 111,0 188,0 1,9 2,2 94,5 70,3 83,6 - 5,6 5,8 6,2 7,2 7,2 23,4 22,4 21,9 8,1 7,0 5,2 5,4 4,5 3,5 2,3 52,5 46,0 34,3 - 3,7 2,4 1,1 - 93,4 95,1 96,9 - Красноярская лесостепь, Большемуртинский район (РУ-12) Апах 0-14 А 14-40 АВ 40-58 В1 58-71 Вк 71-110 Ск 110-130 - не определялось 7,2 7,1 2,0 0,9 0,8 0,8 203,0 159,0 201,0 115,0 3,6 3,9 143,8 88,8 85,2 93,3 - 5,9 6,0 6,2 6,7 7,2 7,1 25,0 24,1 21,8 23,1 11,0 9,8 4,6 4,2 3,6 3,5 2,3 2,3 53,0 52,0 35,4 38,9 - 2,7 2,0 1,1 0,8 - 95,2 96,3 97,0 98,0 - 68 (81-108 мг/кг). Причиной варьирования подвижного фосфора в черноземах Средней Сибири является различный минералогический состав материнских пород лесостепей. В материнских породах Красноярской лесостепи отмечаются более высокие запасы валового фосфора (0,20 - 0,29%) [цит. по: Крупкин, 2002]. Определенных закономерностей в распределении подвижных фосфатов по профилю почвы не наблюдается. В изучаемых черноземах Красноярской и Назаровской лесостепи происходит снижение содержания фосфатов с глубиной. В черноземах Ачинско - Боготольской и Чулымо – Енисейской лесостепи - увеличение в горизонте В1 с последующим снижением к материнской породе. В соответствии с принятыми градациями [Крупкин и др., 1967], обеспеченность пахотного горизонта черноземов выщелоченных обменным калием очень высокая (163 мг/кг), высокая (115144 мг/кг) и повышенная (95-106 мг/кг). В нижележащих горизонтах содержание калия уменьшается, но вниз по профилю изменяется незначительно, что связано с высоким содержанием ила, богатого калийсодержащими и калийфиксирующими минералами. Максимальное количество обменного калия в пахотном слое П.С. Бугаков с соавторами [1981] объясняют влиянием механических обработок почвы, ускоряющих выветривание калийсодержащих минералов, действием удобрений, а также отсутствием подвижности этого элемента в тяжелых почвах. В профиле черноземов выщелоченных Чулымо – Енисейской, Ачинско – Боготольской и Красноярской лесостепи выделяются две физикохимические зоны – верхняя с близкой к нейтральной и нейтральной реакцией среды и нижняя со слабощелочной реакцией по причине накопления значительных количеств углекислых солей в верхней части карбонатного пояса иллювиально-карбонатного горизонта [Градобоев, 1954]. Гидролитическая кислотность черноземов данных лесостепей низкая (1-3 ммоль/100 г). Верхняя и средняя часть профиля черноземов выщелоченных реперного участка № 4 Назаровской лесостепи характеризуется слабокислой и среднекислой реакцией среды, РУ № 9 той же лесостепи - слабокислой и 69 близкой к нейтральной. В нижней карбонатной части профилей реакция выравнивается и переходит в слабощелочную. На более низкие значения рНсол, вплоть до среднекислой реакции среды на черноземах выщелоченных Назаровской лесостепи указывают Ю.П. Танделов и О.В. Ерышова [2005]. По их исследованиям кислые черноземы приближены к предгорным территориям с выраженной лесной растительностью, нейтральные - к открытым черноземах остепненным участкам. выщелоченных Гидролитическая Назаровской лесостепи кислотность повышенная в (4-5 ммоль/100 г). Как при низкой, так и повышенной гидролитической кислотности сумма поглощенных оснований изучаемых черноземов очень высокая (50-55 гранулометрическим ммоль/100г), составом что обусловлено почвообразующей породы глинистым (иловато- крупнопылеватые карбонатные легкие глины) и высоким (повышенным) содержанием гумуса. С падением гумусированности сумма поглощенных оснований закономерно уменьшается. Обогащение горизонта В илом на 917% не сопровождается увеличением суммы поглощенных оснований, поскольку небольшое возрастание ила в этом горизонте не компенсирует резкое уменьшение гумуса [Бугаков, Чупрова, 1995]. В составе поглощенных оснований доминирует кальций. Соотношение Са:Mg находится в пределах 4,2-7,8. В иллювиальной части профиля соотношение растягивается до 5-9, что обусловлено перемещением ила и частичным разрушением минералов [Шугалей, 1991]. С глубиной относительная доля Mg2+ возрастает. Рассмотрим генетические свойства серой лесной почвы зоны травяных лесов Средней Сибири. В соответствии с классификацией Н.А. Качинского [1965], гранулометрический состав рассматриваемой серой лесной почвы следует назвать легкоглинистым крупнопылевато-иловатым. На долю физической глины приходится 53%, преобладающих фракций крупной пыли - 42%, ила - 20% (табл. 4). Содержание фракций средней и мелкой пыли составляет 15% и 18% соответственно. Большой процент пылеватых фракций придает породам и почве лессовидный характер [Попова, Любите, 1975]. 70 Обобщающий анализ имеющегося материала по гранулометрическому составу серых лесных почв позволил П.И. Крупкину [1971] утверждать, что степень дифференциации их профилей находится в прямой зависимости от морфологического оподзоливания. В среднеоподзоленных видах количество ила от горизонта А1 и А1А2 увеличивается на 15-25%, в слабооподзоленных на 10-15%. В рассматриваемых серых лесных почвах от гор. А1 и А1А2 к гор. В содержание ила увеличивается на 27-30%, что позволяет судить о четкой дифференциации генетических горизонтов по гранулометрическому составу, указывает на ярко выраженное проявление иллювиального процесса (признаков оподзоленности). Другие исследователи [Л.П. Будина и Е.В. Семина, 1962] считают, гранулометрическому составу что дифференциация связана не с профиля оподзоливанием, по а с иллимеризацией [цит. по: Бугаков, 1971]. Таблица 4 - Гранулометрический состав серой лесной почвы (расчет фракций на сухую почву) Количество фракций,%, размером, мм Сумма фракций 10,25- 0,05- 0,01- 0,005<0,001 <0,01 0,25 0,05 0,01 0,005 0,001 Зона подтайги (травяных мелколиственных лесов), Козульский район (РУ-5) Апах 0-25 0,5 3,3 41,8 15,4 17,8 20,0 53,2 А1А2 25-47 0,2 2,3 40,8 13,6 17,3 23,3 54,2 А2В 47-62 0,3 0,5 37,4 13,6 15,3 30,0 58,9 В 62-107 0,2 0,9 23,1 11,5 16,9 49,8 78,2 ВС 107-117 0,1 0,8 31,4 15,2 21,4 32,4 69,0 Глубина, Горизонт см Серые лесные почвы характеризуются средней гумусированностью в слое 0-25 см (табл. 5). Характерными особенностями гумусового профиля серых лесных почв Средней Сибири, по сравнению с европейскими аналогами, является интенсивная аккумуляция органического вещества в пахотном слое с резким падением его количества в глубину. Повышенная 71 гумусированность обусловлена замедленным темпом разложения растительных остатков в связи с сокращением периода активных температур и интенсивной микробиологической деятельности, а также своеобразной природой органического вещества, в составе которого обнаружено высокая конденсированность молекул гуматной части и слабая ее подвижность [Кураченко, 2013]. Таблица 5 - Агрохимические и физико-химические свойства серой лесной почвы Гори- Глубина, Гумус, зонт см % Подвижные, мг/кг Р2О5 рНсол К2 О Поглощенные катионы, ммоль/100 г Са2+ Mg2+ S Нг, ммоль/ 100 г V, % Зона подтайги (травяных мелколиственных лесов), Козульский район (РУ-5) Апах А1А2 А2В В ВС 0-25 25-47 47-62 62-107 107-117 4,5 3,0 1,8 0,8 0,6 90,0 143,0 193,0 200,0 312,0 133,9 78,4 93,2 133,6 121,5 4,8 4,5 4,4 4,5 6,5 16,9 16,1 16,5 25,3 28,3 2,4 2,1 2,2 3,8 3,1 28,8 25,3 24,2 34,8 46,0 5,9 6,0 4,7 3,5 1,1 83,1 80,9 83,7 90,9 97,8 Обеспеченность пахотного слоя подвижными фосфатами - низкая (116,5 мг/кг), что обусловлено невысокими запасами валового фосфора в материнских породах Ачинско-Боготольского природного округа. Вниз по профилю содержание подвижного фосфора увеличивается. Подобная закономерность изменения фосфора в серых лесных почвах Средней Сибири отмечается в исследованиях Ю.П. Танделова и О.В. Ерышовой [2003]. Содержание обменного калия в пахотном слое почвы составляет 134 мг/кг и оценивается по методу Кирсанова как среднее. В нижележащих горизонтах (А1А2 и А2В) содержание калия уменьшается до низкого (79-93 мг/кг) с последующим возрастанием в гор. В и ВС. Низкое и среднее содержание обменного калия обусловлено преобладанием полевых шпатов в минералогическом составе серых лесных почв Средней Сибири, из которых 72 высвобождение калия в обменную форму происходит значительно медленнее, чем в черноземах [Пчелкин, 1966] [цит. по: Танделов, Ерышова, 2003]. Серые лесные почвы отличаются среднекислой реакцией солевой вытяжки, при приближении к карбонатной материнской породе реакция переходит в слабощелочную. Гидролитическая кислотность высокая (5-6 ммоль/100 г). При низких значениях рН и высокой гидролитической кислотности серые лесные почвы характеризуются высокой суммой поглощенных оснований (24-46 ммоль/100 г). В гумусовом горизонте она составляет 29 ммоль/100 г, несколько сокращается в переходном горизонте А2В (до 24 ммоль/100 г) с последующим резким возрастанием в гор. В (до 35 ммоль/100 г). В верхнем 0-25 см слое почвы вынос поглощенных оснований компенсируется их накоплением, связанным с интенсивной аккумуляцией органического вещества [Семина, 1962]. Почвенно-поглощающий комплекс почти полностью насыщен Са2+ и Mg2+. Содержание обменного водорода и алюминия незначительно и является провинциальной особенностью кислых почв Средней Сибири [Вередченко, 1961; Ерохина, Кирилов, 1962; Танделов, Ерышова, 2003]. Высокая сумма поглощенных оснований обусловлена карбонатностью почвообразующих пород, особенностью водного режима почв и коротким вегетационным периодом. При промерзании почв с жидкой фазой почвенной влаги происходит передвижение Са2+ и Mg2+ в верхние горизонты, опережая их вымывание в довольно короткий вегетационный период Средней Сибири. Приведенные данные позволяют составить представление о провинциальных генетических особенностях черноземов выщелоченных и серых лесных почвах, специфике их почвообразования в своеобразных климатических условиях Средней Сибири. 73 Глава 5. Влияние сельскохозяйственного использования на изменение свойств черноземов выщелоченных и серых лесных почв При вовлечении почвы в сельскохозяйственное производство происходит резкое увеличение интенсивности биогеохимических процессов, изменяющих ритм почвообразования - его ускорение [Герасимова и др., 2003; Караваева, 2005]. В связи с этим, требуется постоянное поступление энергетического обогащенных материала растительных - минералов. Недостаток остатков и химически энергетического материала компенсируется мобилизацией имеющихся резервов, что приводит к истощению почв и резкому снижению их плодородия. Зональные особенности этого процесса различаются интенсивностью развития и уровнем снижения плодородия почвы. Постоянное поступление энергетического материала приводит к высокой интенсивности почвенных процессов и улучшению питательных свойств почв, обусловливая стабильное их плодородие [Муха, 2004]. Вышесказанное позволяет заключить, что результатом сельскохозяйственного использования земель может быть как улучшение свойств и признаков исходных целинных почв (проградация), так и их деградация, отражающаяся в строении профиля, содержании и запасах органического вещества, питательном режиме, составе обменно- поглощенных катионов и т.д. 5.1 Агрогенная трансформация морфологических признаков Почва «подстраивается» к агрогенной среде изменением своего функционирования [Караваева, 2008]. Соответственно меняется и морфологический облик почвы, поскольку в нем относительно быстро «записываются» процессные механизмы, связанные с агрогенными воздействиями [Герасимова и др., 2003]. Пахотные или агрогенные преобразования «записываются» в профиле почвы за счет распашки и 74 перемешивания верхних 10-30-50 см, формируя самостоятельный пахотный (агрогенный) горизонт [Когут, 1996; Щеглов, 1999; Гольева, Зазовская 2008; Хмелев, Танасиенко, 2009]. Действительно, сопоставление морфологического описания профилей черноземов выщелоченных и серых лесных почв, выполненного в 1995-1996 и 2012-2013 гг. свидетельствует о наибольшей степени изменения самой верхней части профиля - пахотного и подпахотного горизонтов. Это обусловлено «заглавным» положение пахотного (агрогенного) горизонта в профиле почвы, поскольку именно пахотный слой подвергается непосредственному воздействию климатических факторов, механическим обработкам (агротурбациям), поступлению химических соединений и пожнивно-корневых остатков [Герасимов, 1986; Муха, 2009]. При этом нижележащая часть профиля морфологически не изменяется, что свидетельствует о преобладании турбационного процесса в формировании и развитии пахотного горизонта, который оказывает влияние не только на физическое состояние пахотного горизонта, но и на его воднотепловой режим Агротурбациям и все человек ЭПП, придает формирующие разные формы свойства горизонта. (глубина, характер обработок) в зависимости от конкретных потребностей выращиваемых культур и севооборотов. В настоящее время в пределах земледельческой территории Красноярского края широко применяются ресурсосберегающие технологии обработки почвы, которые внедрены на 2/3 площади посева зерновых и зернобобовых культур, что составляет 600-700 тыс. га [Едимеичев, Шпагин, 2014]. В зоне обслуживания ФГБУ ГЦАС «Красноярский» процент площади посева сельскохозяйственных культур по технологиям сберегающего земледелия составляет 78,4, с колебаниями от 51,1 % в подтаежной природно-климатической зоне до 89,4-91,4 % в зоне Ачинско-Боготольской и Назаровской лесостепи соответственно. Переход на ресурсосберегающие технологии вызван ухудшением агрономически важных свойств в условиях длительно практикуемой монополии отвальной вспашки [Картавых, 2014]. Однако, переход на минимальную обработку почвы в 75 различных почвенно-климатических условиях Средней Сибири не имеет достаточного научного обеспечения. В результате 17-летнего сельскохозяйственного использования черноземов выщелоченных Красноярской и Назаровской (РУ-9) лесостепи произошла трансформация пахотных горизонтов почвы, заключающаяся в уменьшении их мощности с 28-30 см до 14-20 см. Минимальные обработки почвы, проводимые с 2006-2008 гг. на глубину 12-14 см, способствовали обособлению 0-14 и 0-20 см толщи по уплотненной прослойке - «плужной подошве» соответственно (табл. 6-7, рис. 2). Формирование «плужной подошвы» в нижней части пахотного слоя также отмечается на черноземах выщелоченных Ачинско-Боготольской лесостепи. «Плужная подошва» в данных почвах образовалась при ежегодной традиционной обработке почвы на глубину 20-25 см (табл. 8, рис. 2). Формирование «плужной подошвы» в черноземах выщелоченных реперного участка № 4 Назаровской лесостепи не отмечено, что связано с рыхлением почвы отвальной вспашкой на глубину 27-30 см раз в 5-7 лет (табл. 7, рис. 3). На необходимость глубокой вспашки с захватом подпахотного слоя через каждые 3-5 лет для устранения дифференциации пахотного слоя по плотности и сложению указывают И.П. Котоврасов [1990], В.В. Лисунов [2002], Н.А. Караваева [2008] и др. На черноземах выщелоченных Чулымо-Енисейской лесостепи при традиционной обработке почвы формирование «плужной подошвы» также не отмечено, что обусловлено ежегодным рыхлением почвы глубокой вспашкой на глубину 25-30 см. Это подтверждается подпахиванием нижней части гумусового слоя (АВ), которое морфологически выражается в образовании прослойки черно-бурого цвета под пахотным горизонтом на глубине 27-30 см (табл. 9, рис. 3). В земледелии, явление «плужной подошвы», формирующейся в нижней части пахотного горизонта, известно давно. Однако механизм ее образования до конца не изучен. По мнению П.М. Сапожникова [1994] и Ф.И. Козловского [2003], «плужная подошва» формируется при 76 механической обработке почвы на одну и ту же глубину в течение ряда лет и является результатом сезонного уплотнения и кальматирования пор илистыми и тонкопылеватыми частицами, мигрировавшими из пахотного Таблица 6 - Сравнительная морфологическая характеристика почвенных профилей черноземов выщелоченных Красноярской лесостепи Чернозем выщелоченный Чернозем выщелоченный среднемощный среднемощный глинистый на глинистый на желто-бурой карбонатной желто-бурой карбонатной глине. глине. Заложен в 2012 г. Заложен и описан в 1995 г. П. И. Крупкиным. Апах - 0-28 см. Черный, свежий, рыхлый после вспашки, комковато-пылеватый, обильно остатки половы, соломы, корней, переход заметный по плотности. А - 28-47 см. Черный, свежий, слегка уплотнен, комковатопорошистый, много мелких корней, переход постепенный. АВ - 47-70 см. Темно-серый, книзу с бурым оттенком, слегка уплотнен, комковато-зернистый, много корней, переход заметный. В1 - 70-88 см. Темно-бурый с мелкими потеками гумуса, уплотнен, комковато-непрочноореховатый без глянца, не вскипает, переход постепенный. Вк - 88-130 см. Бурый, слегка увлажнен, плотноватый, непрочноореховатый, редко потеки гумуса, мелкие сизоватые пятка от оглеения, вскипает. Ск - 130 см и глубже. Желтобурая карбонатная глина. Апах - 10-14 см. Черный, свежий, глинистый, рыхлый, много тонких корней, стерня соломы, комковато-зернистый, тонкопористый, тонкотрещиноватый, не вскипает от HCl, переход резкий по плотности. А - 14-40 см. Черный книзу с буроватым оттенком, свежий, глинистый, уплотнен, корней умеренно, в верхней части комковатозернистый, в нижней – комковатопороховидный. Тонкопористый, тонкотрещиноватый, не вскипает от HCl, переход постепенный языковатый. АВ - 40-58 см. Серо-бурый, глинистый, уплотнен, корней единично, непрочноореховатой структуры, пористый, тонкотрещиноватый, гумусовые затеки, не вскипает от HCl, переход постепенный. В1 - 58-71 см. Желто-бурый, свежий, глинистый, уплотнен, глыбисто-ореховатый, пористый, тонкотрещиноватый, встречаются гумусовые вещества в виде затеков, не вскипает от HCl, переход резкий по границе вскипания. Вк - 71-110 см. Сизо-бурый с белесоватым оттенком, свежий, глинистый, уплотнен, непрочно-ореховатой структуры, пористый, тонкотрещиноватый, слоистой текстуры, карбонаты в форме псевдомицелия. В нижней части горизонта оглеение в виде сизовато-охристых пятен, обильное вскипание от HCl, переход постепенный. Ск - 110 см и глубже. Желто-бурая карбонатная глина. 77 слоя. Другие исследователи [Taylor et al., 1964; Trouse, 1978] появление «плужной подошвы» объясняют чрезмерным иссушением и усадкой обрабатываемых почв. По их мнению, возникновение уплотнения не связано с изменением гранулометрического состава почвы, увеличением содержания Таблица 7 - Сравнительная морфологическая характеристика почвенных профилей черноземов выщелоченных Назаровской лесостепи Чернозем выщелоченный Чернозем выщелоченный среднемощный глинистый на желто- среднемощный глинистый на желто-бурой бурой карбонатной глине. Заложен и карбонатной глине. Заложен на РУ-9 в 2013 г. описан на РУ-9 в 1996 г. П.И. Крупкиным. Апах – 0-30 см. Интенсивно черный, влажный после дождя, глинистый, уплотнен, обилие корней, в верхней части хорошо задернен люцерно-кострецовой смесью, комковато-пылеватый, переход резкий по увлажнению. АВ – 30-62 см. Темно-серый, книзу бурый оттенок, глинистый, плотноватый, густо переплетен корнями, особенно в верхней части, зернисто-пылеватый, переход постепенный. В1 – 62-90 см. Темно-бурый, сверху затеки гумуса, слабо увлажнен, глинистый, плотноватый, единично корни трав, непрочномелкоореховатый без глянца, переход по линии вскипания. Вк – 90-120 см. Бурый, свежий, глинистый, уплотнен, комковатопылеватый, карбонаты в форме псевдомицелия, переход постепенный. Ск – 120 см и глубже. Желтобурая лессовидная глина. Апах – 0-20 см. Черный, свежий, глинистый, рыхлый, обилие тонких корней, узлы кущения, стерня, порошистый, не вскипает от HCl, переход резкий по «плужной подошве». А – 20-36 см. Интенсивно черный, свежий, глинистый, уплотнен, корневины, обилие тонких корней, комковатопороховидной структуры, тонкопористый, тонкотрещиноватый, не вскипает от HCl, переход постепенный по цвету. АВ – 36-62 см. Темно-серый, переходящий книзу в бурую окраску, свежий, глинистый, уплотнен, корни единично, комковато-пороховидный, тонкопористый, тонкотрещиноватый, не вскипает от HCl, переход постепенный. В1 – 62-72 см. Бурый, свежий, глинистый, уплотнен, корни единично, непрочно-ореховатой структуры, пористый, тонкотрещиноватый, встречаются гумусовые вещества в виде затеков, не вскипает от HCl, переход резкий по границе вскипания. Вк – 72-93 см. Бурый с белесоватым оттенком, свежий, глинистый, уплотнен, встречаются единичные корни, глыбистокомковатый, пористый, тонкотрещиноватый, обильно карбонаты в форме псевдомицелия, бурное вскипание от HCl. Ск – 93 см и глубже. Желто-бурая карбонатная глина. 78 Продолжение таблицы 7 Чернозем выщелоченный Чернозем выщелоченный среднемощный карманистый среднемощный карманистый глинистый на глинистый на желто-бурой желто-бурой карбонатной глине. Заложен на карбонатной глине. Заложен и РУ-4 в 2013 г. описан на РУ-4 в 1995 г. П.И. Крупкиным. Апах – 0-27 см. Интенсивно черный, слегка увлажнен, глинистый, слабо уплотнен, много мелких корней, полуразложившаяся солома, комковато-зернисто-пылеватый, переход постепенный. АВ – 27-40 см. От темно-серой до темно-бурой окраски книзу с очень неровной нижней границей («карман» шириной 20-25 см до глубины 80 см), слегка увлажнен, глинистый, слабо уплотнен, зернисто-пористый, переход ясный, неровный. В – 40-52(80) см. Бурый, слабо увлажнен, глинистый, уплотнен, много корней, комковато-пылеватый, кроме затека («кармана») встречаются мелкие затеки гумуса, переход по линии вскипания. Ск – 52(80) см и глубже. Желтобурая лессовидная карбонатная глина. Апах – 0-27 см. Интенсивно черный, свежий, глинистый, обильно корни, верхняя часть Апах (0-14 см) - рыхлая, нижняя уплотнена, в верхней части комковатопорошистый, в нижней глыбистокомковатый, тонкопористый, тонкотрещиноватый, не вскипает от HCl, переход постепенный. АВ – 27-47 см. Неоднородный по окраске: в верхней части темно-серый, переходящий книзу в темно-бурую окраску, свежий, глинистый, уплотнен, много тонких корней, глыбисто-комковато-зернистый, пористый, тонкотрещиноватый, не вскипает от HCl, переход постепенный карманистый. В – 47-80 см. Свежий, глинистый, уплотнен, непрочно-ореховатой структуры, пористый, тонкотрещиноватый, в «кармане» (до глубины 80 см) глыбисто-комковатозернистый, переход по карбонатам в форме псевдомицелия. Ск – 80 см и глубже. Желто-бурая карбонатная глина. гумуса, соединений железа или глинистых минералов, которые выполняют роль цементирующего материала. Подобные уплотненные прослойки почвы образуются на дне пахотных борозд в результате передвижения колес трактора. При многолетней обработке на одну глубину полосы уплотнения сливаются в труднопроницаемый щит, препятствующий вертикальному росту корней, продуктивному использованию ими влаги и питательных веществ из нижележащих слоев почвы. Согласно исследованиям А.Г. Бондарева и И.В. Кузнецовой [1999] скорость «записи» процессов уплотнения в нижней части пахотного и подпахотного горизонтов различаются. В пахотном горизонте увеличение плотности происходит 79 Таблица 8 - Сравнительная морфологическая характеристика почвенных профилей черноземов выщелоченных Ачинско-Боготольской лесостепи Чернозем выщелоченный Чернозем выщелоченный маломощный маломощный глинистый на желто- глинистый на желто-бурой карбонатной бурой карбонатной глине. Заложен и глине. Заложен в 2012 г. описан в 1996 г. П. И. Крупкиным. Апах – 0-25 см. Интенсивно черный, мокрый после дождя, глинистый, слегка уплотнен, обильно мелкие корни, комковато - зернистый, переход заметный. АВ – 25-34 см. Темно-серый, влажный, глинистый, уплотнен, корней меньше, комковатозернистый, переход заметный, но неровный. В1 – 34-60 см. Темно-бурый с потеками гумуса в верхней части, свежий, глинистый, плотноватый, корней мало, непрочно-ореховатый, переход резкий. Вк – 60-90 см. Бурый, свежий, глинистый, уплотнен, непрочнокрупноореховатый, без глянца, пористый, обильно псевдомицелий в виде карбонатов, переход постепенный. Ск – 90 см и глубже. Желтобурый, свежий, глинистый, слабо уплотнен, пористый, лессовидный, обильно псевдомицелий карбонатов, слоистой текстуры. Апах – 0-25 см. Черный, свежий, глинистый, рыхлый, много тонких корней, комковато - пороховидный, тонкопористый, тонкотрещиноватый, не вскипает от HCl, переход резкий по «плужной подошве». АВ – 25-34 см. Желто-бурый с черными гумусовыми затеками, глинистый, рыхлый, корней умеренно, комковато - пороховидный, тонкопористо пористый, тонкотрещиноватый, не вскипает от HCl, переход постепенный, граница неровная («карманы», «языки»). В1 – 34-48 см. Желто-бурый, свежий, глинистый, уплотнен, корни единично, непрочно глыбисто – ореховатой структуры, пористый, тонкотрещиноватый, встречаются гумусовые вещества в виде затеков, не вскипает от HCl, граница резкая по скоплению карбонатов в нижележащем горизонте. Вк – 48-90 см. Желто-бурый с белесоватым оттенком, свежий, глинистый, несколько уплотнен, глыбисто - ореховатый, пористый, тонкотрещиноватый, псевдомицелий в виде карбонатов, вскипание от HCl бурное сплошное. Ск – 90 см и глубже. Желто-бурая карбонатная лессовидная глина. одномоментно («импактно») в периоды вспашки и проявляется наиболее сильно в поверхностной части. Также резко она снижается предпосевными обработками горизонте, и периодическим напротив, рыхлением увеличение плотности посевов. В происходит подпахотном медленнее, приращением малых величин. В то же время естественное разуплотнение 80 Рис. 2 - Почвенные разрезы черноземов выщелоченных, заложенных в 2012-2013 гг.: А - Ачинско-Боготольская лесостепь, Б - Назаровская лесостепь (РУ-9), В - Красноярская лесостепь 81 Таблица 9 - Сравнительная морфологическая характеристика почвенных профилей черноземов выщелоченных Чулымо-Енисейской лесостепи Чернозем выщелоченный Чернозем выщелоченный среднемощный среднемощный тяжелосуглинистый тяжелосуглинистый на желто-бурой глине. на желто-бурой глине. Заложен и Заложен в 2012 г. описан в 1996 г. П. И. Крупкиным. Апах – 0-25 см. Интенсивно черный, сырой, тяжелосуглинистый, почти рыхлый, много мелких корней, комковато - зернистый, переход постепенный. АВ – 25-48 см. От черного сырого в верхней части до темносерого с бурым оттенком свежего книзу, тяжелосуглинистый, слегка уплотнен, много мелких корней, комковато - пылеватый, переход ясный, граница перехода неровная. В1 – 48-67 см. Бурый, свежий, глинистый, уплотнен, корни угнетены, непрочно-комковатопылеватый, переход по линии вскипания. Вк – 67-90 см. Светло-бурый, свежий, глинистый, уплотнен, корни единично, комковато-пылеватый, много псевдомицелия, слоистое сложение, переход постепенный. Ск – 90 см и глубже. Желтобурая лессовидная глина. Апах – 0-25 см. Черный, свежий, тяжелосуглинистый, рыхлый, много живых корней, комковато зернистый, тонкопористый, тонкотрещиноватый, не вскипает от HCl, переход резкий по цвету (подпахивание). АВ – 25-48 см. Окраска неоднородная: в верхней части – черная, в нижней – черно-бурая, свежий, глинистый, рыхлый, корней умеренно, комковато - пороховидный, тонкопористый, тонкотрещиноватый, не вскипает от HCl, переход постепенный, граница перехода неровная. В1 – 48-64 см. Бурый, с серыми гумусовыми затеками, глинистый, уплотнен, корни единично, непрочно комковатой структуры, пористый, тонкотрещиноватый, не вскипает от HCl, переход резкий по границе вскипания. Вк – 64-90 см. Бурый с белесоватым оттенком, глинистый, уплотнен, глыбисто комковатый, пористый, тонкотрещиноватый, карбонаты в форме псевдомицелия, слоистой текстуры, оглеение в виде ржаво-охристых пятен, вскипание от HCl бурное, переход ясный. Ск – 90 см и глубже. Желто-бурая лессовидная глина. совершается с малыми скоростями и не компенсирует ежегодного увеличения уплотнения, что, следовательно, определяет их кумулятивный характер. На основании вышеизложенного можно сделать вывод, что «плужная подошва» образуется в результате проявления целого комплекса факторов при исключительной роли механической обработки почвы. 82 А Б Рис. 3 - Почвенные разрезы черноземов выщелоченных, заложенных в 20122013 гг.: А - Чулымо-Енисейская лесостепь, Б - Назаровская лесостепь (РУ-4) Сопоставление морфологического описания профилей черноземов выщелоченных и серых лесных почв, выполненного в 1995-1996 и 2012-2013 гг., позволило также составить представление об агрогенном изменении почвенной структуры. В данной работе «структура почвы» рассматривается как понятие морфологическое и генетическое, связанное со спецификой почвообразования. При морфогенетическом подходе почвенная структура это взаимное расположение в почвенном теле структурных отдельностей (агрегатов, педов) определенной формы и размеров [цит. по: Розанов, 2004]. Тяжелый гранулометрический состав черноземов выщелоченных и серых лесных почв обуславливает формирование морфологически хорошо 83 выраженных структур. Традиционные обработки почвы, проводимые в зерновом агроценозе на старопахотном черноземе Чулымо-Енисейской лесостепи при внесении нерегулярных малых доз удобрений (11,0 кг/га д.в.), способствовали сохранению исходных морфологических структур в гумусово-аккумулятивных горизонтах (табл. 9). На черноземах Красноярской лесостепи при возделывании зерновых культур без применения средств химизации на фоне традиционной и минимальной обработки почвы отмечается улучшение структурной организации гумусовой толщи, выражающееся в появлении наиболее ценных в агрономическом отношении комковато-зернистых отдельностей (табл. 6). Согласно теории Р.В. Вильямса [1949], зернистая и комковато-зернистая структуры обеспечивают наиболее благоприятное сочетание водно-воздушного и пищевого режима почв. В черноземах выщелоченных Ачинско-Боготольской лесостепи агрогенная трансформация почвенной структуры, наоборот, сопровождается уменьшением доли агрегатов комковато-зернистой формы с появлением комковато-пороховидных структур в гумусовых горизонтах (табл. 8). Выявленные изменения в черноземах выщелоченных Ачинско-Боготольской лесостепи при традиционной системе земледелия без применения органических и малых дозах минеральных удобрений согласуются с исследованиями Н.Л. Кураченко [2013]. На черноземе выщелоченном реперного участка № 9 Назаровской лесостепи минимальные обработки почвы на фоне применения органических и повышенных доз минеральных удобрений способствовали изменению почвенной структуры. В 1996 году в пахотном слое отмечалось наличие агрегатов комковато-пылеватой формы. В настоящий период пахотный слой представляет собой порошистую массу. В подпахотном горизонте А, сформированном в толще исходного горизонта Апах, характер структурной организации иной. Наличие комковато-пороховидных свидетельствует об ее укрупнении (табл. 7). отдельностей 84 На черноземе выщелоченном реперного участка № 4 Назаровской лесостепи также отмечается дифференциация пахотного слоя по плотности и структуре, что свидетельствует о ежегодной минимальной обработке почвы, заделки удобрений, пожнивных остатков на глубину 14 см. Для верхней 0-14 см толщи пахотного слоя характерно рыхлое сложение и наличие комковатопорошистых структур, для нижней - более плотное сложение с присутствием глыбисто-комковатых отдельностей (табл. 7). При этом следы выполнения механизированных работ тяжелой сельскохозяйственной техникой отмечаются и в подпахотных необрабатываемых слоях почвы, выражаясь в появлении глыбисто-комковатых отдельностей. К подобным выводам пришли Ф.Г. Моргун с соавторами [1983], которые установили дифференциацию обрабатываемого слоя почвы уже после двух-трех лет применения плоскорезной обработки. По данным Б.А. Доспехова, А.И. Пупонина и Н.С. Матюка [цит. по: Баздылев, Матюк, 2012] при высоком уровне интенсификации земледелия в Нечерноземной зоне России системы минимальной обработки (без вспашки) в специализированном зерновом севообороте привели к дифференциации частей пахотного слоя. Авторы утверждают, что дифференциация пахотного слоя связана с неодинаковой глубиной заделки удобрений, извести и пожнивных остатков. В связи с этим, верхняя часть пахотного слоя (0...10 см) приобретала более высокую оструктуренность и окультуренность, чем нижняя (10...20 см) и тем более подпахотный слой (20...30 см). По мнению Н.Л. Кураченко [2013], укрупнение морфологии структурных элементов до комковатых и глыбистокомковатых отдельностей обусловлено фактором «стесненности», т.е близким межчастичным контактированием элементарных почвенных частиц и микроагрегатов, при котором возможно проявление сил различной природы, приводящих к адгезии и когезии. В связи с этим, отмечающееся уплотнение нижней части пахотных и подпахотных горизонтов при интенсивных механических обработках на одну и ту же глубину в течение ряда лет тяжелой сельскохозяйственной техникой обусловлено снижением 85 пористости агрегатов и увеличением числа межчастичных контактов. По исследованиям Т.А. Зубковой и Л.О. Карпачевского [2001], наиболее «стесненные» условия в почве создаются глинистым гранулометрическим составом и минералами группы монтмориллонита. К группе указанных причин, на наш взгляд, следует добавить уплотнение ходовыми системами тракторов, комбайнов, почвообрабатывающей техники, посевных комплексов, которые также способствуют снижению пористости агрегатов и увеличению числа межчастичных контактов. В соответствии с информацией управления федеральной службы государственной регистрации, кадастра и картографии по Красноярскому краю (Росреестр) процент неиспользуемых пахотных угодий в подтаежной зоне Красноярского края составляет более 62,0 %. Изменение структуры использования пахотных угодий в зоне подтайги Средней Сибири (залежьпашня-залежь) продиктовало необходимость проведения почвенно- экологических исследований в этом направлении. Прекращение агрогенного воздействия на серых лесных почвах в период 1996-2009 гг. активизировало процессы постагрогенной трансформации, направленной на восстановление естественного профиля почв (табл. 10, рис. 4). В течение этого периода, по данным А.Н. Каштанова с соавторами [2006], в профиле присутствуют как признаки агрогенной стадии, так и вновь приобретенные в процессе постагрогенного восстановления. Основным индикатором восстановления профиля серых лесных почв является процесс разуплотнения и переоструктуривания почвенной массы бывшего пахотного горизонта за счет обособления дернового горизонта, густо пронизанного корнями трав в верхней части пахотного. В наших исследованиях, о формировании дернового горизонта в период 1996-2009 гг. и его распашке в 2010 году, свидетельствует обилие тонких корней в гумусово-аккумулятивных горизонтах до глубины 47 см. Под воздействием травянистой растительности структурное состояние серых лесных почв залежей улучшается. Согласно исследованиям Н.А. Караваевой [2008], на 86 Таблица 10 - Сравнительная морфологическая характеристика почвенных профилей серой лесной почвы зоны травяных лесов Серая лесная мощная Серая лесная мощная сильнооподзоленная глубоковскипающая сильнооподзоленная глубоковскипающая глинистая Заложен и описан в 1996 г. П. И. глинистая на желто-бурой глине. Крупкиным. Заложен в 2012 г. Апах – 0-25 см. Темно-серый, влажный, при подсыхании черный, глинистый, плотноватый, много мелких корней, комковато-зернистый, переход заметный по плотности. А1А2 – 25-37 см. Грязно-серый, влажный, глинистый, уплотнен, комковатомелкоореховато-зернистый, слабопористый, при подсыхании - обильно кремнеземистая присыпка, переход постепенный. А2В – 37-53 см. Коричнево-бурый, слегка увлажнен, глинистый, плотноватый, имеются единичные корни, четко ореховатой структуры, слабопористый, обильно кремнеземистая присыпка, переход заметный. В1 – 53-85 см. Коричневатый, слабо увлажненный, глинистый, плотноватый, корни единично, четко ореховатый, мелкопористый, сверху кремнеземистая присыпка по граням агрегатов, глянцевитый, переход постепенный. В2 — 85-108 см. Светло-коричневый, влажный, вязкий, глинистый, плотноватый, крупно-непрочноореховатый, мелкопористый, сгнившие остатки корней деревьев, переход постепенный. ВС – 108-150 см. Бурый, влажный, глинистый, уплотнен, не четко выраженная крупно ореховатая структура, коричневатые потеки, сгнившие остатки корней деревьев, редко угнетенные корни трав, переход постепенный. С – 150 см и глубже. Желто-бурая глина. Апах – 0-25 см. Темно-серый, глинистый, рыхлый, обильно корни, зернисто-комковатый, тонкопористый, тонкотрещиноватый, не вскипает от HCl, переход резкий по «плужной подошве». А1А2 – 25-47 см. Серый с белесоватым оттенком, глинистый, уплотнен, много тонких корней, ореховато – мелкозернистый, пористый, тонкотрещиноватый, обильно кремнеземистая присыпка, не вскипает от HCl, переход резкий по цвету. А2В – 47-62 см. Коричнево-бурый с белесоватым оттенком, свежий, глинистый, плотный, корни умеренно, мелко – ореховатой структуры, пористый, тонкотрещиноватый, обильно кремнеземистая присыпка, не вскипает от HCl, переход резкий по цвету. В – 62-107 см. Коричнево-бурый, влажный, глинистый, плотный, корни единично, ореховатый, пористый, тонкотрещиноватый, на гранях агрегатах глянцевая иллювиальная пленка, не вскипает от HCl. ВС – 107-117 см. Бурый, влажный, глинистый, плотный, не ясно выраженная ореховатая структура, не вскипает от HCl, переход постепенный. С – 117 см и глубже. Желто-бурая глина. 87 залежи под первичными сукцессиями лугов плотность пахотного горизонта восстанавливается до равновесных значений в течение первых нескольких лет, в подпахотном горизонте - медленнее, в течение 5-10 лет. По данным автора, за период около 10 лет формируется комковатая, достаточно прочная структура. Действительно, за 14-летний период на серых почвах залежей под разнотравно-злаковой растительностью сформировались и сохранились агрегаты агрономически ценной зернисто-комковатой и ореховато- мелкозернистой формы. В ряде случаев результаты агропедогенеза закрепляются в профиле почвы, функционирующей в естественной среде [Лебедева и др., 2005; Черкашина, Голубцов, Силаев, 2015]. По данным Л.Л. Гольевой и Э.П. Зазовской [2008], морфологический облик агрогенно-измененной почвы специфичен и легко определяется спустя относительно длительное время (п 101 - п < 102 лет). Сохранность агрогенных горизонтов, по их мнению, прямо зависит от мощности. Чем мощнее преобразованный горизонт - тем дольше сохраняются его макроморфологические признаки в почвенном профиле. С учетом вышесказанного, уплотненная прослойка - «плужная подошва», отмеченная в нижней части пахотного горизонта, на наш взгляд, отчетливо сохранила признаки агрогенной стадии восстановления за 17-летний период залежно-экстенсивного земледелия. Это подтверждается заметным переходом по плотности из пахотного горизонта (Апах) в гумусовоэлювиальный горизонт (А1А2) в профиле серой лесной почвы в 1996 году. С учетом вышеизложенного, можно констатировать, что агрогенные воздействия на почву в большей степени проявились в изменении самой верхней части профиля - пахотного и подпахотного горизонтов. Минимальные обработки привели к уменьшению мощности пахотного горизонта с обособлением 0-14 и 0-20 см толщи по уплотненной прослойке «плужной подошве» в черноземах выщелоченных Красноярской и Назаровской (РУ-9) лесостепи соответственно. Ежегодные традиционные обработки способствовали формированию «плужной подошвы» и 88 Рис. 4 - Почвенный разрез серой лесной почвы, заложенный в 2012 г. в зоне травяных лесов подпахиванию нижней части гумусового слоя (АВ), морфологически выражающемся в образовании прослойки черно-бурого цвета на глубине 2730 см в черноземах выщелоченных Ачинско-Боготольской и ЧулымоЕнисейской лесостепи соответственно. «Плужная подошва» серых лесных почв в условиях 17-летнего залежно-экстенсивного земледелия сохранила признаки агрогенной стадии постагрогенного восстановления. Механические воздействия (агротурбации) и сельскохозяйственное окультуривание способствуют трансформации морфологических структур на горизонтном и агрегатном уровне структурной организации почв. При этом агрегаты сохраняют внутрипедную структуру, так как главный фактор их устойчивости к механическому воздействию - гранулометрический состав сравнительно устойчив [Кураченко, 2013]. Интенсификация земледелия 89 (применение органических и минеральных удобрений, минимализация обработок) оказывает дополнительное воздействие на трансформацию почвенной структуры. Вследствие чего, в нижней части пахотных и подпахотных горизонтов черноземов выщелоченных Назаровской лесостепи отмечается более высокая сила внутрипедных связей (адгезивная способность) при увеличении числа межчастичных контактов, по сравнению с верхней частью пахотных горизонтов. 5.2 Временная динамика содержания и запасов гумуса Одним из важнейших интегральных показателей, определяющим уровень потенциального и эффективного плодородия почвы при агрогенном воздействии, является содержание и запасы органического вещества - гумуса. Содержание и запасы гумуса рассматриваются с точки зрения экологической устойчивости почв как компонента биосферы [Орлов 1990, Фокин, 1994; Кирюшин 1996; Черников и др., 2001]. Сельскохозяйственная деятельность человека нарушает естественный ход гумусообразования, изменяет количество и качество органических остатков, интенсивность и направление процессов гумификации, особенно в верхнем, пахотном горизонте [Минеев, Шевцова, 1978; Шарков, 1986; Крупкин, 1989; Лазарев, 1997; Чендев, Авраменко, Мащенко, 1999; Струков, Комарова, 2000; Guo, Gifford, 2002; Глазовская, 2003]. Гумусовые соединения - диссипативные структуры, для существования которых необходим постоянный обмен вещества и энергии независимо от содержания гумуса в почве. Нарушение баланса между разложением и поступлением свежего органического материала приводит к минерализации собственно гумусовых компонентов, в частности подвижной части гумуса (легко переходящей в растворимое состояние). При недостатке подвижного компонента развивается общая дегумификация почв с разложением стабильных фракций гумуса, устойчивых, прочно связанных с минеральной 90 частью почвы [Гамзиков, Кулагина, 1992; Орлов и др., 2002, Драган, 2008; Уваров, 2010]. Поэтому подвижный гумус является периферической «защитой» стабильной ядерной части гумуса и первоочередным откликом почвы на любые нарушения экологической обстановки [Тейт, 1991; Чупрова и др., 2000; Милащенко и др., 2000; Орлов, Трофимов, Бирюкова и др., 2002]. Статистические параметры среднего уровня временных рядов гумуса позволили нам охарактеризовать его содержание по природно- климатическим зонам Средней Сибири и оценить изменчивость за 15-летний период. Среднестатистическая гумусированность черноземов выщелоченных реперных участков № 4 и № 9 Назаровской лесостепи и Чулымо Енисейской лесостепи оценивается как высокая (8,5%, 9,6% и 9,9% соответственно) с незначительным варьированием этого показателя во времени (V=3-10%). Черноземы выщелоченные Красноярской лесостепи и Ачинско – Боготольской лесостепи менее гумусированы и характеризуются повышенным содержанием гумуса (7,0-7,2%). Гумусное состояние данных почв отличается устойчивостью во времени (V=7%). В серых лесных почвах зоны травяных лесов установлена средняя гумусированность (4,5%) с незначительной изменчивостью этого признака (V=7%). Приведенные данные согласуются с результатами исследований почв Средней Сибири [Танделов, 1998; Крупкин, 2002; Концепция сохранения…, 2005; Сорокина, 2008] и позволяют считать содержание гумуса по параметрам изменчивости как медленно изменяющееся во времени образование (V=3-10%) (табл. 11, рис. 5). Это определяется устойчивостью стабильной фракции гумуса. Она непосредственно связана с процессами почвообразования и характеризует диагностические признаки почв, которые длительно формируются и сохраняются в вековых циклах [Кирюшин и др., 1993; Черников и др., 2001; Орлов, Трофимов, Бирюкова и др., 2002]. В литературных источниках довольно широко освещена проблема снижения содержания и запасов гумуса в пахотных почвах. В зависимости от степени интенсификации земледелия (типа севооборота, дозы органических и 91 Таблица 11 - Статистические параметры содержания гумуса в почвах (0-20 см, n=11, %) Параметр Х S min max min- max V РУ - 5 серая лесная 4,5 0,3 3,9 4,9 1,0 7 РУ - 4 РУ - 7 РУ - 9 РУ - 10 РУ - 12 чернозем выщелоченный 8,5 0,3 8,0 9,0 1,0 3 7,0 0,5 5,9 7,8 1,9 7 9,6 1,0 8,0 11,2 3,2 10 9,9 0,8 8,7 11,2 2,5 8 7,2 0,5 6,5 8,0 1,5 7 Здесь и далее: X – среднее арифметическое; S – стандартное отклонение; min, max предельные значения; min-max - интервал варьирования; V – коэффициент вариации. минеральных удобрений, системы обработки почвы) ежегодное снижение гумуса в основных земледельческих районах России составляет 0,5-2,5 т/га [Чагина и др., 1986; Минеев, 1990; Гамзиков, Кулагина, 1992; Бурлакова, Морковкин, 2005 и др.]. Общий баланс гумуса в почвах различных севооборотов и систем удобрения, в различных климатических (и погодных) условиях формируется по-разному и однозначных параметров гумификации и распада не существует [Кирюшин и др., 1993]. Статистические показатели изменения уровней временных рядов позволили определить направленность, скорость и интенсивность динамики гумуса в почвах Средней Сибири за 15-летний период сельскохозяйственного использования (табл. 12). На окультуренных черноземах реперного участка № 9 Назаровской лесостепи в зернотравяном севообороте при ежегодном внесении органических (4,2 т/га) и повышенных доз минеральных (87,6 кг/га д.в.) удобрений отмечается тенденция к снижению содержания гумуса. Ежегодные потери гумуса при среднегодовой урожайности зерновых культур 35,6 ц/га и многолетних трав на зеленый корм - 90 ц/га составили 0,01% (0,28 т/га) или 4,20 т/га за исследуемый период интенсивного земледелия. Подобная тенденция снижения гумуса отмечается в черноземах % % 92 12.0 12.0 10.0 10.0 8.0 8.0 6.0 6.0 4.0 4.0 2.0 2.0 0.0 0.0 0 5 10 0 15 5 10 годы годы Б % % А 12.0 12.0 10.0 10.0 8.0 8.0 6.0 6.0 4.0 4.0 2.0 2.0 0.0 0.0 0 5 10 0 15 5 10 В % Г 12.0 12.0 10.0 10.0 8.0 8.0 6.0 6.0 4.0 4.0 2.0 2.0 0.0 0.0 0 5 10 15 0 5 10 15 годы годы Д 15 годы годы % 15 Е Рис. 5 - Динамика содержания гумуса в почвах за 15-летний период сельскохозяйственного использования: А - зона травяных лесов, Б - Назаровская лесостепь (РУ-4), В - Ачинско-Боготольская лесостепь, Г - Назаровская лесостепь (РУ-9), Д - Чулымо-Енисейская лесостепь, Е - Красноярская лесостепь 93 Таблица 12 - Статистические показатели изменения содержания и запасов гумуса в почвах за 15-летний период сельскохозяйственного использования (0-20 см, n=11) Показатель A, % Тпр, % m, т/га Тпр, т/га r1 Q1 Р (Q1) r2 Q2 Р (Q2) r3 Q3 Р (Q3) РУ - 5 серая лесная 0,05 1,60 1,32 19,80 - 0,07 0,07 0,78 - 0,01 0,08 0,96 - 0,39 2,85 0,42 РУ - 4 РУ - 7 РУ - 9 РУ - 10 РУ - 12 чернозем выщелоченный - 0,01 0,22 - 0,29 - 4,35 - 0,12 0,21 0,65 - 0,33 1,92 0,38 - 0,13 2,20 0,53 0,00 0,00 0,00 0,00 - 0,38 2,12 0,15 0,15 2,48 0,30 - 0,08 2,59 0,46 - 0,01 0,20 - 0,28 - 4,20 0,04 0,02 0,88 0,14 0,35 0,84 - 0,02 0,36 0,95 - 0,04 0,53 - 0,71 - 10,65 0,01 0,00 0,97 0,40 2,57 0,28 - 0,03 2,59 0,46 - 0,06 1,1 -0,86 - 12,90 0,08 0,09 0,77 0,00 0,09 0,96 0,22 0,98 0,81 Здесь и далее: A - среднегодовой абсолютный прирост (абсолютное изменение); Тпр - среднегодовой темп прироста; m - потери запасов гумуса за год; Тпр - потери запасов гумуса за 15-летний период; r1 – линейный коэффициент автокорреляции 1-го порядка; r2 - линейный коэффициент автокорреляции 2-го порядка; r3 - линейный коэффициент автокорреляции 3-го порядка; Q1, Q2, Q3 - расчетные значения распределения ЛьюнгаБокса; Р (Q1), Р (Q2), Р (Q3) - расчетный уровень значимости линейных коэффициентов автокорреляции 1-го, 2-го и 3-го порядка соответственно. Выделенные показатели статистически значимы с доверительной вероятностью P = 0,95. выщелоченных реперного участка № 4 при возделывании зерновых культур с применением азотных (18,1 кг/га д.в.) и органических (1,2 т/га) удобрений. Уровень полученной урожайности - 29,4 ц/га в год. Абсолютное уменьшение составило 0,01% (0,29 т/га) в год или 4,35 т/га за 15 лет. Проверка существенности трендовой составляющей временных рядов гумуса РУ-4 и РУ-9 с использованием автокорреляционной функции позволила нам утверждать, что тенденции снижения гумуса на окультуренных черноземах Назаровской лесостепи сельскохозяйственного за воздействия 15-летний являются период интенсивного слабовыраженными, т.к. 94 значимость линейных коэффициентов автокорреляции как 1-го, 2-го, так и 3го порядка не доказана. Аналитические функции, достоверно аппроксимирующие отрицательные тенденции гумуса, не установлены. Это свидетельствует о равновесном содержании и запасов гумуса (его стабилизации) в окультуренных черноземах Назаровской лесостепи (табл. 13). Литературные данные о влиянии органических и минеральных удобрений на содержание и запасы гумуса в пахотных почвах земледельческой зоны Красноярского края малочисленны. В работах П.И. Крупкина и Т.И. Членовой [1992] показано, что 18-летнее применение минеральных удобрений на выщелоченном черноземе Солянской СХОС Канской лесостепи также привело к снижению содержания гумуса в пахотном слое на 0,25-0,40%. Навозная и навозно-минеральная системы стабилизировали его содержание. В исследованиях В.К. Ивченко [1983], длительное 20-летнее применение минеральных удобрений совместно с органическими на черноземах выщелоченных Красноярской лесостепи не оказало существенного влияния на содержание гумуса. Значительно больше исследований о влиянии удобрений на содержание гумуса проведено в других регионах Сибирского федерального округа. Так, на черноземе выщелоченном Кемеровской области при ежегодном применении 4 т/га навоза и (NРК)45 содержание гумуса снизилось на 12% , Алтайского края - 15%. При этом потери гумуса в контроле без применения удобрений были выше [цит по: Гамзиков, Кулагина, 1992]. Изучение почв государственных сортоучастков Новосибирской области выявило стабилизацию содержания гумуса при систематическом ежегодном внесении 30-100 кг/га д.в. минеральных удобрений и 1-2 т/га навоза за 40-летний период сельскохозяйственного использования [Чагина и др., 1986]. Сопоставление литературных и полученных нами данных позволяет судить о неоднозначном действии минеральных и органических удобрений на содержание органического вещества: от положительного до 95 Таблица 13 - Регрессионные модели динамики гумуса и их статистические характеристики Параметр Модель временного ряда (уравнение регрессии) R2, % tнабл Р (tнабл) Fнабл Р (Fнабл) r1 Qнабл Р (Qнабл) 2,13 0,179 - 0,16 0,35 0,556 Серая лесная РУ - 5 y = 4,6323 - 0,5291/t 19,1 a (34,11) b (- 1,46) 0,000 0,179 Чернозем выщелоченный РУ - 4 y = 8,4019 + 0,4354/t 19,5 a (76,10) b (1,48) 0,000 0,174 2,18 0,174 - 0,11 0,16 0,687 РУ - 7 y = 6,8603 + 0,4891/t 6,7 a (30,23) b (0,81) 0,000 0,441 0,65 0,441 - 0,53 3,98 0,046 0,000 0,054 0,027 4,83 0,042 - 0,39 2,20 0,138 РУ - 9 y = 8,667 + 0,471t -0,0348t 54,7 a (12,72) b1 (2,25) b2 (-2,70) РУ - 10 y = 10,469 - 0,0071t2 41,5 a (37,87) b (2,53) 0,000 0,033 6,38 0,033 - 0,68 6,64 0,010 РУ - 12 y = sqrt(58,4715 - 0,9651t) 37,8 a (17,32) b (2,34) 0,000 0,044 5,47 0,044 - 0,37 1,99 0,158 2 Здесь и далее: t - количество лет от базового 1996 года; R2 - коэффициент детерминации (величина достоверности аппроксимации); tнабл - расчетное значение распределения Стьюдента; Р (tнабл) - расчетный уровень значимости коэффициентов уравнения регрессии; Fнабл расчетное значение распределения Фишера; Р (Fнабл) - расчетный уровень значимости уравнения регрессии; Qнабл - расчетное значение распределения Льюнга-Бокса; Р (Qнабл) - расчетный уровень значимости линейного коэффициента автокорреляции 1-го порядка в отклонениях (остатках) уравнения регрессии. Выделенные уравнения статистически значимы с доверительной вероятностью P = 0,95. 96 несущественного и даже отрицательного. Степень и направленность изменений обусловлены не только интенсивностью и нормой внесения удобрений, а также особенностями возделываемых культур и количеством послеуборочных остатков, поступающих в пахотный слой. По разным литературным источникам количество растительных остатков, поступающих в почву, составляет от первых долей до нескольких тонн на гектар. По мнению А.А. Титляновой [Кирюшин и др., 1993], статья поступления органического вещества, обусловленная размерами урожая, или ежегодно поступающими в почву растительными остатками может быть существенной лишь при максимальной урожайности культур (70 ц/га и более в зерновом эквиваленте). По мнению И.Н. Шаркова [1986], потери гумуса даже при оптимальной интенсификации земледелия (применение рациональных доз удобрений, систем обработки почвы) неизбежны. Существенное повышение содержания гумуса в пахотных черноземах возможно за счет мелиоративных доз (60-100 т/га ежегодно) подстилочного навоза или торфа. Однако такие дозы органических удобрений экономически и экологически нецелесообразны вследствие накопления нитратов в глубинных слоях почвы). Использование почв без удобрений или их удобрение только минеральными приводит к неизбежному превалированию процессов распада над синтезом гумуса, что, в свою очередь, приводит к снижению его содержания и запасов [Ларешин, Бушуев и др., 2008]. Среднегодовые потери гумуса [Кирюшин, Лебедева, 1972] в пахотном слое южного чернозема при использовании в зернопаровых севооборотах без применения удобрений в первом десятилетии составили около 1 т/га, во втором - 0,5, в третьем - 0,4 т/га. В последующие 30 лет установились примерно одинаковые потери гумуса - 0,3 т/га за год. В наших исследованиях, 15 – летнее возделывание зерновых культур на старопахотных черноземах при малых дозах и несистематическом внесении минеральных удобрений сопровождалось отрицательной временной 97 динамикой гумуса. В среднем потери гумуса составили 0,04 - 0,06 % (0,71 – 0,86 т/га) в год или 10,65-12,90 т/га за 15 лет. Тенденции снижения гумуса на черноземах выщелоченных Чулымо – Енисейской и Красноярской лесостепи являются слабовыраженными (значимость коэффициентов автокорреляции не доказана) (табл. 12). Статистические характеристики альтернативных моделей, описывающих отрицательные динамики гумуса на РУ-10 и РУ-12, указывают на стационарность временных рядов, т.е. на их реализацию в виде «белого шума». Это дает основание говорить о динамичной стабилизации гумуса в черноземах выщелоченных реперных участков Красноярской и Чулымо – Енисейской лесостепи, как об отдельном этапе агропедогенеза, в течение которого трансформация органического вещества происходит, но не достигает «критических» значений, за которыми следует достоверное снижение его содержания (табл. 13). Перечисленные выше потери гумуса в процессе трансформации агроценозов обусловлены, главным образом, биологическими потерями, связанными с усилением минерализации и сокращением поступления в почву растительных остатков. Согласно исследованиям В.И. Кирюшина и И.И. Лебедевой [1984], неэрозионные (биологические потери) гумуса в условиях Зауралья, Сибири и Казахстана несколько ниже, чем в европейской части страны, что обусловлено меньшей скоростью минерализации органического вещества при более коротком сибирском лете. По мнению ряда авторов [Кирюшин, Лебедева, 1984; Бурлакова, 1996; Орлов, Бирюкова, Розанова, 1996; Морковкин, 2000], более значительные потери гумуса, по сравнению с биологическими, вызваны распашкой целинных земель, водной и ветровой эрозией. Нельзя оставить без внимания так называемые кажущиеся потери гумуса. Д.С. Орлов, О.Н. Бирюкова, М.С. Розанова [1996] указывают, что многочисленные материалы о потерях гумуса почвами содержат элементы условности, а реальные погрешности нередко сопоставимы с публикуемыми выводами о масштабах потерь гумуса пахотными почвами. Особенно велики 98 ошибки вследствие несопоставимости аналитических методов, применявшихся последние 100 лет, достигающие в ряде случаев 15-30% от общего содержания органического вещества. Таким образом, современный этап агропедогенеза выщелоченных черноземов Средней Сибири отличается динамично-стационарным содержанием органического вещества, которому характерен своеобычный уровень устойчивости к минерализации гумуса. Уровень устойчивости определяется оптимальным интервалом биологических потерь, не достигшим «критических» значений, определяемых эрозионными процессами. По многочисленным исследованиям [Paustian et al, 1997; Smith et al, 2000; Ларионова и др., 2006] известно, что восстановление многолетней растительности на пахотных почвах является эффективным приемом, позволяющим повысить связывание диоксида углерода из атмосферы и установить период восстановления гумусного состояния почв под влиянием залежи. Количественные определения баланса углерода и скоростей накопления гумуса после восстановления естественной растительности в пахотных почвах России, в частности в пределах земледельческой территории Красноярского края немногочисленны [Титлянова, Тесаржова, 1991; Мукина, Шпедт, 2008; Шпедт, 2013]. И.Н. Кургановой с соавторами [2006] при изучении серой лесной почвы опытно-полевой станции ИФХиБПП РАН, выведенной из сельскохозяйственного использования 10-25 лет, установлено увеличение доли водорастворимого органического углерода в общем пуле органического вещества почвы в 2 раза, доли микробной биомассы - в 1,5-3 раза. В исследованиях Л.Р. Мукиной [2008] и А.А. Шпедта [2013], серая лесная среднемощная глубоковскипающая почва Шарыповского района в течение 8 лет залежи накопила 0,4% гумуса. Содержание и запасы лабильной органики существенно увеличились в 1,2-2,1 раза по сравнению с агроценозами зерновых культур и составили 18,4 т/га. В наших исследованиях, 15-летнее залежно-экстенсивное использование серых лесных почв реперного участка 99 № 5 сопровождается положительной временной динамикой гумуса и согласуется с вышеизложенными результатами. Абсолютный ежегодный прирост составил 0,05% (1,32 т/га) или 19,80 т/га за 15 лет. Содержание гумуса увеличилось в 0,08 раза (табл. 12). Тенденция повышения гумуса на серых лесных почвах зоны травяных лесов является слабовыраженной. Статистическая значимость линейных коэффициентов автокорреляции и регрессионной модели, отражающих положительную динамику гумуса, не установлена (табл. 13). Увеличение запасов органического вещества в залежных почвах обусловлено возрастанием количества поступающего в почву органического материала, обогащение им более глубоких слоев почвы вследствие увеличения подземной фитомассы и активного перемешивания почвенной фауной, образованием органо-минеральных комплексов, защищающих органический материал от микробного разложения [Post and Kwon, 2000; Курганова и др., 2006]. Обобщая полученные данные, можно констатировать, что в результате сельскохозяйственного использования ежегодные потери гумуса на черноземах выщелоченных лесостепей Средней Сибири оцениваются величиной 0,29 - 0,86 т/га и определяются степенью окультуренности агроценозов. Залежно-экстенсивное использование серых лесных почв сопровождается положительной временной динамикой гумуса. Абсолютный прирост составляет 1,32 т/га в год. Однако тенденции снижения или увеличения содержания и запасов гумуса являются слабовыраженными и математически не доказываются. 5.3 Изменение агрохимических свойств почв Воздействие человека на почву в процессе сельскохозяйственного использования отражается на изменении ее питательного режима вследствие потери элементов питания, регулярно выносимых с урожаем. Одним из 100 важнейших показателей окультуренности почв является обеспеченность их подвижными формами фосфора. Содержание подвижного фосфора в почве предопределено материнской породой [Рудой, 2003] и обусловлено внесением фосфорных и органических удобрений [Адрианов, Сушеница, 2004; Якименко, 2009 и др.]. В соответствии с информацией территориального органа федеральной службы государственной (КрасноярскСТАТ) статистики применение по минеральных Красноярскому удобрений краю в зоне обслуживания ФГБУ ГЦАС «Красноярский» по сравнению с 1985-1990 г.г. сократилось в 3,6 раза, в т. ч. фосфорных - в 6,7 раза, органических – в 5,3 раза (рис. 6). Видовое соотношение минеральных удобрений также неудовлетворительное. Если в 1985-1990 г.г. процент применения фосфорных удобрений составлял 45% от общего объема минеральных т /га удобрений, то по состоянию на 2012 год он снизился до 23-33%. Исключение 3.0 1.9 2.0 2.4 0.9 1.0 0.5 0.8 0.7 2011 2012 0.6 0.5 0.0 1981-1985 1986-1990 1991-1995 1996-2000 2001-2005 2006-2010 кг/га д.в. А 60.0 40.0 20.0 50.2 30.1 38.2 22.2 12.2 26.9 17.7 15.8 6.1 27.8 15.6 6.0 9.2 10.2 0.0 1981-1985 1986-1990 1991-1995 1996-2000 2001-2005 2006-2010 минеральные удобрения 2011 22.7 5.4 2012 фосфорные удобрения В Рис. 6 - Динамика применения органических (А) и минеральных удобрений (В) в зоне обслуживания ФГБУ ГЦАС «Красноярский» 101 составляют хозяйства Назаровской лесостепи и часть хозяйств ЧулымоЕнисейской лесостепи, где объем и динамика применения удобрений остались на прежнем уровне. Статистические параметры содержания подвижного фосфора позволили дать количественное представление об уровне содержания подвижных фосфатов в различных природно-климатических зонах Средней Сибири с разным уровнем интенсификации сельскохозяйственного производства (табл. 14, рис. 7). Среднестатистическая оценка содержания подвижных фосфатов в серой лесной почве зоны травяных лесов и черноземе выщелоченном РУ-9 Назаровской лесостепи указывает на среднюю обеспеченность - 122,5 мг/кг (метод Кирсанова) и 73,7 мг/кг (метод Чирикова) при небольшой и средней (V=14-30%) вариабельности данного показателя во времени. Черноземы выщелоченные Ачинско – Боготольской лесостепи и Красноярской лесостепи в соответствии с принятыми градациями [Крупкин и др., 1967] характеризуются повышенным содержанием подвижного фосфора (метод Чирикова). Выявлено небольшое (V=10-17%) варьирование подвижных фосфатов в данных почвах. Среднестатистический уровень временных рядов подвижного фосфора в черноземе выщелоченном РУ-4 Назаровской Таблица 14 - Статистические параметры содержания подвижного фосфора в почвах (0-20 см, n=11, мг/кг) Параметр Х S min max min- max V, % РУ - 5 серая лесная 122,5 17,0 96,8 156,0 59,3 14 РУ - 4 РУ - 7 РУ - 9 РУ - 10 РУ - 12 чернозем выщелоченный 185,9 36,1 137,9 260,3 122,4 19 107,1 18,2 81,0 133,7 52,7 17 73,7 22,2 49,9 118,0 68,1 30 191,3 44,3 130,0 240,7 110,7 23 217,8 18,3 197,3 253,0 55,7 10 мг/кг мг/кг 102 300.0 250.0 300.0 250.0 200.0 200.0 150.0 150.0 100.0 100.0 50.0 50.0 0.0 0.0 0 5 10 15 0 5 10 годы годы Б мг/кг мг/кг А 300.0 250.0 300.0 250.0 200.0 200.0 150.0 150.0 100.0 100.0 50.0 50.0 0.0 0.0 0 5 10 15 0 5 10 годы 15 годы Г мг/кг В мг/кг 15 300.0 250.0 300.0 250.0 200.0 200.0 150.0 150.0 100.0 100.0 50.0 50.0 0.0 0.0 0 5 10 15 0 5 годы Д 10 15 годы Е Рис. 7 - Динамика содержания подвижного фосфора в почвах за 15-летний период сельскохозяйственного использования: А - зона травяных лесов, Б Назаровская лесостепь (РУ-4), В - Ачинско-Боготольская лесостепь, Г Назаровская лесостепь (РУ-9), Д - Чулымо-Енисейская лесостепь, Е Красноярская лесостепь 103 лесостепи и РУ-10 Чулымо - Енисейской лесостепи равен 185,9 - 191,3 мг/кг и оценивается по методу Чирикова как высокий. Распределение содержания подвижных фосфатов на данных участках отличается небольшой и средней величиной изменчивости признака во времени (V=19-23%). Полученные результаты исследований позволяют заключить, что содержание подвижных фосфатов в почвах Средней Сибири является динамичным показателем (V=10-30%). Его изменчивость от небольшого до среднего уровня обусловлена различным минералогическим составом почвообразующих пород и уровнем интенсификации сельскохозяйственного производства [Антипина и др., 1983; Танделов, 1998; Крупкин, 2002]. Так, в агроценозах интенсивного типа РУ-4 и РУ-9 Назаровской лесостепи при ежегодном внесении органических и минеральных удобрений изменение подвижного фосфора имеет положительный характер и происходит со скоростью 1,96 – 4,56 мг/кг в год или 27,5 - 68,1 мг/кг за 15-летний период сельскохозяйственного производства. Установлен значимый тренд увеличения фосфора в черноземах выщелоченных реперного участка № 9 вследствие достоверности линейных коэффициентов автокорреляции 1-го и 2-го порядка (Р (Q1) = 0,02, Р (Q2) = 0,03) (табл. 15). Положительная тенденция описывается статистически значимой линейной моделью при величине достоверности аппроксимации 89,3%, Р (tнабл) = 0,000, Р (Fнабл) = 0,000 и отсутствии автокорреляции в отклонениях (остатках) уравнения регрессии (Р (Qнабл) = 0,543) (табл. 16). А.В. Соколов [1976], Л.М. Державин с соавторами [1983], В.И. Никитишен [2002], И.Ф. Храмцов [2011], О.А. Минакова, Л.В. Александрова, М.Г. Мельникова [2013] указывают, что применение фосфорных удобрений приводит не только к общему обогащению почв фосфатами, но и к значительному увеличению доли их легкоподвижных фракций. Накопление в подвижной части минеральных фосфатов практически всего вносимого фосфора удобрений (90-95%) обуславливает длительное эффективное последействие фосфорных удобрений. Данное положение позволяет говорить о достоверном увеличении 104 содержания подвижного фосфора в черноземах выщелоченных реперного участка № 9 Назаровской лесостепи при длительном интенсивном сельскохозяйственном воздействии (с использованием органических и фосфорных удобрений (35,0 - 40,0 кг/га д.в.)). Тенденция увеличения подвижного фосфора на черноземах выщелоченных реперного участка № 4 Назаровской лесостепи является слабовыраженной (значимость коэффициентов автокорреляции не доказана) (табл. 15). Статистические характеристики альтернативной квадратичной модели, отражающей тенденцию увеличения фосфора на РУ-4 также указывают на не значимое варьирование временного ряда, не превышающее уровня «белого шума» (табл. 16). Это обусловлено возделыванием агроценозов зерновых культур с применением только азотных (18,1 кг/га д.в.) и органических (1,2 т/га) удобрений. Таблица 15 - Статистические показатели изменения содержания подвижного фосфора в почвах за 15-летний период сельскохозяйственного использования (0-20 см, n=11) Показатель A, мг/кг Тпр, % r1 Q1 Р (Q1) r2 Q2 Р (Q2) r3 Q3 Р (Q3) РУ - 5 серая лесная - 1,11 1,3 0,02 0,00 0,95 -0,45 3,19 0,20 0,19 3,81 0,28 РУ - 4 РУ - 7 РУ - 9 РУ - 10 РУ - 12 чернозем выщелоченный 1,96 1,3 0,03 0,02 0,90 0,36 2,08 0,35 0,09 2,24 0,53 Примечание: выделенные показатели вероятностью P = 0,95. - 0,50 0,6 -0,02 0,01 0,93 0,23 0,82 0,66 -0,41 3,89 0,27 4,56 9,0 0,60 5,10 0,02 0,34 6,98 0,03 0,09 7,13 0,07 - 8,32 4,3 0,66 6,26 0,01 0,39 8,66 0,01 0,27 9,92 0,02 - 3,71 2,5 -0,13 0,23 0,63 0,32 1,88 0,39 0,26 3,11 0,38 статистически значимы с доверительной 105 Экспериментальные данные о влиянии удобрений на динамику содержания подвижных фосфатов в пахотных почвах земледельческой зоны Красноярского края единичны. В исследованиях Н.Г. Рудого [1971] на черноземных почвах госсортоучастков Красноярского края 20-летнее ежегодное внесение 30-45 кг/га Р2О5 также привело к достоверному повышению содержания легкорастворимых фосфатов в пахотном слое в среднем на 6-9 мг/кг. За 20-летний период черноземы ГСУ из класса низкой обеспеченности фосфором перешли в разряд средне - и высокообеспеченных. Значительно больше исследований о влиянии длительного применения удобрений на содержание фосфора в верхних слоях почвы проведено в странах Западной Европы [цит по: Державин, 1992]. Экспериментальными данными А. Петерфальви и Б. Дебрецени, полученными в различных почвенно-климатических условиях Венгрии показано, что в первые 8 лет при внесении 35 и 70 кг фосфора на 1 га существенного изменения в обеспеченности почв фосфором не наблюдалось, но в следующие 6 лет - оно стало значимым [цит по: Минеев и др., 1993]. Возделывание зерновых культур на старопахотных черноземах при малых дозах и несистематическом внесении минеральных удобрений сопровождается отрицательной динамикой подвижного фосфора. В среднем ежегодные потери фосфора на черноземах Ачинско – Боготольской и Красноярской лесостепи составили 0,50 – 3,71 мг/кг или 7,0 - 51,9 мг/кг за 15летний период. Проверка существенности трендовой составляющей временных рядов фосфора РУ-7 и РУ-12 позволила утверждать, что тенденции снижения подвижного фосфора на черноземах выщелоченных реперных участков Ачинско – Боготольской и Красноярской лесостепи являются слабовыраженными, т.к. значимость линейных коэффициентов автокорреляции как 1-го, 2-го, так и 3-го порядка не доказана (табл. 15). Статистические характеристики аналитических функций, аппроксимирующих отрицательные тенденции фосфора, также указывают на не значимое варьирование временных рядов, не превышающее уровня 106 Таблица 16 - Регрессионные модели динамики подвижного фосфора и их статистические характеристики Параметр Модель временного ряда (уравнение тренда) R2, % tнабл Р (tнабл) Fнабл Р (Fнабл) r1 Qнабл Р (Qнабл) 1,47 0,256 - 0,13 0,24 0,627 Серая лесная РУ - 5 y = sqrt(16734,6 - 21,8506t2) 14,1 a (9,51) b (- 1,21) 0,000 0,256 Чернозем выщелоченный РУ - 4 y = 166,589 + 0,2891t2 35,8 a (13,20) b (2,24) 0,000 0,052 5,02 0,052 - 0,45 2,93 0,087 РУ - 7 y = 103,449 + 0,0548t2 5,1 a (13,36) b (0,69) 0,000 0,506 0,48 0,506 - 0,11 0,16 0,685 РУ - 9 y = 42,1897 + 4,5646t 89,3 a (9,77) b (8,65) 0,000 0,000 74,75 0,000 0,16 0,37 0,543 РУ - 10 y = 248,731 - 8,3229t 74,3 a (18,63) b (-5,10) 0,000 0,001 26,00 0,001 - 0,07 0,06 0,800 РУ - 12 y = 205,743 + 45,0337/t 46,0 a (33,76) b (2,77) 0,000 0,022 7,66 0,022 - 0,33 1,52 0,218 107 «белого шума» (табл. 16). Многочисленными исследованиями [Гинзбург, 1981; Кудеярова, 1993; Минеев, 2006; Афанасьев, Мерзлая, 2013] показано, что в черноземных почвах труднорастворимые формы фосфора, образованные вследствие трансформации ранее избыточно внесенных фосфорных удобрений, могут служить определенное время источником питания растений, переходя в подвижные формы при его отрицательном балансе. Однако истощение этого источника является вопросом времени. Данный факт подтверждается значимой динамикой снижения фосфора на черноземе выщелоченном Чулымо – Енисейской лесостепи. Абсолютное снижение составило 8,32 мг/кг в год или 116,4 мг/кг за исследуемый период (табл. 15). Временной ряд достоверно описывается линейной моделью, аппроксимирующей 74,3 % общей вариации данных при значимых статистических характеристиках Р (tнабл) = 0,001, Р (Fнабл) = 0,001 и отсутствии автокорреляции в отклонениях (остатках) уравнения регрессии (Р (Qнабл) = 0,800) (табл. 16). Подобные закономерности о последействии фосфорных удобрений на содержание почвенных фосфатов отмечают В.Н. Багринцева с соавторами [2000], В.М. Красницкий [2002], П.В. Прудников [2003], Ю.И. Касицкий с соавторами [2004], Ю.Д. Кушниренко, В.Н. Брагин [2005] и ряд других исследователей России. На серых лесных почвах залежно-экстенсивное земледелие определило слабовыраженную отрицательную динамику подвижного фосфора (1,11 мг/кг в год), т.к. статистическая значимость линейных коэффициентов автокорреляции и регрессионной модели, отражающей отрицательную динамику подвижного фосфора, не доказана (табл. 15). Количественные определения содержания подвижного фосфора и интенсивности его накопления после повторного вовлечения серых лесных почв залежей в пашню в пределах земледельческой территории края единичны. Подобная слабовыраженная закономерность снижения подвижных фосфатов при повторном сельскохозяйственном использовании серых лесных почв залежей отмечается в исследованиях А.Н. Рыбаковой [2012], проведенных в Ачинско- 108 Боготольской лесостепи Средней Сибири. Данное снижение автор объясняет высоким выносом фосфора с урожаем пшеницы более 40 ц/га при низкой обеспеченности почв подвижными фосфатами. Отрицательное воздействие залежного состояния пахотных угодий на фосфатный режим серой лесной почвы также отмечается исследователями Европейской части России. Экспериментальные данные В.И. Никитишена, В.И. Личко, Л.А. Овсепяна [2006] свидетельствуют о снижении подвижных фосфатов в серой лесной почве при возделывании пшеницы после двухлетнего содержания почвы в залежном состоянии с 71,0 до 49,0 мг/кг на фоне предшествующего 18летнего внесения фосфорного удобрения. Статистическая обработка результатов локального агроэкологического мониторинга по содержанию подвижных фосфатов в разных природносельскохозяйственных зонах Средней Сибири показала их различную направленность, обусловленную генетическими особенностями почв и характером сельскохозяйственного использования. Так, в севооборотах интенсивного типа Назаровской лесостепи установлено увеличение подвижного фосфора на 1,96 – 4,56 мг/кг в год. На старопахотных черноземах остальных лесостепей и серых лесных почвах залежей зоны травяных лесов отмечается отрицательная динамика фосфора. Интенсивность изменения составляет 0,50 - 8,32 мг/кг в год. Однако статистическая значимость изменения подвижного фосфора доказана только на черноземах выщелоченных реперного участка № 9 Назаровской лесостепи и черноземах выщелоченных Чулымо – Енисейской лесостепи. Важным показателей почвенного плодородия после азота и фосфора является калий. Главным источником калийного питания растений считается обменный калий [Танделов, 1998; Гамзиков, 2001]. Обменный калий, как и другие обменные катионы почвы, занимает разнородные по энергии обменные позиции, носителями которых являются органическое вещество и глинистые минералы [Минеев, 1998]. В связи с этим, содержание обменного калия в почве непосредственно связано с гранулометрическим составом и 109 природой глинистых минералов и отражает минералогические особенности исходных почвообразующих пород. Статистическая обработка временных рядов обменного калия в черноземах выщелоченных реперных участков лесостепей показала высокое (123,0 - 139,2 мг/кг) и очень высокое - (162,8-201,6 мг/кг) (метод Чирикова) его содержание при небольшой и средней величине изменчивости признака (V=13-29%) (табл. 17, рис. 8). Среднестатистический уровень обменного калия на серых лесных почвах зоны травяных лесов равен 191,5 мг/кг и оценивается по методу Кирсанова как повышенный при небольшой вариабельности во времени (V=16%). Высокое и повышенное содержание K2O в почвах Средней Сибири определяется высоким содержанием ила, богатого калийсодержащими и калийфиксирующими минералами [Бугаков, Горбачева, Чупрова, 1981]. Более высокая обеспеченность обменным калием черноземов выщелоченных, по сравнению с серыми лесными почвами, обусловлена минералогическим составом почвы. Это связано с преобладанием на серых Таблица 17 - Статистические параметры содержания обменного калия в почвах (0-20 см, n=11, мг/кг) Параметр Х S min max min- max V, % РУ - 5 серая лесная 191,5 30,2 150,3 244,0 93,7 16 РУ - 4 РУ - 7 РУ - 9 РУ - 10 РУ - 12 чернозем выщелоченный 162,8 47,4 119,2 275,0 155,8 29 201,6 37,7 165,5 265,0 99,5 19,0 123,0 31,0 79,3 178,4 99,1 25 139,2 35,3 100,3 214,3 114,0 25 167,8 21,5 128,3 199,4 71,1 13 мг/кг мг/кг 110 300.0 250.0 300.0 250.0 200.0 200.0 150.0 150.0 100.0 100.0 50.0 50.0 0.0 0.0 0 5 10 15 0 5 10 годы годы Б мг/кг мг/кг А 300.0 250.0 300.0 250.0 200.0 200.0 150.0 150.0 100.0 100.0 50.0 50.0 0.0 0.0 0 5 10 15 0 5 10 годы мг/кг мг/кг Г 300.0 250.0 300.0 250.0 200.0 200.0 150.0 150.0 100.0 100.0 50.0 50.0 0.0 0.0 5 10 15 0 5 годы Д 15 годы В 0 15 10 15 годы Е Рис. 8 - Динамика содержания обменного калия в почвах за 15-летний период сельскохозяйственного использования: А - зона травяных лесов, Б Назаровская лесостепь (РУ-4), В - Ачинско-Боготольская лесостепь, Г Назаровская лесостепь (РУ-9), Д - Чулымо-Енисейская лесостепь, Е Красноярская лесостепь 111 лесных почвах кислых полевых шпатов, из кристаллической решетки которых калий медленнее освобождается и переходит в обменную форму [цит. по: Танделов, Ерышова, 2003]. Полученные результаты позволяют сделать вывод, что содержание обменного калия в почвах реперных участков Средней Сибири является достаточно динамичным показателем (V=16-29 %). Его вариабельность обусловлена окультуренностью почвы, гидротермическими условиями, реакцией среды, гранулометрическим составом почв и другими факторами [Якименко, 2003]. Расчет статистических показателей изменения уровней временных рядов позволил определить направленность, скорость и интенсивность динамики обменного калия в почвах Средней Сибири за 15-летний период сельскохозяйственного использования. Исследованиями установлена тенденция увеличения обменного калия на черноземах выщелоченных РУ-4 Назаровской лесостепи и тенденции снижения калия на остальных реперных участках лесостепей. Проверка значимости трендовой составляющей временных рядов выявила слабовыраженные изменения обменного калия на черноземах выщелоченных реперных участков, т.к. достоверность линейных коэффициентов автокорреляции не доказана (табл. 18). Регрессионные модели, адекватно отражающие тенденции изменения калия, также не установлены (табл. 19). Слабовыраженные изменения K2O обусловлены динамическим равновесием между различными формами калия [Минеев, 1999; Карпинец, 2000; Якименко, 2003] и способностью черноземов при сельскохозяйственной нагрузке на агроценоз восстанавливать доступные формы калия из необменных (фиксированных) форм при высоких его валовых запасах в черноземах глинистого гранулометрического состава. Специфика минералогического состава и большое содержание ила в черноземах Средней Сибири определили повышенную обеспеченность валовым калием - 1,8-2,1%. При этом сумма фиксированного калия 112 Таблица 18 - Статистические показатели изменения содержания обменного калия в почвах за 15-летний период сельскохозяйственного использования (0-20 см, n=11) Показатель A, мг/кг Тпр, % r1 Q1 Р (Q1) r2 Q2 Р (Q2) r3 Q3 Р (Q3) РУ - 5 серая лесная 4,09 3,2 0,12 0,21 0,65 0,11 0,39 0,82 -0,48 4,49 0,21 РУ - 4 РУ - 7 РУ - 9 РУ - 10 РУ - 12 чернозем выщелоченный 1,76 1,4 0,26 1,00 0,32 0,22 1,79 0,41 - 0,06 0,34 0,60 - 2,41 1,5 0,52 3,80 0,05 0,16 4,19 0,12 -0,25 5,33 0,15 - 1,41 1,8 - 0,33 1,60 0,21 0,27 2,73 0,26 - 0,31 4,48 0,21 - 2,29 1,8 0,46 2,97 0,09 0,09 3,08 0,21 0,22 3,97 0,26 - 0,97 0,6 - 0,05 0,03 0,85 0,22 0,77 0,68 - 0,53 5,87 0,12 составляет 23-26% от его валового количества и определяется генетическими особенностями почв [Горбачева, 1977; Бугаков, Горбачева, Чупрова, 1981]. Приведенные результаты исследований позволяют заключить, что содержание обменного калия, как при возделывании зерновых культур при малых дозах и несистематическом внесении минеральных удобрений, так и при интенсивном сельскохозяйственном воздействии на протяжении 15-ти лет изменяется незначительно. Полученные данные согласуются с результатами ряда исследователей [Петербургский, 1979; Кулаковская, 1990; Якименко, 2002; Муха, 2004; Лукин, Иноземцева, 2014; Жабин, Мухина, Коновалов и др., 2014] и подтверждают активное вовлечение в динамику питательных веществ труднодоступного (необменного) калия, который позволяет сглаживать отрицательное влияние на развитие растений как его недостаток, так и избыток. Повторное вовлечение сельскохозяйственный оборот серых лесных определило почв залежей положительную в динамику 113 Таблица 19 - Регрессионные модели динамики обменного калия и их статистические характеристики Параметр Модель временного ряда (уравнение тренда) R2, % tнабл Р (tнабл) Fнабл Р (Fнабл) r1 Qнабл Р (Qнабл) 6,04 0,036 - 0,20 0,56 0,452 Серая лесная РУ - 5 y = 1/(0,004812 + 0,001994/t) 40,1 a (15,83) b (2,46) 0,000 0,036 Чернозем выщелоченный РУ - 4 y = 136,715 + 0,3901t2 37,9 a (8,40) b (2,34) 0,000 0,044 5,49 0,044 - 0,25 0,91 0,340 РУ - 7 y = 175,96 + 95,9469/t 49,2 a (14,45) b (2,95) 0,000 0,016 8,71 0,016 0,052 0,04 0,842 РУ - 9 y = 134,805 - 0,1767t2 18,1 a (11,00) b (-1,41) 0,000 0,192 1,99 0,192 0,59 5,04 0,025 РУ - 10 y = exp(5,15968 - 0,0362279t) 49,6 a (51,76) b (-2,97) 0,000 0,016 8,84 0,016 - 0,07 0,08 0,778 РУ - 12 y = 163,588 + 0,0625t2 4,73 a (17,89) b (0,67) 0,000 0,521 0,45 0,521 - 0,14 0,29 0,591 114 обменного калия на РУ- 5. Интенсивность изменения составила 4,09 мг/кг в год при относительной скорости изменения уровня ряда 3,2 %. (табл. 18). Установлено, что динамика увеличения калия на РУ-5 является не значимой и обусловлена механическими обработками, ускоряющими выветривание калийсодержащих минералов [Бугаков, Горбачева, Чупрова, 1981]. На подобную закономерность увеличения обменного калия при распашке серых лесных почв залежей указывается в работах А.Н. Рыбаковой [2012]. В ее исследованиях серая лесная почва при повторной распашке перешла из класса средней обеспеченности калием в класс повышенной обеспеченности. Таким образом, способность почвы поддерживать естественное (стабильное) соотношение между различными формами калия при различном сельскохозяйственном воздействия на агроценоз является основой оптимизации калийного режима почв. 5.4 Динамика физико-химических свойств Почвенный поглощающий комплекс (ППК) почвы и состав поглощенных катионов играют огромную, если не решающую роль в питании растений и превращении удобрений. Они определяют реакцию среды и буферные свойства твердой и жидкой фаз, катионо-анионный состав, концентрацию почвенного раствора, оказывая тем самым исключительное влияние на структуру почвы, ее физико-механические, питательные свойства, водно-воздушный режим, и в целом уровень почвенного плодородия [Ковда, Розанов, 1988; Ягодин и др., 2002; Муха, 2004]. На эту сторону вопроса обращал особое внимание К.К. Гедройц [1935], указывая, что все свойства почвы, обусловливающие величину урожайности, в той или иной степени связаны с Вследствие количественными этого изучение и качественными воздействия показателями ППК. сельскохозяйственного использования на трансформацию физико-химических свойств почв имеет 115 исключительную актуальность, поскольку позволяет выявить изменения генетического характера. Величина кислотности почв является ведущим показателем физикохимических свойств. Она зависит от совокупного действия факторов: химического и минералогического состава почвы, наличия свободных солей, содержания и качества органического вещества, влажности почвы, жизнедеятельности организмов. Важнейшим регулятором реакции почвы являются находящиеся в ней соли. Эту особенность используют для диагностики обменной и гидролитической кислотности [Ковда, Розанов, 1988; Уваров, Соловиченко, 2010]. Статистическая обработка временных рядов обменной и гидролитической кислотности позволила нам охарактеризовать их средний уровень по природно-климатическим зонам Средней Сибири и оценить изменчивость за 15-летний период. Среднестатистический показатель обменной кислотности (рНсол) черноземов выщелоченных Чулымо – Енисейской (РУ-10), Ачинско – Боготольской (РУ-7) и Красноярской лесостепи (РУ-12) характеризуется как нейтральный (6,1 - 6,6 ед. рН) с незначительной величиной варьирования (V=2-3%) (табл. 20, рис. 9). Средний уровень динамических рядов гидролитической кислотности Таблица 20 - Статистические параметры обменной кислотности в черноземах выщелоченных и серой лесной почве (0-20 см, n=11, ед. рН) Параметр Х S min max min- max V, % РУ - 5 серая лесная 5,1 0,1 5,0 5,2 0,2 2 РУ - 4 РУ - 7 РУ - 9 РУ - 10 РУ - 12 чернозем выщелоченный 5,5 0,3 5,1 5,8 0,7 5 6,6 0,2 6,2 6,8 0,6 3 5,0 0,4 4,3 5,6 1,3 7 6,1 0,1 5,9 6,3 0,4 2 6,1 0,2 5,9 6,3 0,4 2 116 черноземов выщелоченных очень низкий (1,12-2,00 ммоль/100 г) и низкий (2,56 ммоль/100 г) при небольшой и средней (V=14-30%) вариабельности показателя во времени (табл. 21, рис. 10). Черноземы выщелоченные реперных участков № 4 и № 9 Назаровской лесостепи характеризуются слабокислым и среднекислым уровнем обменной кислотности. Реакция среды (рНсол) данных почв отличается устойчивостью во времени (V=5-7%) (табл. 20, рис. 9). По исследованиям Ю.П. Танделова и О.В. Ерышовой [2005], слабокислая и среднекислая реакция среды черноземов Назаровской лесостепи связана с близким расположением к предгорным территориям с выраженной лесной растительностью, вследствие чего среднестатистический показатель гидролитической кислотности данных черноземов отличается высокими и очень высокими значениями (5,03-10,02 ммоль/100 г). Исследованиями установлено среднее (V=20-25%) варьирование гидролитической кислотности в черноземах выщелоченных Назаровской лесостепи (табл. 21, рис. 10). Статистические параметры обменной кислотности серых лесных почв (РУ-5) указывают на среднекислую реакцию солевой вытяжки при Таблица 21 - Статистические параметры гидролитической кислотности в черноземах выщелоченных и серой лесной почве (0-20 см, n=11, ммоль/100 г) Параметр Х S min max min- max V, % РУ - 5 серая лесная 4,33 0,70 3,43 5,30 1,87 15 РУ - 4 РУ - 7 РУ - 9 РУ - 10 РУ - 12 чернозем выщелоченный 5,03 1,00 3,44 6,23 2,79 20 1,12 0,40 0,71 1,80 1,09 30 10,02 2,54 6,24 13,37 7,13 25 2,56 0,40 2,01 3,22 1,21 16 2,00 0,30 1,37 2,44 1,07 17 8.0 7.0 6.0 5.0 4.0 3.0 2.0 1.0 0.0 ед. рН ед. рН 117 0 5 10 8.0 7.0 6.0 5.0 4.0 3.0 2.0 1.0 0.0 0 15 ед. рН ед. рН 10 15 0 8.0 7.0 6.0 5.0 4.0 3.0 2.0 1.0 0.0 10 15 годы Д 5 10 15 годы Г ед. рН ед. рН В 5 годы 8.0 7.0 6.0 5.0 4.0 3.0 2.0 1.0 0.0 годы 0 15 Б 8.0 7.0 6.0 5.0 4.0 3.0 2.0 1.0 0.0 5 10 годы А 0 5 8.0 7.0 6.0 5.0 4.0 3.0 2.0 1.0 0.0 0 5 10 15 годы Е Рис. 9 - Динамика обменной кислотности в почвах за 15-летний период сельскохозяйственного использования: А - зона травяных лесов, Б Назаровская лесостепь (РУ-4), В - Ачинско-Боготольская лесостепь, Г Назаровская лесостепь (РУ-9), Д - Чулымо-Енисейская лесостепь, Е Красноярская лесостепь м-моль/100 г м-моль/100 г 118 7.0 6.0 5.0 4.0 3.0 7.0 6.0 5.0 4.0 3.0 2.0 2.0 1.0 1.0 0.0 0.0 0 5 10 0 15 годы 7.0 6.0 5.0 4.0 3.0 12.0 10.0 8.0 6.0 4.0 1.0 2.0 0.0 0.0 5 10 0 15 5 10 15 годы годы В Г м-моль/100 г м-моль/100 г 15 годы 14.0 2.0 0 10 Б м-моль/100 г м-моль/100 г А 5 7.0 6.0 5.0 4.0 3.0 7.0 6.0 5.0 4.0 3.0 2.0 2.0 1.0 1.0 0.0 0.0 0 5 Д 10 15 годы 0 5 10 15 годы Е Рис. 10 - Динамика гидролитической кислотности в почвах за 15-летний период сельскохозяйственного использования: А - зона травяных лесов, Б Назаровская лесостепь (РУ-4), В - Ачинско-Боготольская лесостепь, Г Назаровская лесостепь (РУ-9), Д - Чулымо-Енисейская лесостепь, Е Красноярская лесостепь 119 незначительной величине изменчивости (V=2%) (табл. 20). Среднестатистический уровень гидролитической кислотности данных почв равен 4,33 ммоль/100 г и оценивается как повышенный с небольшой вариабельностью признака (V=15%) (табл. 21). Полученные результаты исследований позволяют заключить, что показатель обменной кислотности в почвах Средней Сибири является устойчивым во времени (V=2-7 %). Это обусловлено генетическими особенностями почв: типом гумификации органического вещества, строением ППК, жизнедеятельностью растений и микроорганизмов [Апарин, 2012]. Величина почвенной кислотности отражает физико-химические свойства почв и, в первую очередь, состояние емкости катионного обмена (ЕКО). В свою очередь состав обменно-поглощенных катионов зависит от типа почвообразования, характера сельскохозяйственного использования почвы, степени ее окультуренности и т.д [Муха, 2003]. В наших исследованиях, как при низком, так и высоком уровне гидролитической кислотности емкость катионного обмена черноземов выщелоченных всех лесостепей высоконасыщена катионами обменного Ca2+ и Mg2+ (23,6-26,6 и 4,5-5,7 ммоль/100 г гранулометрическим соответственно), составом что обусловлено почвообразующих пород глинистым (иловато- крупнопылеватые карбонатные легкие глины) и высоким (повышенным) содержанием гумуса (табл. 22). При среднекислой реакции среды и повышенной гидролитической кислотности ЕКО серых лесных почв также высоконасыщена катионами Ca2+ и Mg2+ (17,9 и 3,8 ммоль/100 г). Высокая сумма обменных оснований Ca2+ и Mg2+ является провинциальной особенностью кислых почв Средней Сибири [Ерохина, Кирилов, 1962; Танделов, Ерышова, 2003]. Она обусловлена карбонатностью почвообразующих пород, особенностью водного режима почв и коротким вегетационным периодом. 120 Таблица 22 - Статистические параметры содержания Ca2+ и Mg2+в черноземах выщелоченных и серой лесной почве (0-20 см, n=11, ммоль/100 г) Параметр Х S min max min- max V, % РУ - 5 серая лесная Ca2+ Mg2+ 17,9 3,8 1,2 0,7 16,3 2,9 20,0 5,2 3,7 2,3 7 20 РУ - 4 Ca2+ 25,0 1,4 23,3 27,9 4,6 5 Mg2+ 5,7 0,6 5,1 6,7 1,6 10 РУ - 7 Ca2+ 26,6 2,3 23,4 31,0 7,6 9 РУ - 9 РУ - 10 чернозем выщелоченный Mg2+ Ca2+ Mg2+ Ca2+ Mg2+ 4,5 24,9 5,4 23,6 5,2 0,7 3,2 0,8 3,0 0,6 3,7 21,0 3,9 17,4 3,8 5,9 31,5 6,8 28,3 5,9 2,2 10,5 2,9 10,9 2,1 16 13 14 11 13 РУ - 12 Ca2+ 24,4 1,8 22,6 27,7 5,1 7 Mg2+ 4,8 0,4 4,2 5,4 1,2 8 121 Статистические показатели временного варьирования содержания обменного Са2+ и Mg2+ в черноземах выщелоченных и серых лесных почвах позволяют судить о более высоком коэффициенте вариации обменного Mg2+ во времени (V=8-20%) (табл. 22, рис. 11-12). Это обусловлено меньшим радиусом гидратированного катиона Са2+, позволяющим ему прочнее удерживаться в почве по сравнению с магнием [Барбер, 1988]. Тип почвы, вид агроценоза и удобренность почвы определяют различные тенденции динамики кислотности и содержания поглощенных оснований [Самойлова и др., 1991; Джанаев, 2006; Подколзин, Шкабарда, 2008]. В последние годы появилось значительное количество научных публикаций и результатов агрохимического обследования о подкислении черноземных почв. Так, по данным О.И. Просянниковой [2004], происходит уменьшение площади пашни с нейтральной и близкой к нейтральной реакцией почвенного раствора и увеличение площади кислых почв в Кемеровской области. Скорость уменьшения площади пашни с нейтральной и близкой к нейтральной реакцией составляет 6,5-13,7 тыс. га в год. Аналогичные результаты получены в Алтайском крае и Новосибирской области [Антонова, Дымова, 2005; Кенжегулова, 2008]. В наших исследованиях, наоборот, на окультуренных черноземах реперного участка № 9 Назаровской лесостепи в зернотравяном севообороте при ежегодном внесении органических (4,2 т/га) и повышенных доз минеральных (87,6 кг/га д.в.) удобрений отмечается достоверное изменение рНсол в сторону щелочного интервала и значимое снижение гидролитической кислотности. Ежегодное увеличение рНсол составило 0,07 ед. рН или 1,00 ед. рН за 15летний период. Абсолютное уменьшение гидролитической кислотности - 0,50 м-моль/100 г и 7,00 м-моль/100 г соответственно. Временные ряды достоверно описываются линейными моделями, аппроксимирующими основную тенденцию динамики на 71,3-73,9% при Р (Fнабл) = 0,001 и отсутствии автокорреляции в отклонениях (остатках) уравнения регрессии (Р (Qнабл) = 0,403-0,062) (табл. 23). Достоверные изменения кислотности почв м-моль/100 г м-моль/100 г 122 35.0 30.0 25.0 20.0 15.0 10.0 5.0 0.0 0 5 10 35.0 30.0 25.0 20.0 15.0 10.0 5.0 0.0 15 0 годы 35.0 30.0 25.0 20.0 15.0 15 годы 35.0 30.0 25.0 20.0 15.0 10.0 10.0 5.0 5.0 0.0 0.0 0 5 10 15 0 годы В 35.0 30.0 25.0 20.0 15.0 10.0 5.0 0.0 0 5 10 15 годы Д 5 10 15 годы Г м-моль/100 г м-моль/100 г 10 Б м-моль/100 г м-моль/100 г А 5 35.0 30.0 25.0 20.0 15.0 10.0 5.0 0.0 0 5 10 15 годы Е Рис. 11 - Динамика содержания обменного кальция в почвах за 15-летний период сельскохозяйственного использования: А - зона травяных лесов, Б Назаровская лесостепь (РУ-4), В - Ачинско-Боготольская лесостепь, Г Назаровская лесостепь (РУ-9), Д - Чулымо-Енисейская лесостепь, Е Красноярская лесостепь м-моль/100 г м-моль/100 г 123 10.0 8.0 6.0 4.0 10.0 8.0 6.0 4.0 2.0 2.0 0.0 0.0 0 5 10 0 15 годы м-моль/100 г м-моль/100 г 8.0 6.0 4.0 10.0 8.0 6.0 4.0 2.0 2.0 0.0 0.0 10 0 15 15 годы м-моль/100 г м-моль/100 г 8.0 6.0 4.0 10.0 8.0 6.0 4.0 2.0 2.0 0.0 0.0 Д 10 Г 10.0 5 5 годы В 0 15 Б 10.0 5 10 годы А 0 5 10 15 годы 0 5 10 15 годы Е Рис. 12 - Динамика содержания обменного магния в почвах за 15-летний период сельскохозяйственного использования: А - зона травяных лесов, Б Назаровская лесостепь (РУ-4), В - Ачинско-Боготольская лесостепь, Г Назаровская лесостепь (РУ-9), Д - Чулымо-Енисейская лесостепь, Е Красноярская лесостепь 124 Таблица 23 - Статистические показатели динамики физико-химических свойств почв за 15-летний период сельскохозяйственного использования (0-20 см, n=11) Параметр A Тпр, % r1 Р (Q1) r2 Р (Q2) r3 Р (Q3) Модель временного ряда (уравнение регрессии) чернозем выщелоченный Назаровской лесостепи (РУ-4) рНсол 0,04 0,9 0,45 0,086 0,17 0,184 0,03 0,333 Нг, м-моль/ 100 г -0,02 0,6 0,35 0,188 -0,02 0,419 -0,15 0,543 Са2+ ммоль/100 г 0,15 0,9 0,18 0,496 0,19 0,597 0,03 0,790 Mg2+ ммоль/100 г -0,09 -2,3 0,18 0,492 -0,15 0,666 0,06 0,832 y = 5,1778 + 0,0440t при R2 = 62,3 %, Р (Fнабл) = 0,004, Р (Qнабл) = 0,430 y = (2,60034 - 0,148942sqrt(t))2 при R2 = 34,1 %, Р (Fнабл) = 0,059, Р (Qнабл) = 0,768 y = sqrt(581,371 + 0,71159t2) при R2 = 58,0 %, Р (Fнабл) = 0,007, Р (Qнабл) = 0,197 y = sqrt(27,9007 + 18,2278/t) при R2 = 58,6 %, Р (Fнабл) = 0,006, Р (Qнабл) = 0,156 чернозем выщелоченный Назаровской лесостепи (РУ-9) рНсол 0,07 1,6 0,61 0,020 0,31 0,031 0,10 0,069 Нг, м-моль/ 100 г -0,50 6,1 0,81 0,002 0,45 0,002 0,03 0,006 Са2+ ммоль/100 г 0,61 3,1 0,54 0,042 0,37 0,044 0,08 0,095 Mg2+ ммоль/100 г -0,21 5,4 0,12 0,648 -0,17 0,714 -0,04 0,873 y = 4,4798 + 0,0661t при R2 = 73,9 %, Р (Fнабл) = 0,001, Р (Qнабл) = 0,403 y = 13,3528 - 0,50817t при R2 = 71,3 %, Р (Fнабл) = 0,001, Р (Qнабл) = 0,062 y = 20,6236 + 0,61237t при R2 = 78,5 % Р (Fнабл) = 0,000, Р (Qнабл) = 0,921 y = sqrt(23,7459 + 21,8431/t) при R2 = 54,5 %, Р (Fнабл) = 0,009, Р (Qнабл) = 0,994 125 Продолжение таблицы 23 Параметр A Тпр, % r1 Р (Q1) r2 Р (Q2) r3 Р (Q3) Модель временного ряда (уравнение регрессии) чернозем выщелоченный Ачинско-Боготольской лесостепи (РУ-7) рНсол -0,02 0,3 0,26 0,332 0,20 0,454 -0,01 0,664 Нг, м-моль/ 100 г 0,05 1,5 0,03 0,917 0,26 0,578 0,08 0,788 Са2+ ммоль/100 г 0,26 1,3 0,29 0,273 -0,08 0,518 0,01 0,725 Mg2+ ммоль/100 г -0,10 3,2 0,22 0,395 -0,39 0,209 -0,49 0,059 y = 6,7397 - 0,02284t при R2 = 37,1 %, Р (Fнабл) = 0,047, Р (Qнабл) = 0,538 y = 0,776052 + 0,05018t при R2 = 36,2 %, Р (Fнабл) = 0,050, Р (Qнабл) = 0,072 y = sqrt(626,116 + 1,27515t2) при R2 = 57,4 %, Р (Fнабл) = 0,007, Р (Qнабл) = 0,675 y = (2,0455 + 0,246509/t)2 при R2 = 17,4 %, Р (Fнабл) = 0,201, Р (Qнабл) = 0,304 чернозем выщелоченный Чулымо-Енисейской лесостепи (РУ-10) рНсол -0,01 0,3 0,40 0,130 0,10 0,294 0,40 0,151 Нг, м-моль/ 100 г 0,06 2,0 0,37 0,160 0,03 0,371 0,37 0,221 Са2+ ммоль/100 г 0,39 2,1 0,14 0,603 -0,10 0,811 -0,23 0,715 Mg2+ ммоль/100 г -0,05 1,6 0,14 0,599 0,24 0,556 0,27 0,471 y = 6,38574 - 0,115247sqrt(t) при R2 = 55,7 %, Р (Fнабл) = 0,008, Р (Qнабл) = 0,206 y = 2,0954 + 0,06777t при R2 = 60,9 %, Р (Fнабл) = 0,001, Р (Qнабл) = 0,143 y = sqrt(481,681 + 1,27722t2) при R2 = 47,7 %, Р (Fнабл) = 0,019, Р (Qнабл) = 0,630 y = sqrt(32,6498 - 0,78103t) при R2 = 39,7 %, Р (Fнабл) = 0,038, Р (Qнабл) = 0,371 126 Продолжение таблицы 23 Параметр A Тпр, % r1 Р (Q1) r2 Р (Q2) r3 Р (Q3) Модель временного ряда (уравнение регрессии) чернозем выщелоченный Красноярской лесостепи (РУ-12) рНсол 0,03 0,5 -0,16 0,556 -0,23 0,559 0,07 0,742 Нг, м-моль/ 100 г 0,01 0,3 -0,16 0,556 -0,13 0,728 -0,20 0,719 0,18 0,9 0,48 0,067 0,36 0,067 -0,13 0,126 -0,09 2,5 0,27 0,304 0,03 0,585 0,14 0,670 Са2+ ммоль/100 г Mg2+ ммоль/100 г y = 1/(0,16247 + 0,0066/t) при R2 = 35,1 %, Р (Fнабл) = 0,055, Р (Qнабл) = 0,195 y = sqrt(4,10189 - 0,02397t) при R2 = 8,3 %, Р (Fнабл) = 0,790, Р (Qнабл) = 0,532 y = sqrt(502,663 + 14,0181t) при R2 = 53,2 %, Р (Fнабл) = 0,011, Р (Qнабл) = 0,573 y = 5,67788 - 0,34675sqrt(t) при R2 = 60,1 %, Р (Fнабл) = 0,005, Р (Qнабл) = 0,503 серая лесная зоны подтайги (травяных мелколиственных лесов) (РУ-5) рНсол 0,00 0,0 0,43 0,105 0,09 0,250 -0,36 0,166 Нг, м-моль/ 100 г 0,12 4,5 -0,08 0,772 0,10 0,885 0,05 0,961 0,18 1,3 0,15 0,573 0,24 0,539 0,06 0,729 -0,08 3,3 0,11 0,677 -0,32 0,401 -0,45 0,141 Са2+ ммоль/100 г Mg2+ ммоль/100 г y = 5,1009 - 0,0004215t2 при R2 = 16,0 %, Р (Fнабл) = 0,222, Р (Qнабл) = 0,215 y = 3,20444 + 0,4532sqrt(t) при R2 = 40,6 %, Р (Fнабл) = 0,035, Р (Qнабл) = 0,084 y = sqrt(274,371 + 6,74755t) при R2 = 54,5 %, Р (Fнабл) = 0,009, Р (Qнабл) = 0,099 y = 1/(0,23986 + 0,004923t) при R2 = 20,6 %, Р (Fнабл) = 0,161, Р (Qнабл) = 0,909 обусловлены ростом обменного кальция на 0,61 м-моль/100 г в год при относительной скорости изменения уровня ряда 3,1 %. Установлено, что динамика обменного кальция является нестационарным процессом с линейным трендом при величине достоверности аппроксимации 78,5%, Р (Fнабл) = 0,000 и отсутствии автокорреляции в остатках уравнения регрессии (Р (Qнабл) = 0,921) (табл. 23). Изменения в составе обменно-поглощенных катионов являются показательными, поскольку они отражают сущность естественно-антропогенного (культурного) почвообразовательного процесса и зональную генетическую специфику почв. Согласно данным Г.Е. Мерзлой с соавторами [2007], внесение полного минерального удобрения в сочетании с навозом (250 т/га за 25 лет) на черноземах выщелоченных Пензенской ГСХА также повышало значение рНсол за счет роста обменно-поглощенных катионов Са2+ и Mg2+ на 1,1-0,9 мг-экв/100 г почвы. Под действием органического удобрения (навоза) усиливалась защищенность гумусовых веществ кальцием, что влияло как на стабилизацию содержания гумуса, так и на улучшение его фракционного состава. Помимо этого, совместное внесение навоза и минеральных удобрений обеспечивало большую урожайность основной и побочной продукции, и как следствие большее поступление в верхний корнеобитаемый слой пожнивно-корневых остатков. Это приводило к дополнительному образованию коллоидов органической и органоминеральной природы в пахотном слое в результате биологического накопления входящих в состав пожнивно-корневых остатков катионов кальция [Шеуджен, Осипов, Лебедовский и др., 2013]. Длительные исследования динамики физико-химических свойств почв в различных природно-сельскохозяйственных условиях земледельческой зоны Красноярского края практически отсутствуют. Однако по результатам комплексного агрохимического обследования, установлено, что ежегодное применение удобрений с 1965 г. в дозах 40-100 кг/га д.в. не приводило к подкислению черноземов Красноярского края [Танделов, Ерышова, 2005]. Данный факт авторы объясняют непромывным типом водного режима 128 красноярских черноземов, которые в зимний период промерзают до 1,5-2 м и более (в зависимости от высоты снежного покрова) и оттаивают во второй половине июня. В условиях продолжительного периода с отрицательными температурами происходит передвижение влаги из нижних горизонтов в верхние под влиянием температурного градиента, который возникает в почве при ее промерзании. Снежный покров усиливает процесс миграции влаги за счет подтягивания ее из нижележащих незамерзающих слоев [Шугалей, 1981]. Вместе с жидкой фазой почвенной влаги происходит подъем обменных форм Са2+ и его биологическое накопление в гумусо-аккумулятивном горизонте, что значительно опережает вымывание кальция в короткий теплый период года. Подобные тенденции изменения физико-химических показателей отмечаются в черноземах выщелоченных РУ-4 Назаровской лесостепи при возделывании зерновых культур с применением азотных (18,1 кг/га д.в.) и органических (1,2 т/га) удобрений. Но, проверка значимости трендовой составляющей временных рядов с использованием автокорреляционной функции не выявила достоверных изменений физико-химических показателей на черноземах выщелоченных РУ-4. Статистические оценки аналитических функций, аппроксимирующих тенденции изменения обменной и гидролитической кислотности, содержания обменных катионов Са2+ и Mg2+ также указывают на стационарность временных рядов, т.е. на их реализацию в виде «белого шума» (табл. 23). Полученные данные позволяют заключить, что ежегодное внесение органических и азотных удобрений в научно-обоснованных дозах не приводит к достоверному изменению физикохимических свойств. В данном случае следует констатировать тенденцию увеличения рНсол и содержания катионов обменного Са2+ и тенденцию снижения гидролитической кислотности и обменного Mg2+. В исследованиях Т.Н. Гончаровой, В.Е. Алексеева [1978], И.И. Филон [1997], Б.С. Носко [2008] при сельскохозяйственном использовании черноземов Молдавии и Украины без удобрений происходило снижение 129 емкости поглощения и количества обменно-поглощенного кальция. В то же время исследованиями И.Д. Громыко с соавторами [1958] показано, что использование черноземов Северного Казахстана без внесения удобрений не снижало емкость поглощения и содержание обменно-поглощенного кальция. В наших исследованиях, 15 – летнее возделывание зерновых культур на старопахотных черноземах Ачинско-Боготольской, Чулымо-Енисейской и Красноярской лесостепи при малых дозах и несистематическом внесении минеральных удобрений сопровождалось слабовыраженной динамикой обменной и гидролитической кислотности вследствие не значимости коэффициентов автокорреляции (табл. 23). Статистические характеристики регрессионных моделей динамики обменной и гидролитической кислотности также указывают на незначимое варьирование временных рядов, не превышающее уровня «белого шума». Исследованиями установлены тенденции увеличения Са2+ и снижения Mg2+ на черноземах выщелоченных вышеуказанных лесостепей. Ежегодная интенсивность увеличения обменного Са2+ составила 0,18-0,39 м-моль/100 г при относительной скорости изменения уровня ряда 0,9-2,1 %. Интенсивность снижения обменного Mg2+ определена на уровне 0,05-0,10 м-моль/100 г в год при скорости изменения 1,6-3,2 %. Статистическая значимость линейных коэффициентов автокорреляции и регрессионных моделей, отражающих положительную динамику обменного Са2+ и отрицательную тенденцию обменного Mg2+, не установлена (табл. 23). Проверка значимости трендовой составляющей временных рядов серых лесных почв, повторно вовлеченных в пашню выявила слабовыраженные изменения обменной и гидролитической кислотности (Р (Q1) = 0,11-0,77, Р (Q2) = 0,25-0,89, Р (Q3) = 0,17-0,96). Математические оценки альтернативных уравнений, описывающих тенденции изменения временных рядов обменной и гидролитической кислотности, указывают на их реализацию в виде «белого шума» (табл. 23). Установлено ежегодное увеличение обменного кальция и снижение обменного магния на 0,18 м- 130 моль/100 г и 0,08 м-моль/100 г соответственно. Данные изменения являются слабовыраженными, т.к. значимость линейных коэффициентов автокорреляции и регрессионных моделей, отражающих положительную динамику обменного Са2+ и отрицательную - обменного Mg2+, не установлена. Количественных определений динамики физико-химических свойств серых лесных почв залежей, повторно вовлеченных в пашню в пределах земледельческой территории Красноярского края практически нет. На незначительное смещение степени кислотности в сторону кислотного интервала при распашке серых лесных почв залежей для возделывания яровой пшеницы указывается в работах А.Н. Рыбаковой [2012]. Сопоставление свидетельствует о литературных решающем и полученных значении нами зональных данных условий почвообразования и интенсивности сельскохозяйственного производства для развития окислительно-восстановительных процессов. Почвы Средней Сибири, как при 15-летнем сельскохозяйственном использовании без удобрений, так и в условиях интенсивного земледелия изменяют свои физико-химические свойства. Этот процесс слабовыраженно протекает на серых лесных почвах зоны травяных лесов и под бессменными зерновыми культурами на черноземах выщелоченных Ачинско-Боготольской, ЧулымоЕнисейской, Красноярской и реперном участке № 4 Назаровской лесостепи. Значимые тренды увеличения рНсол, содержания катионов обменного Са2+ и снижения гидролитической кислотности установлены на окультуренных черноземах реперного участка № 9 Назаровской лесостепи при интенсивном сельскохозяйственном использовании, т.е. при внесении органических и повышенных доз азотно-фосфорных удобрений. 5.5 Прогнозирование на основе экстраполяции тренда Наиболее сложной и недостаточно разработанной частью агроэкологического мониторинга почв является прогноз или расчет 131 изучаемых показателей за пределами фактических значений [Медведев, 2012]. Одним из распространенных методов прогнозирования является экстраполяция. Типичным и наиболее применимым примером экстраполяции выступает прогноз по одномерному временному ряду, который заключается в продлении на будущий период сложившейся тенденции изучаемого явления со скоростью, ускорением аналогичным прошлого периода. Широкое практическое применение методов экстраполяции трендов объясняется простотой метода, сравнительно небольшим объемом информации и четкостью механизма реализации, лежащих в основе его предпосылок. Метод прогнозирования на основе экстраполяции тренда базируется на следующих предпосылках: 1. исходный временной ряд должен описываться плавной траекторией трендом; 2. общие условия, определяющие тенденцию развития изучаемого явления в прошлом и настоящем не должны претерпевать значительных изменений в будущем [Садовникова, Шмойлова, 2001; Куприенко и др., 2009]. Линейные модели, достоверно аппроксимирующие основную тенденцию динамики подвижного фосфора, обменной и гидролитической кислотности, обменных катионов кальция позволили составить прогноз их изменения до 2020 года. На черноземах Назаровской лесостепи (РУ-9) в зернотравяном севообороте при ежегодном внесении органических и повышенных доз минеральных удобрений в дозах 4,2 т/га и 87,6 кг/га д.в. к 2020 году содержание подвижных фосфатов увеличиться до 156,3 мг/кг при доверительном интервале прогноза 134,1 ≤ 156,3 ≤ 178,5. В неизменных условиях интенсификации сельскохозяйственного производства прогнозное увеличение рНсол к 2020 году составит 6,1 ед. рН при снижении гидролитической кислотности до 3,19 м-моль/100 г и увеличении катионов обменного кальция до 35,9 м-моль/100 г при доверительном интервале 132 прогнозной оценки 5,6 ≤ 6,1 ≤ 6,7 и 0,17 ≤ 3,19 ≤ 6,55 и 32,6 ≤ 35,9 ≤ 38,7 соответственно. При таком подходе к прогнозированию предполагается, что размер уровня, характеризующего явление, формируется под воздействием множества факторов, причем не представляется возможным выделить порознь их влияние. В связи с этим, ход развития явления связывали не с какими-либо конкретными факторами, а с течением времени. 133 Выводы 1. Черноземы выщелоченные и серые лесные почвы Средней Сибири, обладая тяжелосуглинистым и легкоглинистым гранулометрическим составом, отличаются различным уровнем потенциального и эффективного плодородия, что обусловлено разнообразием и интенсивностью почвообразования разной экологических условий сельскохозяйственного производства. 2. Статистические параметры среднего уровня временных рядов указывают на высокий уровень плодородия черноземов, характеризующихся повышенным и высоким содержанием гумуса и подвижных фосфатов, высокой и очень высокой обеспеченностью обменным калием, высокой поглотительной способностью, нейтральной и слабокислой реакцией среды. Серые лесные почвы отличаются средним содержанием гумуса и подвижных фосфатов, повышенным содержанием обменного калия, среднекислой реакцией солевой вытяжки при повышенном уровне гидролитической кислотности. 3. Агрогенные преобразования приводят к морфологического облика почв, сопровождающееся изменению формированием «плужной подошвы», уменьшением мощности пахотного горизонта до 14-20 см в случае минимализации основной обработки и появлением порошистых структур в черноземах выщелоченных высокого уровня интенсификации земледелия. 4. Временная изменчивость содержания гумуса и обменной кислотности за 15-летний период сельскохозяйственного использования почв оценивается как стабильная (V=2-10%). Небольшая и средняя величина варьирования параметров во времени отмечается для подвижного фосфора, обменного калия, гидролитической кислотности и обменных оснований (V=8-30%). 134 5. Ежегодные потери гумуса в пахотных черноземах составляют 0,28 0,86 т/га и определяются экстенсивное степенью их окультуренности. Залежно- использование серых лесных почв сопровождается положительной временной динамикой с абсолютным приростом 1,32 т/га в год. Тенденции снижения и увеличения содержания и запасов гумуса являются слабовыраженными и математически не доказываются. 6. Интенсивное сельскохозяйственное использование черноземов Назаровской лесостепи приводит к статистически достоверному увеличению подвижного фосфора на 4,56 мг/кг в год, значимому тренду увеличения обменной кислотности, повышению содержания катионов обменного кальция и снижению гидролитической кислотности. Статистически значимая отрицательная динамика подвижного фосфора отмечается на черноземах Чулымо-Енисейской лесостепи и составляет 8,32 мг/кг в год. Изменения агрохимических и физико-химических свойств старопахотных черноземов остальных лесостепей и серых лесных почв зоны травяных лесов являются слабовыраженными и статистически не доказываются. 7. Установленные математические модели изменения агрохимических и физико-химических показателей определяют принятие управленческих решений и проведение обоснованного прогноза динамики плодородия антропогенно-преобразованных почв Средней Сибири. 135 Список литературы 1. Агроклиматические ресурсы Красноярского края и Тувинской АССР. - Л.: Гидрометеоиздат, 1974. - 211 с. 2. Агрохимические методы исследования почв / Под ред. А.В. Соколова. - М.: Изд-во Наука, 1975. - 656 с. 3. Агрохимия / Под ред. П.М. Смирнова и А.В. Петербургского. – М.: Колос, 1975. – 512 с. 4. Адерихин П.Г., Братерская П.Д. Динамика группового состава фосфатов в типичном черноземе Тамбовской области // Агрохимия. – 1973. № 7. – С. 31-37. 5. Адерихин П.Г., Щербаков А.И. Азот в почвах ЦентральноЧерноземной полосы. - Воронеж: Изд-во ВГУ, 1974. – С. 32-48. 6. Адрианов С.Н., Сушеница Б.А. Роль фосфора в современном земледелии России // Плодородие. - 2004. - № 3. - С. 14-15. 7. Алмазов Б.Н., Холуяко Л.Т. Изменение продуктивности овощного севооборота и плодородия выщелоченного чернозема в зависимости от применения органических и минеральных удобрений // Агрохимия. - 1990. № 3. - С. 51-56. 8. Антипина Л.П. Фосфор в почвах Сибири: автореф. дис. ... д-ра с.-х. наук. – Омск: Ом. СХН, 1991. - 32 с. 9. Антипина Л.П., Малыгина Л.П., Аверкина С.С. О структуре фосфатного фонда почв Новосибирской области // Фосфор в почвах Сибири. – Новосибирск, 1983. – С. 32-39. 10. Антонова О.И., Дымова Л.В. Эффективность известкования черноземов выщелоченных Средней лесостепи Алтайского края // Агрохимический вестник. - 2005. - № 1. - С. 5-8. 11. Апарин Б.Ф. Почвоведение. - М.: Издательский центр «Академия», 2012. - 256 с. 136 12. Афанасьев В.Н., Юзбашев М.М. Анализ временных рядов и прогнозирование. – М.: Финансы и статистика, 2001. – 228 с. 13. Афанасьев Р.А., Мерзлая Г.Е. Динамика подвижного фосфора в различных почвах // Плодородие. – 2012. - № 3. – С. 16-19. 14. Афанасьев Р.А., Мерзлая Г.Е. Содержание подвижного калия в почвах при длительном применении удобрений // Агрохимия. – 2013. - № 6. – С. 5-11. 15. Афанасьева Е.А. Черноземы Среднерусской возвышенности. - М.: Наука, 1966. - 224 с. 16. Ахмедагаев А.М., Азнауров Р.М., Мамедгусейнов Ф.К. и др. Изменение фосфатного режима почв и применение удобрений в равнинной зоне Дагестана // Агрохимический вестник. – 2013. - № 2. – С. 7-9. 17. Ахтырцев Б.П., Ахтырцев А.Б. Изменение гумусового состояния лесостепных и степных черноземов под курганами и при длительной распашке // Почвоведение. - 2002. - № 2. – С. 140-149. 18. Бабарина Э.А., Лебединская В.Н. Влияние длительного применения удобрений на фосфатный режим серой оподзоленной почвы // Агрохимия. – 1987. - № 1. – С. 18-22. 19. Багаутдинов Ф.Я. Состав, трансформация и регулирование режима органического вещества почв Южного Урала: автореф. дис. ... д-ра биол. наук. - Новосибирск, 1997. - 32 с. 20. Багринцева В.Н., Крестьянинова Н.Н., Ходжаева Н.А. Влияние удобрений на фосфатный режим каштановой почвы Ставропольского края // Агрохимия. - 2000. - № 6. - С. 5-9. 21. Баздырев Г.И., Матюк Н.С. Приоритет научного наследия А.Г. Дояренко в разработке и освоении адаптивно-ландшафтных систем земледелия // Теоретические и технологические основы воспроизводства плодородия почв и урожайность сельскохозяйственных культур: мат-лы международ. науч.-практ. конф. - М.: Изд-во РГАУ МСХА, 2012. - С. 8-23. 137 22. Базилевич Н.И. Особенности круговорота элементов и азота в некоторых почвенно-растительных зонах СССР // Почвоведение. – 1955. № 4. – С. 1-32. 23. Барбалис П.Д., Бейнаре А.Я., Рейнфельд Л.Б. Сезонные изменения содержания подвижного фосфора и калия в почве под влиянием применения минеральных удобрений // Почвоведение. – 1970. - № 7. – С. 55-65. 24. Барбер С.А. Биологическая доступность питательных веществ в почве. Механистический подход / Пер. с англ. Ю.Я. Мазеля. - М.: Агропромиздат, 1998. - 376 с. 25. Бахтин Н.П., Орловский Н.В. Климат // Агрохимическая характеристика почв СССР. Средняя Сибирь. - М.: Наука, 1971. – С. 7-14. 26. Безруких В.А., Чеха В.П. Рельеф и почвообразующие породы Красноярского Причулымья // Проблемы использования и охраны природных ресурсов Центральной Сибири. - Красноярск: КНИИГиМС. 2003. - Вып. 4. - С. 312-316. 27. Бондарев А.Г., Кузнецова И.В. Проблема деградации физических свойств почв России и пути ее решения // Почвоведение. - 1999. - № 9. - С. 1126-1131. 28. Брицына М.П. Рельеф и почвообразующие породы центральной части Красноярского края // Природное районирование центральной части Красноярского края и некоторые вопросы пригородного хозяйства. - М.: Издво АН СССР, 1962. - С. 27-46. 29. Брицына М.П., Галахов Н.Н., Любимова Е.Л. и др. Схема природного районирования центральной части Красноярского края // Природное районирование центральной части Красноярского края и некоторые вопросы пригородного хозяйства. - М.: Изд-во АН СССР, 1962. С. 136-142. 30. Бугаков П.С. Исследование режимов лесостепных почв Красноярского края: автореф. дис. … д-ра с.-х. наук. - Москва, 1971. - 29 с. 138 31. Бугаков П.С. Красноярская и Ачинско-Богольская лесостепи. Почвы и их агрохимическая характеристика // Агрохимическая характеристика почв СССР. Средняя Сибирь. - М.: Наука, 1971. - С. 26-46. 32. Бугаков П.С., Горбачева С.М., Чупрова В.В. Почвы Красноярского края. - Красноярск, 1981. - 127 с. 33. Бугаков П.С., Чупрова В.В. Агрономическая характеристика почв земледельческой зоны Красноярского края. – Красноярск: Изд-во КрасГАУ, 1995. - 176 с. 34. Бугаков П.С., Чупрова В.В., Низких Э.К. Современное состояние черноземов Средней Сибири // Тез. докл. науч. конф., посвящ. 100-летию плана В.В. Докучаева по борьбе с засухой и преобразованием степей России. – Новосибирск, 1992. – Кн. 2. – С. 5-7. 35. Будина Л.П., Семина Е.В. Почвенный покров зоны травяных лесов Красноярского округа // Природное районирование центральной части Красноярского края и некоторые вопросы пригородного хозяйства. - М.: Издво АН СССР, 1962. - С. 90-104. 36. Бурлакова JI.M. Антропогенная трансформация черноземов в Алтайском крае // Тез. докл. II cъезда Общества почвоведов. - СанктПетербург, 1996. - Кн. 2. - С. 23-24. 37. Бурлакова Л.М. Плодородие алтайских черноземов в системе агроценозов. - Новосибирск: Наука, 1984. - 197 с. 38. Бурлакова Л.М., Морковкин Г.Г. Антропогенная трансформация почвообразования и плодородия черноземов в системе агроценозов // Агрохимический вестник. – 2005. - № 1. – С. 2-4. 39. Важенин И.Г., Карасева Г.И. О формах калия в почве и калийном питании растений // Почвоведение. – 1959. - № 3. – С. 11–21. 40. Васенев И.И. Почвенные сукцессии. – М.: ЛКИ, 2008. – 400 с. 41. Вередченко Ю.П. Агрофизическая характеристика почв центральной части Красноярского края. - М.: Изд-во АН СССР, 1961. - 176 с. 139 42. Вередченко Ю.П. Агрохимические свойства серых лесных почв // Агрохимическая характеристика почв центральной части Красноярского края. - М.: АН СССР, 1961. - 175с. 43. Вильямс В.Р. Травопольная система земледелия. - Воронеж: Облиздат, 1949. - 240 с. 44. Владыченский А.С. Понятие о почве как особом естественноисторическом теле // Структурно-функциональная роль почвы в биосфере. М.: ГЕОС, 1999. – С. 10-19. 45. Возбуцкая А.Е. Химия почв. - М.: Высшая школа, 1964. - 400 с. 46. Воскресенский С.С. Геоморфология Сибири. — М.: Изд-во МГУ, 1962. – 353 с. 47. Галахов Н.Н. Климат // Средняя Сибирь. - М.: Изд-во АН СССР, 1964. - С. 83-118. 48. Галахов Н.Н. Климат зоны травяных лесов и островов лесостепи Красноярского края // Природное районирование центральной части Красноярского края и некоторые вопросы пригородного хозяйства. - М.: Издво АН СССР, 1962. - С. 5-26. 49. Галеева Л.П. Изменение свойств черноземов выщелоченных северной лесостепи приобья при различном сельскохозяйственном использовании // Почвоведение. – 2012. - № 2. – С. 236-249. 50. Гамзиков Г.П. Калийные удобрения в земледелии Сибири // Плодородие. - 2001. - № 3. - С. 19-21. 51. Гамзиков Т.П., Кулагина Н.М. Изменение содержания гумуса в почвах в результате сельскохозяйственного использования. – М.: ВНИИТЭИагропром, 1992. - 48 с. 52. Гедройц К.К. Почвенный поглощающий комплекс, растения и удобрения. - М.: Сельхозгиз, 1935. - 338 с. 53. Геоморфологическое районирование СССР и прилегающих морей. М.: Высшая школа, 1980. - 343 с. 140 54. Герасимов И.П. Структурные черты рельефа земной поверхности на территории СССР и их происхождение. – M.: Изд-во АН CCCP, 1959. – 100 с. 55. Герасимов И.П. Учение В.В. Докучаева и современность. - М.: Мысль, 1986. - 124 с. 56. Герасимова М.И., Строганова М.Н., Можарова Н.В. и др. Антропогенные почвы: генезис, география, рекультивация. – Смоленск: Ойкумена, 2003. – 268 с. 57. Гинзбург К.Е. Фосфор основных типов почв СССР. – М.: Наука, 1981. – 242 с. 58. Гладких В.И. Сирота С.М. Агротехника овощных культур. – Барнаул: Алтайский университет, 2002. - 107 с. 59. Глазовская М.Л. Агрогенная трансформация факторов и механизмов изменения запасов гумуса в толще пахотных почв // Проблемы эволюции почв: мат-лы IV Всероссийской науч. конф. - Пущино, 2003. - С. 201-210. 60. Гольева Л.Л., Зазовская Э.П. Особенности интерпретации антропогенной памяти почв // Память почв: почва как память биосферногеосферно-антропосферных взаимодействий. – М.: ЛКИ, 2008. - С. 617-637. 61. Гончарова Т.Н., Алексеев В.Е. О миграционной способности карбонатов в профиле черноземов // Почвы Молдавии, их использование в условиях интенсивного земледелия. - Кишинев, 1978. - С. 107-119. 62. Горбачев В.Н., Попова Э.П. Особенности почвообразования на лессовидных суглинках в южной тайге Средней Сибири // Почвоведение. 1984. - № 2. - С. 15-21. 63. Горбачева С.М. Формы калия в почвах Красноярской лесостепи: автореф. дис. … кан. биол. наук. – Новосибирск, 1977. – 23 с. 64. Горбунов Н.И. Минералогия и коллоидная химия почв. – М.: Наука, 1974. – 276 с. 65. ГОСТ 26483–85 Почвы. Приготовление солевой вытяжки и определение её рН по методу ЦИНАО. - М.: Изд-во стандартов, 1985. - 4 с. 141 66. ГОСТ 26487-85 Почвы. Определение обменного кальция и обменного (подвижного) магния методами ЦИНАО. - М.: Изд-во стандартов, 1985. - 13 с. 67. ГОСТ 27821-88 Почвы. Определение суммы поглощенных оснований по методу Каппена. - М.: Изд-во стандартов, 1988. - 5 с. 68. ГОСТ 26204–91 Почвы. Определение подвижных соединений фосфора и калия по методу Чирикова в модификации ЦИНАО. - М.: Изд-во стандартов, 1992. - 6 с. 69. ГОСТ 26205-91 Почвы. Определение подвижных соединений фосфора и калия по методу Мачигина в модификации ЦИНАО. - М.: Изд-во стандартов, 1992. - 8 с. 70. ГОСТ 26207–91 Почвы. Определение подвижных соединений фосфора и калия по методу Кирсанова в модификации ЦИНАО. - М.: Изд-во стандартов, 1992. - 6 с. 71. ГОСТ 26212-91 Почвы. Определение гидролитической кислотности по методу Каппена в модификации ЦИНАО. - М.: Изд-во стандартов, 1992. 5 с. 72. ГОСТ 26213-91 Почвы. Методы определения органического вещества. - М.: Изд-во стандартов, 1992. - 6 с. 73. ГОСТ Р 54650-2011 Почвы. Определение подвижных соединений фосфора и калия по методу Кирсанова в модификации ЦИНАО. - М.: Стандартинформ, 2013. - 7 с. 74. Градобоев Н.Д. Природные условия и почвенный покров левобережной части Минусинской впадины // Почвы Минусинской впадины. - М.: Изд-во АН СССР, 1954. - С. 7-183. 75. Гринченко А.М., Муха В.Д., Чесняк Г.Я. Трансформация гумуса при сельскохозяйственном использовании // Вестник сельскохозяйственных наук. - 1979. - № 1. - С. 36-40. 76. Гринченко А.М., Чесняк Г.Я., Чесняк О.А. Влияние сельскохозяйственной культуры на агрохимические свойства чернозема 142 мощного // Агрохимическая характеристика почв СССР. Украинская ССР. М.: Наука, 1973. 77. Гринченко А.М., Чесняк Г.Я., Чесняк О.А. Динамика элементов плодородия мощного чернозема сельскохозяйственного в зависимости использования и от внесения длительности удобрений // Почвоведение. - 1964. - № 5. – С. 27-35. 78. Громыко И.Д., Кулаков Е.В., Мершина А.П., Панов Н.П. Плодородие целинных и старопахотных почв Северного Казахстана // Почвоведение. - 1958. - № 7. - С. 49-57. 79. Девятова Т.А., Щербаков А.П. Изменение физико-химических и агрохимических свойств черноземов центра русской равнины при их сельскохозяйственном использовании // Агрохимия. – 2006. - № 4. – С. 5-8. 80. Деградация и охрана почв / Под ред. А.Г. Добровольского. – М.: МГУ, 2002. – 654 с. 81. Деревягин В.А. Пути трансформации органического вещества в почвах // Химия в сельском хозяйстве. - 1986. - № 3. – С. 49 82. Державин Л.М. Применение минеральных удобрений в интенсивном земледелии. - М: Колос, 1992. - 272 с. 83. Державин Л.М., Седова Е.В. К вопросу о производстве гумуса: обзоры // Агрохимия. – 1988. - № 9. – С. 117-127. 84. Державин Л.М., Флоринский М.А., Павлихина А.В. и др. Изменение содержания питательных веществ и кислотности почв сельскохозяйственных угодий СССР // Агрохимия. - 1983. - № 3. - С. 85-90. 85. Джанаев З.Г. Негативные изменения в поглощающем комплексе почв Северного Кавказа // Плодородие. – 2006. - № 4. – С. 7-10. 86. Джиндил А.Р. О влиянии орошения на состав и содержание гумуса и свойства чернозема южного Одесского района // Агрохимия. - 1974. - № 10. – С. 45-53. 87. Димо В.Н. Тепловой режим почв СССР. - М.: Колос, 1972. - 360 с. 143 88. Дмитриев Е.А. Математическая статистика в почвоведении. – М.: ЛИБРОКОМ, 2009. - 328 с. 89. Добровольский Г.В., Никитин Е.Д. Функции почв в биосфере и экосистемах. - М.: Наука, 1990. - 261 с. 90. Донос А.И., Кордуняну П.Н. Роль растительных остатков в пополнении запасов почвы органическим веществом и элементами минерального питания // Агрохимия. - 1980. - № 6. – С. 63-69. 91. Драган Н.А. Мониторинг и охрана почв. - Симферополь: Изд-во ТНУ, 2008. - 172 с. 92. Думитрашко М. И. Система удобрения в интенсивном полеводстве на черноземах. - Кишинев: Штиинца, 1992. - 351 с. 93. Егоров В.В., Доспехов Б.А., Лыков А.М. и др. Расширенное воспроизводство плодородия в интенсивном земледелии // Вестник сельскохозяйственной науки. - 1979. - № 10. – С. 47-58. 94. Едимеичев Ю.Ф., Шпагин А.И. Современные проблемы ресурсосберегающих технологий в земледелии Красноярского края. Красноярск: КрасГАУ, 2014. - 204 с. 95. Еремин Д.И. Агрогенная трансформация чернозема выщелоченного Северного Зауралья: дис. … д-ра биол. наук. – Тюмень, 2012. – 419 с. 96. Ерохина А.А., Кириллов М.В. Почвы // Средняя Сибирь. - М.: Издво АН СССР, 1964. - С. 189-225. 97. Ерохина А.А., Кириллов М.В. Почвы лесостепи и зоны травяных лесов Ачинского округа // Природное районирование центральной части Красноярского края и некоторые вопросы пригородного хозяйства. - М.: Издво АН СССР, 1962. - С. 66-74. 98. Жабин М.А, Мухина С.В., Коновалов Ю.А. и др. Мониторинг агрохимических показателей почв юго-восточных и южных районов Воронежской области // Агрохимический вестник. - 2014. - № 2. - С. 4-7. 99. Жуков А.И., Попов П.Д. Регулирование баланса гумуса в почве. – М.: Росагропромиздат, 1988. – 40 с. 144 100. Жукова Л.М. Эффективность калийных удобрений в различных почвенно-климатических условиях // Агрохимия. – 1968. - № 8. – С. 175-185. 101. Зубкова Т.А., Карпачевский Л.О. Матричная организация почв. М.: РУСАКИ, 2001. - 296 с. 102. Зыкина Г.К., Быстрицкая Т.Л. Исследование активности ионов почвенного раствора в полевых условиях // Экосистемы Южного Подмосковья. - М.: Наука, 1979. – С. 88-93. 103. Иванов А.Л. Воспроизводство плодородия почв в адаптивноландшафтном земледелии // Земледелие. – 2002. - № 2. – С. 14-15. 104. Ивойлов А.В., Малова А.В. Влияние основных видов удобрений и их сочетаний при длительном применении на урожайность культур, качество продукции и агрохимические показатели чернозема выщелоченного тяжелосуглинистого // Агрохимия. – 1993. - № 3. – С. 25-38. 105. Ивченко В.К. Влияние систематического применения удобрений на агрохимические свойства чернозема выщелоченного Красноярской лесостепи: автореф. дис. … канд. биол. наук. - Новосибирск, 1982. - 16 с. 106. Караваева Н.А. Агрогенные почвы: условия среды, свойства и процессы // Почвоведение. - 2005. - № 12. – С. 1518-1529. 107. Караваева Н.А., Лебедева И.И., Герасимова М.И. и др. Опыт генетической интерпретации данных по водно-тепловому режиму естественных и агрогенных почв // Почвоведение. – 1998. - № 9. – С. 10381048. 108. Караваева Н.А. Агрогенная память почв // Память почв: почва как память биосферно-геосферно-антропосферных взаимодействий. – М.: ЛКИ, 2008. - С. 578-616. 109. Карпинец Т.В. Моделирование режима калия в системе «почварастение»: автореф. дис. ... д-ра с.-х. наук. – Курск, 2000. - 37 с. 110. Картавых А.А. Динамика водно-физических свойств черноземов Красноярской лесостепи в условиях ресурсосберегающих технологий 145 основной обработки: автореф. дис. … канд. биол. наук. – Новосибирск, 2014. – 17 с. 111. Касицкий Ю.И., Игнатов В.Г., Потатуева Ю.А. и др. Результаты применения агрохимических средств в длительном опыте // Плодородие. 2004. - № 2. - С. 23-25. 112. Качинский Н.А. Механический и микроагрегатный состав почвы, методы его изучения. - М.: Изд-во АН СССР, 1958. - 193 с. 113. Качинский Н.А. Физика почвы. – М.: Высшая школа, 1965. – 323 с. 114. Каштанов А.Н, Рожков В.А., Апарин Б.Ф и др. Почвообразовательные процессы в залежных землях Нечерноземья // Почвообразовательные процессы. – М.: Почвенный ин-т им. В.В. Докучаева, 2006. – С. 413-428 с. 115. Кенжегулова С.О. Изменение свойств различных типов почв Западной Сибири под влиянием длительного сельскохозяйственного использования: автореф. дис. ... канд. с.-х. наук. – Барнаул, 2008. – 26 с. 116. Керженцев A.C. Изменчивость почв в пространстве и во времени. М.: Наука, 1992. - 110 с. 117. Кириллов М.В. География Красноярского края и история развития его природы. – Красноярск, 1970. – 210 с. 118. Кирпичников Н.А., Адрианов С.Н., Волосатова Е.А. Последействие фосфорных удобрений // Плодородие. – 2004. - № 1. – С. 1113. 119. Кирюшин В. И. Управление плодородием почв в интенсивном земледелии // Земледелие. – 1987. - № 5. – С. 2-6. 120. Кирюшин В.И, Ганжара Н.Ф., Кауричев И.С. и др. Концепция оптимизации режима органического вещества почв в агроландшафтах. - М.: Изд-во МСХА, 1993. - 99 с. 121. Кирюшин В.И. Экологические основы земледелия. - М.: Колос, 1996. – 369 с. 146 122. Кирюшин В.И., Лебедева И.М. Гумус и азот механических фракций черноземов Казахстана // Агрохимия. - 1985. - № 1. – С. 70-76. 123. Кирюшин В.И., Лебедева И.Н. Изменение содержания гумуса черноземов Сибири и Северного Казахстана под влиянием сельскохозяйственного использования // Докл. ВАСХНИЛ. - 1984. - № 5. – С. 4-7. 124. Кирюшин В.И., Лебедева И.Н. Опыт изучения органического вещества в почвах северного Казахстана при их сельскохозяйственном использовании // Почвоведение. - 1972. - № 8. - С. 128-133. 125. Кленов Б.М. Устойчивость гумуса автоморфных почв Западной Сибири. - Новосибирск: СО РАН, 2000. - 175 с. 126. Ковда В.А. Биогеохимия почвенного покрова. – М.: Наука, 1985. – 263 с. 127. Когут Б.М. Влияние длительного сельскохозяйственного использования типичного мощного чернозема на изменение содержания и запасов гумуса // Бюллетень ВИУА. - 1986. - № 76 – С. 59-62. 128. Когут Б.М. Трансформация гумусового состояния черноземов при их сельскохозяйственном использовании: автореф. дис. … д-ра с.-х. наук. – М., 1996. - 45 с. 129. Козаченко А.П. Состояние, почвенно-экологическая оценка и приемы реабилитации и использования земель сельскохозяйственного назначения Челябинской области на основе адаптивно-ландшафтной системы земледелия. - Челябинск: ЧГАУ, 2004. - 380 с. 130. Козловский Ф.И. Теория и методы изучения почвенного покрова. – М.: ГЕОС, 2003. – 536 с. 131. Коляго С.А. К вопросу о происхождении коричнево-бурых глин и других покровных пород Красноярской лесостепи // Вопросы географии Сибири. - Томск, 1953. - С. 97-113. 132. Концепция сохранения и повышения плодородия почв Красноярского края на период 2006-2010 гг. / Под общей ред. Ю.П. 147 Танделова, О.В. Ерышовой, О.П. Пантюшева и др. - Красноярск: Поликом, 2005. - 50 с. 133. Кордуняну П.Н. Круговорот основных элементов питания сельскохозяйственных культур. – Кишинев: Штиинца, 1978. – 139 с. 134. Королев В.А., Стахурлова Л.Д. Изменение основных показателей плодородия выщелоченных черноземов под влиянием удобрений // Почвоведение. - 2004. - № 5. – С. 604-611. 135. Коротков А.А., Сахарцев В.П. Содержание и формы калия в дерново-подзолистых почвах легкого гранулометрического состава при их окультуривании // Агрохимия. – 1990 - № 9. – С. 30-37. 136. Котоврасов И.П. Встреча сторонников и оппонентов бесплужного земледелия // Земледелие. - 1990. - № 7. - С. 22-36. 137. Кочергин А.Е. Вопросы химизации земледелия в Западной Сибири // Агрохимия. - 1966. - № 7. – С. 3-7. 138. Красницкий В.М. Эколого-агрохимическая оценка плодородия почв и эффективности применения удобрений Западной Сибири: автореф. дис ... д-ра с.-х. наук. - Омск, 2002. - 52 с. 139. Крупкин П.И. Изменение свойств черноземов Центральной Сибири при их сельскохозяйственном использовании // Почвоведение. - 1989. - № 9. - С. 73-80. 140. Крупкин П.И. Канская лесостепь. Агрохимическая характеристика почв // Агрохимическая характеристика почв СССР. Средняя Сибирь. - М.: Наука, 1971. – С. 69-95. 141. Крупкин П.И. Особенности черноземов разных регионов лесостепной зоны Центральной Сибири // Плодородие почв и агротехника сельскохозяйственных культур в Восточной Сибири. - Новосибирск: СО ВАСХНИЛ, 1990. - С. 10-19. 142. Крупкин П.И. Пути воспроизводства плодородия черноземов Красноярского края. - Красноярск: Гротеск, 2002. - 127 с. 148 143. Крупкин П.И. Черноземы Красноярского края. – Красноярск: КГУ, 2002. – 332 с. 144. Крупкин П.И., Членова Т.И. Эффективность различных систем удобрения в типичной лесостепи Центральной Сибири // Агрохимия. – 1992. - № 7. – С. 48-62. 145. Кудеярова А.Ю. Педогеохимия орто- и полифосфатов в условиях применения удобрений. - М.: Наука, 1993. - 240 с. 146. Кулаковская Т.Н. Оптимизация агрохимической системы почвенного питания растений. - М.: Агропромиздат, 1990. - 219 с. 147. Кулаковская Т.Н. Почвенно-агрохимические основы получения высоких урожаев. - Минск: Ураджай, 1978. – 272 с. 148. Куприенко Н.В., Пономарева О.А., Тихонов Д.В. Статистика. Анализ рядов динамики. – СПб.: Изд-во Политехн. Ун-та, 2009. – 204 с. 149. Кураков В.И. Влияние удобрений на воспроизводство почвенного плодородия, урожай и качество сахарной свеклы в севообороте: автореф. дис ... д-ра с.-х. наук. - М., 1992. - 35 с. 150. Кураченко Н.Л. Агрофизическое состояние почв Красноярской лесостепи. – Красноярск: КрасГАУ, 2013. – 194 с. 151. Курганова И.Н., Ермолаев А.М., Лопес де Генерю В.О. и др. Потоки и пулы углерода в залежных землях Подмосковья // Почвенные процессы и пространственно-временная организация почв. - М.: Наука, 2006. - С. 271-284. 152. Кушниренко Ю.Д., Брагин В.Н. Фосфатный режим выщелоченного чернозема и продуктивность севооборота при длительном применении удобрений // Агрохимический вестник. - 2005. - № 2. - С. 16-18. 153. Лазарев В.И. Динамика эффективного плодородия типичного чернозема в различных агроэкосистемах в условиях Курской области // Агрохимия. - 1997. - № 6. - С. 5-9. 154. Лапухин Т.П., Уланов А.К., Дашиева М.Д. Влияние длительного применения удобрений на свойства почв и урожай // Мат-лы междунар. 149 науч.-практ. конф. по агрохимии, посвящ. 100-летию со дня рождения выдающегося сибирского агрохимика профессора А.Е. Кочергина. – Омск, 2008. – С. 115-120. 155. Ларешин В.Г., Бушуев Н.Н., Скориков В.Т. и др. Сохранение и повышение плодородия земель сельскохозяйственного назначения. - М.: РУДН, 2008. – 172 с. 156. Ларионова А.А., Ермолаев А.М., Золотарева В.И. и др. Баланс углерода в пахотных серых лесных почвах в современных условиях землепользования // Почвенные процессы и пространственно-временная организация почв. - М.: Наука, 2006. - С. 248-270. 157. Лебедева И.И. Черноземы Восточной Европы: автореф. дис. … д-ра геогр. наук. – М., 1992 .- 47 с. 158. Лебедева И.И., Семина Е.В. Почвы центрально-европейской и среднесибирской лесостепи. - М.: Колос, 1974. - 228 с. 159. Лебедева И.И., Тонконогов В.Д. Память генетических горизонтов и почвенного профиля // Память почв: почва как память биосферногеосферно-антропосферных взаимодействий. – М.: ЛКИ, 2008. - С. 162-181. 160. Лебедева И.И., Тонконогов В.Д., Герасимова М.И. Антропогенное почвообразование и новая классификация почв России // Почвоведение. – 2005. - № 10. – С. 1158-1164. 161. Левин Ф.И. Вопросы окультуривания, деградации и повышения плодородия пахотных почв. - М.: МГУ, 1983. – 94 с. 162. Липкина Г.С. Содержание и соотношение форм подвижного калия в легких дерново-подзолистых почвах Нечерноземного центра РСФСР, формирующихся на разных по генезису почвообразующих породах // Агрохимия. – 1981. - № 10. – С. 47-50. 163. Лисунов В.В. Обработка почвы в Восточной Сибири. Новосибирск: СО КНИИСХ, 2002. - 276 с. 164. Литвак Ш.И., Бабарина Э.А., Никитина Л.В и др. Влияние различных систем удобрения на продуктивность полевого севооборота и 150 фосфорно-калийный режим дерново-подзолистой тяжелосуглинистой почвы // Агрохимия. – 1990. - № 8. – С. 43-49. 165. Лиханов Б.Н. Природное районирование // Средняя Сибирь. - М.: Изд-во АН СССР, 1964. - С. 327-358. 166. Лукин Л.Ю., Дубанина Г.В., Косилова А.Н. Влияние длительного применения удобрений на гумусное состояние чернозема типичного и урожай озимой пшеницы // Агрохимия. – 1999. - № 12. – С. 36-40. 167. Лукин Л.Ю., Косилова А.Н., Дубанина Г.В. Влияние длительного применения удобрений на плодородие почвы, зимостойкость и продуктивность озимой пшеницы на типичном черноземе // Агрохимия. – 1994. - № 1. – С. 38-43. 168. Лукин С.В., Иноземцева Л.И. Калийный режим черноземов и эффективность калийных удобрений // Агрохимический вестник. - 2014. № 1. - С. 8-11. 169. Лукьянчикова З.И. Содержание и состав гумуса в почвах при интенсивном земледелии // Почвоведение. - 1980. - № 6. – С. 78-89. 170. Любимова Е.Л. Растительный покров // Средняя Сибирь. - М.: Издво АН СССР, 1964. - С. 226-276. 171. Мальцев В.Т., Мошкарев В.Н. Влияние систематического применения удобрений на агрохимические свойства серых лесных почв и продуктивность севооборотов // Агрохимия. – 2000. - № 4. – С. 5-11. 172. Медведев В.В. Мониторинг почв Украины. - Харьков: Городская типография, 2012. - 536 с. 173. Медведев В.В. Некоторые изменения физических свойств черноземов при обработке // Почвоведение. - 1979. - № 1. – С. 79-87. 174. Медведева О.П. Необменно-фиксированный калий удобрений как показатель обеспеченности растений доступным калием // Агрохимия. – 1983. - № 11. – С. 25-31. 151 175. Мелашич А.В., Мацко П.В. Влияние систем удобрения на агрохимические свойства темно-каштановой почвы и продуктивность орошаемого севооборота // Агрохимия. – 1998. - № 12. – С. 10-14. 176. Мерзлая Г.Е., Семин В.Ю., Надежкин С.М. Плодородие чернозема при длительном применении удобрений // Плодородие. – 2007. - № 3. – С. 1112. 177. Методические и организационные основы проведения агроэкологического мониторинга в интенсивном земледелии / Под общей ред. Н.З. Милащенко, Ш.И. Литвака, Л.К. Щевцовой и др. - М:. ВИУА, 1991. - 356 с. 178. Методические указания по проведению локального мониторинга на реперных участках. – М.: ФГНУ Росинформагротех, 1993. – 46 с. 179. Методические указания по проведению локального мониторинга на реперных и контрольных участках. – М.: ФГНУ Росинформагротех, 2006. – 76 с. 180. Милащенко Н.З., Соколов О.А., Брайсон Т. и др. Устойчивое развитие агроландшафтов. Т. 1. – Пущино: ОНТИ ПНЦ РАН, 2000. – 316 с. 181. Милащенко Н.З., Соколов О.А., Брайсон Т. и др. Устойчивое развитие агроландшафтов. Т. 2. – Пущино: ОНТИ ПНЦ РАН, 2000. – 282 с. 182. Минакова О.А., Александрова Л.В., Мельникова М.Г. Динамика фосфатного режима чернозема выщелоченного при длительном применении удобрений в зернопаропропашном севообороте лесостепи ЦЧР // Агрохимия. – 2013. - № 5. – С. 9-17. 183. Минакова О.А., Александрова Л.В., Тамбовцева Л.В. Влияние 70летнего применения удобрений на плодородие чернозема выщелоченного Лесостепи ЦЧР и урожайность культур зерно-свекловичного севооборота // Агрохимия. – 2009. - № 4. – С. 31-37. 184. Минеев В.Г. Агрохимия и экологические функции калия. – М.: Изд-во МГУ, 1999. – 332 с. 185. Минеев В.Г. Агрохимия. - М.: Колос, 2004. - 719 с. 152 186. Минеев В.Г. История и состояние агрохимии на рубеже XXI века. – М.: МГУ, 2006. – 795 с. 187. Минеев В.Г. Плодородие почвы как важнейший экологический фактор в жизни человека // Структурно-функциональная роль почвы в биосфере. - М.: ГЕОС, 1999. – С. 203-208. 188. Минеев В.Г. Химизация земледелия и природная среда. - М.: Агропромиздат, 1990. - 254с. 189. Минеев В.Г., Дебрецени Б., Мазур Т. Биологическое земледелие и минеральные удобрения. - М: Колос, 1993. - 415 с. 190. Минеев В.Г., Шевцова Л.К. Влияние длительного применения удобрений на гумус почвы и урожай культур // Агрохимия. – 1978. - № 7. – С. 134-141. 191. Михеева И.В. Изменение пространственной вариабельности свойств почвы при антропогенном воздействии // Почвоведение. - 1997. № 1. – С. 102-109. 192. Мищенко Л.Н., Халилова С.Д. Некоторые показатели экологического состояния почв степной зоны Омской области // Почвы Западной Сибири и их удобрение: сб. науч. тр. - Омск: ОмсХИ, 1991. – С. 8084. 193. Моргун Ф.Г., Шикула Н.К, Тарарико А.Г. Почвозащитное земледелие. - Киев: Урожай, 1983. - 240 с. 194. Морковкин Г.Г. Антропогенная трансформация почвообразования и плодородия черноземов в системе агроценозов (на примере степной зоны Алтайского края): дис. … д-ра с.-х. наук. – Барнаул, 2000. - 324 с. 195. Мукина Л.Р., Шпедт А.А. Запасы лабильного органического вещества в почвах агроценозов и залежей // Мелиорация и водное хозяйство. - 2008. - № 1. - С. 11-14. 196. Муха В.Д. Естественно-антропогенная эволюция почв (общие закономерности и зональные особенности). – М.: КолосС, 2004. – 271 с. 153 197. Муха В.Д. Общие закономерности и зональные особенности изменения почв главных генетических типов под воздействием сельскохозяйственной культуры: автореф. дис. … д-ра. с.-х. наук.- Харьков, 1979. – 36 с. 198. Муха В.Д. Общие закономерности и зональные особенности культурного почвообразовательного процесса // Тр. Харьк. с.-х. ин-та, 1976. Т. 223. – С. 3-9. 199. Муха В.Д. Основные характеристики культурной эволюции почв // Естественная и антропогенная эволюция почв. – Пущино, 1988. – С. 100106. 200. Муха В.Д., Картамышев Н.И., Муха Д.В. Агропочвоведение. - М.: КолосС, 2003. - 528 с. 201. Муха В.Д., Лазарев В.И. Изменение физико-химических свойств чернозема типичного при его длительном сельскохозяйственном использовании // Агрохимия. - 2003. - № 1. – С. 5-7. 202. Муха В.Д. Агрогенная трансформация чернозема типичного и серой лесной почвы лесостепи // Аграрная наука. - 2009. - № 8. - С. 15-17. 203. Мязин Н.Г. Влияние применения удобрений и мелиорантов на показатели почвенного плодородия // Агрохимия. - 1997. - № 2. – С. 26-30. 204. Надежкин С.М., Лебедева Т.Б., Арефьева М.В. Влияние известкования выщелоченного и применения и удобрений продуктивность на плодородие зернопропашного чернозема севооборота // Агрохимия. – 2006. - №10. – С. 5-14. 205. Назарюк В.М. Почвенно-экологические основы оптимизации питания растений. - Новосибирск: Изд-во СО РАН, 2007. - 364 с. 206. Наплекова H.H. Аэробное разложение целлюлозы микроорганизмами в почвах Западной Сибири. - Новосибирск: Наука, 1974. 250 с. 154 207. Никитин Е.Д. Почва как биокосная полифункциональная система, разнообразие и взаимосвязь почвенных экофункций // Структурно- функциональная роль почвы в биосфере. - М.: ГЕОС, 1999. – С. 74-81. 208. Никитишен В.И. Агрохимические основы эффективного применения удобрений в интенсивном земледелии. – М.: Наука, 1984. – 212 с. 209. Никитишен В.И. Плодородие почвы и устойчивость функционирования агроэкосистемы. - М.: Наука, 2002. - 258 с. 210. Никитишен В.И., Личко В.И., Овсепян Л.А. Доступность растениям остаточных фосфатов в последействии фосфорного удобрения // Плодородие. - 2006. - № 4. - С. 17-19. 211. Никитишен В.Н., Дмитракова Л.К., Заборин А.В. Продуктивность использования растениями калия на фоне длительного внесения удобрений в агроценозе // Агрохимия. – 1996. - № 2. – С. 11-20. 212. Никифоренко Л.И. Влияние удобрений и обработки почв на содержание в них гумуса // Агрохимия. - 1985. - № 8. – С. 105-122. 213. Никифоренко Л.И. Сезонная динамика агрохимических свойств почв сельскохозяйственного использования // Агрохимия. – 1990. - № 5. – С. 136-156. 214. Носко Б.С. Особенности антропогенной эволюции черноземов Украины // Материалы V Всероссийского общества почвоведов. - Ростов-наДону, 2008. - С. 190-192. 215. Овчаренко М.М. Сложный путь становления агрохимической службы Министерства сельского хозяйства Российской Федерации // Агрохимический вестник. - 2014. - № 2. - С. 2-3. 216. Олейник В.А. Изменение содержания гумуса при интенсивном земледелии // Изменение почв под влиянием антропогенных факторов: сб. науч. тр. – Кишинев, 1987. – С. 101-105. 217. Орлов В.Д. Гумусовые гумификации. – М.: МГУ, 1990. – 326 с. кислоты почв и общая теория 155 218. Орлов Д.С., Бирюкова О.Н., Розанова М.С. Реальные и кажущиеся потери органического вещества почвами Российской Федерации // Почвоведение. – 1996. - № 2. – С. 197-207. 219. Орлов Д.С., Трофимов С.Я., Бирюкова О.Н. и др. Дегумификация пахотных почв // Деградация и охрана почв. - М.: МГУ, 2002. – С. 196-233. 220. Орловский H.B. Рельеф и почвообразующие породы // Агрохимическая характеристика почв СССР. Средняя Сибирь. - М.: Наука, 1971. - С. 5-10. 221. Охинько И.П., Лапоников В.Н., Татошин И.Ф. и др. Динамика содержания гумуса южного карбонатного чернозема в зависимости от особенностей сельскохозяйственного использования // Агрохимия. – 1990. № 8. – С. 103-109. 222. Панников В.Д., Минеев В.Г. Почва, климат, удобрение и урожай. М: Агропроиздат, 1987. - 512 с. 223. Петербургский А.Б. Агрохимия и физиология питания растений. М.: Россельхозиздат, 1981. - 184 с. 224. Петербургский А.В. К.К. Гедройц о доступности растениям калия почвы и дальнейшее развитие этого вопроса // Почвоведение. – 1957. - № 11. – С. 88-97. 225. Петербургский А.В. Круговорот и баланс питательных веществ в земледелии. - М.: Наука, 1979. - 168 с. 226. Петербургский А.В., Кузнецов А.В. Изучение калия почвы в последние десятилетия: обзор // Сельское хозяйство за рубежом. - 1974. № 7. – С. 4-11. 227. Петербургский A.B., Репина O.A. Влияние высушивания на динамику обменного калия в серой лесной почве // Агрохимия. - 1976. № 10. – С. 55-58. 228. Поддымкина Л.М., Сафонов А.Ф., Золотарев М.А. Действие культур, удобрений и севооборота на содержание гумуса и кислотность почвы // Плодородие. – 2007. - № 3. – С. 12-13. 156 229. Подколзин А.И., Шкабарда С.Н. Состояние и динамика изменения поглощающего комплекса почв Центрального Предкавказья // Агрохимия. – 2008. - № 1. – С. 16-25. 230. Пономарева В.В. Плотникова Т.А. Гумус и почвообразование - Л.: Наука, 1980. – 222 с. 231. Попова Э.П., Любите Я.И. Биологическая активность и азотный режим почв Красноярской лесостепи. - Красноярск, 1975. - 272 с. 232. Попович П.Р., Басманов А.Е., Горбачев В.В. и др. Мониторинг состояния земель. - М.: Буквица, 2000. - 384 с. 233. Почвоведение / Под ред. В.А. Ковды, Б.Г. Розанова. Ч. 1. Почва и почвообразование. - М.: Высш. шк., 1988. - 400 с. 234. Просянникова О.И. Агрохимические параметры деградации почв Кемеровской области: дис. … канд. с.-х. наук. – Кемерово, 2004. – 162 с. 235. Просянникова О.И. Агрохимические параметры деградации почв Кемеровской области: автореф. дис. … канд. с.-х. наук. – Кемерово, 2004. – 23 с. 236. Прохорова З.А. Динамика питательного режима и окислительновосстановительных процессов в почвах поймы реки Москвы // Почвоведение. – 1957. - № 1. – С. 52-61. 237. Прохорова З.А., Фрид А.С. Изучение и моделирование плодородия почв на базе длительного полевого опыта. - М.: Наука, 1993. - 189 с. 238. Прудников П.В. Состояние почвенного плодородия в Брянской области // Агрохимический вестник. - 2003. - № 5. - С. 6-8. 239. Пузаченко Ю.Г. Математические методы в экологических и географических исследованиях. - М.: ИЦ Академия, 2004. - 416 c. 240. Пчелкин В.У. Почвенный калий и калийные удобрения. – М.: Колос, 1966. – 336 с. 241. Рабочая инструкция для зональных агрохимических лабораторий по крупномасштабному агрохимическому исследованию почв, проведению полевых опытов с удобрениями и составлению рекомендаций по 157 применению удобрений в колхозах и совхозах Восточной Сибири / Под ред. П.И. Крупкина, Л.П. Антипиной, Н.Г. Рудого и др. – М.: МСХ СССР, 1967. – 108 с. 242. Рейнфельд Л.Б. Изменение агрохимических свойств почв на стационарных участках при их сельскохозяйственном использовании // Агрохимия. – 1974. - № 9. – С. 47-52. 243. Рейнфельд Л.Б. Факторы определяющие обогащение почвы подвижным фосфором в год внесения удобрений // Агрохимия. – 1978. – № 2. – С. 42-47. 244. Рекомендации. Методология проведения работ учреждениями по мониторингу земель сельскохозяйственного назначения в соответствии с заданием Министерства сельского хозяйства / Под ред. Ю.А. Духанина, М.М. Овчаренко. - М.: МСХ РФ, 2010. - 20 с. 245. Розанов Б.Г. Генетическая морфология почв. - М: Изд-во Московского университета, 1975. - 293 с. 246. Розанов Б.Г. Морфология почв. - М: Академический проект, 2004. - 432 с. 247. Розанов Б.Г., Большаков В.А., Важенин И.Г. и др. Роль основополагающих докучаевских концепций в постановке и решении современных проблем мониторинга почв // 100 лет генетического почвоведения. – М.: Наука, 1986. – С. 203-210. 248. Розанов Б.Г., Таргульян В.О., Орлов Д.С. Глобальные тенденции изменения почв и почвенного покрова // Почвоведение. - 1989. - № 5. – С. 518. 249. Рудой Н.Г. Агрохимия почв Средней Сибири. – Красноярск: КрасГАУ, 2003. – 167 с. 250. Рудой Н.Г. Изменение плодородия черноземов Красноярского края при окультуривании // Агрохимическая характеристика почв СССР. Средняя Сибирь. - М.: Наука, 1971. – С. 206-236. 158 251. Рудой Н.Г. Фосфатное состояние почв и эффективность фосфорных удобрений в Средней Сибири: проблем. лекция. – Красноярск: КрасГАУ, 2003. - 26 с. 252. Рыбакова А.Н. Показатели плодородия постагрогенных серых почв залежей // Аграрная наука – сельскому хозяйству: мат-лы VIII международ. науч.-практ. конф., посвящ. 70-летию Алтайского ГАУ.Барнаул: АГАУ, 2013. – С. 195-197. 253. Рюбензам Э., Рауэ К. Земледелие. - М.: Колос, 1969. - 520 с. 254. Садовникова Н.А., Шмойлова Р.А. Анализ временных рядов и прогнозирование. - М.: МГУ, 2001. - 67 с. 255. Самойлова Е.М., Толчельников Ю.С. Эволюция почв. – М: МГУ, 1991. – 88 с. 256. Сапожников П.М. Физические параметры плодородия почв при антропогенных воздействиях: автореф. дис. … д-ра с.-х. наук. – Москва, 1994. – 48 с. 257. Сдобников С.С. Роль органических удобрений в повышении плодородия почвы в интенсивном земледелии // Плодородие почв и пути его повышения. - М.: Колос, 1983. – С. 146-153. 258. Сдобникова О.В. Фосфорные удобрения и урожай. – М.: Агрохимиздат, 1985. – 111 с. 259. Семина Е.В. Почвенный покров Красноярской лесостепи // Природное районирование центральной части Красноярского края и некоторые вопросы пригородного хозяйства. - М.: Изд-во АН СССР, 1962. С. 75-89. 260. Семина Е.В., Вередченко Ю.П. Черноземы Красноярской лесостепи и их провинциальные особенности // О почвах Урала, Западной и Центральной Сибири. – М.: Изд-во АН СССР, 1962. – С. 170-190. 261. Сергеев Г.М. Островные лесостепи и подтайга Приенисейской Сибири. - Иркутск: Вост. - Сиб. кн. изд-во, 1971. - 262 с. 159 262. Середа Н.А., Лукьянов С.А., Богданов Ф.М. и др. Изменение фонда обменного калия в черноземах Южного Урала при их длительном сельскохозяйственном использовании // Агрохимия. – 2000. - № 1. – С. 13-22. 263. Синявский И.В. Агрохимические и экологические аспекты плодородия черноземов Зауралья. - Челябинск: ЧГАУ, 2001. - 275 с. 264. Синягин И.И. Агротехнические условия высокой эффективности удобрений. - М.: Россельхозиздат, 1980. – 222 с. 265. Соколов А.В. Зафосфачивание почв и последействие фосфорных удобрений // Агрохимия. – 1976. - № 2. – С. 3-6. 266. Сорокина О.А. Агрогенная трансформация серых лесных почв. Красноярск: КрасГАУ, 2008. - 176 с. 267. Средняя Сибирь. - М.: Изд-во АН СССР, 1964. - 476 с. 268. Столяров А.И., Суетов В.П., Бодня С.В. Влияние многолетнего внесения удобрений в севообороте на фосфатный режим выщелоченного чернозема при орошении // Агрохимия. – 1993. - № 1. – С. 41-50. 269. Стрельченко Н.Е. Фосфатный режим переувлажненных почв Юга Дальнего Востока. – Владивосток: Дальневост. книжн. изд-во, 1982. – 142 с. 270. Струков Н.Т., Комарова В.М. Как сохранить плодородие почв Средней Сибири // Мелиорация и водное хозяйство. - 2000. - № 1. - С. 20-22. 271. Сычев В.Г. Тенденции изменения агрохимических показателей плодородия почв Европейской части России. - М.:ЦИНАО, 2000. - 187 с. 272. Танделов Ю.П. Научное обоснование повышения плодородия почв и эффективности удобрений Средней Сибири: дис. ... в виде науч. доклада дра с.-х. наук. – Красноярск, 1998. – 66 с. 273. Танделов Ю.П. Плодородие почв и эффективность удобрений в Средней Сибири. – М.: Изд-во МГУ, 1998. – 302 с. 274. Танделов Ю.П., Ерышова О.В. Особенности кислых почв Красноярского края и эффективность известкования. - Красноярск: КрасГАУ, 2003. – 147 с. 160 275. Танделов Ю.П., Ерышова О.В. Черноземы Красноярского края и проблема известкования. - Красноярск: КрасГАУ, 2005. - 20 с. 276. Тейт Р. Органическое вещество почвы. - M.: Мир, 1991. - 400 с. 277. Тибирькова Г.А., Плескова Н.Л., Крутских Л.П. Влияние длительного применения удобрений на плодородие почвы и урожайность надземной массы кукурузы по ротациям севооборота // Агрохимия. – 1994. № 1. – С. 44-50. 278. Титлянова А.А., Тесаржова М. Режимы биологического круговорота. - Новосибирск: Наука, СО, 1991. - 150 с. 279. Топтыгин В.В., Крупкин П.И., Пахтаев Г.П. Природные условия и природное районирование земледельческой части Красноярского края. Красноярск: Изд-во КрасГАУ, 2002. - 144 с. 280. Трубников Ю.Н. Изменение агрохимических свойств дерновоподзолистых и серых лесных почв в агроценозах // Почвы Сибири: сб. науч. тр. – Красноярск: Изд-во КрасГАУ, 2012. – Вып.4. – С. 115-122. 281. Тюрин И.В. Органическое вещество почвы и его роль в плодородии почв. – М.: Наука, 1965. – 320 с. 282. Тюрин Ю.Н., Макаров А.А. Анализ данных на компьютере. - М.: ИНФРА-М, 2003. - 544 с. 283. Уваров Г.И., Карабутов А.П. Изменения агрохимических свойств чернозема типичного при применении удобрений в длительном полевом опыте // Агрохимия. – 2012. - № 4. – С. 14-20. 284. Уваров Г.И., Соловиченко В.Д. Деградация и охрана почв Белгородской области. - Белгород: Отчий край, 2010. - 180 с. 285. Филон И.И. Влияние длительного применения удобрений и орошения на физико-химические свойства черноземов типичных различного гранулометрического состава // Агрохимия. - 1997. - № 12. - С. 12-16. 286. Филон И.И., Шеларь И.А. Содержание калия в черноземе типичном и темно-серой лесной почве при их сельскохозяйственном 161 освоении и длительном применении удобрений // Агрохимия. – 1999. - № 1. – С. 21-27. 287. Фокин А.Д. Идеи В.В. Докучаева и проблема органического вещества почв // Почвоведение. – 1996. - № 2. – С. 187-196. Фокин 288. функционировании А.Д. О роли природных и органического вещества сельскохозяйственных почв в экосистем // Почвоведение. - 1994. - № 4. – С. 40-45. 289. Фридланд Е. В. Влияние окультуривания на органическое вещество почв // Агрохимия. – 1985. - № 3. – С. 112-123. 290. Хазиев Ф.Х., Мукатанов А.Х., Багаутдинов Ф.Я. и др. Органическое вещество почв Башкирии. - Уфа: БНЦ УрО АН СССР, 1991. 273 с. 291. Хмелев В.А., Танасиенко А.А. Земельные ресурсы Новосибирской области и пути их рационального использования. – Новосибирск: Изд-во СО РАН, 2009. – 349 с. 292. Храмцов И.Ф., Безвиконный Е.В. Гумусное состояние чернозема выщелоченного при длительном применении удобрений // Агрохимия. - 1998. - № 4. – С. 25-28. 293. Храмцов И.Ф. Влияние длительного применения минеральных и органических агроценозов удобрений // на Длительное плодородие применение почвы и удобрений. продуктивность Агрохимические, агрономические и экологические аспекты: мат-лы междунар. науч.-практ. конф. – Новосибирск: Россельхозакадемия, 2011. – С. 46-52. 294. Чагина Е.Г., Берхин Ю.И., Хацевич И.В. Изменение плодородия почв при интенсивном земледелии. - Новосибирск: Наука СО, 1986. - 55 с. 295. Чевердин Ю.И. Закономерности изменения свойств почв ЮгоВостока Центрального Черноземья под влиянием антропогенного воздействия: автореф. дис. … д-ра биол. наук. – Воронеж, 2009. – 42 с. 162 296. Чендев Ю.Г., Авраменко Б.М., Мащенко Т.Н. Микрорегиональная оценка изменения содержания гумуса в пахотных почвах юга Среднерусской лесостепи // Агрохимия. - 1999. - № 11. - С. 24-29. 297. Черкашина А.А., Голубцов В.А., Силаев А.В. Постагрогенная трансформация почв Тункинской котловины (Юго-Западное Прибайкалье) // Известия Иркутского государственного университета. - 2015. - Т. 11. - С. 128–140. 298. Черников В.А., Милащенко Н.З., Соколов О.А. Устойчивость почв к антропогенному воздействию. – Пущино: ОНТИ ПНЦ РАН, 2001. – 203 с. 299. Чесняк О.А. Изменение плодородия мощного чернозема лесостепи УССР под влиянием сельскохозяйственной культуры: автореф. дис. … канд. с.-х. наук. – Харьков, 1965. – 34 с. 300. Чупрова В.В. Углерод и азот в агроэкосистемах Средней Сибири. – Красноярск: КГУ, 1997. – 166 с. 301. Чупрова В.В., Белоусов А.А., Кураченко Н.Л. и др. Легкогидролизуемое органическое вещество в почвах Средней Сибири // Современные проблемы почвоведения в Сибири: мат-лы межд. конф. – Томск: ТГУ, 2000. – С. 468-471. 302. Чупрова В.В., Кураченко Н.Л., Сорокина О.А. и др. Современное состояние земельных и почвенных ресурсов Красноярского края // Почвы Сибири: сб. науч. тр. – Красноярск: Изд-во КрасГАУ, 2012. – Вып.4. – С. 1337. 303. Шапошникова И.М., Новиков А.А., Игнатьев Д.С. и др. Гумусное состояние и азотный фонд чернозема обыкновенного // Агрохимия. – 2005. № 5. – С. 15-20. 304. Шарков И.Н. Исследование баланса углерода в почве в связи с применением органических и минеральных удобрений: автореф. дис. … канд. с.-х. наук. - Новосибирск, 1986. - 22 с. 163 305. Шарков И.Н. Минерализация и баланс органического вещества в почвах агроценозов Западной Сибири: автореф. дис. … д-ра. биол. наук. – Новосибирск, 1997. - 37 с. 306. Шарков И.Н. Удобрения и проблема гумуса в почвах // Почвоведение. - 1987. - № 11. – С. 70-81. 307. Шафран С.А. Прогнозирование обеспеченности подвижными формами фосфора и калия почв Нечерноземной зоны // Агрохимия. – 1997. № 5. – С. 5-13. 308. Шелюто Б.В., Станкевич С.И., Кукреш А.С. и др. Эффективность применения препаратов диазотрофных, фосфатмобилизующих микроорганизмов и регуляторов роста при создании культурных лугов. – Горки: Белорусская гос. с.-х. академия, 2005. – 144 с. 309. Шеуджен А.Х., Осипов М.А., Лебедовский И.А. и др. Влияние длительного применения удобрений на физико-химические свойства чернозема выщелоченного // Агрохимический вестник. - 2013. - № 6. - С. 2-3. 310. Шоба С.А. Морфология и морфогенез почв // Структурнофункциональная роль почв и почвенной биоты в биосфере. - М.: Наука, 2003. – С. 26-36. 311. Шпедт А.А. Оценка и оптимизация органического вещества почв сельскохозяйственных угодий Красноярского края. - Красноярск: КрасГАУ, 2013. - 230 с. 312. Шугалей Л.С. Антропогенез лесных почв юга Средней Сибири. Новосибирск: Наука, СО, 1991. - 185 с. 313. Шугалей Л.С. Влияние сезонной мерзлоты на почвообразование в лесостепной зоне // Почвы зоны КАТЭКа. - Красноярск: ИЛиД СО АН СССР, 1981. - С. 65-72. 314. Щеглов Д.И. Черноземы центра Русской Равнины и их эволюция под влиянием естественных и антропогенных факторов. - М.: Наука, 1999. 214 с. 164 315. Щербаков А.П., Рудай И.Д. Плодородие почв, круговорот и баланс питательных веществ. - М.: Колос, 1983. - 189 с. 316. Ягодин Б.Я., Жуков Ю.П., Кобзаренко В.И. Агрохимия. - М: Колос, 2002. - 584 с. 317. Якименко В.Н. Изменение агрохимических свойств почвы в агроценозах // Агрохимические свойства почв и приемы их регулирования: мат-лы междунар. науч.-прак. конф. – Новосибирск, 2009. – С. 98-104. 318. Якименко В.Н. Калий в агроценозах Западной Сибири. – Новосибирск: СО РАН, 2003. – 231 с. 319. Якименко В.Н. Калий в почвах агроценозов Западной Сибири: дис. … д-ра биол. наук. – Новосибирск, 2003. – 306 с. 320. Якименко В.Н. Калийный фонд почвы в агроценозах Западной Сибири // Плодородие. - 2002. - № 2. - С. 26-28. 321. Якименко В.Н. Эффективность калийных удобрений на почвах с разной обеспеченностью калием // Агрохимия. – 1995. - № 12. – С. 71-75. 322. Янова Г.Н. Изменение физико-химических свойств черноземов мощных малогумусных при интенсивном земледелии в условиях западной лесостепи Украины // Агрохимия. – 1992. - № 4. – С. 69-74. 323. Bai Z.G, Dent D.L., Olsson L. et al. Global assessment of land degradation and improvement. - Wageningen: ISRIC, 2008. – 70 р. 324. Bui E.N., Loeppert R. H., Wilding L.P. Carbonate phases in calcareous soils of the western United States // Soil Sci. Soc. Amer. J – 1990. - V. 54. - № 1. – P. 39-45. 325. Davidson E.A., Ackerman I.L. Changes in soil carbon inventories following cultivation of previously untilled soils // Biogeochemistry. - 1993. V.20. - P. 161-193. 326. Dobrowolski G.W. Soil degradation - the threat of global ecological crisis // Age of Globalization. – 2008. - № 2. – P. 34 – 42. 327. Dupuis M. La repatriation granulometrigue des carbonates dans les sols // Sci. sol. - 1975. - № 4. – P. 249-270. 165 328. Guo L.B., Gifford R.M. Soil carbon stocks and land use change: a meta analysis // Global Change Biology. - 2002. - V. 8. - P. 345-360. 329. Paustian K., Andren O., Janzen H. et al. Agricultural soils as a sink to mitigate CO2 emissions // Soil use and management. - 1997. - V. 13. - P. 230-244. 330. Post W.M., Kwon K.C. Soil carbon sequestration and land use change: processes and potential // Global Change Biology. - 2000. - V. 6. - P. 317-327. 331. Ryan J. Phosphorus and its utilization in soils of dry regions // Geoderma. – 1983. – V. 29. - № 4. – P. 341-354. 332. Smith P., Powlson D.S., Smith J.U. et al. Meeting Europe’s climate change commitments: quantitative estimates of the potential for carbon mitigation by agriculture // Global Change Biology. - 2000. - V. 6. - P. 525-539. 333. Stolbovoi V.S., Fischer G. A new digital georeferenced database of soil degradation in Russia // Advances in GeoEcology. – 1998. - № 31. - P. 143-152. 334. Taylor H., Mathere A., Lotapoith F. Pans in the southern Creat Plains. Soil. I. Why root restricting pans accur // Agron. J. - 1964. - V. 56. - № 5. - P. 328352. 335. Trouse A. Are your fertilizers beinsutilised // Farm chemicals. - 1978. V. 141. - № 6. - P. 26-30. 336. Trow - Smith R. Danger sour land ahead // Farmes Weekly. - 1978. - V. 88.-№16. - p. III-XI.
