Россия
УДК 631.42 Почвенные исследования. Почвенный анализ
УДК 631.417.2 Гумус
Проведена оценка варьирования содержания гумуса почвах земель разного сельскохозяйственного использования. Объектом послужили почвы обрабатываемого поля и залежи более 15 лет. Установлено, что содержание гумуса в почвах на пашне составило 1,4-3,5 % (V = 15,5-33,9 %), на залежи – 1,6-3,3 % (V = 17,0-34,8 %). Выведение поля из оборота на 15 лет не приводит к математически доказанным изменениям содержания гумуса в почвах.
плодородие почв, органическое вещество, пашня, залежь, размах варьирования, коэффициент вариации, дисперсия
В каждом регионе условия гумусообразования различны, что связано, как с влиянием природных факторов почвообразования, так и со степенью освоенности территории, и с уровнем интенсификации земледелия. Сельскохозяйственное использование земель агроландшафтов в зависимости от антропогенной нагрузки приводит к изменению уровня гумуса в почве в лучшую или худшую сторону [1-4]. Гумус, самое труднорегулируемое свойство, которое оказывает немаловажную роль в получении урожайности культур [5, 6]. Для рационального использования почв в сельском хозяйстве необходимо проводить детальную оценку пространственного варьирования свойств почв и в т.ч. гумуса [7-10].
Цель работы – установить пространственное варьирование содержания гумуса в почвах c разной антропогенной нагрузкой.
Объекты и методы исследований. Исследования проводили на земельных участках ФГБОУ ВО Пермского ГАТУ Пермского района Пермского края. Территория объектов исследований определяется координатами 56.276-56.303 (широта) и 57.942-57.949 (долгота). Объект исследований – почвы участков. Сельскохозяйственное использование полей различное: объект № 1 – пашня, объект № 2 – залежь более 15 лет (рис. 1а). Отбор почвенных образцов проводили по фиксированной сетке 100 м×200 м с глубины 0-20 см. Профиль рельефа обследуемых полей представлен на рисунке 1б и 1в. Почвенный покров полей представлен мелкоподзолистой, дерново-бурой, дерново-мелкоподзолистой и дерново-грунтово-глееватой среднегумусной перегнойной почвами (рис. 1д). На участке № 1 преобладает дерново-бурая почва, на втором – мелкоподзолистая. В связи с периодической затопляемостью участка № 2 в нижней части склона сформировалась дерново-грунтово-глееватая среднегумусная перегнойная почва, занимающая около 7 га. По гранулометрическому составу все почвы тяжелые.
Рисунок 1. Графическая характеристика объектов исследований
Определение содержания органического вещества в почвах проводили фотоколориметрически по методу Тюрина в модификации ЦИНАО (ГОСТ 26213-91). Математическую обработку полученных результатов проводили в программах Microsoft Excel и STATISTICA. Снимок месторасположения объектов исследований и профиль рельефов сделаны в программе Google Earth Pro. Для построения картосхемы почв объектов использовали QGIS Desktop 3.6.3, SAS.Planet.Release.200606 и Google Earth Pro.
Результаты исследований. Анализ почвенных образцов показал, что по исследуемым полям среднее содержание гумуса в почвах составляет 2,2 %. Пятьдесят процентов выборки по содержанию гумуса в почвах на пашне находилось в диапазоне от 1,9 до 2,4 %, на залежи – 1,8-2,5 %. Наибольший размах варьирования изучаемого показателя отмечен на поле № 1 и составил 2,1 %, что говорит об изменчивости содержания гумуса в пределах поля (рис. 2). Без антропогенной нагрузки происходит постепенное стабилизация свойств почв и возврат их агрохимических свойств к исходным значениям. На залежи размах варьирования несколько ниже и составил 1,7 %.
Рисунок 2. Диаграммы размаха содержания гумуса в почвах полей
пашни и залежи
Коэффициент вариации содержания гумуса в почвах пашни равен 26 %, что характеризует значительную изменчивость признака. В верхней части склона содержание гумуса варьирует от 2,1 до 2,6 %, нижней части склона – от 1,9 до 2,4 %. Изменчивость признака средняя, коэффициент вариации составил соответственно 15,5 и 15,9 %. Наибольшее изменение уровня гумуса в почвах отмечено на середине склона, его количество изменялось от 1,4 до 3,5 %, а коэффициент вариации составил 33,9 %, что характеризуется значительной изменчивостью признака. Варьирование содержания гумуса в почвах на разных элементах склона подтверждается дисперсией, которая составила для верхней и нижней части склона 0,1, а для средней части – 0,6.
На залежи коэффициент вариации содержания гумуса в почвах составил 23 %, что характеризует изменчивость признака как среднюю. При детальном рассмотрении изменения уровня гумуса в пределах поля также отмечено варьирование его по элементам склона. В верхней части склона содержание гумуса варьирует от 1,6 до 2,5 %, нижней части склона – от 1,9 до 2,5 %. Изменчивость признака средняя, коэффициент вариации составил соответственно 17,0 и 19,8 %. На середине склона отмечено наибольшее изменение уровня гумуса в почвах, его количество изменялось от 1,4 до 3,3 %, а коэффициент вариации составил 34,8 %, что также характеризуется значительной изменчивостью признака. Дисперсия на разных элементах склона составила для верхней части склона 0,1, нижней – 0,2, средней части – 0,7.
Рассчитанный коэффициент Стьюдента (tc) для двух выборок (пашня и залежь) составил – -0,1, что ниже tcтабл. = 2,1 при доверительной вероятности 0,95. Полученное выражение свидетельствует об отсутствии различий в содержании гумуса в почвах пашни и залежи. Возможно, это связано с тем, что на пашне для сохранения уровня гумуса в почвах периодически вносят органические удобрения в средних рекомендуемых дозах, а на залежи поступающие растительные остатки еще не трансформировались в гумус.
Заключение. Выведение поля из оборота на 15 лет не приводит к математически доказанным изменениям содержания гумуса в почвах. Максимальное варьирование содержания гумуса в почвах отмечено на средней части склона как на пашне, так и на залежи. В верхней и нижней части склона изменчивость содержания гумуса можно охарактеризовать как среднюю. Для сохранения почвенного плодородия при использовании пашни рекомендуется вносить органические удобрения не реже чем один раз за ротацию севооборота и соблюдать противоэрозионные мероприятия по обработке почв. Для залежи, в связи с периодической затопляемостью, рекомендуемое использование – культурный сенокос, а для сохранения гумуса в почвах оставлять накопленную растительную биомассу.
1. Самофалова И.А., Мудрых Н.М. Пространственная неоднородность гумусообразования // АгроЭкоИнфо. 2017. № 4(30). С. 11. EDN: https://elibrary.ru/YNGYKL
2. Афанасьева Т.И., Труфанов А.М., Иванова М.Ю., Цвик Г.С. Динамика содержания гумуса почвы при различном по интенсивности её сельскохозяйственном использовании // Вестник АПК Верхневолжья. 2021. № 3(55). С. 5-11. DOI: https://doi.org/10.35694/YARCX.2021.55.3.001; EDN: https://elibrary.ru/METEQI
3. Куликова A.Х., Яшин Е.А., Черкасов Е.А., Волкова Е.С. Роль органических удобрений (соломы, сидератов, пожнивнокорневых остатков) в воспроизводстве и сохранении гумуса в почве// Вестник Ульяновской государственной сельскохозяйственной академии. 2022. № 167(4(60)). С. 53-58. DOI: https://doi.org/10.18286/1816-4501-2022-4-53-58; EDN: https://elibrary.ru/NBJZSH
4. Нилогова Е.А., Кондратьева М.А., Самофалова И.А. Влияние вида угодий на свойства агродерново-подзолистой почвы // В сборнике: Экологическая безопасность в условиях антропогенной трансформации природной среды. Материалы всероссийской научной конференции молодых ученых, посвященной памяти Н.Ф. Реймерса и Ф.Р. Штильмарка. Под редакцией С.А. Бузмакова. Пермь, 2023. С. 158-163. EDN: https://elibrary.ru/DWNGQX
5. Трубников Ю.Н., Шпедт А.А. Модели урожайности зерновых культур в зависимости от содержания в почве органического вещества // Вестник КрасГАУ. 2021. № 10(175). С. 108-113. DOI: https://doi.org/10.36718/1819-4036-2021-10-108-113; EDN: https://elibrary.ru/FEUYIV
6. Масютенко Н.П., Кузнецов А.В., Масютенко М.Н., Припутнева М.А. Связь показателей гумусного состояния чернозема типичного с урожайностью озимой пшеницы // Земледелие. 2019. № 8. С. 26-29. DOI: https://doi.org/10.24411/0044-3913-2019-10806; EDN: https://elibrary.ru/QJMQFL
7. Самсонова В.П., Кротов Д.Г., Лавринова Е.Ю. пространственная изменчивость агрохимических свойств сельскохозяйственных угодий Брянской области // Агрохимия. 2017. № 7. С. 11-18. DOI: https://doi.org/10.7868/S000218811707002X; EDN: https://elibrary.ru/WGXZYB
8. Cong Zhong Spatial variation of soil organic matter and its influencing factors in Guangxi, China // Scientia Geographica Sinica. 2020. № 40(3). Pp. 478-485.
9. Каюгина С.М., Ерёмина Д.В. Пространственная вариабельность гумусового состояния собственно-серых лесных почв Северного Зауралья // Известия Оренбургского государственного аграрного университета. 2022. № 3(95). С. 21-25. DOI: https://doi.org/10.37670/2073-0853-2022-95-3-21-26; EDN: https://elibrary.ru/VGFZOC
10. Bresilla, B., Demelezi, F., Szegi, T., Gjinovci, G., et al. Spatial distribution of soil organic carbon content in the agricultural land uses: Case study at the territory of the Rahoveci municipality, Kosovo // Eurasian Journal Of Soil Science (EJSS). 2023. № 12(3). Pp. 205-214.
