Оренбургский государственный университет

Физические свойства целинных и пахотных почв Оренбургского Предуралья как функция амфифильных компонентов гумуса и их динамика в ряду географической зональности

Соглашение № 19 от 30.06.2014 г.

Руководитель проекта: аспирант Достова Т.М.

Объектом исследования являлись физические свойства (водопроницаемость, плотность, структурный состав) и органическое вещество выщелоченных и типичных черноземов южной лесостепи, обыкновенных черноземов настоящей степи, южных черноземов засушливой степи и аридных темно-каштановых почв Предуралья, расположенных под хорошо сохранившейся естественной растительностью (целина) и на участках интенсивного сельскохозяйственного использования (пашня).

Целью проекта является изучение зависимости между физическими свойствами почв как важнейшего условия продуктивности агроценозов и амфифильными составляющими гумуса основных подтипов почв Оренбургского Предуралья и исследование их динамики под влиянием длительного сельскохозяйственного освоения.

Для достижения цели были поставлены следующие задачи:

• провести определение основных физических свойств целинных и старопахотных почв, регулирующих продуктивность агроландшафтов;
• оценить содержание общего гумуса и его запасов основных подтипов почв Оренбургского Предуралья, а также их изменение под влиянием сельскохозяйственного использования;
• определить качественные характеристики (фракционно-групповой состав) гумуса почв, расположенных под хорошо сохранившейся естественной растительностью (целина) и на участках интенсивного сельскохозяйственного использования (пашня);
• исследовать дифференциацию гидрофобно-гидрофильных компонентов гумусовых веществ исследуемых почв;
• провести математическую обработку полученных данных для выяснения степени зависимости физических свойств почв от амфифильных компонентов их органического вещества.

В Оренбургском Предуралье в ряду географической зональности при смене климатических условий по сумме температур выше 100 °С от 2 200–2 400 до более 2 600 °С, гидротермического коэффициента — от более 0,8 до менее 0,5, формируются биоклиматические зоны, характеризующиеся сменой растительных ассоциаций и, соответственно, почв от кострово-разнотравной с черноземами выщелоченными к разнотравно-ковыльно-типчаковой с черноземами типичными, ковыльно-типчаковой с черноземами обыкновенными, типчаково-ковыльной с черноземами южными, и к полынково-ковыльно-типчаковой с темно-каштановыми почвами.

Перечисленные экологические условия гумусообразования определяют самое высокое содержание гумуса в черноземах типичных, а самое низкое — в темно-каштановых почвах. Они же явились причиной динамики в исследуемых почвах качества гумуса.

Такие динамичные физические свойства, как плотность почв и водопроницаемость изменяются в указанной последовательности от черноземов типичных и выщелоченных к темно-каштановым почвам в связи с изменением содержания и качества гумуса при относительном постоянстве гранулометрического состава и плотности твердой фазы почвы.

Экспериментально установлена зависимость между амфифильными свойствами почвенной органики и физическими свойствами почв (структурный состав, плотность, водопроницаемость).

Системный анализ данных показывает, что антропогенное воздействие приводит к существенным изменениям в гумусном режиме почвы. Так, при длительном сельскохозяйственном использовании почвы происходит снижение содержания гумуса в среднем на 7,23 %, что в свою очередь сказывается на равновесии гидрофильных и гидрофобных компонентов, характеризующемся соотношением С_гк/С_фк. Достаточное количество гидрофобных веществ для формирования устойчивых почвенных агрегатов и в то же время необходимое количество гидрофильных компонентов, которые представляют собой основной запас легкодоступных питательных веществ, обеспечивают распределение минеральных элементов по почвенному профилю, что в свою очередь благоприятно влияет на плодородие почвы.