Состав и свойства почв Всероссийского научно-исследовательского института сахарной свеклы и сахара имени А. Л. Мазлумова и пути их рациона

От гранулометрического  состава почв и почвообразующих  пород в значительной степени  зависит интенсивность многих почвообразовательных процессов, связанных с превращением, перемещением, накоплением органических и минеральных соединений в почве. Он оказывает существенное влияние на водно-физические, физико-механические, химические, физико-химические, воздушные и тепловые свойства, поглотительную способность и накопления в почве гумуса. 

Для познания свойств  и функций почвы в целом  и управления ими недостаточно изучения какого либо одного уровня, а необходимо исследование взаимодействия всех уровней организации почвы.   В качестве основных структурных составляющих в почве, прежде всего, выделяются гранулометрический, минералогический и агрегатный состав [А.Д. Воронин, 1986].

Гранулометрический состав и структура почв определяет собой все водно-физические свойства почв, поэтому из группы водно-физических свойств мы остановились на определении только механического состава и структуры почв.

Гранулометрический и микроагрегатный состав почв института представлен в таблице 8.

    Механический  состав почв института, как  это видно из таблицы №8, представлен  глиной, тяжелыми суглинками и  супесью. В глинистых разностях фракция < 0.001 представлена довольно большими величинами от 30 до 50%. Это указывает на то, что эти почвы могут обладать высоким плодородием и хорошей структурой.

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 8. – Гранулометрический (в числителе) и микроагрегатный состав (в знаменателе) почв института в %. 

Глубина, см	Размер фракций  и микроагрегатов, мм							Название почв по гранулометрическому составу
	1-0,25	0,25-0,05	0,05-0,01	0,01-0,005	0,005-0,001	< 0.001	Физическая глина < 0.01
1	2	3	4	5	6	7	8	9
Типичный чернозем
0-20	12.37	14.65	23.87	15.68	13.88	19.55	49.11	Суглинок тяжелый
	27.05	29.73	34.94	2.43	4.43	1.42
40-60	23.54	5.37	22.88	13.72	11.11	23.37	53.05	-//-
	29.60	34.09	28.32	3.70	1.99	2.35
65-85	23.25	5.98	22.35	12.26	6.85	29.31	48.52	-//-
	29.55	30.64	27.80	2.35	5.97	3.69
90-105	18.90	4.68	21.87	11.27	7.47	35.85	54.59	-//-
	25.52	39.21	31.46	4.66	6.82	2.33
130-140	24.39	10.36	17.02	10.08	7.07	31.12	48.27	-//-
	32.72	10.50	4.12	31.11	13.62	0.84
Типичный чернозем увеличенной мощности
0-10	5.17	0.5	33.39	11.52	7.98	41.93	61.43	Глина легкая
	8.93	26.69	43.71	4.16	13.20	3.30
45-56	4.46	1.67	23.81	12.22	16.71	35.81	64.74	-//-
	10.96	46.23	23.78	6.29	10.11	2.63
	9.40	33.15	22.39	20.20	10.48	4.38
125-145	8.15	8.67	23.55	13.26	14.36	32.03	59.65	-//-
	11.86	23.71	32.34	16.67	10.16	5.26
150-165	11.85	4.13	9.37	47.35	21.91	14.62	83.88	глина
	17.51	34.38	27.57	3.60	11.96	5.02
Типичный чернозем уменьшенной мощности
0-10	4.30	0.09	3.02	12.68	11.93	40.18	64.79	Глина легкая
	5.23	28.04	49.60	12.11	2.71	2.28
120-130	3.47	5.03	29.98	12.17	18.06	31.29	61.52	-//-
	5.58	39.97	31.96	7.28	11.05	4.13
Выщелоченный  чернозем
0-20	21.76	2.87	24.22	8.50	8.53	34.12	51.18	Суглинок тяжелый
	20.94	20.34	24.90	14.92	6.98	2.92
25-40	17.96	10.52	17.66	8.50	10.76	35.04	53.30	-//-
	23.22	23.97	42.96	3.44	1.94	4.47
50-70	6.07	19.49	16.72	10.69	6.78	40.25	57.72	-//-
	24.46	25.75	34.05	5.69	6.77	3.28
80-100	20.73	14.30	10.93	9.53	9.36	35.15	54.04	-//-
	26.69	24.23	36.69	3.68	5.20	3.51
105-125	16.31	11.41	24.67	9.48	4.59	33.54	47.61	-//-
	24.94	27.91	31.35	6.34	5.02	3.44
Выщелоченная  гумусированная супесь
0-20	59.49	12.32	6.48	3.20	3.12	12.72	19.64	Супесь
	81.08	8.82	6.06	1.94	1.46	0.64
34-54	72.16	6.15	1.42	3.41	0.81	12.64	16.86	-//-
	77.10	8.40	10.16	1.87	1.70	1.57
1	2	3	4	5	6	7	8	9
130-145	66.08	15.34	4.50	1.37	1.28	11.43	14.08	-//-
	85.56	3.51	6.59	1.77	1.77	0.80
150-170	67.88	16.32	4.02	0.40	0.27	11.11	11.78	-//-
	72.26	14.52	7.60	2.81	2.73	0.08
Оподзоленный  чернозем
0-20	4.87	0.39	32.12	15.49	0.95	46.18	62.62	Глина легкая
	8.62	32.26	43.04	7.44	5.83	2.79
35-50	6.28	2.22	28.41	17.15	13.70	33.24	64.09	Суглинок тяжелый
	9.77	35.64	40.15	5.18	1.54	7.69
90-105	9.25	9.59	25.21	11.19	8.14	36.62	55.95	-//-
	11.04	25.41	39.26	7.27	10.94	6.05
145-160	7.14	8.81	22.34	10.78	7.07	43.86	51.71	-//-
	5.24	42.66	13.52	14.04	6.94	17.58
Оподзоленный  чернозем уменьшенной мощности
0-10	4.83	3.38	30.66	15.76	5.92	39.45	61.13	Глина легкая
	7.19	18.95	52.15	9.39	10.06	2.26
15-25	4.29	9.90	24.60	14.90	12.27	33.59	61.21	-//-
	6.06	18.43	50.07	3.10	21.84	0.57
50-70	3.41	7.44	17.92	5.96	22.84	42.43	71.23	-//-
	6.78	19.87	43.99	10.67	14.27	4.39
80-130	4.93	2.24	25.38	16.89	7.28	42.28	66.45	-//-
	10.49	10.75	60.48	2.54	13.91	1.80

 

 

 Глинистые и тяжелосуглинистые  почвенные разности на территории  института занимают основные  площади в отделении «Центральное»  и «Глушица» и лишь в отделении «Красное» глинистые почвенные разности переходят в суглинистые, а последние в супесчаные. Суглинистые почвы содержат значительное количество песчаных частиц от 12,37 до 24,39% и в то же время с большим содержанием частиц меньше 0,001 мм в диаметре. Супесчаные имеют от 59,49 до 72,16% песчаных частиц и лишь от 9 до 12 12,64% илистых частиц. В связи с таким гранулометрическим составом супесчаные почвы являются мало плодородными, способность к структурообразованию у них не велика. Если в глинистых и суглинистых почвах в основном гранулометрические частицы представлены в форме микроагрегатов, особенно частицами размером меньше 0,001 мм, то в супесчаных почвах они находятся в частично-раздельном состоянии, а не в форме микроагрегатов.

Структура почв (табл.9) глинистых, суглинистых и супесчаных также различна.

 

Таблица 9. -    Структура почв института в %

Глубина взятия проб, см	Размер агрегатов, мм
	Сухое просеивание										Мокрое просеивание
	> 10	10-7	7-5	5-3	3-2	2-1	1-0,5	0,5-0,25	<0,25	>0-25	> 3	3-2	2-1	1-0,5	0,5	<0,25	>0,25
Типичный чернозем увеличенной мощности, глинистый
0-10	23.5	7.51	6.92	9.92	7.64	8.91	15.19	11.85	8.15	91.85	2.66	1.8	6.36	13.76	15.46	59.94	40.06
45-55	28.55	7.97	7.89	13.26	7.59	8.47	12.43	8.86	5.99	94.01	3.02	0.36	1.96	18.14	23.32	53.2	46.8
Типичный чернозем, суглинистый
0-20	16.22	6.40	5.64	8.84	5.66	6.98	17.09	19.98	13.0	87.0	-	0.08	0.8	11.62	22.74	64.76	35.24
20-45	15.08	6.42	6.59	14.99	4.85	10.44	14.90	15.24	11.41	88.59	0.54	2.24	10.62	24.26	19.34	43.0	57.00
Типичный чернозем уменьшенной мощности, глинистый
0-10	38.0	8.85	5.49	6.94	5.37	7.33	12.88	8.97	4.81	95.19	0.00	0.28	1.66	17.56	22.5	68.5	31.5
30-40	24.0	7.62	6.8	13.07	9.74	9.95	13.08	9.16	5.68	94.32	0.64	1.56	5.75	16.24	18.02	57.84	42.16
Выщелоченный  чернозем, т. суглинистый
0-20	29.26	7.5	5.91	8.2	5.14	5.87	11.97	14.48	11.39	88.61	-	0.10	0.60	7.06	23.80	68.42	31.58
25-40	14.27	6.64	5.36	16.0	11.34	10.29	13.47	12.46	9.85	90.15	0.04	0.48	5.06	21.8	30.28	57.66	42.34
Выщелоченная  гумуссированная супесь
0-20	24.34	4.92	4.32	4.27	3.09	2.83	16.18	31.90	8.0	92.00	-	-	1.4	29.4	39.34	29.86	70.14
20-40	21.86	5.57	4.01	3.91	2.93	3.21	21.58	29.88	6.96	93.04	-	-	0.8	26.74	44.0	29.20	70.80
Оподзоленный  чернозем
0-10	29.47	5.67	5.68	8.03	6.58	7.69	15.59	12.07	9.02	90.98	1.16	0.3	0.96	7.22	18.24	72.12	27.88
35-50	17.82	9.53	15.34	22.52	11.14	7.93	9.15	5.04	3.27	96.73	-	0.26	7.04	24.61	28.38	39.71	60.29
Оподзоленный  чернозем уменьшенной мощности
0-10	40.0	5.62	4.83	7.35	4.85	5.76	12.05	10.54	8.61	91.39	-	0.26	2.74	9.26	17.58	70.16	29.84
15-25	22.42	10.1	9.49	13.03	8.28	8.58	12.49	8.96	6.48	93.52	0.04	0.16	0.76	7.34	20.3	71.40	28.60

 

В глинистых и суглинистых  почвах при сухом просеивании  от 87 до 97% составляют агрегаты крупнее 0,25 мм, в супесчаных почвах на первый взгляд агрегаты этих размеров тоже составляют 92-93,04%, но если сравнить эти величины с фракцией крупнее 0,25 мм (табл. 8), то становится ясно, что эти 92-93.04% 59-72.16% (от абс. сухой почвы) представлены песчаными частицами, а не агрегатами. Только 20-40% частиц находится в агрегированном  состоянии. При мокром просеивании, количество агрегатов в супесчаных почвах меньше 0,25 мм – около 29%.    Таким образом, практически супесчаные почвы не содержат агрегатов, которые бы создавали в них благоприятные водно-физические условия для роста и развития растений.

В глинистых и суглинистых  почвах при мокром просеивании количество агрегатов крупнее 0,25 мм резко уменьшается. Это явление говорит о слабой водопрочности агрегатов всех почв института, в результате чего происходит образование в летнее время больших сцементированных глыб и комков. На глыбообразование пахотного слоя, кроме автора данной работы, указывал Н.Д. Васько (1949).

Глыбообразование присуще  всем полям института (кроме полей  на супесчаных почвах), но с различной степенью выраженности этого явления для отдельных культур, которые в нисходящем порядке (по схеме выраженности глыбообразования) располагаются так: яровая пшеница (96-64% глыб), высадки (88-50%), овес (63-62%), ячмень (61-53%), свекла (37-52%), озимая пшеница (42-43%), травосмесь I и II года пользования (33-40%).

В течение вегетации  каждой культуры намечается общая тенденция нарастания глыб от весны (посева) к периоду максимального использования влаги растением, или к периоду максимального иссушения почвы. В связи с такой структурой почв необходимо применять все имеющиеся средства, направленные на восстановление структуры почвы и увеличение ее водопрочности, а также выявлять и применять новые приемы восстановления структуры почвы, в том числе и искусственные структурообразователи.

Особенно необходимо изучать и применять приемы по восстановлению структуры почвы при возделывании сахарной свеклы, так как при интенсивной механической обработке посевов этой культуры происходит разрушение структуры почвы.

Ввиду плохой структуры  водный режим почвы института  неустойчив, стихийный и целиком  зависит от выпадающих осадков. Для примера приведем количество осадков и влажности почвы под сахарной свеклой на типичном тяжелосуглинистом черноземе (табл. 10).

 

Таблица 10. - Осадки, мм и урожай сахарной свеклы.

 

М-цы   Годы	I	II	III	IV	V	VI	VII	VIII	IX	X	XI	XII	Сумма за V-IX	Урожай сах. свеклы, т/га
1957	12.3	77.5	41.8	15.9	84.9	36.8	80.1	54.9	39.9	20.5	36.7	23.7	297	34,70
1958	30.3	39.9	39.3	72.1	81.8	13.9	40.5	66.7	36.2	38.7	6.8	49.7	349	22,14
1959	56.2	7.9	17.6	44.0	37.0	51.1	22.4	18.6	9.8	29.6	13.4	50.3	254	17,69
1960	49.7	5.3	28.1	58.6	40.8	12.4	97.7	99.8	37.5	57.4	51.9	26.2	288.2	30,00

 

 

Сравнивая между собой  данные видно, что ввиду дефицита влаги черноземные плодородные почвы не всегда могут обеспечить высокий урожай сельскохозяйственных культур, если не будут приняты меры по восстановлению структуры и регулированию водного режима почвы.

 

 

 

 

 

 

 

 

4.   Химические и физико-химические свойства почв

 

 

 

Почвенные разности на территории института по содержанию гумуса и азота (табл. 11) значительно отличаются друг от друга. Содержание гумуса и азота в почвах находится в связи с их гранулометрическим составом и степенью мощности гумусовых горизонтов.

У почв с легким гранулометрическим составом (супесчаные, суглинистые) и у почв с уменьшенной мощностью гумусовых горизонтов содержание гумуса и соответственно азота намного меньше, чем у почв глинистых и тяжелосуглинистых, а также с увеличенной и средней мощностью гумусовых горизонтов. Эти явления вполне закономерны, так как на легких почвах ввиду их низкого плодородия урожайность культур на них меньше, чем на тяжелых почвах, а степень минерализации органических веществ намного больше, поэтому гумус в них не накапливается в таких количествах как глинистых разностях. Почвы, с уменьшенной мощностью гумусовых горизонтов, хотя и глинистые, но содержат небольшое количество гумуса ввиду, того что они расположены на склонах или местах, которые недавно освободились от леса и где дерновый процесс почвообразования находится в своей ранней стадии проявления по сравнению с местами давно освободившимися от леса или совсем не заселявшимися. Почвы склонов также имеют небольшое количество гумуса, ввиду постоянного сноса верхних слоев, где наиболее интенсивно протекает дерновый почвообразовательный процесс, который по мере сноса всё как бы глубже и глубже проникает в материнскую породу и не может задержаться сравнительно долго на одном месте. Ввиду этого почвы склонов смытые и неразвитые.

Наиболее богатые по содержанию гумуса и азота почвы  находятся в отделении «Глушица» и «Центральное»,  а в отделении «Красное» наряду с глинистыми – супесчаные, суглинистые и с уменьшенной мощностью перегнойных горизонтов, которые содержат небольшое количество перегноя.

Характер распределения  по профилю почв гумуса и азота  у различных почв института довольно однообразный, то есть у всех почв по профилю вниз идет постепенное их уменьшение.

Распространения органического  вещества достигает глубины до 1 м, а часто и больше, особенно у типичного чернозема мощного, где гумус проникает до глубины 1,5-2 м.

Все распаханные почвы  института содержат сравнительно небольшое количество гумуса в пахотном горизонте, так глинистые от 3,75 до 6.99%, суглинистые около 4% и супесчаные 1-2%.

Если сравнивать почвы  института по содержанию гумуса с  почвами других опытных учреждений Воронежской области, то оказывается, что почвы ВНИИСС уступают по содержанию гумуса в пахотном слое почвам опытной станции по кукурузе, расположенной в Гремяченском районе области, и почвам института земледелия ЦЧП им. В.В. Докучаева, который находится в Таловском районе. Так, если в пахотном слое почв опытной станции по кукурузе гумуса содержится от 6,20 до 8,34%, а института ЦЧП им. В.В. Докучаева - 9-10%, местами до 14%, то в почвах ВНИИСС как уже отмечалось, гумуса содержится от 1,24 до 6,99%. Основная площадь пахотных земель содержит у нас 5-6% гумуса.

Для северной местности  подзоны черноземных почв Воронежской  области почвы института являются типичными. В этой подзоне черноземов наряду с типичными (мощными), выщелоченными и оподзоленными черноземами со средним (5-7%) содержанием гумуса в пахотном горизонте, имеются почвы с уменьшенной мощностью гумусовых горизонтов, смытые, затем суглинистые и супесчаные, которые содержат 1-4% гумуса. Таким образом, на территории института имеются почти все почвенные разности, характерные для лесостепи и водораздела Дон-Воронеж.

 

 

 

Таблица 11. - Содержание гумуса и азота в почвах ВНИИСС

 

Почвы	Горизонт	Глубина взятия проб, см	Гумус валовой, %	Азот общий, %
1	2	3	4	5
Типичный чернозем мощный, глинистый	Ап	0-10	6.08	0.310
	А2	45-56	4.71	0.215
	В1	80-95	2.80	0.154
	В2	125-145	2.20	0.132
	С	150-165	0.71	0.092
	А	0-20	6.98	-
		0-40	7.20	-
	х/    А	0-20	6.55	-
Типичный чернозем, суглинистый	Ап	0-20	4.62	0.382
	А2	40-60	3.10	0.203
	В1	65-85	2.16	0.151
	В2	90-125	0.90	0.076
	С	130-140	0.34	0.031
Типичный чернозем средней мощности, глинистый	х/   Ап	0-20	5.63	-
	х/   Ап	0-18	6.99	-
Типичный чернозем маломощный, глинистый	Ап	0-10	3.75	0.159
	А2	-	2.24	0.126
	В1	30-40	-	-
	В2	60-70	0.25	0.104
	С	120-130	0.86	0.073
Выщелоченный чернозем, глинистый	х/   Ап	0-18	6.93	-
	х/   Ап	0-18	5.41	-
	х/   Ап	0-18	5.72	-
	х/   Ап	0-12	5.37	-
		12-32	3.92	-
	х/    А	0-12	5.37	-
	х/    А	12-32	3.92	-
	А	0-30	6.08	-
		60-70	3.48	-
		80-90	2.88	-
Выщелоченный чернозем, суглинистый	Ап	0-20	6.12	0.310
	А2	25-40	3.05	0.215
	В1	50-70	1.12	0.154
	В2	80-100	0.91	0.132
	С	105-125	0.80	0.092
Выщелоченная гумуссированная супесь	Ап	0-20	1.24	0.176
	А2	35-54	0.97	-
	В1	80-100	0.20	0.056
	В2	130-145	0.20	0.037
	С	150-170	-	-
	х/  А	0-20	1.77	-
1	2	3	4	5
Оподзоленный чернозем	Ап	0-10	5.73	0.263
	А2	35-50	3.47	0.196
	В1	65-80	3.15	0.111
	В2	90-125	1.87	0.098
	С	145-160	1.41	0.028
	Ап	0-10	4.92	0.206
	А2	15-25	3.57	0.162
	В1	29-49	2.06	0.134
	В2	50-70	1.01	0.059
	С	120-130	0.45	0.031
Пойменная дерново-луговая почва  на слоистых наносах	х/   Ап	0-30	4.51	-
	х/   Ап	0-22	3.93	-
		35-45	3.39	-
	х/   Ап	0-20	1.82	-
	х/   Ап	0-20	2.81	-