Физико-химические свойства и плодородие почв Бичурской котловины

Почва играет ключевую роль в поддержании жизни, биоразнообразия и круговороте питательных веществ

Цель работы — исследовать пространственную вариацию физико-химических свойств почв Бичурской котловины для оценки их плодородия.

Объектами исследования послужили почвы Бичурской котловины Республики Бурятия: черноземы мучнисто-карбонатные (Амгалантуй), каштановые (Хаян, Окино-Ключи), лугово-черноземные (Малый Куналей), лугово-каштановые (Дунда-Диреть, Ара-Киреть), дерновые серые лесные (Поселье) и боровые пески (Харлун). Классификационное положение почв определено согласно Классификации и диагностике почв России

Свойства почв определялись общепринятыми в почвоведении методами (рН, СО2 карбонатов)

3.1. Черноземы дисперсно-карбонатные и черноземы гидрометаморфизованные

Гранулометрический состав исследуемых черноземов варьирует от супесчаного до среднесуглинистого. В черноземе мучнисто-карбонатном содержание Собщ составляет 2,58 в слое 0–10, ниже его содержание падает до 0,12 в слое 70–80 см. Хотя гумусовый горизонт черноземов гидрометаморфизованных на ЭП2 и достигает до 35 см, тем не менее содержание Собщ в гумусово-аккумулятивном слое из-за, дефляционных процессов низкое 0,93%, ниже в слое 20–35 см Собщ больше и составляет 1,13%, на глубине 83–100 см снижаясь до 0,01%. Парный пахотный вариант агрочерноземов глинисто-иллювиальных на ЭП3 характеризуется содержанием Собщ в пахотном слое 0–20 см 0,73%, снижаясь на глубине 70-90 до 0,4–0,9%. Данные черноземы являются малогумусными, средний показатель Собщ (0–20 см) составляет 1,28±0,51 (55,68%).

Уровень общего азота в слое 0–20 см в мучнисто-карбонатном черноземе — 0,22%, вниз по профилю показатель падает до 0,04–0,06 в слое 20–50, а затем увеличивается 50–70 см до 0,11–0,15 см. В ЭП 2 в гидрометаморфизованных черноземах на целине 0.17%, в нижних горизонтах содержание азота падает до 0,02. В ЭП3 в пахотном агрочерноземе глинисто-иллювиальном содержание азота составляет всего 0.04%, увеличиваясь до 0,09 в слое 45-50 см. В верхних слоях целинные черноземы обладают рН, находящимся в диапазоне, близком к нейтральному рН=6,93–7,07, на пашне рН имеет слабощелочную/щелочную реакцию среды. С углублением, по мере перехода в карбонатные горизонты, уровень pH становится щелочным. Содержание СО2 карбонатов в профиле почвы варьирует от десятых долей процента до 6%.

3.2. Дерновые (серогумусовые) почвы

Гранулометрический состав в горизонте А1 изменяется от супесчаного в слое 0–10 см до среднего суглинка в слое 10–20 см, далее до тяжелого суглинка в А1Bm, неравномерный характер распределения гранулометрических фракций по профилю связан с неоднородностью почвообразующих пород.

Дерновые серые лесные почвы содержат Собщ 5,2%. Содержание общего азота невысокое 0,11%, вниз по профилю показатель падает до 0,03 в слое 30–40 см. Реакция среды верхних горизонтов почвы (Al и A1Bm) в водных вытяжках оказывается почти нейтральной (6,82), что подтверждает вывод H.A. Ногиной (1964) о том, что в степных и лесостепных почвах Забайкалья не наблюдается значительных различий в значениях рН. Следовательно, березовые леса с разреженной растительностью и густым травяным покровом не приводят к подкислению почвы. Содержание СО2 карбонатов в горизонте BmCк плавно нарастает от 2,72 до 6,86%. В верхних горизонтах так же присутствует СО2 карбонатов, но его количество низкое 0,56–0,66%.

3.3. Каштановые почвы

Анализ гранулометрического состава выявил, что в распределении илистой фракции по профилю почв не наблюдается четкой закономерности, что обусловлено неоднородностью рыхлой толщи, на которой происходит их формирование. Содержание Собщ в слое 0-20 см 1,02±0,34 (47,64%). Показатели Собщ в нижних горизонтах снижаются в слое до 60–70 см 0,14±0,08% (80,60%). В ЭП9 в слое 25-32 содержание Собщ вдвое больше, что вероятно всего связано с дефляционными процессами. Содержание азота в гумусовом горизонте низкое 0,13±0,06 (60,08%), показатель падает вниз по профилю до 0,06±0,03 (71,32%). В гумусово-аккумулятивном горизонте рН каштановых почв близок к нейтральному рН=6,85–6,98. С углублением, по мере перехода в карбонатные горизонты, уровень pH становится щелочным, иногда сильнощелочным. Содержание СО2 карбонатов имеет одновершинную кривую накопления.

3.4. Каштановые гидрометаморфизованные

В почвенном профиле гранулометрический состав варьирует в довольно широких пределах — от легкого суглинка до рыхлого песка. Гор А супесчаный и содержит Собщ 0,80±0,01% (1,25%). В погребенном горизонте С общ составляет 0,28%. Содержание Собщ вниз по профилю падает до 0,11–0,13%. Азота мало в гор А 0,10±0,01 (25,82%). Вниз по профилю его количество резко падает до 0,02 в слое 75–80 см. В верхних слоях лугово-каштановые почвы обладают рН, находящимся в диапазоне, близком к нейтральному и слабощелочному рН=6,55-7,47. С углублением, по мере перехода в карбонатные горизонты, уровень pH становится щелочным. СО2 карбонатов имеет невысокие значения 0,09 до 1,03%.

3.5. Псаммоземы

Гранулометрический состав — в профиле почв преобладают песчаные фракции. В гумусовом горизонте Собщ содержится 0,6%, вниз по профилю его содержание падает до 0.27 в слое 14–50 см, ниже 50 см его содержится всего 0,1%. Содержание азота низкое. В верхних слоях рН имеет слабокислые значения, углублением в слое 50–100 см реакция среды близкая к нейтральной. Содержание СО2 карбонатов в боровых песках минимально 0,09–0,37%, слой 14–50 см не вскипает.

В гранулометрическом составе всех изученных почв наблюдается закономерное увеличение доли физического песка. Следовательно, в результате дефляции гранулометрический состав может значительно изменяться в сторону опесчанивания. Результаты исследования показывают, что снижение уровней Собщ и Nобщ в основном обусловлено процессами дефляции.

В черноземах легкий гранулометрический состав способствует повышенной подверженности почв к дефляции и приводит к низкому уровню Собщ и Nобщ в верхних горизонтах, что создает условия для медленного ухудшения их плодородия. Каштановые почвы отличаются неустойчивым, резко меняющимся уровнем эффективного плодородия. Каштановые гидрометаморфизованные почвы обладают низким плодородием. Такие целинные почвы непригодны для распашки из-за их податливости к дефляции. Псаммоземы формируются в автоморфных условиях на мощных сортированных перевеянных кварцевых песках, обладают низким уровнем плодородия. Современные почвенные процессы в дерновых серых лесных почв происходят на фоне ограниченного биологического круговорота, что препятствует развитию подзолообразования, и в настоящее время в них идет усиленный дерновый процесс, поэтому плодородие данных почв удовлетворительное.

Дефляционные процессы представляют собой одну из основных причин ухудшения экологической ситуации в данном районе. Значительная часть территории состоит из ландшафтов, подверженных дефляции. Продолжающееся ухудшение состояния почвы связано с неэффективным использованием сельскохозяйственных угодий и недостаточной агрокультурой. На пастбищах отсутствуют защитные растительные насаждения, не осуществляется лесовосстановление оврагов и балок. Также недостаточно разработаны агротехнические методы для создания лесных массивов. В районах, где проводятся агролесомелиорационные мероприятия в сухостепной и степной зонах, не хватает питомников.

Изученные почвы Бичурской котловины представляют разные генетические типы, объединённые широким диапазоном гидротермических условий, зависящих в первую очередь от атмосферных осадков, что существенно влияет на их свойства и режимы. Эти почвы характеризуются глубоким промерзанием, длительным мерзлым состоянием и медленным оттаиванием, а также укороченным профилем и небольшой мощностью гумусового горизонта. В гранулометрическом составе изученных почв наблюдается закономерное увеличение доли физического песка. Они имеют лёгкий гранулометрический состав, подвержены дефляции, обладают удовлетворительным уровнем плодородия, невысоким содержанием общего углерода и азота, стабильной реакцией среды и варьирующимся содержанием СО2 карбонатов в зависимости от рельефа и увлажнения.