Содержание к диссертации
Введение
1.Состояние проблемы 6
1.1. История изучения почв замкнутых западин Тамбовской низменности 6
1.2. Причины, масштабы и влияние переувлажнения на свойства черноземных почв 8
1.3. Классификации переувлажненных почв черноземной зоны 11
1.4. Диагностика переувлажненных почв черноземной зоны 17
2. Цели и задачи исследований 20
3. Характеристика объектов исследований 21
4. Методы исследований ( 33
5. Морфологическая характеристика почв 35
5.1. Макроморфологическая характеристика почв 35
5.1.1. Влияние водного режима на мощность, цвет и структуру гумусового горизонта 35
5.1.2. Влияние водного режима на проявление признаков преобразования 39
5.2. Новообразования 55
5.2.1. Копролиты 5 6
5.2.2. Карбонатные новообразования 56
5.2.3. Марганцевые вкрапления и стяжения 67
5.2.4. Ортштейны 68
5.2.5. Кутаны 78
5.3. Диагностика черноземовидных почв по морфологическим признакам 80
6. Физические свойства почв 84
6.1. Гранулометрический состав 84
6.2. Плотность, плотность твердой фазы, общая пористость, пористость аэрации, гидрологические константы 88
6.3. Структура почвы 95
7. Химические свойства почв 100
7.1. Кислотность, содержание обменных оснований 100
7.2. Содержание гумуса 103
7.3. Соединение железа 105
7.4. Фосфатное состояние пахотных горизонтов черноземовидных почв 110
8. Водный режим и продуктивность сельскохозяйственных культур 117
9. Влияние характера сельскохозяйственного использования на агрофизические свойства почв 135
9.1. Влияние посевов клевера сходного на агрофизические свойства черноземовидных почв поверхностного увлажнения и заболачивания 135
9.2. Влияние зяблевой обработки на агрофизические свойства черноземовидных почв грунтового увлажнения и заболачивания 139
Заключение 140
Выводы 145
Практические рекомендации 147
Литература
- Причины, масштабы и влияние переувлажнения на свойства черноземных почв
- Макроморфологическая характеристика почв
- Плотность, плотность твердой фазы, общая пористость, пористость аэрации, гидрологические константы
- Влияние посевов клевера сходного на агрофизические свойства черноземовидных почв поверхностного увлажнения и заболачивания
Введение к работе
В последние несколько десятилетий проблема природного и антропогенного переувлажнения почв черноземной зоны России и республик бывшего СССР приобрела глобальный характер. Она привлекла внимание многих исследователей. В Поволжье на рост переувлажненных земель указывали Т.С. Лу-ковская (1979), М.Б. Минкин и др. (1982), в Ставропольском крае - Ф.Р. Зай-дельман и др. (1993, 1998), в Краснодарском крае - И.Д. Черниченко, В.П. Суе-тов (1997), П.М. Сапожников, З.С. Марченко (2000), в Ростовской области -Н.Б. Хитров, О.Г. Назаренко (2000), Л.А. Воробьева, Н.М. Герасименко, Н.Б. Хитров (2002), в Предкавказье - С.А. Ачканов, С.А. Николаева (1999), на Украине - В.Д. Кисель (1981), Н.И. Полупан (1985), Н.И. Полупан и др. (1983), в Молдавии - А.А. Драчук (1975, 1977), П.А. Сувак (1977, 1986).
В последние годы появились сведения и о переувлажненных почвах Центрального Черноземья. Это работы Ф.Р. Зайдельмана, А.С. Никифоровой, Л.С. Степанцовой (2002) по Тамбовской области и Ф.Р. Зайдельмана, А.П. Шварова, Т.М. Гинзбург (2007) по Рязанской области.
По официальным данным в Тамбовской области переувлажненные сельскохозяйственные угодья занимают более 320 тыс. га, что составляет 13% от всех сельхозугодий области (Доклад о состоянии..., 2001). Переувлажненные почвы не пойменного происхождения приурочены к отрицательным формам рельефа (Паракшин и др., 1997; Степанцова, 2001). Морфология, водный режим, физические и химические свойства почв открытых депрессий представлены в работах Ф.Р. Зайдельмана, А.С. Никифоровой и Л.В. Степанцовой (2002, 2006). Однако о почвах замкнутых депрессий севера Тамбовской равнины сведения ограничены. А.Б. Ахтырцев и др. (1981) характеризуя лугово-черноземные почвы, приводят и описание морфологии почв западин. Ими отмечено, что подобные небольшие понижения характерны для рельефа Тамбовской низменности. Водный режим, физические и химические свойства, а так же урожайность с.х. культур на этих почвах в различные по влажности годы не ис-
следованы. Их изучение актуально еще и потому, что западины на полях области в большинстве случаев распахиваются.
Отличительной особенностью черноземовидных переувлажненных почв севера Тамбовской равнины является пониженное содержание доступного растениям фосфора (Степанцовой, 2001). Существует обширный литературный материал, посвященный фосфатному состоянию как черноземов в целом (Гинзбург, 1981; Чириков, 1956; Соколов, 1950, Кудеярова, 1995, Христенко 1998), так и отдельно по черноземам Тамбовской области (Адерихин, 1970). Подобные сведения по переувлажненным черноземовидным почвам отсутствуют.
Представленная работа является продолжением исследований Л.В. Степанцовой. Изучение почв проводилось на базе Мичуринского государственного аграрного университета (МичГАУ) и кафедры физики и мелиорации почв МГУ им. М.В. Ломоносова
В работе дана характеристика морфологии, физических и химических свойств переувлажненных черноземовидных почв замкнутых западин на водоразделе и на первой надпойменной террасе р. Лесной Воронеж, различающихся типом увлажнения и заболачивания (поверхностным или грунтовым). Изучен водный режим черноземовидных почв в различные по обеспеченности осадков годы, оценена возможность возделывания с.х. культур на исследуемых почвах в их естественном состоянии. Особое внимание уделено изучению фракционного состава активного минерального фосфора объектов исследований, так как этот вопрос до настоящего времени малоизучен, и дефицит фосфора является одной из причин снижения продуктивности агроценозов в черноземной зоне
Автор выражает сердечную благодарность профессору Ф.Р. Зайдельману за ценные научные консультации, профессору А.С. Никифоровой за внимание к работе и полезные замечания, своему научному руководителю Л.В. Степанцовой за помощь в проведении исследований, заведующему кафедрой физики и мелиорации почв Е.В. Шеину, а также всем сотрудникам кафедры физики и мелиорации почв МГУ им. Ломоносова и кафедры агрохимии и почвоведения МичГАУ за помощь в подготовке диссертации.
Причины, масштабы и влияние переувлажнения на свойства черноземных почв
Переувлажнение черноземов, несоответствующее их природному состоянию приводит к деградации этих почв и замещению черноземовидными почвами гидроморфного ряда. Это усложняет структуру почвенного покрова и снижает агрономическая ценность пахотных земель (Зайдельман и др., 1993).
Изменения водного режима сопровождаются ухудшением агрофизических и химических свойств почвы. В различных природно-климатических зонах это проявляется по-разному. В.П. Калиниченко и др. (1997) указывают на образование слитого горизонта в профиле мочаристых почв в Ростовской области. Л.А. Воробьева и др. (2002) отмечают резкое увеличение щелочности в переувлажненных лугово-черноземных почвах подзоны обыкновенных черноземов. Н.И. Полупан и др. (1983) обратили внимание на засоленность и осолонцева-тость мочаров левобережной части Украины. Подобный факт был зафиксирован Н.Б. Хитровым и О.Г. Назаренко (2000) в степном агроландшафте юго-восточных отрогов Донецкого кряжа. А.Я. Ачканов и С.А. Николаева (1999) установили, что в переувлажненных черноземах Кубано-Приазовской низменности происходит обезжелезнение мелкозема, в результате чего снижается водо-прочность структуры и увеличивается плотность почвы.
Сведений об агрофизических свойствах переувлажненных почв ЦЧЗ значительно меньше. Ф.Р. Зайдельман и др. (2002, 2006) отмечают, что для пере-увлажненых почв открытых лощин севера Тамбовской низменности характерна высокая кислотность, повышенная плотность сложения, низкая водопроницаемость и деградация структуры из зернистой до комковато-призматической.
Проблема переувлажнения почв остро стоит в Центрально-Черноземном .регионе. СВ. Овечкин и В.А. Исаев (1989) и Ю.П. Паракшин, Э.М. Паракшина, С.А. Уваров (1997) указывают на быстрый рост переувлажненных участков среди пахотных земель Тамбовской области. В «Докладе о состоянии окружающей природной среды Тамбовской области за 1996г (1997) отмечено, что 132,3 тыс. га сельскохозяйственных угодий области находятся в условиях избыточного увлажнения, 141,1 тыс. га - заболочены, 31,6 тыс. га сенокосов и пастбищ покрыты кочками из-за естественного и антропогенного переувлажнения. Наиболее остро проблема переувлажнения почв стоит в Никифоровском (20,5 тыс. га), Петровском (17,0 тыс. га) и Первомайском (10,6 тыс. га) районах области. Переувлажнение почв сельскохозяйственных угодий в области носит более широкий масштаб по сравнению с эрозией почв, площадь земель подверженных ей составляет 52,8 тыс.га. А.С. Печуркин (1996) указывает, что за последние 30 лет площадь болот на территории Тамбовской области увеличилась на 8 тыс. га, а «земель под водой» на 13 тыс. га, выведено из интенсивного сельскохозяйственного севооборота 81,8 тыс. га пашни.
Несмотря на актуальность проблемы, оценке и предотвращению процесса заболачивания черноземных почв администрация Тамбовской области не уделяет должного внимания. В «Докладах о состоянии природной среды Тамбовской области» за 1997, 2001, 2005гг. данные о площадях переувлажненных сельхозугодий не меняются. Руководители хозяйств области, напротив, говорят об их росте.
Весной 2007 года на базе МичГАУ было проведено почвенно-агрохимическое обследование шести хозяйств Первомайского района обшей площадью пашни 13 тыс. га. В трех из обследованных хозяйств площадь переувлажненных почв (пашни) составляла 25%, от всей площади пашни хозяйств, в остальных - приближалась к 50%. По сравнению с планами внутрихозяйственного распределения земель от 1976 года увеличилось количество и площадь депрессий на полях.
Несмотря на широкое обсуждение в печати проблемы переувлажнения черноземов, до настоящего времени нет однозначного мнения о его причинах.
Среди причин естественного переувлажнения почв выделяются две: увеличение количества осадков и опускание территории Тамбовской низменности. Ф.Р. Зайдельманом (2003) установлено, что увеличение площадей переувлажненных почв лесостепной зоны совпадает с абсолютным увеличением средне годовой нормы осадков за последние десятилетия. Увеличение количества осадков в степной и лесостепной зонах отмечают также С.А. Николаева и др. (2001).
Вторая причина роста площадей переувлажненных почв подтверждается данными о неотектонических движениях и сопровождается подъемом грунтовых вод (Петропавловский, 1955). Т.А. Девятова и А.П. Щербаков (2005) отмечают, что подъем уровня грунтовых вод в Каменной Степи привел к трансформации черноземов в лугово-черноземные почвы не только в западинах, но и на плоских недренированных пространствах.
Ф.Р. Зайдельман (1992) выделяет среди факторов вторичного гидромор-физма подтопление почв в верхнем бъефе водохранилищ, подъем уровня грунтовых вод на орошаемых массивах, подпор уровня грунтовых вод и аккумуляцию поверхностного стока в результате строительства дамб, дорожных насыпей, перераспределение поверхностного стока, затопление и переувлажнение депрессий в результате переуплотнения почв сельскохозяйственной техникой, затопление в результате подпора рек бассейна Каспийского моря.
Среди этих причин Ю.П. Паракшин и др. (1997) воздействие тяжелой сельскохозяйственной техники на почву выделяют как основную. В результате переуплотнения почвы происходит аккумуляция вод снегового паводка по мелким депрессиям рельефа. Ф.Р. Зайдельман (2000) подчеркивал опасность этого явления: «укатка» почв происходит равномерно по всей площади, поэтому отсутствует возможность сравнительной визуальной оценки ущерба, наносимого аграрному производству и экологическому состоянию почв.
Д.И. Щеглов (1999) как одну из причин гидроморфизма черноземов выделял переход почвы из целинного состояния в обрабатываемое. При интенсивном сельскохозяйственном использовании черноземов наблюдается недорасход почвенной влаги. Таким образом, несмотря на актуальность проблемы, переувлажненные черноземные почвы в Тамбовской области до настоящего времени остаются малоизученными.
Макроморфологическая характеристика почв
Все рассматриваемые черноземовидные почвы сформировались под влиянием единого дернового процесса, в условиях лесостепной зоны под травянистой растительностью на тяжелых по гранулометрическому составу лессовидных карбонатных суглинках в одних климатических условиях. Поэтому различия в морфологии исследуемых почв обусловлены только особенностями их водного режима.
В почвах лесостепной зоны накопление основной массы почвенной влаги происходит за счет осадков холодного периода года (Алисов, 1949). Еще большее значение зимние осадки играют в водном режиме переувлажненных почв черноземного ряда (Зайдельман и др.,2002).
Условия увлажнения влияют на глубину проникновения корней и развитие растений и, таким образом, определяют мощность и структуру гумусового горизонта.
В почвах I катены поверхностного увлажнения и заболачивания на водоразделе верховодка формируется в средние и влажные по зимним осадкам годы, во влажные годы - в центре западины наблюдается поверхностное затопление. Только в уникально-сухом по зимним осадкам 2003 году черноземовидные почвы на водоразделе не были переувлажнены (рис. 5).
В наименее гидроморфной черноземовидной почве (р.1) I катены верховодка наблюдается только во влажные по зимним осадкам годы.
В гумусовом горизонте она держится недолго (1-2 недели) и покидает почвенный профиль уже к началу лета. Благоприятный водный режим способствует формированию более мощного гумусового горизонта (90 см), по сравнению с зональным автоморфным выщелоченным черноземом (75 см), описанным ранее Л. В. Степанцовой (2002) и находящимся в непосредственной близости от почв I катены. Цвет почвы - темно-серый, структура - мелкозернистая (рис. 6).
По «Классификации почв СССР» (1977) черноземовидная почва (p.l) I катены соответствует лугово-черноземной, которая по описанию отличается от автоморфного чернозема более интенсивным накоплением гумуса (тучные, среди среднегумусных и мощные, среди среднемощных). На возрастание мощности у лугово-черноземных почв в северной части Тамбовской равнины указывает С.А. Уваров (1996). В других работах (Ахтырцев и др., 1981, Самойлова и Макеева, 1979) отмечено, что гумусовый горизонт лугово-черноземных почв по мощности соответствует таковому у автоморфных выщелоченных черноземов.
В черноземовидной оподзоленной почве (р.2) верховодка сохраняется значительно дольше (от 2-3 недель до 1,5 месяцев). В средние по зимним осадкам годы даже в конце мая она находилась на глубине 50-60 см. По сравнению с черноземовидной почвой (р.1) мощность ее гумусового горизонта сокращается до 68 см (рис 7). Кратковременный весенний застой влаги (2-3 недели) сменяющийся постепенным иссушением способствует активному выносу оснований, что ведет к деградации структуры (она становится пылевато-зернистой) и соответствующему повышению плотности почвы.
Уменьшение мощности гумусового горизонта с нарастанием степени гидроморфизма черноземовидных почв отмечалось многими исследователями. Так А.Б. Ахтырцев (1985) указывает, что наиболее благоприятные условия для гумусообразования складываются в лугово-черноземных почвах, дальнейшее увеличение увлажнения соответствующее черноземно-луговым почвам приводит к сокращению мощности гумусового горизонта. Ф.Р. Зайдельман и др. (1998) подобную закономерность наблюдали в мочарах Ставрополья. В черноземовидной подзолистой глееватой почве (р.З) центра депрессии весеннее поверхностное затопление сменяется летним иссушением верхних горизонтов, при этом в нижних горизонтах может присутствовать верховодка и влажность почвы быть выше ППВ. Неблагоприятный водный режим определяет сокращение до 30 см мощности гумусового горизонта (рис 8). Контрастный застойно-промывной водный режим способствует значительному выносу оснований и переходу окристаллизованного железа в аморфную форму. Разрушение почвенных «клеев» ведет к значительной деградации структуры. В рассматриваемом ряду черноземовидная подзолистая глееватая почва (р.З) характеризуется наиболее высокой плотностью и распыленностью, а так же более светлой окраской гумусового горизонта.
Уменьшение мощности гумусового слоя и увеличение плотности у почв в западинах отмечено еще В.В. Докучаевым в «Русском черноземе» (1883) и «Наши степи прежде и теперь» (1892). Так он указывает, что «у образца, взятого со дна котловинки чрезвычайно мелкозернистая плотная масса, настолько связная, что с трудом смачивается водой... грунт на дне блюдца сильно уплотнен, так что кажется тяжелой глиной» (1949, с. 186). В.А. Францессон (1963) повышенную плотность почв западин связывал с выщелачиванием легкорастворимых солей и карбонатов кальция. В результате чего, порода «теряет свою пористость и сильно уплотняется. Типичный пористый лёсс в таких случаях приобретает свойства плотного суглинка или даже глины».
В отличие от почв I катены, в которых уровень верховодки зависит от осадков холодного периода года, в черноземовидных почвах на надпойменной террасе уровень грунтовых вод более постоянен. Грунтовые воды служат своеобразным водным запором, препятствующим свободному оттоку поверхностных вод. В результате в весенний период в понижениях долго застаивается влага (рис. 9, 10). Близкий уровень жестких грунтовых вод препятствует глубокому проникновению корней растений, поэтому процесс гумусообразования в черноземовидных почвах II катены протекает в небольшом по мощности верхнем слое почвы.
Плотность, плотность твердой фазы, общая пористость, пористость аэрации, гидрологические константы
Особенности водного режима откладывают отпечаток на основные морфологические признаки черноземовидных почв депрессий севера Тамбовской равнины как поверхностного, так и грунтового увлажнения и заболачивания, по которым можно их диагностировать (табл. 3).
Небольшое дополнительное увлажнение черноземовидной почвы (р.1) I катены ведет к увеличению мощности гумусового горизонта до 80-100 см по сравнению с фоновыми автоморфными выщелоченными черноземами. Кратковременный застой влаги определяет появление «скелетан» в нижней части гумусового горизонта и внутренней дифферинциацией карбонатных конкреций.
Более гидроморфные почвы I катены поверхностного увлажнения и заболачивания отмыты от карбонатов. Вместо карбонатных появляются новообразования связанные с глеевым процессом.
В черноземовидной оподзоленной почве (р.2) - это многочисленные буровато-серые гумусовые кутаны и марганцевые вкрапления в горизонте В1, обильная кремнеземистая присыпка и мелкие темно-бурые ортштейны в горизонтах А1 и А2В. Кратковременное поверхностное затопление не препятствует процессу гумусообразования, горизонт А1 имеет мощность 60-75 см, но структура его деградирует до пылевато-зернистой.
Таблица 3. Особенности морфологии черноземовидных почв замкнутых западин поверхностного и грунтового увлаж-нения и заболачивания севера Тамбовской равнины (среднее по шести повторностям). морфологические Разрез, почва особенности I катена - поверхностное увлажнение и заболачивания на водоразделе II катена -грунтового увлажнения и заболачивания на надпойменной террасе 1.черноземовидная 2. черноземовидная оподзоленная 3. черноземовидная подзолистая глееватая 4. черноземовидная слабооглеенная 5.черноземовидная глееватая б.черноземовид-ная глеевая мощность гумусового горизонта (А+АВ или А2В), см: его цвет 90+9 темно-серый 68±7 темно-серый 30+5 серый до белесого 51±7 темно-серый 45±5 темно-серый 38±4 буровато-черный структура гумусового горизонта мелкозернистая пылевато-зернистая пылеватая комковато-среднезернистая среднезернистая крупнозернистая глубина вскипания, см 105 не вскипает не вскипает 120 90 65 ПЛОТЕШеконкреции СаСОз с глубины 150 смдвухслойные «жу-равчики» 3-5 см нет нет с глубины 120 см угловатые конкреции 3-5 см с глубины 90 смкрупные угловатыеконкреции 5-7 см с глубины 80 см угловатые конкреции 3-5 см Fe-Mn нет в гумусовом и переходном горизонтемелкие 1-2 мм буровато-черные орт-штейны в гумусовом и подзолистом горизонте до 10% от веса бурые ортштей-ны до 5 мм в гумусовом горизонте черные ортштейны 1-2 мм в горизонте ABg/,бурые «бобовины»до 3 мм в горизонте Big///, бурые «бобовины» до 5 мм другие новообразования карбонатные выпоты «плесень» и корочки в горизонте АВ марганцевые вкрапленияи гумусово-железистые кутаны вгоризонте В гумусово-железистыекутаны и марганцевыевкрапления в горизонтеВ пятна ожелезнения в переходном горизонте и карбонатная пропитка в материнской породе пятна ожелезнения в гумусовом горизонте и карбонатная пропитка в материнской породе пятна ожелезнения в во всем профиле и карбонатная пропитка в материнской породе горизонт А2 ипризнаки оподзо-ливаиия слабая присыпка в нижней части горизонта А1 обильная присыпка шириной 15-20 см под гумусовым горизонтом белесая окраска всего профиля, горизонтA2fS;g/ мощностью 20см нет нет Нет морфохроматиче-ские признаки ог-леения нет нет серовато-сизые пятна (до 20-30%) в горизонтеBig// сизые пятна (до 20%) в горизонте ABg/ сизые пятна (до 50%) в горизонтеABg// фронтальное ог-леение верхней части профиля,горизонт Gfs
Длительное затопление в черноземовидной подзолистой глееватой почве (р.З) ведет к сокращению мощности гумусового горизонта до 25-30 см, распылению его структуры, формированию самостоятельного подзолистого горизонта, мощностью 30 см. Содержание ортштейнов возрастает до 7-10%, Ортштей-ны имеют более светлую окраску и крупные размеры, чем в черноземовидной оподзоленной почве. На этой стадии гидроморфизма интенсивность марганцевых вкраплений ослабевает, а кутаны приобретают холодные тона.
В черноземовидных почвах II катены на надпойменной террасе высокий уровень грунтовых вод гидрокарбонатно-кальциевого состава препятствует появлению признаков оподзоливания, а длительный застой влаги в горизонтах Bg определяет проявление морфохроматических признаков оглеения, интенсивность которых возрастает с увеличением степени гидроморфизма почв. В черноземовидной слабооглееной почве (р.4) на высоких отметках террасы пятна холодной окраски составляют 20-30%, в черноземовидной глееватой почве (р.5) склона западины доля холодных тонов - 40-50%, в результате чего горизонт Bg// приобретает пеструю мраморовидную окраску, помимо пятен оглеения здесь присутствуют рыжие пятна ожелезнеия, белые вкрапления карбонатов и темно-серые потеки гумуса.
В черноземовидной глеевой почве (р.6) дна депрессии оглеена вся верхняя часть профиля до карбонатного горизонта, кроме того, формируется самостоятельный глеевый горизонт с однородной сизой окраской, в котором пятна ржаво-охристой окраски составляют 10-20%. С увеличением степени гидроморфизма сокращается мощность гумусовых горизонтов, насыщенность ППК кальцием способствует сохранению водопрочной зернистой структуры.
В отличие от черноземовидных почв водораздела в почвах II катены грунтового увлажнения и заболачивания одновременно присутствуют карбонатные и марганцево-железистые конкреции. Карбонатные конкреции имеют неправильную угловатую форму, в зависимости от глубины залегания грунтовых вод меняется только верхняя граница их появления. Ортштейны специфичны для каждой почвы. В черноземовидной слабооглеенной с непродолжитель ным затоплением они мелкие, округлые, черного цвета и находятся в гумусовом горизонте. С нарастанием степени гидроморфизма в черноземовидных глееватои и глеевой почвах их окраска светлеет, размеры увеличиваются, а максимум их содержания приурочен к горизонтам с признаками оглеения (табл. 3). 6. Физические свойства почв.
Влияние посевов клевера сходного на агрофизические свойства черноземовидных почв поверхностного увлажнения и заболачивания
Клевер сходный, обладая высоким транспирационным коэффициентом, способствует быстрому освобождению верхней метровой толщи черноземовидных почв западины на водоразделе от избыточной влаги. Верховодка фор мируется, но держится в почвах незначительное время и уже к концу мая исчезает из почвенного профиля.
Положительное влияние клевера сходного отражается не только в оптимизации водного режима. Благодаря его 4х-летнему возделыванию на водораздельном участке у черноземовидных почв I катены улучшилось структурное состояние (табл. 14). Так увеличился коэффициент структурности в черноземовидной (р.1) и черноземовидной оподзоленной (р.2) почвах под его посевом, по сравнению с коэффициентом структурности этих почв под основным севооборотом. В черноземовидной почве он возрос в 1,5 раза для слоя 0-20 см и более чем в 4 раза для слоя 20-40 см. В черноземовидной оподзоленной почве рост коэффициента структурности характерен только для слоя 20-40 см. В распыленной черноземовидной глееватой почве увеличения коэффициента структурности не наблюдается, но уменьшается количество мелких 1 мм агрегатов, особенно в слое 0-20 см, где их количество снижается в 2 раза.
Более сильное влияние оказывает посев клевера сходного на водопроч-ность агрегатов. Увеличивается не только общее содержание водопрочных агрегатов, но и количество наиболее ценных эрозионноустойчивых агрегатов размером 1 мм. Количество водопрочных агрегатов значительнее увеличивается в слое 0-20 см, где расположена основная масса корней клевера.
Природная неприхотливость клевера сходного позволяет получать высокую биомассу на почвах с неблагоприятными агрофизическими и химическими свойствами. Кроме значительной наземной массы изучаемая культура дает высокую подземную биомассу. Ежегодное отмирание части корней способствует повышению содержания в почве гумуса (табл. 15). Более значительный прирост органического вещества наблюдается в слое 0-20 см, где сосредоточена основная масса корней. Так в черноземовидной оподзоленной почве (р.5) содержание Сорг увеличилось на 1,2%, а в слое 20-40 см - на 0,7%, в черноземовидной подзолистой глееватой (р.6) в слое 0-20 см — на 2,3%, в слое 20-40 см - на 1,8%.
Зяблевая обработка привела к длительному застою влаги в черноземо-видных почвах II катены на надпойменной террасе. В результате два года 2004 и 2005 в весенний период из-за переувлажнения поле выпадало из севооборота. Такое хозяйственное использование привело к значительному ухудшению структурного состояния черноземовидной слабооглеенной почвы (р.4). Сократилось количество водопрочных агрегатов размером 0,25 мм на 30%, а крупных 1 мм - в три раза (табл. 14). Кроме того, произошло существенное уплотнение пахотного горизонта этой почвы, в слое 0-20 см плотность возросла от 0,99 до 1,21 г/см3, а в слое 20-40 см от 1,06 до 1,25 г/см3 (табл. 15). Снизилось и содержание гумуса в верхнем пахотном горизонте черноземовидной слабооглеенной почвы.
Следует отметить, что в черноземовидной глееватой (р.5) и черноземовидной глеевой (р.6) почвах, находившихся под естественным травостоем, изменений в структурном состоянии, плотности и содержании гумуса не наблюдалось.
Зяблевую обработку следует признать недопустимым агротехническим приемом на переувлажненных черноземовидных почвах грунтового увлажнения и заболачивания. Наиболее эффективным агротехническим приемом по снижению переувлажнения почв является искусственное залужение. В качестве фитомелиоранта можно использовать клевер сходный.
На территории севера Тамбовской равнины существует два типа замкнутых западин на разных элементах рельефа. Для черноземовидных почв депрес-сионных форм рельефа на водоразделах характерно поверхностное увлажнение и заболачивание, для черноземовидных почв низких надпойменных террас -грунтовое увлажнение и заболачивание. Основные диагностические морфологические признаки, которые можно использовать при картировании переувлажненных черноземовидных почв, приведены в таблице 3.
Водный режим черноземовидных почв замкнутых депрессий на водоразделе в основном определяется осадками холодного периода года. Для этих почв характерна резкая сезонная и годовая динамика водного режима, зависящая от влажности года, сочетание поверхностного и внутрипочвенного затопления. В период весеннего затопления окислительно-восстановительный потенциал опускается до значений 50-100 мВ. Контрастный застойно-промывной водный режим ведет к интенсивному развитию оглеения в почвах, которое проявляется в виде элювиально-иллювиальной дифференциации профиля по содержанию ила, уплотнению, распылению структуры, подкислению, снижению емкости ка-тионного обмена, обезжелезнению мелкозема, увеличению содержания аморфного железа, накоплению минерального фосфора в виде форм, связанных с железом и малодоступных растениям.
Морфологически эти процессы выражаются в сокращении мощности гумусового горизонта, появлении обильной кремнеземистой присыпки вплоть до образования самостоятельного подзолистого горизонта в почве дна замкнутой западины, отмытости почв от карбонатов, появлению ортштейнов в верхней части профиля, марганцевых вкраплений - в средней и гумусово-железистых кутан - в нижней (табл. 16).