Содержание к диссертации
Введение
Глава I Современные представления об агрогенном изменении дерново - подзолистых почв и их обратной эволюции при их выходе из сельхозоборота 7
Глава II Объекты и методы исследования 31
Глава III Свойства лесных, пахотных и залежных дерново -подзолистых почв 5 5
3.1 Морфологические свойства 55
3.2 Физические свойства 60
3.3 Химические свойства 72
Глава IV Основные закономерности изменения дерново-подзолистых почв при распашке и окультуривании 86
4.1 Изменение морфологических свойств почв 86
4.2 Изменение физических свойств почв 88
4.3 Изменение химических свойств почв 92
Глава V Основные закономерности изменения пахотных дерново - подзолистых почв при зарастании естественной растительностью 97
5.1 Изменение морфологических свойств почв 97
5.2 Изменение физических свойств почв 98
5.3 Изменение химических свойств почв 101
ВЫВОДЫ 106
Литература 108
Приложения
- Современные представления об агрогенном изменении дерново - подзолистых почв и их обратной эволюции при их выходе из сельхозоборота
- Физические свойства
- Изменение физических свойств почв
- Изменение физических свойств почв
Введение к работе
В нашей стране в результате хозяйственной деятельности человека значительная часть лесной зоны занята пахотными угодьями. При распахивании лесных территорий разрушается в первую очередь естественная структура лесных биогеоценозов, исчезает древесная растительность и на смену ей приходит травянистая, что ведет к изменению состава растительных остатков, поступающих в почву.
Одновременно в лесной зоне может идти другой процесс, при котором старопахотные земли, в силу различных причин, забрасываются под залежи, которые вновь зарастают лесом. Этот процесс сопровождается переходом старых окультуренных почв к почвам лесного ряда. В результате постепенно восстанавливаются естественные почвенные признаки, утраченные ранее при хозяйственной деятельности человека.
Как в ходе окультуривания лесных территорий, так и при зарастании старопахотных земель в почве протекают различные процессы, связанные с изменением условий почвообразования. Изучение таких процессов представляет значительный научный и практический интерес.
В настоящее время вопросы, связанные с характером изменений, происходящих в почве при ее окультуривании, достаточно хорошо изучены и освещены в научной литературе, в то время как развитие вторичных лесных биоценозов наземных территорий и изменения, происходящие при этом в почве, являются малоизученными. Наряду с этим большую ценность представляют данные по оценке свойств почв, являющихся постоянным объектом хозяйственной деятельности человека. Накопление таких данных по составу и свойствам почв позволит скорректировать интенсивность антропогенного воздействия на почвы.
Анализ соотношения процессов окультуривания почв и их обратной трансформации к естественному ряду вносит вклад в решение актуальной проблемы устойчивости и изменчивости почвенных признаков, в том числе направленности и скорости их изменения под влиянием естественных (под лесом) и антропогенных (на пашне) факторов.
Цели, и задачи исследований. Целью исследований является анализ изменений свойств лесных почв при окультуривании, а также при естественном возобновлении на пашне лесной растительности.
Для достижения поставленной цели необходимо было решить следующие задачи:
1. Установить историю возникновения и использования изучаемых объектов.
2. Изучить основные морфологические, физические и химические свойства почв на пашне, пастбищах и под вновь возобновляющимися лесами.
Изучить изменения, происходящие в дерново - подзолистой почве под воздействием антропогенных факторов при разных видах землепользования.
Охарактеризовать изменения состава и свойств, пахотных почв в ходе зарастания пашни естественной растительностью.
Объекты исследований.
В соответствии с поставленными задачами изучались изменения состава и свойств дерново-подзолистых почв на лесных и пахотных угодьях.
Исследования проводили в Московской области. Были изучены морфологические, физические и химические свойства дерново - подзолистых суглинистых почв в следующих биогеоценозах и агроценозах: 1)- коренной ельник 60 - 80 лет; 2)-80-100 летний вторичный ельник на территории бывшей пашни;
3)-30-35 летний вторичный березняк по бывшей пашне; - многолетние травы; - кормовой севооборот;
6) - пастбище. Научная новизна.
В работе впервые в условиях однотипных почвообразующих пород и сходной биоклиматической обстановки проведен сопряженный анализ трансформации лесных суглинистых почв при окультуривании и их регенерации в ходе естественного возобновления лесной растительности.
Сопоставлены изменения дерново - подзолистых почв под влиянием основных видов с/х воздействия и вторичных лесов разного возраста. Установлены характер и интенсивность изменения плотности пахотных горизонтов дерново - подзолистых почв при зарастании пашни лесной растительностью.
Показаны различия гумусовых профилей степени насыщенности основаниями и содержания элементов питания в почвах агроценозов, вторичных и коренных лесов.
Практическая значимость.
Результаты исследований рекомендуется использовать в практике ведения сельского и лесного хозяйства, при оценке динамики изменения состава и свойств лесных почв, при определении их потребности в элементах питания. Результаты данной работы можно применить для диагностики антропогенно нарушенных лесных почв.
Полученные данные будут полезны разным учреждениям лесного хозяйства при разработке технологических карт по созданию и возделыванию лесных культур на почвах, вышедших из-под сельскохозяйственного пользования, а так же в учебных курсах по агропочвоведению и лесному почвоведению.
Апробация работы.
Материалы диссертации докладывались на научно-технических конференциях профессорско-преподавательского состава и аспирантов МГУЛ (1994-2000), на международной конференции " Диагностика питания сельскохозяйственных культур" (Душанбе, 1998), на Российско-Иранском семинаре "Перспективные направления биологической, экологической и сельскохозяйственной науки в XXI веке" (Москва 2000).
Публикации.
По материалам диссертации опубликовано 10 статей.
Личный вклад. Автором выполнено научное обоснование, разработана программа и методика работ. Произведены: сбор полевых и лабораторных материалов, обработка и анализ полученных результатов статистическими методами, написание и оформление работы.
На защиту выносятся: Результаты исследований состава и свойств лесных почв в процессе их окультуривания и регенерации при естественном возобновлении леса, включая динамику изменения морфологических и физических свойств, кислотности, содержания элементов питания растений.
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, 5 глав, выводов, списка литературы (160 названия) и приложения. Работа изложена на 122 страницах компьютерного текста, включая 17 таблиц и 13 рисунков.
Автор выражает глубокую благодарность коллективам кафедр почвоведения, механизации лесохозяйственных работ МГУЛ, особую признательность коллективу Почвенного института им. В.В. Докучаев^
Современные представления об агрогенном изменении дерново - подзолистых почв и их обратной эволюции при их выходе из сельхозоборота
На Европейской терретории России дерново-подзолистые почвы имеют длительную историю сельскохозяйственного использования. Последние 250 - 300 лет они являются объектом интенсивного освоения. В отдельных областях России распаханность дерново - подзолистых почв достигает 50 -60% от их общей площади (Ногина, 1981).
В результате распахивания лесных территорий разрушается в первую очередь естественная структура лесных биогеоценозов, исчезает древесная растительность и на смену ей приходит травянистая, что ведет к изменению состава растительных остатков, поступающих в почву (Евдокимова, 1978).
Вследствие распашки, как правило, полностью разрушается гумусово-аккумулятивный горизонт и частично горизонт А2. При длительном культивировании постепенно припахиваются все новые и новые части подзолистого горизонта. Вероятность припахивания нижележащих горизонтов находится в зависимости от степени развития эрозионных процессов, которые подвергают смыву верхнюю часть пахотного горизонта. Часто подзолистый А2 горизонт отсутствует на пахотных и залежных угодьях, создается пахотный горизонт (Апах) и профиль почвы приобретает следующий вид: Апах - (А2В) - В - ВС (Короткое 1963). При освоении лесных территорий основным преобразованиям подвергается верхняя часть почвенного профиля, при обратной эволюции можно ожидать трансформации именно этой старопахотной части профиля. На первых стадиях окультуривания процесс подзолообразования затухает и почвы приобретают признаки и свойства, значительно отличающиеся от исходных лесных.
При дальнейшем окультуривании все больше развивается и усиливается дерновый процесс и постепенно общее направление почвообразования становится противоположным исходному, развивающемуся в лесных почвах. На высшей стадии окультуривания подзолообразование практически полностью снимается и преобладает дерновый (культурный) процесс, формирующий дерново-подзолистые сильнокультурные почвы (Коновалова 1967, Баранова, Номеров, Строганова 1989).
А.А.Роде (1937-1939) указывает, что сущность дернового процесса заключается в том, что в верхней части почвенного профиля накапливается гумус, а вместе с ним и некоторые минеральные вещества, поступающие в верхние горизонты почвы в результате биологической миграции. При очень бедном составе материнской породы, когда ее основная масса представлена кварцем, можно также констатировать некоторое накопление соединений железа, калия, алюминия и других элементов.
Изучая влияние луговой травяной растительности на характер почвообразования в дерново-подзолистых почвах, необходимо прежде всего исследовать соотношение дернового и подзолистого процессов. Это соотношение является результатом борьбы биологического фактора с неотъемлемым фактором почвообразования - климатическим режимом. То же самое можно сказать и об изучении степени развития дернового процесса в пахотных почвах, где на смену подзолообразованию приходит сознательная деятельность человека.
Первое обобщение работ о подзолообразовании сделал Н.М. Сибирцев (1900-1901), связывая образование подзолистых почв с условиями умеренно-холодного и влажного климата полосы хвойных и смешанных лесов ("Тайга или раменей"). Происходящее в этих условиях "накопление и передвижение в увлажняемой почве перегнойных кислот, типа креновой и апокреновой, влечет за собой ряд явлений, существенно важных в установке натуры а) многие минеральные вещества будут выщелачиваться из почвы, частично в виде органоминеральных соединений, частично в форме солей перегнойных кислот апокренатов (щелочи и в меньшем количестве Са и Mg) и особенно кренатов (К, Na, Са, Mg, Al, FeO); б) из силикатов и преимущественно цеолитов выделится нерастворимый кремнезем, содержание которого в почве будет процент, но возрастать" (Сибирцев, 1951). Автор отмечает, что при подзолообразовании часть органических и минеральных веществ уходит в грунтовые воды, другая же, иногда большая часть, задерживается и накапливается в горизонте ортштейна. В своей работе Сибирцев, рассматривая образование горизонта ортштейна, указывает на то, что креновая кислота в сухое время года окисляется в апокреновую, но при длительном увлажнении почвы возможен и обратный переход апокреновой кислоты в креновую, а последней - в темно-окрашенную гуминовую кислоту. Таким образом, горизонт ортштейна рассматривался Сибирцевым как динамичное образование.
По В.Р. Вильямсу (1935, 1936) подзолообразование рассматривается как один из периодов единого почвообразовательного процесса. Он считает, что подзолообразование в наиболее "чистом" виде протекает под сомкнутой древесной растительностью, под пологом которой формируется горизонт мертвого растительного опада. Разложение органического вещества лесной подстилки осуществляется грибной микрофлорой с образованием креновой кислоты.
Древесная растительность своими корнями осушает слой почвы на глубине 50 - 100 см, к этому непрерывно иссушаемому слою направляется два тока капиллярной воды: один сверху - нисходящий, другой снизу -восходящий.
Физические свойства
Одной из наиболее четко проявляющихся особенностей подзолистых почв является резкое изменение плотности по профилю. Плотность накладывает отпечаток на весь комплекс физических условий в почве: водный, воздушный и тепловой режим, а следовательно, и на условия биологической деятельности. Плотность следует рассматривать как первичный компонент не только всей физики почв, но и жизни растений. (Ревут, 1964, 1972). Величина плотности почв в первую очередь зависит от структуры почвы и содержания в ней перегноя, тем меньше плотность почвы. С плотностью связаны водопроницаемость, порозность, полная влагоемкость, естественная влажность - одни из самых агрофизических свойств почвы. Плотность влияет на развитие растений непосредственно через корневые системы. Известно, что при плотности почвы от 1,4-1,5 г/см3 рост корней затормаживается (Сытник,1972), а при значениях 1,6-1,7 г/см практически прекращается (Зеликов, 1981). Оптимальные условия по данным И.А. Марковой, И.В. Шутова (1984) для пахотного горизонта находятся в пределах 1,1-1,3 г/см , а наилучшие условия для произрастания ели на суглинистых почвах по результатам опытов Н.А. Соколовской, И.А. Марковой и др. (1977) отмечаются при плотности 1,15 г/см . Из табл. 3 видно, что на исследуемых участках наименьшая плотность наблюдается в гумусо-аккуммулятивных горизонтах в лесу (0,98, 1,1, 1,12 см ), на пашне и пастбище этот показатель значительно выше (1,25-1,28 см ). С глубиной плотность существенно увеличивается при переходе к элювиальному горизонту А2 до 1,24, 1,23, 1,50 и далее к горизонту В до 1,63-1,72 см3, достигая максимума в нижней части иллювиального горизонта (до 1,69-1,76 см3). Статистически значимое различие в плотности почвы между пахотными и целинными участками прослеживаются только для самого верхнего слоя 0-10 см. (на глубине 0-5 см t=4,92 t табл =2,78) на глубине 5-Ю см. (t=3,44 t табл.=2,78) т.е. на лесных участках наблюдаются более низкие значения плотности почвы по сравнению с пахотными участками. Надо полагать, что это свидетельствует об уплотнении верхней части почвы при её обработке. В иллювиальных горизонтах существенных различий не обнаруживается.
Плотность твердой фазы почв. Плотность твердой фазы почвы (Ртф) может служить в известной мере признаком, указывающим на содержание в ней органического вещества. Величина Ртф зависит от минерального состава почвы и содержания органических компонентов. Общая закономерность в изменениях Ртф при одинаковом минералогическом составе таково: Ртф тем меньше, чем больше перегноя в почве (Н.Н. Николаевский, 1963). Результаты определения Ртф представлены в таблице 3 Ртф возрастает в почвенном профиле, с глубиной достигая максимума (в лесу 2,73 - 2,74 см на пашне 2,71 см3). Поскольку Ртф изменяется мало, общая порозность распределяется так же, как и плотность почвы.
Общая порозность и пористость аэрации почв.
Пористость почвы играет важную роль в процессах воздухообмена, накопления и передвижения влаги в почве. В порах размещаются вода, воздух, микроорганизмы, корни растений.
Результаты определения общей пористости представлены в таблице 3. Общая пористость для верхних горизонтов лесных почв составляет 56,9-60,8 %. Для пахотных горизонтов она составляет 50-51 %. По классификации Качинского эта почва уплотнена, требует рыхления и заправки органическим веществом. Вниз по профилю величина общей порозности снижается до чрезвычайно низких значений, характерных для уплотненных иллювиальных горизонтов. Как считают С.А. Астапов и СИ. Долгов (1959), почвенные слои с пористостью 40-50%, труднопроницаемы для корней растений. По данным Качинского (1958) следует, что наилучшая общая пористость культурного пахотного слоя суглинистых и глинистых почв должна находится в пределах 55-65 %.
Пористость аэрации имеет большое значение в жизни растений и микроорганизмов. При слишком низком содержании воздуха в почве возникают анаэробные условия, которые сильно отражаются на деятельности полезных микроорганизмов и развитии корневых систем растений. Экспериментально доказано, что при содержании воздуха до 15% затрудняется снабжение почвенных микроорганизмов и корней растений кислородом воздуха, а при его содержании в 8% и ниже корни растений отмирают, изменяется состав микрофлоры и начинают развиваться процессы оглеения почв.
Вопросы изучения водопроницаемости почвы на разных угодьях получили широкое развитие в работах Г.Н.Высоцкого, 1932. (цит. по И.С. Мелихову, 1999), А.Г.Доренко (1924), Н.А.Качинского (1924),М.Е.Ткаченко (1939-1952),А.А.Роде (1952-1955), А.М.Грина, Ю.В.Кука, Г.В.Назарова (1970,1974), А.И.Сботина (1970), Wiekinson Aina, (1975). В целом, все авторы указывают на лучшие водно - физические свойства почв лесных угодий. Величина водопроницаемости может варьировать в очень больших пределах, в зависимости от морфологии почв, структуры, механического состава.
Водопроницаемость почвы на поверхности и в различных ее горизонтах, играет существенную роль в водном режиме почв, процессах их развития и плодородия. От этого параметра зависит степень восприятия почвы атмосферных осадков, формирование поверхностного и внутрипочвенного стока, интенсивность процессов водной эрозии, формирование почвенных горизонтов и др.
Следует отметить, что водопроницаемость почвы весьма динамична и ,как правило, уменьшается со временем. Причина динамичности водопроницаемости лежит в обеструктрировании и набухании почвы при длительном увлажнении, а также в возрастающем трении воды о почву, о почвенные частицы, при охвате процессами смачивания или фильтрации всё большей и большей её толщины, водопроницаемость непрерывно меняется в зависимости от смоченности почвы и длительности увлажнения.
Учитывая важность этого показателя, нами проведено определение водопроницаемости дерновых почв на лесных и пахотных угодьях. Результаты этих опытов представлены в таблице № 5.
Поступление влаги в сухую почву делится на два периода. В течение первого почва насыщается влагой до того или иного предела, т.е. происходит впитывание влаги в почву. В течение второго периода совершается уже фильтрация влаги через почву. Естественно, что водопроницаемость почвы, измеряемая количеством влаги, поступающей в почву с ее поверхности, в первый период, особенно в начальные моменты весьма велика, а затем, по мере насыщения почвы влагой, она постепенно уменьшается и к моменту насыщения делается почти постоянной.
В проведенных нами опытах в течение трех часов водопроницаемость измерялась в мм/час. В начальный период водопроницаемость как в лесных, так и в пахотных угодьях, быстро снижается. При начальном значении от 151 - 125,64 мм./час (на лесных участках) и 37 - 26 мм/час (на пахотных участках) в течение одного часа она снизилась соответственно до 30 и 10,7 мм/час. Далее процесс насыщения влагой почвы стабилизируется, при этом продолжительность впитывания влаги почвой составляет примерно 2,5 часа. После полного насыщения почвы влагой, начинается период равномерного просачивания влаги через нее.
Из таблицы №4 видно, что в течение периода впитывания водопроницаемость почвы под лесом значительно (примерно в 3 раза) больше, чем на пашне и пастбище. Это обусловлено тем, что почва под лесом обладает хорошей структурой, в то время как на пашне и пастбище структура разрушена обработкой.
При сравнении интенсивности водопроницаемости почвы на разных угодьях в начале опыта и в конце выявляется, что затухание водопроницаемости больше в молодом лесу и на пашне, чем в коренном и старом лесу. Водопроницаемость в конце опыта в коренном и старом лесу уменьшается в 2,8-2,9 раза, на участке молодого леса в 15 раз, на пашнях и пастбищах в 4-4,5 раз. Это означает, что на сельскохозяйственных угодьях почва менее устойчива против заплывания водопроводящих пор.
Изменение физических свойств почв
С глубиной почвенного профиля плотность увеличивается и достигает максимума в нижней части почвы на участке "коренной леса" 1,76 г/см , а на пашне и пастбище от 1,69 - 1,70 г/см . В слое 20 см разница по плотности сокращается и достигает от 1,46 до 1,53 г/см3. Это объясняется тем, что под воздействием антропогенных факторов изменяется только верхний почвенный профиль, нижняя же часть остается почти без изменений. В слое от 40 см до 1м плотность на пашне и пастбище становится одинаковой, в отличие от участка "коренной лес". В лесу, в процессе подзолообразования, на суглинистых и глинистых породах минеральные коллоиды, а также близкие к ним по размерам частицы почти полностью разрушаются. Вследствие этого более крупные частицы накапливаются на поверхности почвы в горизонтах (А1 и А2), которые в лесу имеют более легкий состав, чем на пашне. В тоже время в нижней части почвы (в горизонте В) содержание глинистых частиц, в частности коллоидных, увеличивается. В силу чего механический состав этого горизонта делается более тяжелым, и почва становится плотнее. Какие - либо резкие различия по плотности почвы между участками не прослеживались, кроме самого верхнего слоя 0-10 см, который в лесу имеет более низкое значение плотности по сравнению с пашней и пастбищами. В нижних слоях почвы существенных различий не обнаруживается.
Увеличение плотности почв нижних слоев старопахотных и лесных участков является следствием естественного увлажнения почвы. Итак, основные различия по плотности почвы между участками прослеживаются в самом верхнем слое 0-10 см, который в лесу имеет более низкое значение плотности по сравнению с пашней и пастбищами. В нижних слоях почвы существенных различий, связанных с освоением почвы, не обнаруживается.
Из приведенных на этом графике данных видно, что наибольшая порозность наблюдается на поверхности (в слое до 10 см.) на участке коренного леса, где почва имеет более рыхлое сложение и меньшую плотность, чем на пашне и пастбище. В нижней части почвы по величине порозности различие между участками несущественны.
Из приведенных на этом рисунке графиков видно, что водопроницаемость в начальные моменты равнялась в лесу примерно 118 мм/час, на пашне и пастбище от 38 до 50 мм/час, быстро уменьшаясь с течением времени. Причем интенсивность насыщения существенно снижалась только за первые 0,5 часа увлажнения. В дальнейшем этот показатель на участке кормового севооборота и пастбище практически не изменялся.
На участке "коренной лес", в начальный период, интенсивность насыщения почвы влагой очень высокая. С увеличением времени интенсивность снижается, далее процесс насыщения почвы влагой стабилизируется. При этом продолжительность впитывания влаги почвой составляет примерно 2 часа, в дальнейшем этот показатель практически не изменяется.
Таким образом, водопроницаемость почвы на участках "коренной лес" в несколько раз выше, чем на участках кормового севооборота и пастбище, это объясняется тем, что почва под лесом обладает хорошей структурой, в то время как на пашне и пастбище структуру разрушена обработкой.
Нами проведен анализ гумус под коренным лесом на пашне и пастбище. Из представленных графиков видно, что в слое 5 см. несколько больше количество гумуса на участках (коренной лес и пастбище), наименьшее на пашне. На глубине 10 см количество гумуса между участками различается незначительно. Из вышеизложенного следует, что максимальное количество гумуса приходится на участки коренного леса и пастбище на глубине 0 до 10 см, в отличие от пашни. В лесу на поверхности почвы наиболее концентрируются органические вещества т. е. (подстилка), которые являются основными источниками гумуса. На участке пастбища повышенное содержание гумуса в верхнем слое объясняется тем, что в летний период здесь ведется пастьба скота. Оставшееся травянистая растительность и навоз, разлагаясь, увеличивают процентное содержание гумуса. На пашнях гумус распределятся более равномерно по глубине пахотного слоя. В слоях почвы от 20 см до 1м наибольшее содержание гумуса наблюдается на пашне; меньше всего гумуса содержится на участках под коренным лесом и пастбищах.
Из этих графиков видно, что наибольшее количество обменного калия находиться на поверхности почвы на участке кормового севооборота. На глубине 5 см наименьшее его количество калия наблюдается на участке коренного леса и пастбище.
Так же из графиков видно что на разных участках существенная разница по содержанию обменного калия наблюдается в основном в верхнем слое почвы. В слое от 0 до 20 см наименьшее количество обменного калия наблюдается на участках коренного леса и пастбище, в то время как на участке кормового севооборота обменного калия в 1,8 раза больше, чем на пастбище и в 3,7 раза больше на участке коренного леса. С глубиной величина обменного калия на всех участках уменьшается. Наибольшее количество калия приходится на участок кормового севооборота, а наименьшее - на участке коренного леса и промежуточное положение занимает пастбище. Таким образом, на всех трех участках в поверхностном слое наблюдается повышение содержания калия. Существенное увеличение калия в слое до 40 см зафиксировано на участке кормового севооборота, что объясняется систематическим внесением калийных удобрений. На участке под коренным лесом и пастбище содержание обменного калия в самом верхнем слое глубиной 5 см практически одинаково. Сравнительно высокое содержание калия на участке под коренным лесом, по нашему мнению, способствует интенсивное разложение лесной подстилки. Как отмечалось ранее, распределение обменных катионов по профилю является показателем генезиса дерново-подзолистых почв, а их снижение в подзолистом горизонте (в 20 см) - характерных признак оподзоливания профиля.
Данные по степени насыщенности почвы основаниями на участках коренного, кормового севооборота, и на пастбище показаны в виде графиков на рис. 7. Из этих графиков видно, что степень насыщенности почвы основаниями резко варьирует на глубине от 0 до 20 см. Наименьшая степень насыщенности почвы основанием наблюдается на участке коренного леса. В тоже время у кормового севооборота степень насыщенности почвы основаниями в 4 раза больше на участке коренного леса и в 1,1 раза болыне на участке пастбища на глубине 5 см степень насыщенности почвы основаниями больше чем на глубине 10 до 20 см.
Изменение физических свойств почв
Данные по анализу плотности почвы на участках кормового севооборота, молодого и старого леса на разной глубине представлены в виде графиков и показаны на рис.8 . Из этих графиков видно, что на разных участках существенная разница в плотности наблюдается только в верхнем слое почвы. Поселение леса на пашне приводит к разрыхлению верхней части почвы, благодаря чему в лесу наблюдаются меньшие значения плотности почвы. По полученным данным верхние слои почвы под молодым лесом и под старым лесом имеют в 1,1-1,3 раза меньшую плотность, чем на современной пашне. С увеличением глубины различия в плотности почвы на разных участках становятся несущественными и находятся практически в пределах ошибки опыта. В нижних горизонтах значения плотности почвы на разных участках одинаковые, что объясняется их близким механическим составом и одинаковыми почвообразующими породами. Полученные данные по общей порозности на участках кормового севооборота, старого и молодого леса показаны на рис.9 Из графиков видно, что наименьшие значения порозности наблюдаются на поверхности почвы на участке кормового севооборота. Заселение пашни лесом привело к уменьшению порозности в слое почвы до 10 см, почва в этом слое имеет меньшую плотность, чем на участке кормового севооборота. В нижней части почвы различия несущественны.
Из приведенных на этом рисунке графиков видно, что на участках кормового севооборота насыщение почвы влагой в особенности в верхних слоях проходит сравнительно медленно. Причем интенсивность насыщения существенно снижается только за первые 0,5 часа увлажнения. В дальнейшем этот показатель на участке кормового севооборота практически не изменяется.
На участке старого леса, также как и на участке молодого в начальный период, интенсивность насыщения почвы влагой сравнительно высокая, с увеличением времени насыщения эта интенсивность снижается, а затем процесс стабилизируется, причем на участках с молодым лесом значения водопроницаемости почвы практически сравниваются со значениями водопроницаемости почвы на участках с кормовым севооборотом.
Это объясняется тем, что за 30-35 лет пребывания почвы под лесом происходит изменение только верхней части почвы . Длительное воздействие лесной растительности (участок старый лес) приводит к тому, что водопроницаемость во все сроки наблюдения в несколько раз выше, чем на участке под кормовым севооборотом.
Как отмечалось ранее, состав свойств почвы изменяется при зарастании естественной растительностью. Полученные нами результаты позволяют сравнивать содержание гумуса, находящегося под лесом разного возраста. На рис.11 показано содержание гумуса после зарастания в течение 30-35 и 180 лет и на участках с пахотными почвами.
В гумусовом горизонте в почвах под молодым и старым лесом гумуса содержится больше, чем в почве под кормовым севооборотом. Под лесом наблюдается резкое уменьшение содержания гумуса с глубиной. Причем сравнение вторичных лесов показало: под старым древостоем профильное уменьшение гу-муссированности происходит более резко. Таким образом, поселение леса приводит к увеличению гумуссированности верхнего слоя 0-5 см и более резкому снижению содержания гумуса с глубиной.
Как отмечалось ранее, состав и свойства почвы изменяются при зарастании пашни естественной растительностью. Полученные нами результаты позволяют сравнивать содержание подвижного калия в почве, находящейся под лесом разного возраста. На рис. 12 показано содержание подвижного калия на участках с возрастом древостоя 30-35 и 180 лет и на участках кормового севооборота.
Как видно из представленных графиков, зарастание пашни лесом привело к уменьшению содержания подвижного калия на лесных участках. Наибольшее содержание калия наблюдается в поверхностном слое (на глубине 5 см). Это можно объяснить тем, что образующийся при минерализации опада калий сразу же потребляется растениями. С глубиной до 20 см на всех участках содержание подвижного калия уменьшается, а в слое 40 см различие по содержанию калия между участками " молодой лес" и "кормовой севооборот" становится несущественным. Это свидетельствует о том, что при непродолжительном зарастании лесом изменение в содержании калия произошло только в верхних горизонтах. В нижней же части почвы содержание калия изменилось мало.
При более длительном зарастании (участок "старый лес") снижение содержания подвижного калия отмечается по всему профилю почвы. Таким образом, зарастание пашни лесом привело к прогрессирующему уменьшению содержания подвижного калия на лесных участках. Данные по анализу степени насыщенности почвы основаниями на участках кормового севооборота, молодого и старого леса представлены в виде графиков на рисІЗ.
Из этих графиков видно, что на разных участках существенная разница по степени насыщенности основаниями наблюдается в основном в верхнем слое почвы. Поселение на пашне молодого и старого леса приводит к изменению гидролитической кислотности, Са, Mg, от которых также зависит степень насыщенности почв основаниями. 40 60 V,% 100
С глубиной величина степени насыщенности основаниями увеличивается. Наибольшая степень насыщенности почвы основаниями во всем профиле отмечена на участке кормового севооборота, наименьшая на участке старого леса и промежуточное положение занимает участок молодого леса. В целом заселение пашни лесом привело к уменьшению степени насыщенности основаниями на лесных участках.
