Вміст увібраних катіонів у солонцях каштанових у виробничих умовах

Ґрунт	Варіант	Глибина, см	Ca	Mg	Na	K	Сума увібраних катіонів, м-екв/100 г ґрунту	Na, % від суми увібраних катіонів
			м-екв/100 г ґрунту
Солонець каштановий (колг.”Заповіт Леніна”)	Плантаж	0-30	20,7	8,5	0,2	0,3	29,7	0,5
		30-40	18,6	9,1	0,3	0,5	28,4	0,9
		40-60	18,6	8,5	0,2	0,7	28,1	0,8
	Контроль	0-30	13,2	11,7	0,5	0,6	26,2	2,1
		30-40	14,3	10,6	0,6	0,8	26,4	2,3
		40-60	14,9	10,1	1,0	1,1	27,1	3,7
Солонець каштановий (СТОВ «Новопавлівське»)	Плантаж	0-30	19,1	6,2	0,2	0,2	25,7	0,7
		30-40	19,7	6,1	0,3	0,3	26,4	1,1
		40-60	18,2	9,1	0,3	0,3	27,1	1,3
	Контроль	0-30	14,3	6,1	0,8	0,7	21,9	3,6
		30-40	13,7	8,3	1,0	0,5	23,5	4,2
		40-60	16,9	10,5	1,3	0,8	29,5	4,4

 

Отже, коротко підсумовуючі наведу інформацію, можна зробити наступні висновки:

1. Загальною закономірністю для усіх досліджуваних ґрунтів є процес розсолонцювання. Це підтверджується збільшенням вмісту увібраного кальцію за рахунок зменшення частки увібраних магнію та натрію у ГПК. Інтенсивність процесу розсолонцювання у досліджуваних ґрунтах різна, що обумовлено застосовуваними меліоративними заходами.

2. В незрошуваних умовах помітні зміни у складі ГПК відзначаються вже на другий рік післядії плантажної оранки, але більш чітко вони простежуються на 7 рік. На 50 рік післядії вміст увібраного натрію у ГПК солонців каштанових незначний, і можна констатувати відсутність солонцюватості.

3. В умовах зрошення прісною гідрокарбонатною водою зміни у складі ГПК відбуваються більш швидко і розсолонцювання спростерігається вже на 4 рік післядії меліоративної плантажної оранки.

4 В умовах зрошення слабомінералізованими водами в перші роки спостерігається активне накопичення натрію у ГПК плантажованих ґрунтів. Після припинення зрошення на 30 рік післядії плантажної оранки спостерігається активне витискання увібраного натрію з ГПК і підвищення частки увібраного кальцію.

5. Зміни у складі ГПК ґрунту обумовлені високою активністю іонів кальцію. Підвищена активність їх зберігається протягом 40-50 років післядії плантажної оранки. Висока активність іонів кальцію в плантажованих ґрунтах як у зрошуваних так і у незрошуваних умовах свідчить про високу їх буферність до процесів осолонцювання.

6. У неплантажованих солонцях каштанових та темно-каштанових солонцюватих ґрунтах можна констатувати процес розсолонцювання, обумовлений змінами іонно-сольового складу ґрунтового розчину. У незрошуваних солонцях каштанових спостерігається зниження вмісту увібраного натрію і збільшення частки увібраного кальцію лише в орному шарі. У зрошуваних темно-каштанових слабосолонцюваних ґрунтах зниження долі увібраного натрію спостерігається і в орному і в типоутворюючому ілювіальному горизонтах. Розсолонцювання орного шару темно-каштанових солонцюватих ґрунтів, вилучених зі зрошення слабомінералізованими водами не виявлено. Наявність процесу розсолонцювання зональних ґрунтів (солонців каштанових), що протягом тривалого періоду використовуються у ріллі підтверджується на неплантажованих варіантах ділянок виробничого впровадження меліоративної плантажної оранки.

 

Вміст гумусу у плантажованих та неплантажованих солонцевих ґрунтах

 

Вміст і якісний склад гумусу є найважливішим інтегральним показником генезису і родючості ґрунту. Вміст органічної речовини та його динаміка в просторі і часі характеризує зміни темпів і напрямів ґрунтоутворення, визначає рівень потенційної родючості ґрунтів [51,53,64,122,236]. Він обумовлює поглинальну здатність та процеси структуроутворення, впливає на тепловий, водний та поживний режими ґрунтів [179,182]. Тому показники гумусового стану ґрунтів переважно використовуються для діагностики, оцінки рівня родючості, агровиробничого групування ґрунтів і їх агроекологічного стану.

Солонцеві ґрунти степової зони відрізняються невисоким вмістом гумусу в орному шарі. Його кількість у солонцях каштанових складає 2,0-2,1 %, з глибиною гумусованість значно знижується. У темно – каштанових ґрунтах спостерігається чітка різниця в гумусованості залежно від гранулометричного складу (від 1,8 до 2,6 %) [1,2,100,198].

В дослідженнях останнього часу [16,17,31,57,58,110,148,180,197] все більше уваги приділяється виявленню впливу розорювання і сільськогосподарського використання ґрунтів на вміст і якісний склад органічної речовини. При цьому йдеться як про зменшення запасів органічної речовини [2,16,31,36,108,131,152,197,203], так і про її накопичення [88,95,152,123,175,244].

Меліоративна плантажна оранка призводить до істотних змін організації гумусового профілю та вмісту гумусу солонцевих ґрунтів. При проведенні такого обробітку верхня гумусована частина ґрунтового профілю переміщується на деяку глибину, тому в перші роки після його проведення відмічається зниження вмісту гумусу в орному шарі на 15-20 %, тоді як в більш глибоких шарах (30-60 см) відбувається збагачення органічною речовиною на 40-80 %, порівняно з тією ж глибиною на неплантажованих варіантах [95,175,201,234].

Протягом тривалого періоду післядії меліоративної плантажної оранки формуються ґрунти, що помітно відрізняються від неплантажованих аналогів за вмістом, запасами, профільним розподілом і якісним складом гумусу. В плантажованих ґрунтах спостерігається більш рівномірний розподіл гумусу в меліорованому шарі (0-60 см), при цьому різниця між орним шаром і шаром 40-60 см складає близько 20 %, тоді як в неплантажованих аналогах ця різниця збільшується до 40-50 % (рис 4.9).

 

Рис.4.9. Профільний розподіл гумусу в солонці каштановому

 

Проведеними дослідженнями встановлено, що у незрошуваних умовах вміст гумусу в меліорованому шарі солонців каштанових достовірно збільшувався протягом тривалого періоду післядії плантажної оранки (табл.4.8). Так, на 50 рік післядії вміст гумусу в орному шарі цих ґрунтів становить 2,2-2,3%, при 1,9-2,0 на контролі, а в шарі 40-60 його кількість складає 1,7% при 1,0 % на контролі. Такий профільний розподіл вмісту загального гумусу зумовлює збільшення загального запасу органічної речовини в 0-60 см шарі (150 т/га на плантажованому варіанті при 136 т/га на контролі) і окремо в кожному з шарів плантажованих ґрунтів. При цьому основна частина цих запасів зосереджена в орному шарі і шарі 40-60 см. Накопиченню органічної речовини в плантажованих ґрунтах сприяли значно вищі, порівняно з контролем, врожаї сільськогосподарських культур, завдяки чому нагромаджувався матеріал для гуміфікації – рослинні рештки [110,175,179]. Крім того, висока температура повітря і нестача вологи обумовлюють нетривалий період мінералізації органічної речовини, тому в незрошуваних умовах процес накопичення гумусу переважає над процесом його розчинення [175,180,181].

 

Таблиця 4.8

Динаміка вмісту загального гумусу (%) у солонцях каштанових

Рік	Глибина, см	Варіант		НІР 0,95
		Плантаж	Контроль
1967	0-30	1,7	2,0	0,2
	30-40	1,6	1,6	0,2
	40-60	1,4	1,0	0,3
2003	0-30	2,3	2,0	0,2
	30-40	1,8	1,8	0,1
	40-60	1,7	1,0	0,2
2005	0-30	2,2	2,0	0,1
	30-40	1,9	1,7	0,3
	40-60	1,7	1,0	0,2

Примітка. У таблиці використані дані Ю.Є.Кізякова (вміст загального гумусу у досліджуваних грунтах, 1967 рік) [89].

 

У складі гумусу плантажованих солонцевих ґрунтів в тривалій післядії меліоративної плантажної оранки спостерігається переважання групи гумінових кислот над фульвокислотами в результаті чого величина співвідношення Сг.к.:Сф.к. помітно збільшується у всьому меліорованому шарі, тобто зростає глибина гуміфікації (табл. 4.9). Це також добре ілюструється показником ступеня гуміфікації органічної речовини, який вищий у всьому профілі плантажованих ґрунтів. Крім того вміст рухомої органічної речовини в орному шарі плантажованих ґрунтів у 2-2,5 разів нижчий ніж на контрольному варіанті. Це свідчить про закріплення утворюваного гумусу, чому, на нашу думку, має сприяти активний кальцій у профілі меліорованих ґрунтів [55].

В неплантажованих солонцевих ґрунтах за роки їх використання істотних змін вмісту гумусу в орному шарі не відбулося. В той же час спостерігається достовірне його збільшення у шарі 30-40 см. Значну роль у накопиченні гумусу тут відіграють кореневі частини рослин, за рахунок яких відбувається переважне надходження в ґрунти зольних речовин [110]. Крім того цей шар ґрунту відрізняється сприятливими гідротермічними умовами протягом тривалого часу (квітень – жовтень) і пригніченістю мінералізаційних процесів [165]. Підвищення вмісту гумусу в шарі 30-40 см, обумовило деяке зростання його запасів у шарі 0-60 см неплантажованих солонцевих ґрунтів.

 

Таблиця 4.9

Якісний склад гумусу плантажованих і неплантажованих солонців каштанових

Рік	Варіант	Глибина,см	Вміст вуглецю, % до маси ґрунту
			Сг.к.	Сф.к.	Сг.к: Сф.к		Рухома органічна речовина	Нероз-чинний залишок
2003	Плантаж	0-30	0,38	0,08	4,7	82,6	0,03	0,86
		30-40	0,32	0,12	2,6	72,7	0,02	0,63
		40-60	0,19	0,11	1,7	63,6	0,02	0,66
	Контроль	0-30	0,36	0,21	1,7	63,1	0,10	0,51
		30-40	0,20	0,14	1,4	58,8	0,03	0,68
		40-60	0,14	0,10	1,4	58,3	0,01	0,36
2005	Плантаж	0-30	0,38	0,12	3,1	76,0	0,03	0,72
		30-40	0,36	0,15	2,4	70,5	0,03	0,55
		40-60	0,20	0,10	2,0	66,7	0,02	0,65
	Контроль	0-30	0,31	0,18	1,7	63,2	0,03	0,58
		30-40	0,27	0,20	1,3	57,4	0,03	0,52
		40-60	0,12	0,10	1,2	54,5	0,01	0,34

 

В умовах зрошення прісними водами спостерігаються дещо інші тенденції. Дослідженнями Г.В.Новікової [175] установлено, що вже на 13 рік післядії меліоративної плантажної оранки вміст гумусу і його розподіл в меліорованому шарі темно-каштанових слабосолонцюватих ґрунтів стає таким же, як і у ґрунтів контрольної ділянки (табл.4.10). Нашими дослідженнями встановлено, що в наступні роки вміст гумусу в 0-60 см шарі як плантажованих так і неплантажованих ґрунтів істотно не змінився. В орному шарі обох варіантів вміст гумусу коливається в межах 1,9-2,0 %. Він рівномірно розподілений по ґрунтовому профілю з тенденцією до незначного зниження з глибиною (рис 4.10). Однак запаси його в шарі 0-60 см плантажованих варіантів дещо більші (123,4 т/га на плантажі при 116,9 т/га на контролі).

В 0-100 см шарі ґрунту в зрошуваних умовах процес гумусоутворення протікає інтенсивно, в той же час накопичувана органічна речовина піддається більш повній мінералізації [2,16,179,181].

 

Таблиця 4.10

Динаміка вмісту загального гумусу (%) у темно-каштанових слабо солонцюватих ґрунтах, зрошуваних водами 1 класу

Рік	Глибина, см	Варіант		НІР 0,95
		Плантаж	Контроль
1970	0-30	1,9	1,9	0,1
	30-40	1,6	1,8	0,2
	40-60	1,6	1,6	0,1
2003	0-30	1,9	1,9	0,1
	30-40	1,6	1,8	0,2
	40-60	1,6	1,2	0,3
2005	0-30	2,0	1,9	0,1
	30-40	1,7	1,8	0,1
	40-60	1,5	1,3	0,1

Примітка. У таблиці використані дані Г.В.Новікової (вміст гумусу у досліджуваних грунтах, 1970 рік) [160]

 

Рис. 4.10. Профільний розподіл гумусу в темно-каштановому слабосолонцюватому ґрунті, зрошуваному прісною водою

 

Однак, насиченість ГПК темно-каштанових слабосолонцюватих ґрунтів (плантажованих і неплантажованих) кальцієм сприяє закріпленню гумусових речовин, утворюючи форми гуматів, менш доступні розкладанню мікроорганізмами [51,64,110,119,180]. Фульвокислоти і близькі до них прості органічні речовини мінералізуються в першу чергу, збільшуючи при цьому вміст складних органічних речовин, типу гумінових кислот [179,181,182]. Показник ступеня гуміфікації органічної речовини є однаково високим, як на плантажованих, так і на неплантажованих ділянках. Переважання гумінових кислот у якісному складі гумусу обумовлює високе співвідношення Сг.к.:Сф.к на обох варіантах в орному і підорному шарах. Невисокий вміст рухомої органічної речовини на плантажованому варіанті свідчить про те, що гумусові речовини тут закріплюються краще (табл.4.11). Коагуляцію органічних колоїдів на цьому варіанті зумовлює високий вміст карбонатів кальцію і висока активність його іонів. В нижній (40-60 см) частині ґрунтового профілю обох варіантів спостерігається майже однаковий вміст гумінових і фульвокислот і знижується показник співвідношення Сг.к.:Сф.к.

 

Таблиця 4.11

Якісний склад гумусу плантажованих і неплантажованих темно-каштанових слабосолонцюватих ґрунтів, зрошуваних прісною водою

Рік	Варіант	Глибина,см	Вміст вуглецю, % до маси ґрунту
			Сг.к.	Сф.к.	Сг.к: Сф.к		Рухома органічна речовина	Нероз-чинний залишок
2003	Плантаж	0-30	0,20	0,17	1,2	54,0	0,03	0,72
		30-40	0,21	0,16	1,3	56,7	0,02	0,54
		40-60	0,18	0,17	1,1	51,4	0,02	0,58
	Контроль	0-30	0,21	0,17	1,2	55,2	0,03	0,74
		30-40	0,19	0,16	1,2	54,2	0,04	0,58
		40-60	0,14	0,12	1,1	53,8	0,03	0,40
2005	Плантаж	0-30	0,20	0,17	1,2	56,7	0,03	0,80
		30-40	0,24	0,12	2,0	66,6	0,02	0,60
		40-60	0,24	0,16	1,5	60,0	0,02	0,45
	Контроль	0-30	0,20	0,15	1,3	57,1	0,03	0,71
		30-40	0,20	0,15	1,3	57,1	0,04	0,65
		40-60	0,15	0,12	1,2	55,5	0,03	0,31

 

При зрошенні слабомінералізованими водами, згідно досліджень Ю.Є.Кізякова [88,95], в темно-каштанових слабосолонцюватих ґрунтах вже на 6 рік післядії меліоративної плантажної оранки вміст гумусу в орному шарі і шарі 30-40 см наближався до рівня неплантажованих ґрунтів, а в шарі 40-60 см залишався більш високим. Однак істотних змін групового і фракційного складу гумусу не спостерігалося, що свідчить про його стійкість до фактору зрошення [95].

Нашими дослідженнями встановлено, що на 30 рік післядії меліоративної плантажної оранки після припинення зрошення слабомінералізованими водами вміст гумусу в орному шарі плантажованих і неплантажованих ґрунтів залишається майже однаковим (2,1 % на плантажі при 2,2 % на контролі). З глибиною його кількість на плантажованому варіанті дещо знижується і у шарі 40-60 його вміст складає 1,83 % при 0,63 % на контролі (рис 4.11). Запаси гумусу в плантажованих темно-каштанових слабосолонцюватих ґрунтах складають 136 т/га на плантажі при 124 т/га на контролі. При цьому в плантажованих ґрунтах 60 % цих запасів зосереджено в орному шарі і 21 % у шарі 40-60, тоді як в неплантажованих ґрунтах 70 % цих запасів приходиться на орний шар.

 

Рис.4.11. Профільний розподіл гумусу в темно-каштановому слабосолонцюватому ґрунті (5 – річна післядія зрошення слабомінералізованими водами)

 

Що стосується якісного складу гумусу темно-каштанових солонцюватих ґрунтів, то після припинення зрошення слабо мінералізованими водами у складі гумусу обох варіантів переважають гумінові кислоти. При цьому кількість їх у шарах 30-40 та 40-60 см на плантажованому варіанті вища порівняно з контролем. Це зумовлює високе співвідношення Сг.к.:Сф.к у меліорованому профілі і свідчить про збільшення глибини гуміфікації, порівняно з неплантажованими аналогами (табл. 4.12). Як і в інших вищерозглянутих плантажованих грунтах, показник ступеня гуміфікації органічної речовини тут дещо вищій, а кількість рухомої органічної речовини нижче. Отже, з наведених даних випливає, що в плантажованих ґрунтах створюються більш сприятливі умови для накопичення гумусу.

 

Таблиця 4.12

Вміст і якісний склад гумусу плантажованих і неплантажованих темно-каштанових слабосолонцюватих ґрунтів, вилучених зі зрошення слабомінералізованими водами, 2005 рік

Варіант	Глибина,см	Вміст гумусу, %	Вміст вуглецю, % до маси ґрунту
			Сг.к.	Сф.к.	Сг.к: Сф.к		Рухома органічна речовина	Нероз-чинний залишок
Плантаж	0-30	2,1	0,23	0,18	1,3	56,1	0,04	0,81
	30-40	2,0	0,28	0,16	1,8	63,6	0,03	0,70
	40-60	1,8	0,23	0,14	1,6	62,1	0,02	0,69
Контроль	0-30	2,2	0,27	0,20	1,3	57,4	0,07	0,81
	30-40	1,2	0,12	0,10	1,2	54,5	0,04	0,46
	40-60	0,7	0,06	0,09	0,6	40,0	0,03	0,25

 

Коротко підсумовуючи викладену інформацію, потрібно відзначити наступне:

1. Протягом тривалого періоду післядії меліоративної плантажної оранки формуються ґрунти, що помітно відрізняються від немеліорованих аналогів за вмістом, запасами, профільним розподілом і якісним складом гумусу.

2. В тривалій післядії плантажної оранки в зрошуваних і незрошуваних умовах спостерігається збільшення вмісту гумусу в орному шарі плантажованих ґрунтів, і за цим показником вони виходять на рівень контрольного, неплантажованого варіанту.

3. У складі гумусу плантажованих солонцевих ґрунтів у всьому профілі в тривалій післядії меліоративної плантажної оранки переважають гумінові кислоти, Глибина гуміфікації на цих варіантах вище. Високий вміст активного кальцію у профілі плантажованих ґрунтів обумовлює кращу коагуляцію органічних колоїдів на цих варіантах. Показник ступеня гуміфікації органічної речовини у плантажованих грунтах дещо вищій, а кількість рухомої органічної речовини нижче.