Примечание. В 2005 г. определение гумуса в почвах под ПСП не проводилось.

В нижней части склона (А₃) травянистая растительность не оказала существенного влияния на содержание гумуса в поверхностном слое почв, что свидетельствует о полном гашении стока полосами агростепи выше лежащих таксонов - окраины плакора и верхней части склона.

Достоверное повышение содержания подвижного Р₂О₅ и обменного К₂О в поверхностном слое почв под буферными агростепными полосами установлено только в нижней части склона (А₃): фосфора на 3,6-4,4 мг/кг в отдельные годы исследований (2006 и 2009), калия - в среднем на 143 мг/кг (колебания по годам исследований 90-225 мг/кг).

Выводы

1. Почвы полигона «Агроландшафт» представлены агрочерноземами миграционно-мицелярными слабогумусированными средне- и тяжелосуглинистыми. Геоморфологические и литологические различия подурочищ агроландшафта способствовали дифференциации агрочерноземов по уровню плодородия в результате эрозионных процессов, активно развивавшихся до создания противоэрозионного каркаса. По этой причине почвы окраины плакора имеют наименьшую мощность гумусовых горизонтов и самое низкое содержание гумуса. Вниз по склону происходит увеличение мощности гумусового слоя, количества гумуса и утяжеление гранулометрического состава, оказывающих влияние на агрохимические показатели.

2. Почвы всех ландшафтных таксонов полигона содержат смектиты, гидрослюды, каолинит и хлорит в илистой фракции. В верхней части профиля доминируют гидрослюды - 47,6-48,3%, в нижних горизонтах преобладают смектиты - 47,2-63,6%. Пылеватые фракции состоят из кварца, слюд, калиевых полевых шпатов, плагиоклазов, хлоритов, каолинита и смектитов. Во фракции тонкой пыли доминируют слюды (28,8-41,8%) и кварц (28,4-37,3%), средней пыли - кварц (35,2-66,5%). Внесение минеральных удобрений не оказывает существенного влияния на минералогический состав тонкодисперсных фракций. Однако в почвах окраины плакора (А₁) и верхней части склона (А₂) отмечается активизация процессов механической дезинтеграции минералов из более крупных фракций в тонкопылеватую и разрушения неустойчивых к выветриванию минералов, таких как смешаннослойные образования и хлорит.

3. В валовом химическом составе почв разных подурочищ ландшафта отмечается тренд в изменении содержания макроэлементов: снижение количества кремния и относительное повышение содержания алюминия и железа к агрочерноземам нижней части склона (А₃), что обусловлено более высоким количеством илистой фракции и смектитов в ней. Повышенным содержанием биофильных элементов отличаются агрочерноземы нижней части склона (А₃), в которых количества магния в 2,1-2,2 раза, фосфора в 1,8-2,8 и калия в 1,2-1,5 раза больше, чем в почвах других таксонов. Систематическое внесение различных доз минеральных удобрений не приводит к загрязнению почв токсичными элементами. В верхних горизонтах почв удобренных вариантов, особенно в их илистых фракциях, отмечается накопление таких биофильных элементов как фосфор и калий, необходимых для формирования урожая возделываемых культур.

4. Почвы полигона характеризуются довольно высокими природными запасами общего калия 1653-2479 мг/100 г, фосфора 59-168 и магния 1615-3475 мг/100 г. Большая часть этих элементов (51-59%) находится в потенциальном резерве, минимальная - в непосредственном (0,8-4,1%). Систематическое внесение удобрений приводит к увеличению непосредственного резерва калия и фосфора. Однако существует опасность разрушения минералов вследствие усиления подкисления почв при внесении повышенных доз минеральных удобрений, что может привести к истощению естественных запасов питательных веществ.

5. Мониторинг в течение 6-ти лет (2004-2010 гг.) за действием и последействием систематического семилетнего применения (1999-2005 гг.) полного минерального удобрения позволил выявить ряд изменений в свойствах почв.

а). Произошло достоверное подкисление почв на всех подурочищах ландшафта: в среднем на 0,26 единиц при оптимальной дозе и 0,48 - двойной. Буферная ёмкость пахотных горизонтов агрочерноземов к минеральным тукам составила от 230 до 269 кг/га д.в. /ед.рН или в среднем 248, т.е. увеличение дозы удобрений до 250 кг/га д.в. будет способствовать подкислению почв на единицу рН.

б). Внесение минеральных удобрений не оказало существенного влияния на содержание гумуса в почвах всех ландшафтных таксонов.

в). Содержание подвижного фосфора в пахотном слое почв повысилось на 11,6 (А₁) - 14,5 (А₃) мг/кг, обменного калия - на 32 (А₁) - 95 (А₃) мг/кг. Увеличение содержания Р₂О₅ и К₂О отмечается не только в верхних горизонтах, но и во всем метровом профиле.

г). Существует тесная корреляционная зависимость содержания валовых форм биогенных макро- (r=0,56-0,90) и микроэлементов (0,70-0,90), подвижных форм фосфора и калия (0,37-0,67) с количеством тонкодисперсных фракций, особенно илистой, что подтверждает их функциональную значимость, главным образом глинистых минералов, в пищевом режиме почв.

6. Проведенные исследования подтвердили высокую эффективность организации территории полигона, экологический каркас которого, состоящий из системы защитных лесных насаждений и агростепных полос трав, в условиях склонов снижает потери биогенных элементов, некоторых микроэлементов в результате водной эрозии. В почвах под агростепными полосами трав через 7 лет после их закладки, особенно на окраине плакора (А₁) и верхней части склона (А₂), отмечается достоверное повышение содержания и запасов гумуса. В нижней части склона (А₃) влияние почвозащитных степных полос на свойства почв менее значительно (кроме содержания подвижного фосфора и обменного калия).

7. Необходимость дифференцированного ландшафтного подхода к экологически обоснованному использованию агрохимикатов на каждом структурном элементе агроландшафта и разработке мероприятий по сохранению и повышению плодородия почв обусловлена разным соотношением содержания тонкодисперсных фракций, их минералогического состава и содержания гумуса, определяющим реакцию органно-минеральной основы на вносимые минеральные удобрения

Предложения производству

1. Для обеспечения увеличения урожайности возделываемых сельскохозяйственных культур и предотвращения деградации экологически уязвимых почв необходимо дифференцированное систематическое применение различных доз минеральных удобрений в каждом структурном элементе агроландшафта (с максимумом N₁₂₀P₁₂₀K₁₂₀ в нижней части склона и не более N₆₀P₆₀K₆₀ на окраине плакора и в верхней части склона, почвы которых обладают меньшей буферностью).

2. В условиях окраин плакора Ставропольской возвышенности, где усиливается процесс необменной фиксации калия удобрений вследствие более быстрого увлажнения и пересыхания пахотного слоя при выпадении осадков по сравнению со склоновыми участками, целесообразна более глубокая заделка калийных удобрений.

3. Высоко эффективная структура экологического каркаса на полигоне «Агроландшафт» может использоваться в качестве модели при землеустройстве склоновых агроландшафтов, интенсивно используемых в земледелии Центрального Предкавказья.

4. Для улучшения гумусного состояния пахотных земель, обеспечения повышения плодородия почв в агроландшафте, особенно окраин плакоров и верхних частей склонов, следует периодически (каждые 7-10 лет) перемещать агростепные полосы по склону.

Список опубликованных работ

1. Чижикова, Н.П. Изменение природных запасов элементов питания в агрочернозёмах Ставропольского края при агрогенном воздействии (на примере полигона «Агроландшафт»)/ Н.П. Чижикова, С.Н. Шкабарда // Плодородие. - 2011. - № 4 . - С. 48-50.

2. Шкабарда, С.Н. Влияние интенсивности использования агрочерноземов Ставропольской возвышенности в ландшафтном земледелии на состояние эдафических факторов/ С.Н. Шкабарда // Агрохимический вестник. - 2011. - № 6. - С.

3. Годунова, Е.И. Роль защитных лесных насаждений в экологической устойчивости ландшафта /Е.И. Годунова, С.Н. Шкабарда// Теоретические и прикладные проблемы использования, сохранения и восстановления биологического разнообразия травяных экосистем: материалы Междунар. научн. конф. (Михайловск, 16-17 июня 2010 г.) / ГНУ СНИИСХ Россельхозакадемии. - Ставрополь: АГРУС, 2010. - С. 106-108.

4. Годунова, Е.И. Влияние агростепных полос на состояние эдафических факторов на полигоне «Агроландшафт» /Е.И. Годунова, С.Н. Шкабарда// Теоретические и прикладные проблемы использования, сохранения и восстановления биологического разнообразия травяных экосистем: материалы Междунар. научн. конф. (Михайловск, 16-17 июня 2010 г.) / ГНУ СНИИСХ Россельхозакадемии. - Ставрополь: АГРУС, 2010. - С. 102-105.

5. Чижикова, Н.П. Устойчивость агрочернозёмов ландшафтов байрачных лесостепей, типичных для территории Ставропольской возвышенности, к агрогенным воздействиям /Н.П. Чижикова, Е.И. Годунова, С.Н. Шкабарда, А.А. Самсонова// Закономерности изменения почв при антропогенных воздействиях и регулирование состояния и функционирования почвенного покрова: материалы Всерос. научн. конф. (Москва, 28-29 сент. 2010 г.) / Почв. ин-т им. В.В. Докучаева Россельхозакадемии и др. - Москва, 2010. - С. 555-562.

6. Чижикова, Н.П. Дифференцированная оценка запасов калия в почвах полигона «Агроландшафт» /Н.П. Чижикова, Е.И. Годунова, С.Н. Шкабарда // Генезис, география, классификация почв и оценка почвенных ресурсов: материалы научн. конф., посвящ. 150-летию со дня рождения Н.М. Сибирцева (Архангельск, 14-16 сент. 2010 г.): VII Сибирцев. чтения/ О-во почвоведов им. В.В.Докучаева и др.- Архангельск: КИРА, 2010. - С. 208-212.

7. Чижикова, Н.П. Влияние интенсивности использования агрочернозёмов Ставрополья в агроландшафте на их экологические функции /Н.П. Чижикова, С.Н. Шкабарда, Е.И. Годунова// Ресурсный потенциал почв - основа продовольственной и экологической безопасности России: материалы Междунар. конф., посвящ. 165-летию В.В. Докучаева (Санкт-Петербург, 1-4 марта 2011 г.) / СПГУ и др. - Санкт-Петербург, 2011. - С. 502-505.

8. Шкабарда, С.Н. Роль защитных лесных насаждений в качестве биогеохимического барьера в агроландшафте / С.Н. Шкабарда, Н.П. Чижикова, Е.И. Годунова// Биокосные взаимодействия в природных и антропогенных системах: материалы IV Междунар. симпозиума (Санкт-Петербург, 19-21 сентября 2011 г.) / СПГУ и др. - Санкт-Петербург, 2011. - С. 222-227.

Размещено на Allbest.ru