Почвы Орловской области и их агроэкологическая характеристика

Почвы орловской  области и их агроэкологическая  характеристика

Своеобразие ландшафтных  условий, особенно растительности и  почв, лесостепной полосы, как переходной между таёжной и степными зонами со времён В.Ж  Докучаева привлекало особое внимание исследователей.

Наиболее обстоятельно характеристика почв Орловской области в ранний период их изучения дана И.К. Фрейбергом (1902-1908 гг.), отметившего разнообразие типов и специфику географии почв области.

Последующие многочисленные работы касались генезиса и географических особенностей почв этой территории, разносторонней генетической и агрономической их характеристики (Адерихин Ш.Т., 1961, 1962, 1964, 1968; Ахтырцев Б.Л., 1965, 1968, 1979; Афанасьева Е.В., 1964, 1966; Колтакова П.С., 1966, 1969; Лепнев Д.А., 1969).

Рельеф северо-западной области  типичный для западных склонов Среднерусской  возвышенности. Это эрозионно-возвышенная (200-275 м), полого-волнистая с отдельными холмами равнина, густо расчленённая овражно-балочной сетью и речными  долинами. Коэффициент расчленённости территории гидрографической сетью составляет 1,3 м/км . Преобладающие формы рельефа - водораздельные плато и приводораздельные склоны» Микрорельеф представлен лощинами и ложбинами стоков.

Центральная зона области  представляет собой слабоволнистую равнину с преобладанием водораздельных пространств полого-волнистой поверхности, присетевые и приводораздельные пологие и покатые склоны. Микрорельеф представлен ложбинами стока, лощинами, понижениями.

Юго-восточная зона - платформенная  эрозионно-денадуционная пластовая равнина с тенденцией относительного прогибания неотектонических структур.

Ландшафты относятся к  классу равнинных. Здесь соприкасаются  две природные зоны: лесная и лесостепная. Лесная зона представлена подзоной смешанных  лесов с участками болот и агроландшафтов на дерново-подзолистых, серых и светло-серых лесных почвах на перемытых моренных и водно-ледниковых отложениях.

На территории области  подразделяется три подзоны:

1. Подзона северной лесостепи  на лесовидных суглинках, песках  и супесях с агро- и акультурными ландшафтами на выщелоченных и оподзоленных чернозёмах под бывшими луговыми степями, на серых лесных почвах под бывшими широколиственными лесами;

2. Подзона типичной лесостепи  с агро- и акультурными ландшафтами  на чернозёмных почвах под бывшими злаково-разнотравными степями с агроландшафтами на серых лесных почвах под бывшими широколиственными лесами;

3. Подзона южной лесостепи  с агро- и акультурными ландшафтами  на выщелоченных и оподзоленных  чернозёмах под бывшими злаковыми степями.

Азональные ландшафты  представлены поймами и террасами  рек с агроландшафтами и древесно-кустарниковыми сообществами на аллювиальных луговых и влажно-луговых чернозёмах (Атлас Орловской области, 2000).

Почвообразугощими породами служат осадки четвертичного периода – лёссовидные и частично покровные суглинки, пески и супеси. Почвенный покров формировался под воздействием дернового и подзолистого процессов почвообразования. Лесная растительность северных районов области обусловливала развитие подзолистого процесса, а луговая травянистая растительность степей юго-восточных районов обеспечивала высокое накопление гумуса и интенсивное проявление дернового процесса в почвах чернозёмного типа.

Почвенный покров представляет собой зону переходных почв от дерново-подзолистых в западной части к чернозёмным почвам в юго-восточной части и отличаются большой пестротой. Соотношение основных типов почв на территории Орловской области характеризуют данные таблицы 15.

Таблица 15

Почвенный покров пахотных земель

Такое разнообразие почв определяется различными условиями почвообразования, различный характер растительности как ведущий фактор почвообразования, почвообразующих пород обусловили пестроту почвенного покрова. Так, в западной части преобладают светло-серые, серые и тёмно-серые лесные почвы с небольшими участками дерново-подзолистых почв. В центральной части основными являются чернозёмы оподзоленные и тёмно-серые лесные почвы. Юго-восточная зона отличается наиболее выровненным почвенным покровом. Преобладающим типом почв являются чернозёмные почвы (оподзоленные и выщелоченные).

Сельскохозяйственные земли Орловской  области отличаются разной степенью неоднородности. В одном производственном массиве могут находиться почвы, характеризующиеся различными агрономическими свойствами (разного мехсостава, разной степени эродированности, оглеения и т.д.).

На основании изучения особенностей структуры почвенного покрова области  можно дать следующую общую характеристику СПП.

В условиях плакорного типа местности  преобладают умеренно пятнистые разреженно древовидные структуры с фоновыми компонентами - разными подтипами чернозёмов и серых лесных почв. Здесь широко представлены пятнистости и комплексы с широким участием эродированных почв.

Зандровый тип местности характеризуется  преобладанием сочетаний мозаик, вариаций - сочетаний из супесчаных и песчаных серых лесных почв и чернозёмов оподзоленных.

В СПП склонового типа местности  господствуют комбинации (пятнистости  и сочетания) зональных неэродированных  чернозёмов и серых лесостепных почв и их аналогов разной степени смытости.

В СПП пойменных территорий преобладают  округло-линзовидные вариации и пятнистости дерновых и луговых почв с широким участием компонентов разной степени оглеения.

Надпойменно-террасовому типу местности  свойственны пятнистости лугово-чернозёмных и чернозёмно-луговых почв.

В западной почвенно-климатической  зоне области основным компонентом структуры почвенного покрова служат светло-серые, серые лесные и тёмно-серые лесные почвы и сравнительно редко дерново-подзолистые и чернозёмные почвы. Светло-серые почвы приурочены к самым верхним частям приводораздельных пространств и положительным формам микрорельефа. В средних частях пологих склонов они сменяются серыми лесными почвами, в том числе слабоэродированными. Эти структуры почвенного покрова агрономически однородны.

На участках с сильно выраженным микрорельефом формируются контрастные  по увлажнению почвы, при этом большую  площадь занимают глееватые почвы. Эти структуры неоднородные, но совместимые  в системе агромероприятий.

В центральной природно-экономической  зоне основным компонентом структуры  почвенного покрова являются серые  лесные, тёмно-серые лесные и чернозёмы  оподзоленные. Для преобладающих  возвышенных равнинных территорий наиболее распространёнными являются неэродированные серые, тёмно-серые, чернозёмы оподзоленные и реже светло-серые лесные почвы. С агрономической точки зрения, комбинации этих почв на пашне считаются вполне однородными.

Наряду с указанными почвами  на плоских водоразделах и выположенных участках пологих склонов в условиях слабого дренажа развиваются почвы повышенного поверхностного увлажнения.

На пониженных равнинах и в нижних частях пологих склонов встречаются полугидроморфные почвы (серые лесные глеевые, лугово-чернозёмные) и гидроморфные почвы западин, которые относятся к числу агрономически несовместимых структур почвенного покрова.

В юго-восточной территории области  на выровненных водораздельных поверхностях и пологих склонах преобладают  неэродированные чернозёмы выщелоченные и оподзоленные. На склонах отмечается формирование эрозионных сочетаний в разной степени смытости чернозёмов. Местами на склонах встречаются небольшие пятна тёмно-серых и серых лесных почв.

Агрономически однородные массивы  представлены выщелоченными чернозёмами или их сочетаниями с оподзоленными чернозёмами. Характерной особенностью являются комбинации почв чернозёмов выщелоченных и оподзоленных с полугидроморфными аналогами - лугово-чернозёмными почвами. Такие сочетания относятся к неоднородным, но совместимым структурам почвенного покрова.

Важным компонентом почвенного покрова являются почвы гидроморфного  ряда (лугово- и лугово-чернозёмные  разной степени выщелоченности и  оподзоленности, серые лесные и тёмно-серые поверхностно и глубинно глееватые). Они образуют небольшие по площади ареалы по террасам рек в присклоновых и других понижениях.

Для оценки характера изменения  свойств почв по почвенным районам  области были выполнены исследования их состава в северо-западной природно-экономической зоне в почвенном районе дерново-подзолистых, светло-серых и серых лесных почв на покровных иловато-пылеватых тяжёлосуглинистых отложениях (северо-запад) и супесчаных и легкосуглинистых иловато-крупнопылеватых покровных суглинках (юго-западный район области), в центральном почвенном районе тёмно-серых лесных и чернозёмов оподзоленных на оподзоленных среднесуглинистых покровных суглинках и юго-восточном почвенном районе чернозёмов оподзоленных и выщелоченных на карбонатных лессовидных суглинках (рис. 5, а, б, в, г).

а)

б)

в)

г)

Рис. 5. Содержание фракций  ила, крупной пыли, физической глины  и гумуса в почвах Орловской области

Степень проявления гумусообразования  и оподзоленности определяется не только зональными особенностями почвообразования, но и характером почвообразующих и подстилающих пород, что определяет оролитологические различия и характер структуры почвенного покрова отдельных почвенных районов.

Данные анализов, представленные на рис. 5, показывают различия в зональных типах и подтипах почв Орловской области, обусловленные особенностями состава материнских пород.

Всветло-серых и серых  лесных почвах в гранулометрическом составе преобладающей фракцией является крупная пыль (0,05-0,01 мм), содержание илистых частиц колеблется от 5,5% (легкосуглинистые) до 16,1% в средне-суглинистых разновидностях. Чётко проявляется перемещение фракции ила из верхних горизонтов в нижние.

Количество физической глины  в светло-серых и серых лесных почвах возрастает в почвах центральной зоны, сформированных на покровных оподзоленных суглинках, при этом возрастает гумусированность указанных почв.

В южных районах области  чернозёмные почвы сформировались на карбонатных и бескарбонатных лёссовидных суглинках. В гранулометрическом составе этих почв возрастает количество илистой фракции 30-35% и фракции физической глины 56-58%, значительно уменьшается количество частиц крупной пыли до 31-36%. Тёмно-серые лесные и чернозёмы оподзоленные и выщелоченные тяжелосуглинистые характеризуются средней и выше средней гумусированностью, близкой к нейтральной среде почвенного раствора, высокой насыщенностью основаниями, лучшей оструктуренностью.

Приведённые в таблице 16 и  на рисунках 5-6 усреднённые показатели состава и свойств, профильные характеристики основных почв области позволяют судить об общих генетических их особенностях и сравнительном уровне потенциального плодородия.

Таблица 16

Усреднённые физико-химические и морфологические признаки и  свойства почв

1 - дерново-подзолистые; 2 - светло-серые  лесные; 3 - серые лесные; 4 - тёмно-серые  лесные; 5 - чернозёмы оподзоленные; 6 - чернозёмы выщелоченные; 7 - чернозёмы влажно-луговые

Рис. 6. Запасы гумуса в пахотном слое почвы (т/га)

Наиболее потенциально плодородные  чернозёмы оподзоленные и тёмно-серые лесные по своим физико-химическим и физическим свойствам, содержанию и запасам гумуса близки между собой.

Серые лесные почвы значительно  уступают по плодородию почвам предыдущей группы. Наиболее низкий уровень плодородия имеют светлосерые и дерново-подзолистые почвы. Они менее пригодны для наиболее требовательных культур к почвенному плодородию.

Под влиянием сельскохозяйственного  освоения серых лесных почв происходит изменение их морфологических признаков: усиливается гумусовая окраска переходного горизонта, ослабляется кремнеземистая присыпка, распыляется пахотный слой. Длительное использование слабо отражается на механическом составе серых лесных почв, даже отмечается увеличение илистых фракций в поверхностных слоях за счёт припахивания переходного горизонта, содержащего больше ила. Более значительные изменения претерпевает структурно-агрегатный состав почв, ухудшаются водно-физические свойства. Изменяются количество и качественный состав гумуса.

Длительное земледельческое  использование чернозёмов приводит к уменьшению содержания гумуса, особенно велики минерализационные потери гумуса у чернозёмов оподзоленных, снижению биологической активности почв, изменению поглощённых катионов кальция и магния, ухудшению структурного состава чернозёмов, особенно уменьшению содержания фракции – 5-1 мм, увеличению распылённости почвенной массы.

Распыление структуры  почвы влечет за собой ухудшение  физико-механических, водно-физических свойств, способствует заплыванию почв и образованию поверхностной корки, благоприятствует смыву и размыву почвенной толщи. Чернозёмная зона стала эпицентром развития процессов водной и ветровой эрозии. Это обусловило значительную долю в почвенном покрове эродированных почв. Общая площадь эрозионно-опасных и подверженных эрозии почв равна 1153,1 тыс. га, из них слабосмытых 301,2 тыс. га, среднесмытых 104,0 тыс. га и сильно омытых 19,3 тыс. га.

В современных условиях масштабы технологического загрязнения и разрушения почв возросли (рис. 7, 8).

Рис. 7. Содержание вредных  веществ (мг/кг5 по типам почв области) 1 - обменный аммоний; 2 - хлор; 3 - никель; 4 - нефтепродукты; 5 - цинк; 6 - свинец, 7 - хром, 8 - медь

Рис. 8. Содержание цезия-137 (в  процентах)

Основные почвы пахотных угодий (дерново-подзолистые, серые лесные, чернозёмы) характеризуются высокой эффективностью на применение удобрений (Афанасьева Е.А., Адерихин П.Г., 1964; Данилов Г.Г., Каргин И.Ф., 1973; Степанова Л.П., 1985, 1988, 1999; Колтакова П.С., 1966 и др.).

На основании обобщения материалов агрохимической характеристики почв и  почвенного покрова области можно  отметить и особо подчеркнуть  следующие негативные особенности  выявленные в результате такой оценки:

а) наблюдающаяся тенденция ухудшения  важнейших показателей агрономических свойств почв (таблица 17) в динамике за последние 20-25 лет.

Таблица 17

Динамика изменения содержания гумуса по усреднённым данным, %

б) значительное проявление эрозионных процессов при явном недостаточном внимании к осуществлению системы противоэрозионных мероприятий с учетом генетических особенностей почв и требований возделываемых культур;

в) недостаточный уровень окультуренности  серых, светло-серых и дерновоподзолистых почв, что на фоне низкого содержания гумуса и высокой доли в гранулометрическом составе пылеватой фракции, не обеспечивает формирование благоприятных физических и водно-физических свойств этих почв;

г) проявление техногенного загрязнения  почв области вредными веществами и радионуклидами (рис. 7, 8);

д) значительное снижение масштабов  применения удобрений и химических мелиорантов в хозяйствах области  за последние 10-12 лет.