Научно-методические подходы к регулированию кислотно-основного состояния почв

Возможность стабильного функционирования почвы в конкретных условиях окружающей среды, в связи с наличием в ней множества обратных связей, основана на свойствах саморегуляции (Титова, Дабахов, 2000; Черников, Милащенко, Соколов, 2001). Это предполагает возможность прогнозировать направленность изменений кислотно- основного состояния почв и оценивать его количественные изменения при изменении основных определяющих его агроэкологических параметров.

Оценка изменений кислотности почв при изменении водного режима.

Изменению показателя кислотности почв рН_KCL при изменении величин стока влаги соответствует выражение:

, (35)

где J₀ – исходная величина стока (мм), J_i - соответствующая новым условиям; коэффициент α – характеризует «податливость» почв при изменении климатического режима или агрогенных факторов, определяющих водный режим.

Культуры севооборота, формируя баланс влаги на поле, определяют и размеры потерь оснований из почвы, которые оцениваются эмпирическими соотношениями (К_К) между разными группами культур: под культурами сплошного сева – 1, пар- 1.8, -пропашные- 1.4, многолетние травы- 0.75 (Методические указания…, 2000). Изменению рН, при изменении структуры севооборота, соответствует аналогичное выражение с использованием отношения средневзвешенных коэффициентов по севообороту (К_С) - по доле культур:

(36)

Удельные изменения рН_KCL при введении в структуру севооборота 10% чистого пара, пропашных или 10% многолетних трав в условиях тяжелосуглинистой почвы (α ≈1), согласно вышеприведенной формуле имеют значения -0,077, -0,04 и +0,03 ед. Это соответствовало фактическим различиям рН чернозема типичного между зернопаропропашным - ЗПП (ч. пар - озимая пш. – сах. свекла – ячмень) и зернотравяным (ЗТ) севооборотами (2 г. мн. трав -озимая пш. –ячмень) многофакторного полевого опыта ВНИИЗ и ЗПЭ (+0.4 ед. рН). Это означает, что почвам присуща способность к самовосстановлению при смене водного режима на менее промывной по естественным (погодно- климатическим) или агротехническим причинам. Основой этого процесса являются компенсаторные механизмы твердой фазы почв, установленная зависимость которых позволяет на качественном (направленность) и количественном уровне прогнозировать изменения величины кислотности.

Минимально необходимая для стабилизации кислотности почв доля многолетних трав в структуре посевных площадей (Т%) может быть определена по следующему выражению:

,(37)

где ∆рН_KCL – интенсивность среднегодового подкисления почв; k_T – эмпирический коэффициент потерь оснований из почв под травами относительно культур сплошного сева (0,75).

Оценка изменений кислотности почв при внесении минеральных удобрений.

Введение в почву одновалентных катионов в составе минеральных удобрений оказывает быстрое влияние и напрямую обедняет почвенный поглощающий комплекс обменными основаниями. В данном случае следует считать потери извести от минеральных удобрений в контролируемом (пахотном) слое почвы (∆И_М, СаСО₃ кг/га) эквивалентными изменению суммы обменно-поглощенных оснований (∆S, мг-экв/100г):

∆И_М (СаСО₃ , кг/га ) = ∆S· 5 10³ h d.(38)

где h – пахотный горизонт почвы, м; d – объемная масса почвы, г/см³.

Изменение рН с учетом буферности почв имеет следующее выражение:

, (39)

где ∆И_М (СаСО₃ кг/га) = t·Н_ИМ·Д;(40)

Д – насыщение севооборота минеральными удобрениями (кг д.в. NPK /га); Н_ИМ – норматив потерь извести кг на 1 кг д.в. NPK /га; t·- севооборот (лет).

Величина изменения рН при внесении удобрений зависит от значений удельных потерь оснований (кг СаСО₃ /га) при внесении удобрений (кг д.в.NPK /га), буферности почвы, определяемой её типом, содержания гумуса, а также гранулометрического состава.

По наблюдениям изменений физико- химических показателей чернозема типичного при внесении минеральных удобрений (225 кг.д.в. /га , МФПО ВНИИЗ и ЗПЭ) на 1 кг д.в. NPK /га из пахотного слоя почвы терялось в среднем по севооборотам 1,1 кг /га СаСО₃ на водораздельном плато и 1,6 кг /га СаСО₃ – на склоне северной экспозиции. На основании данных исходных свойств почвы и потерь СаСО₃ определены изменения рН_KCL (табл. 13).

Таблица 13. Изменение кислотности чернозема типичного от внесения минеральных удобрений за 8 лет

Водораздельное плато