Модель для прогнозирования динамики мощности гумусового слоя и запасов гумуса в серых лесных почвах Центрального Черноземья

Земледелие. 2017. № 6.

УДК 631.6.02

Модель для прогнозирования динамики мощности гумусового слоя и запасов гумуса в серых лесных почвах Центрального Черноземья

Ю.П. СУХАНОВСКИЙ1, доктор сельскохозяйственных наук, зав. лабораторией (e-mail: Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.)
А.В. ПРУЩИК1, кандидат сельскохозяйственных наук, старший научный сотрудник
С.И. САНЖАРОВА1,2, кандидат биологических наук, ведущий научный сотрудник
1Всероссийский научноисследовательский институт земледелия и защиты почв от эрозии, ул. Карла Маркса, 70б, Курск, 305021, Российская Федерация
2Всероссийский научноисследовательский институт радиологии и агроэкологии, Киевское шоссе, 109 км, Обнинск, Калужская обл., 249032, Российская Федерация

Ранее была разработана комплексная модель для прогнозирования динамики гумусового слоя и запасов гумуса в чернозёмах. Она включает математические модели эрозии почвы, почвообразования и трансформации органического вещества. Цель наших исследований - адаптация этих моделей для условий серых лесных почв. Адаптацию и проверку проводили для тёмно-серой лесной почвы. Приняты гипотезы, что математические модели можно применять для серых лесных почв, используя поправки на свойства почвы, мощность гумусового слоя и поступление растительных остатков. Приняты следующие основные предположения: чернозём и тёмно-серую лесную почву использовали одинаково; для этих почв через 200 лет после распашки целины запасы гумуса в пахотном слое уменьшились в два раза; поступление растительных остатков в почву прямо пропорционально урожайности, которая имеет такую же зависимость от запасов гумуса. Для проведения расчётов разработана специальная программа (на языке программирования Visual Basic Microsoft Excel 2010). Проверка комплексной модели показала, что через 200 лет после распашки целины она занизила мощность гумусового слоя на 13 %, а запасы гумуса завысила на 24 %. Сделаны выводы, что принятые гипотезы и предположения были обоснованными; модель можно использовать для оценки состояния почвы в прошлом и для долгосрочного прогнозирования. Проведены расчёты скорости почвообразования перед освоением целины и средней скорости сокращения мощности гумусового слоя (для слабо

эродированных почв за 200 лет), согласно результатам которых сокращение гумусового слоя происходило в 100 раз быстрее, чем почвообразование. Это характеризует последствия антропогенного воздействия на почву.

Ключевые слова: эрозия почвы, последствия, модель, прогнозирование, серая лесная почва.

Для цитирования: Сухановский Ю.П., Прущик А.В., Санжарова С.И. Модель для прогнозирования динамики мощности гумусового слоя и запасов гумуса в серых лесных почвах Центрального Черноземья// Земледелие. 2017. № 6. С. 6-10.

Model to Forecast the Dynamics of Humus Layer Thickness and Humus Supplies in Gray Forest Soil of the Central Chernozem Region

Yu.P. Sukhanovskii1, A.V. Prushchik1, S.I. Sanzharova1,2

1 All-Russian Research Institute of Farming and Soil Protection from Erosion, ul. K. Marksa, 70b, Kursk, 305021, Russian Federation
2All-Russian Research Institute of Radiology and Agroecology, Kievskoe shosse, 109 km, Obninsk, Kaluzhskaya obl., 249032, Russian Federation

Abstract. Earlier an integral model for forecasting the dynamics of humus layer thickness and humus supplies in chernozem soil was elaborated. It includes mathematical models of soil erosion, soil formation, and organic matter transformation. The aim of the study was adapting the models for the conditions of gray forest soils. Adaptation and verification were carried out for dark gray forest soil. Hypotheses that mathematical models can be applied for gray forest soils making corrections for soil qualities, humus layer thickness and ingress of plant residues into the soil are accepted. The following principal assumptions are accepted: chernozem and gray forest soils were used alike; for these soils in the period of 200 years after plowing up virgin land the humus supplies in the topsoil layer decreased two times; the ingress of plant residues into the soil is directly proportional to yield capacity, which has the same dependence on humus supplies. A special computer program (programming language is Visual Basic Microsoft Excel 2010) was elaborated for computation. The verification of the integral model showed that in 200 years after the plowing up of the virgin land the model underestimated the humus layer depth by 13 %, and overestimated the humus supplies by 24 %. The conclusions were drawn that the accepted hypotheses and assumptions were substantiated; the model can be applied for soil condition estimation and long term forecasting. Computations of the soil formation rate before bringing the virgin land into cultivation and an average rate of the reduction of the humus layer depth (for weakly eroded soils for200years) were carried out. The results showed that the humus layer reduction was 100 times faster than soil formation. This characterizes the consequences of the anthropogenic effect on the soil.

Keywords: soil erosion, consequences, model, forecasting methods, gray forest soils.

Author Details: Yu.P. Sukhanovskii, D. Sc. (Agr.), head of laboratory (e-mail: soil-er@ kursknet.ru);A.V. Prushchik, Cand. Sc.(Agr.), senior research fellow; S.I. Sanzharova, Cand. Sc. (Biol.), leading research fellow.

For citation: Sukhanovskii Yu.P., Prushchik A.V., Sanzharova S.I. Model to Forecast the Dynamics of Humus Layer Thickness and Humus Supplies in Gray Forest Soil of the Central Chernozem Region. Zemledelie. 2017. No. 6. Pp. 6-10 (in Russ.)