Пространственно-временная неоднородность агрофизических показателей черноземных почв в склоновых агроландшафтах
doi: 10.24412/0044-3913-2024-5-3-8
УДК 631.43:631.445.4
Н. В. Афонченко, кандидат сельскохозяйственных наук, старший научный сотрудник (e-mail: Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript. )
А. Н. Золотухин , младший научный сотрудник
О. Г. Чуян , доктор биологических наук, ведущий научный сотрудник
В. В. Двойных, младший научный сотрудник
Курский федеральный аграрный научный центр, ул. Карла Маркса, 70б, Курск, 305021, Российская Федерация
Исследования проводили с целью оценки зависимости агрофизических свойств пахотного слоя черноземных почв от климатических условий и морфометрических параметров рельефа в склоновом агроландшафте. Работу выполняли в 2019– 2023 гг. в Курской области на территории агроэкологического полигона площадью 86 га. Преобладающие почвы – черноземы типичные и выщелоченные малогумусные тяжелосуглинистые на склонах слабосмытые. Отбор образцов почвы из пахотного слоя осуществляли ежегодно на основе цифровой модели рельефа с учетом геоморфометрических характеристик (экспозиции, уклона, длины склона) на 31…32 площадках, расположенных на основных элементах рельефа, координаты которых определяли с использованием GPS-приёмников Garmin. Изменения во времени агрофизических показателей пахотного слоя почвы зависели от температурного режима холодного и теплого периодов гидрологического года, а также количества осадков. Для условий склонового рельефа повышение температур теплого (май-сентябрь) и холодного (ноябрьмарт) гидрологического полугодия на 1 °С способствовало снижению количества агрономически ценных агрегатов соответственно на 11,1 и 6,8 %, а коэффициента структурности – на 1,22 и 0,78. Повышение количества годовых осадков на 100мм приводило к росту доли глыбистой фракции на 5,6 %, а также снижению количества агрономически ценных агрегатов на 6,1 %, коэффициента структурности – на 0,61 ед., количества водопрочных агрегатов – на 8,8 %. Пространственная неоднородность агрофизических свойств зависела от напряженности рельефа, усиливающей влияние осадков, и территориального распределения содержания гумуса, которое было связано с интенсивностью эрозионных процессов и снижалось при повышении относительной теплообеспеченности склонов. Количество агрегатов размером 0,25…10 мм снижалось на каждый градус уклона на 1,8 %, водопрочных – на 1,1 %. Увеличению содержания гумуса в пахотном слое на 1 % в среднем по годам соответствовал рост водопрочности на 10,1 %.
Ключевые слова: агрофизические свойства, структура почв, гидротермические условия, рельеф, чернозем.
Для цитирования: Пространственновременная неоднородность агрофизических показателей черноземных почв в склоновых агроландшафтах / Н.В.Афонченко, А.Н.Золотухин, О. Г.Чуян и др. // Земледелие. 2024. № 5. С. 3-8. doi: 10.24412/ 0044-3913-2024-5-3-8.
Spatiotemporal heterogeneity of agrophysical indicators of chernozem soils in slope agricultural landscapes
N. V. Afonchenko, A. N. Zolotukhin, O. G. Chuyan, V. V. Dvoinykh
Federal Agricultural Kursk Research Center, ul. Karla Marxa, 70b, Kursk, 305021, Russian Federation.
Abstract. The research aimed to assess the dependence of the agrophysical properties of the arable layer of chernozem soils on climatic conditions and morphometric parameters of the relief in a slope agricultural landscape. The work was carried out in 2019–2023 in the Kursk region on the territory of an agro-ecological test site with an area of 86 hectares. The predominant soils were typical chernozems and leached, low-humus, heavy loamy soils on slightly eroded slopes. Soil samples were taken annually from the arable layer based on a digital terrain model, considering geomorphometric characteristics (exposure, slope, slope length) at 31–32 sites located on the main relief elements, the coordinates of which were determined using Garmin GPS receivers. Changes over time in the agrophysical indicators of the arable soil layer depended on the temperature regime of the cold and warm periods of the hydrological year, as well as the amount of precipitation. For slope relief conditions, an increase in the temperatures of the warm (May-September) and cold (November-March) hydrological half-year by 1 °C contributed to a decrease in the number of agronomically valuable aggregates by 11.1 and 6.8 %, respectively, and the structure coefficient by 1.22 and 0.78. An increase in the amount of annual precipitation by 100 mm led to an increase in the proportion of the blocky fraction by 5.6 %, as well as a decrease in the number of agronomically valuable aggregates by 6.1 %, the structure coefficient by 0.61 units, and the number of water-resistant aggregates by 8.8 %. The spatial heterogeneity of agrophysical properties depended on the intensity of the relief, increasing the influence of precipitation, and the territorial distribution of humus content, which was associated with the intensity of erosion processes and decreased with increasing relative heat supply to the slopes. The number of aggregates with a size of 0.25–10 mm decreased for each degree of slope by 1.8 %, water-resistant ones–by 1.1 %. An increase in the humus content in the arable layer by 1 % on average over the years corresponded to an increase in water resistance by 10.1 %.
Keywords: agrophysical properties; soil structure; hydrothermal conditions; relief; chernozem.
Author Details: N. V. Afonchenko, Cand. Sc.(Agr.) senior research fellow (e-mail: Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.); A. N. Zolotukhin, junior research fellow; O. G. Chuyan, D. Sc. (Biol), leading research fellow; V. V. Dvoinykh, junior research fellow.
For citation: Afonchenko NV, Zolotukhin AN, Chuyan OG, et al. [Spatiotemporal heterogeneity of agrophysical indicators of chernozem soils in slope agricultural landscapes]. Zemledelie. 2024(5):3-8. Russian. doi: 10.24412/0044-3913-2024-5-3-8.