Факультет

Студентам

Посетителям

Методические исследования по крупномасштабному картографированию валовых и подвижных форм микроэлементов

Одним из наглядных способов представления информации о химическом составе почв являются картосхемы содержания микроэлементов.

Мелко- и среднемасштабные карты содержания микроэлементов составлены для ряда республик и областей Европейской части РФ. Коллективом авторов под руководством Ковды В. А., Зырина Н. Г. (1973) составлены картосхемы валового содержания микроэлементов в почвах Европейской части бывшего СССР. Схематические карты содержания валовых и подвижных форм микроэлементов в почвах Белоруссии представлены в работах Лупинович И. С. (1970, 1973), Лукашева К. Н., Петуховой Н. Н. (1970, 1980).

В основе составления картограмм содержания микроэлементов лежит выборочный индуктивный метод, принцип которого заключается в изучении их количества в отдельных ключевых, наиболее характерных для почвенной разности участках, являющихся типичными для данной почвенно-климатической зоны. Установление основных закономерностей распределения микроэлементов в почвах, связанных с типом почвообразовательного процесса, дисперсностью и гумусированностью почв, реакцией среды, степенью окультуренности, позволяет вполне обоснованно при картографировании содержания микроэлементов экстраполировать получаемые выборочные данные на общую совокупность почв.

Одним из важных моментов картографирования химических элементов является учет почвенной неоднородности. Исследования, проведенные разными авторами, привели, с одной стороны, к появлению работ теоретического характера, в которых делается попытка осмыслить причины и формы проявления многообразия почв в пространстве, а с другой стороны, к необходимости разработки соответствующих методов изучения пространственной вариабельности как отдельных свойств почв, так и факторов, их определяющих и от них зависящих.

Причины мезокомплексности и агрохимические свойства дерново-подзолистых почв Калининградской области изучены Важениным И. Г., Беляковой В. И. (1959). Для основных подтипов дерново-подзолистых почв ими установлено значительное варьирование в содержании подвижных форм питательных веществ (азота, фосфора, калия), причем для окультуренных почв большая пестрота в распределении элементов отмечена в связи с предшествующей историей землепользования, а не с генетическими особенностями почв.

Природное варьирование химического состава почв определяется комплексом факторов, главными из которых являются: 1) субмикропестрота — включения органических остатков, первичных минералов; 2) микропестрота — в почвенной разновидности; 3) мезопестрота — в пределах почвенного типа; 4) макропестрота — в пределах разных типов почв. Исследования природной вариабельности могут проводиться на разных уровнях с учетом основных признаков варьирования.

Изучению вариации распределения микроэлементов посвящены работы отечественных исследователей.

С целью изучения вариации содержания микроэлементов во времени, нами в течение ряда лет отбирались образцы в разные сроки вегетационного периода с апреля по октябрь.

Как показывают результаты исследования, содержание микроэлементов в почвах в разные месяцы вегетационного периода изменяется в небольших пределах. Вариация значительна у марганца (66—105%) и цинка (47—102%), менее существенна у бора (27—52%), кобальта (21—49%) и меди (21—35%), слабая у молибдена (14—34%). Разная вариабельность элементов связана с их особенностями и концентрацией в почвах. Более высокая вариация содержания микроэлементов имеет место в почвах легкого гранулометрического состава по сравнению с суглинистыми.

Некоторое повышение концентрации микроэлементов в почвах наблюдается в конце вегетационного периода — в августе. По-видимому, это связано с тем, что к этому периоду многие сельскохозяйственные культуры заканчивают рост и развитие, и уровень поступления микроэлементов в растения снижается. С другой стороны, в этот период в почве развиваются процессы минерализации органического вещества, что также приводит к дополнительному поступлению в почву подвижных форм микроэлементов.

В дальнейшем, с развитием процессов минерализации, происходит вымывание микроэлементов из почв, усиливающееся обилием осадков в осенний период. Это приводит к некоторому снижению концентрации микроэлементов в почвах в осенний период.

В целом необходимо отметить, что изменения содержания микроэлементов в почвах в течение вегетационного периода не превышают аналитическую ошибку их определения и не обусловливают перехода почв из одной группы в другую по обеспеченности микроэлементами. Поэтому отбор почвенных образцов на определение содержания микроэлементов можно проводить фактически в любые сроки в период с апреля по октябрь включительно.

Учитывая значительную пестроту почвенного покрова Калининградской области, важное значение при исследовании содержания микроэлементов в почвах имеет правильный выбор площади элементарного участка. С целью изучения данного вопроса почвенные образцы отбирали с участков площадью 3, 5, 10 и 20 га. Пестрота распределения содержания микроэлементов (микропестрота) изучалась преимущественно для различных по гранулометрическому составу преобладающих разновидностей дерново-подзолистых почв, а также торфяных. При этом исходили из предположения, что характер распределения подвижных форм микроэлементов, также как и валовых форм, на малых и больших площадях в пределах одной почвенной разности в общем одинаков.

Анализ полученных результатов показывает, что сходимость параллельных результатов содержания микроэлементов в почвах отдельных участков зависит от их площади и максимальная на участках площадью 3 га. С увеличением площади элементарного участка она снижается, а вместе с тем уменьшается и достоверность получаемых данных.

Степень варьирования содержания микроэлементов в различных типах почв и в почвах разного гранулометрического состава неодинакова. Она более высока в торфяных и легких минеральных почвах по сравнению с тяжелыми.

Наиболее подвержены изменению марганец и цинк — коэффициенты вариации колеблются в пределах соответственно 21—88 и 24—87 %. Менее значительно варьируют бор (8—72%), медь (7—62%), кобальт (11—60%). Сравнительно слабым варьированием характеризуется молибден (4—52%).

Для отдельных типов почв на элементарных участках площадью от 3 до 10 га получены близкие результаты по содержанию подвижных форм микроэлементов. Отбор образцов с площади 20 га не позволил получить достоверных результатов с достаточно надежной сходимостью. Более высокие значения величин коэффициентов вариации микроэлементов на данной площади свидетельствуют о значительном разбросе получаемых результатов. Поэтому практически более рационально в условиях Калининградской области, характеризующейся пестротой почвенного покрова, отбор образцов при обследовании на содержание микроэлементов и картографировании проводить с площади 10 га, а для получения более детальных характеристик микроэлементного состава почв площадь элементарного участка может быть уменьшена.

Одним из требований, предъявляемых к отбору образцов почв для анализа на содержание микроэлементов, является то, что отбираемый образец должен быть типичным и отражать средний уровень концентрации элементов для данной почвы.

С целью установления количества индивидуальных проб для составления смешанного образца при картографировании микроэлементов проведена специальная методическая работа на дерново-подзолистых супесчаных, легкосутлинистых и торфяных почвах. С однородных участков размером преимущественно около 10 га отбирались смешанные образцы почв почвенным буром на глубину пахотного слоя в соответствии с методикой, принятой агрохимслужбой при картографировании pH, Р2O5, K2O. Смешанный образец составляется из 10, 20, 30, 40 и 50 индивидуальных проб.

Анализ средних значений показывает, что различия в содержании микроэлементов в отдельных видах почв незначительны. Однако коэффициенты варьирования концентрации элементов в почвах однородных участков высокие и зависят от количества индивидуальных проб, взятых для подготовки смешанного образца. Их величины косвенно характеризуют неоднородность, обусловленную субмикро-, микро- и мезопестротой, а также природной дисперсией в целом. Особенно значительна вариация марганца (40—112%), цинка (41—103%), бора (24—97%), менее значительна меди (18—64%), кобальта (22—78%) и молибдена (9—54%). Наиболее высокая пестрота в распределении микроэлементов характерна для торфяных почв.

С увеличением количества индивидуальных проб, отбираемых для составления образцов, варьирование содержания микроэлементов в почвах снижается. Количество почвенных проб при определении содержания питательных веществ в почве, в том числе и микроэлементов, определяется с помощью математико-статистических оценок. На основании расчета статистических параметров распределения микроэлементов в исследуемых почвах нами получены высокие коэффициенты варьирования, которые являются теоретической основой определения количества индивидуальных проб для отбора смешанного образца при агрохимическом обследовании почв на содержание подвижных форм микроэлементов, при этом установлено, что оптимальное их количество для составления смешанного образца должно составлять в среднем 40—45 проб.

Одним из важных вопросов при подходе к оценке микроэлементного состава почв является способ отбора почвенных образцов. От правильного способа отбора образцов зависит уровень влияния микропестроты на средние показатели содержания микроэлементов в почвах. С целью решения данной проблемы была проведена специальная методическая работа по оценке разных способов отбора образцов с элементарного участка — по диагонали, змейкой, крестом, по кругу и по прямой. Образцы отбирали с однородных участков площадью около 10 га дерново-подзолистых почв, причем смешанный образец составлялся из 40 индивидуальных проб.

Содержание микроэлементов в почвах в зависимости от способов отбора изменяется незначительно, однако вариация распределения их подвижных форм колеблется в широких пределах и составляет у бора 27—61%, меди — 18—54%, марганца — 43—96%, молибдена — 12—47%, кобальта — 24—67%, цинка — 51—9%. Она более значительная при отборе образцов с элементарных участков по прямой и по кругу, менее значительная — по кресту и змейке, минимальная — по диагонали.

Исследования показывают, что практически любой из рассмотренных способов отбора приемлем, однако, учитывая наиболее низкие значения коэффициентов вариации при отборе образцов по диагонали, данный способ следует считать наиболее надежным.

Таким образом, проведенная методическая работа по определению оптимальных сроков, способов и особенностей отбора смешанных почвенных образцов для массового картографирования почв на содержание микроэлементов позволила установить, что наилучшим для условий Калининградской области с ее спецификой геолого-почвенных и агроклиматических условий является проведение почвенного обследования в течение вегетационного периода. При этом образцы лучше отбирать по диагонали элементарного однородного участка площадью 10 га, а смешанный образец составлять из 40 индивидуальных проб.

На распределение подвижных форм бора, меди, марганца и цинка, наряду с гранулометрическим составом и содержанием гумуса в дерново-подзолистых почвах, существенное влияние оказывает также степень окультуренности. На хорошо окультуренных почвах возрастает вариация содержания данных элементов, по сравнению со слабоокультуренными.

Особенности распределения как валовых, так и подвижных форм микроэлементов в почвах, а также литературные данные свидетельствуют о том, что в основу разработки методики картографирования микроэлементов должны быть положены генетические признаки почв, и прежде всего их гранулометрический состав и содержание гумуса.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.



Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: