1. На главную
  2. Электронные версии
  3. Почвоведение
  4. № 6, 2023

Почвоведение, 2023, № 6, стр. 774-786

Количественная характеристика микростроения типичных черноземов при использовании разных агротехнологий

С. А. Юдин a, *, О. О. Плотникова a, В. П. Белобров a, М. П. Лебедева a, К. Н. Абросимов a, Н. Р. Ермолаев a

a Почвенный институт им. В.В. Докучаева
119017 Москва, Пыжевский пер., 7, стр. 2, Россия

* E-mail: yudin_sa@esoil.ru

Поступила в редакцию 08.11.2022
После доработки 26.01.2023
Принята к публикации 27.01.2023

Аннотация

Представлены методические возможности микроморфологического исследования почв, с применением программного обеспечения, позволяющего делать цифровую съемку шлифов с большим разрешением и на количественном уровне анализировать шлифы по характеру пористости, диаметру пор, форме и ориентации агрегатов, т.е. параметрам, характеризующим строение почв на микроуровне. Проведена апробация нового программного обеспечения Thixomet Pro для количественного микроморфологического изучения почвенных шлифов на примере типичных черноземов (Haplic Chernozem) научно-производственного опыта (Курская область) по оценке воздействия агротехнологий в зерновом севообороте: традиционной технологии и прямого посева – на фракционный состав агрегатов, их форму и ориентацию. Микроморфологический анализ шлифов с использованием программного обеспечения Thixomet Pro выявил вариабельность микростроения типичных черноземов в размерности фракций, форме и ориентации агрегатов, связанную с использованием в зерновом севообороте двух различных агротехнологий, применяющих обработку почв (вспашка с оборотом пласта) и не применяющих ее (прямой посев, no-till). В черноземе варианта прямого посева агрегаты в целом более крупные, что отмечается при сравнении с агрегатами чернозема варианта традиционной обработки на всех уровнях диаметра агрегатов: минимального, среднего и максимального. Тем не менее, при прямом посеве в агрегатном составе преобладают агрономически ценные фракции, характерные для устойчивой структуры целинных почв. Показано, что при прямом посеве формируются менее округлые и изометричные агрегаты, а доля субгоризонтально залегающих агрегатов по сравнению с традиционной обработкой повышена, что способствует сохранению влаги в поверхностном горизонте.

Ключевые слова: микроморфология, морфометрия почв, Haplic Chernozem, прямой посев, no-till

Список литературы

  1. Белобров В.П., Юдин С.А., Айдиев А.Я., Ермолаев Н.Р., Лебедева М.П., Абросимов К.Н., Борисочкина Т.И., Воронин А.Я., Плотникова О.О. Чернозем типичный. Прямой посев, Курская область. Опыт, ротация 1.1. М.: ГЕОС, 2021. 128 с. https://doi.org/10.34756/GEOS.2021.16.37873

  2. Вадюнина А.Ф., Корчагина З.А. Методы исследования физических свойств почв. М.: Агропромиздат, 1986. 416 с.

  3. Глобальный климат и почвенный покров России: опустынивание и деградация земель, институциональные, инфраструктурные, технологические меры адаптации (сельское и лесное хозяйство) / Под ред. Эдельгериева Р.С.-Х. Т. 2. М.: Изд-во МБА, 2019. 476 с.

  4. Горбов С.Н., Безуглова О.С., Абросимов К.Н., Скворцова Е.Б., Тагивердиев С.С., Морозов И.В. Физические свойства почв Ростовской агломерации // Почвоведение. 2016. № 8. С. 964–974. https://doi.org/10.7868/S0032180X16060034

  5. Дридигер В.К., Стукалов Р.С., Матвеев А.Г. Влияние типа почвы и ее плотности на урожайность озимой пшеницы, возделываемой по технологии No-till в зоне неустойчивого увлажнения Ставропольского края // Земледелие. 2017. № 2. С. 19–22.

  6. Дридигер В.К., Невечеря А.Ф., Токарев И.Д., Вайцеховская С.С. Экономическая эффективность технологии No-till в засушливой зоне Ставропольского края // Земледелие. 2017. № 3. С. 16–19.

  7. Дридигер В.К. Особенности проведения научных исследований по минимизации обработки почвы и прямому посеву (методические рекомендации). Ставрополь: Северо-Кавказский ФНАЦ, 2020. 68 с.

  8. Дридигер В.К., Белобров В.П., Антонов С.А., Юдин С.А., Гаджиумаров Р.Г., Лиходиевская С.А., Ермолаев Н.Р. Защита почв от водной эрозии и дефляции в технологии No-Till // Земледелие. 2020. № 6. С. 11–17.

  9. Дридигер В.К., Иванов А.Л., Белобров В.П., Кутовая О.В. Восстановление свойств почв в технологии прямого посева // Почвоведение. 2020. № 9 С. 1111–1120. https://doi.org/10.31857/S0032180X20090038

  10. Дубовик Д.В., Лазарев В.И., Айдиев А.Я., Ильин Б.С. Эффективность различных способов основной обработки почвы и прямого посева при возделывании озимой пшеницы на черноземных почвах // Достижения науки и техники АПК. 2019. Т. 33. № 12. С. 26–29. https://doi.org/10.24411/0235-2451-2019-11206

  11. Дубовик Е.В., Дубовик Д.В., Шумаков А.В. Влияние приемов основной обработки почвы на макроструктуру чернозема типичного // Почвоведение. 2021. № 10. С. 1195–1206. https://doi.org/10.31857/S0032180X21100051

  12. Ермолаев Н.Р., Белобров В.П., Юдин С.А., Айдиев А.И., Ильин Б.С. Вариабельность плотности типичных черноземов при использовании прямого посева // Сельскохозяйственный журн. 2021. № 1(14). С. 14–20. https://doi.org/10.25930/2687-1254/002.1.14.2021

  13. Иванов А.Л., Савин И.Ю., Столбовой В.С., Духанин Ю.А., Козлов Д.Н., Баматов И.М. Глобальный климат и почвенный покров – последствия для землепользования России // Бюл. Почв. ин-та им. В.В. Докучаева. 2021. № 107. С. 5–32. https://doi.org/10.19047/0136-1694-2021-107-5-32

  14. Иванов А.Л., Савин И.Ю., Столбовой В.С., Духанин Ю.А., Козлов Д.Н. Методологические подходы формирования единой Национальной системы мониторинга и учета баланса углерода и выбросов парниковых газов на землях сельскохозяйственного фонда Российской Федерации // Бюл. Почв. ин-та им. В.В. Докучаева. 2021. № 108. С. 175–218. https://doi.org/10.19047/0136-1694-2021-108-175-218

  15. Кирюшин В.И. Проблема минимизации обработки почвы: перспективы развития и задачи исследования // Земледелие. 2013. № 7. С. 3–6.

  16. Кирюшин В.И., Дридигер В.К., Власенко А.Н., Власенко Н.Г., Козлов Д.Н., Кирюшин С.В., Конищев А.А. Методические рекомендации по разработке минимальных систем обработки почвы и прямого посева. М.: Изд-во МБА, 2019. 136 с.

  17. Классификация и диагностика почв СССР. М.: Колос, 1977. 223 с.

  18. Реестр индикаторов качества почв сельскохозяйственных угодий Российской Федерации. Версия 1.0. Иваново: ПресСТО, 2021. 260 с. https://doi.org/10/51961/9785604637401

  19. Романенко К.А., Абросимов К.Н., Курчатов А.Н., Рогов В.В. Опыт применения рентгеновской компьютерной томографии в исследовании микростроения мерзлых пород и почв // Криосфера Земли. 2017. Т. 21. № 4. С. 75–81. https://doi.org/10.21782/KZ1560-7496-2017-4(75-81)

  20. Скворцова Е.Б. Строение порового пространства естественных и антропогенно измененных почв. Автореф. дис. … докт. с.-х. наук. М., 1999. 50 с.

  21. Скворцова Е.Б., Морозов Д.Р. Микроморфометрическая классификация и диагностика строения порового пространства почвы // Почвоведение. 1993. № 6. С. 49–56.

  22. Хайдапова Д.Д., Клюева В.В., Скворцова Е.Б., Абросимов К.Н. Характеристики реологических свойств и томографически определенного порового пространства ненарушенных образцов черноземов типичных и дерново-подзолистых почв // Почвоведение. 2018. № 10. С. 1234–1243. https://doi.org/10.1134/S0032180X18100064

  23. Холодов В.А. Механизмы восстановления структуры и органического вещества гумусовых горизонтов почв на разных уровнях иерархической организации. Автореф. дис. … докт. с.-х. наук. М., 2020. 45 с.

  24. Холодов В.А., Ярославцева Н.В. Агрегаты и органическое вещество почв восстанавливающихся ценозов. М.: ГЕОС. 2021. 119 с.

  25. Холодов В.А., Ярославцева Н.В., Лазарев В.И., Фрид А.С. Интерпретация данных агрегатного состава типичных черноземов разного вида использования методами кластерного анализа и главных компонент // Почвоведение. 2016. № 9. С. 1093–1100.

  26. Черкасов Г.Н., Пыхтин И.Г., Гостев А.В., Нитченко Л.Б., Плотников В.А., Ильина Г.П., Гапонова Л.П. Теоретические основы формирования агротехнологической политики применения нулевых и поверхностных обработок почвы под зерновые культуры для модернизации земледелия. Курск, 2012. 74 с.

  27. Шеин Е.В. Курс физики почв. М.: Изд-во Моск. ун-та. 2005. 432 с.

  28. Behrends Kraemer F., Morrás H.J.M. Macroporosity of a Typic Argiudoll with different cropping intensity under no-tillage // Spanish J. Soil Sci. 2018. V. 8 P. 214–235. https://doi.org/10.3232/SJSS.2018.V8.N2.06

  29. Castellanos-Navarrete A., Rodriguez-Aragones C., De Goede R.G.M., Kooistra M.J., Sayre K.D., Brussaard L., Pulleman M.M. Earthworm activity and soil structural changes under conservation agriculture in central Mexico // Soil Till. Res. 2012. V. 123. P. 61–70. https://doi.org/10.1016/j.still.2012.03.011

  30. Derpsch R., Friedrich T., Kassam A., Li H. Current status of adoption of no-till farming in the world and some of its main benefits. // Int. J. Agricultural Biological Engineer. 2010. V. 3. № 1. P. 1–26. https://doi.org/10.3965/j.issn.1934-6344.2010.01.001-025

  31. Filipovic D., Husnjak S., Kosutic S., Gospodaric Z. Effects of tillage systems on compaction and crop yield of Albic Luvisol in Croatia // J. Terramechanics. 2006. V. 43. P. 177–189. https://doi.org/10.1016/j.jterra.2005.04.002

  32. Kubiena W.L. Die mikromorphometrische Bodenanalyse. Stuttgart: Enke, 1967. 188 p.

  33. Mangalassery S., Sjögersten S., Sparkes D.L., Mooney S.J. Examining the potential for climate change mitigation from zero tillage // J. Agr. Sci. 2015. V. 153. № 7. P. 1151–1173. https://doi.org/10.1017/S0021859614001002

  34. Stoops G. Guidelines for analysis and description of soil and regolith thin sections // Soil Sci. Soc. Am. Wisconsin, 2021. 240 p.

  35. Su Z., Zhang J., Wu W., Cai D., Lv J., Jiang G., Huang J., Gao J., Hartmann R., Gabriels D. Effects of conservation tillage practices on winter wheat water-use efficiency and crop yield on the Loess Plateau, China // Agr. Water Manage. 2007. V. 87. P. 307–314.

  36. Thixome. (19.07.2021). Программное обеспечение для анализа изображений Тиксомет. https://thixomet.ru/products/#pro

  37. Vanden Bygaart A.J., Protz R., Tomlin A.D. Changes in pore structure in a no-till chronosequence of silt loam soils, southern Ontario // Can. J. Soil Sci. 1999. V. 79. P. 149–160.

  38. Van Vliet-Lanoë B., Fox C.A. Chapter 20 – Frost Action // Interpretation of Micromorphological Features of Soils and Regoliths. 2018. P. 575–603. https://doi.org/10.1016/B978-0-444-63522-8.00020-6

  39. Verhulst N., Nelissen V., Jespers N., Haven H., Sayre K.D., Raes D., Deckers J., Govaerts B. Soil water content, maize yield and its stability as affected by tillage and crop residue management in rainfed semiarid highlands // Plant and Soil. 2011. V. 344. № 1. P. 73–85.

  40. World Reference Base for Soil Resources 2014. update 2015. International soil classification system for naming soils and creating legends for soil maps. World Soil Resources Reports. Rome: FAO, 2015. No. 106.

  41. Zhang S., Li Q., Zhang X., Wei K., Chen L, Liang W. Effects of conservation tillage on soil aggregation and aggregate binding agents in black soil of Northeast China // Soil Till. Res. 2012. V. 124. P. 196–202.

Дополнительные материалы

скачать ESM.docx
Приложение 1.
Рис. S1. - Рис. S3.
Табл. S1. - Табл. S2.

Инструменты

следующая статья выпуска предыдущая статья выпуска содержание выпуска

Почвоведение

Архивы выпусков Информация о журнале Отправить рукопись в журнал