Influence of the degree of erosion degradation on the indicators of ecological state of black soils | Влияние степени эродированности на показатели экологического состояния черноземных почв

Russian. Исследования проводили в 2011-2015 гг. в Курской области на типичном участке пашни на водоразделе и склоне северной экспозиции размером 542 x 347 м с уклоном 6,3 градуса. На основе анализа экспериментальных данных с применением ГИС-технологий были установлены особенности влияния эродированности черноземных почв на показатели их экологического состояния. В пахотном слое чернозема типичного неэродированного содержание следующих элементов значимо выше, чем в слабоэродированной почве (СЭП) того же типа: гумуса - на 0,35%, щелочногидролизуемого азота - на 1,35 мг/100 г, магния - на 0,17 мг*экв/100 г и подвижного фосфора - на 2,13 мг/100 г почвы. Количество обменного кальция при этом было на 0,33мг*экв/100 г ниже. В намытых почвах количество гумуса, щелочногидролизуемого азота, подвижного фосфора и калия значимо больше, соответственно, на 0,66%, 1,52, 3,86 и 11,02 мг/100 г почвы, чем в СЭП, и выше, но незначимо, чем в неэродированных. Эродированность почвы влияет на тип гумуса в профиле почв и на фракционно-групповой состав. В СЭП уменьшается содержание гуминовых кислот в пахотном слое на 13% за счет снижения всех 3 фракций, особенно связанной с глинистыми минералами; гуматный тип гумуса отмечен только в слое почвы 0-10 см. В СЭП установлено уменьшение на 0,03-0,04 мм средневзвешенного диаметра водоустойчивых агрегатов, значимое снижение коэффициента структурности в черноземе типичном и сокращение вариабельности этих показателей в 1,6-3,4 раза. Эродированность почвы оказывает влияние на содержание микроэлементов в пахотном слое черноземов в зависимости от их вида. В СЭП валовое содержание Pb, Sr, Co, Cr, Cu, Cd, Ni значимо меньше, а подвижных форм Mn и Zn – на 20-22% больше, чем в неэродированной. Относительное содержание подвижных форм микроэлементов (в процентах от валового) является более информативным показателем, чем абсолютные величины.

English. The studies were carried out in 2011-2015 in the Kursk Region on a typical plot of arable land on a watershed and a slope of northern exposure. The plot size was 542 m x 347 m with the inclination 6.3 deg. On the basis of the experimental data analysis using GIS technologies the peculiarities of the influence of erosion degree of black soils on the indicators of their ecological condition were found out. In the topsoil of noneroded typical black soil the content of the following elements is reliably higher than in weakly eroded soil (WES) of the same type: humus – by 0.35%, alkali-hydrolyzable nitrogen – by 1.35/100 g, magnesium – by 0.17 mg-eq/100 g and mobile phosphorus – by 2.13 mg/100 g of soil. Quantity of exchangeable calcium is lower by 0.33 mg-eq/100 g. In drift soils the content of humus, alkali-hydrolyzable nitrogen, mobile phosphorus and potassium is significantly higher than in WES by 0.66%, 1.52 mg-eq/100 g, 3.86 and 11.02 mg/100 g, respectively. These values are also insignificantly higher than in noneroded soils. Soil erodibility influences a humus type in the soil profile and fractional-group composition. In WES the content of humic acids in the topsoil is 13% less because of the decrease of all 3 fractions, especially connected with clay minerals; humate humus type was registered only in the soil layer 0-10 cm. In WES the decrease by 0.03-0.04 mm of the average weighted diameter of water stable aggregates, a decrease in the structure index and reduction of the aggregate variability 1.6-3.4 times are found out. Soil erodibility influences the content of micronutrient elements in the topsoil of black soils depending on their type. In WES the total content of Pb, Sr, Co, Cr, Cu, Cd, Ni is significantly less, and that of mobile forms of Mn and Zn is by 20-22% more than in noneroded soil. The relative content of mobile forms of microelements (in percents of the gross content) is a more informative indicator than the absolute values.