Пространственная неоднородность показателей плодородия черноземных почв в склоновых агроландшафтах ЦЧР | Spatial heterogeneity of fertility of chernozem soils in the slope agricultural landscapes of the Central Chernozem region

Английский. The investigation aimed to study the spatial heterogeneity of the fertility indicators of chernozem soils in slope agricultural landscapes under conditions of the Central Chernozem region using GIS technologies. The work was carried out in the Kursk region at an experimental plot with a domed relief with an area of 86 hectares (sampling step was 50 m) in 2011–2020. The polygon is located within the Central Russian Upland at an altitude of 190–217 m above sea level at the source of the Mlodat River. The difference in elevation reaches 29.5 m, the average slope ratio is 2.23 degrees. The soil cover is represented by typical and leached heavy loamy chernozems on loess-like carbonate loams. The nature of the complexity of the soil cover varies from the top down the slope. The humus content in the topsoil is highly dependent on the morphometric characteristics of the relief (Rmn = 0.75). Productive moisture reserves in the upper 0–30 cm soil layer were the greatest (50.9 mm) on the slope of the northeastern exposure, and the lowest (42.6 mm) on the slope of the southeastern exposure. In the soil layer of 0–50 cm, we observed the same situation (reserves of 81.6 mm and 66.9 mm respectively). The structural state and content of agronomically valuable aggregates in the soil are related to their location on the relief. The indicators of the structural and aggregate composition strongly depend on the morphometric parameters (Rmn = 0.71), while the number of water-resistant aggregates is closely related to the humus content (Rmn = 0.74–0.94). The content of agronomically valuable aggregates was highest on the upland and slope of the northeastern exposure; on the northwestern and southwestern slopes, the structural condition was assessed as satisfactory. The research results can be used to improve methods for assessing the natural resource potential of agricultural landscapes and automated design of adaptive landscape farming systems based on digital and GIS technologies.

Русский. Исследования проводили с целью изучения пространственной неоднородности показателей плодородия черноземных почв в склоновых агроландшафтах в условиях ЦЧР с использованием ГИС-технологий. Работу выполняли в Курской обл. на опытном полигоне с куполообразной формой рельефа, площадью 86 га (шаг опробования – 50 м) в 2011–2020 гг. Полигон расположен в пределах Среднерусской возвышенности на высоте 190…217 м над уровнем моря у истока р. Млодать. Разница высотных отметок достигает 29,5 м, средний уклон - 2,23 градуса. Почвенный покров представлен черноземами типичными и выщелоченными тяжелосуглинистыми разной степени смытости и намытости на лёссовидных карбонатных суглинках. Характер комплексности почвенного покрова меняется от вершины вниз по склону. Содержание гумуса в пахотном слое почвы находится в высокой зависимости от морфометрических характеристик рельефа (Rмн = 0,75). Запасы продуктивной влаги в верхнем 0…30 см слое почвы наибольшими (50,9 мм) в эксперименте были на склоне северо-восточной экспозиции, а самыми низкими (42,6 мм) – на склоне юго-восточной экспозиции; аналогичная ситуация была и в слое почвы 0…50 см (81,6 мм и 66,9 мм соответственно). Структурное состояние и содержание агрономически ценных агрегатов в почве связано с местоположением на рельефе. Показатели структурно-агрегатного состава сильно зависят от морфометрических параметров (Rмн = 0,71), а количество водопрочных агрегатов тесно связано с содержанием гумуса (Rмн = 0,74…0,94). Содержание агрономически ценных агрегатов наибольшим было на плакоре и склоне северо-восточной экспозиции; на северо-западном и юго-западном склонах структурное состояние оценивали как удовлетворительное. Результаты исследований могут быть использованы для совершенствования методов оценки природно-ресурсного потенциала агроландшафтов и автоматизированного проектирования адаптивно-ландшафтных систем земледелия на основе цифровых и ГИС-технологий.