Пространственно-временная изменчивость водно-физических свойств и функций комплекса серых лесных почв в условиях интенсивного сельскохозяйственного использования

• Автор: Бутылкина, Марина Александровна
• Шифр специальности: 06.01.14
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1999
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 85 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. СОСТОЯНИЕ ПРОБЛЕМЫ
1.1. ПЛОТНОСТЬ ПОЧВЫ И ЕЕ АГРОФИЗИЧЕСКОЕ ЗНАЧЕНИЕ
1.2. Пространственная вариабельность плотности и других физических свойств. Проблема
ПРОСТРАНСТВЕННОЙ ВАРИАБЕЛЬНОСТИ. СТАТИСТИЧЕСКИЕ ПОДХОДЫ К ОЦЕНКЕ. КЛАССИЧЕСКАЯ СТАТИСТИКА И ГЕОСТАТИСТИКА
1.3. СВЯЗЬ СТРУКТУРЫ ПОЧВЕННОГО ПОКРОВА С ПРОСТРАНСТВЕННОЙ ВАРИАБЕЛЬНОСТЬЮ ПОЧВЕННЫХ СВОЙСТВ И РЕЖИМОВ
1.4. ПРОБЛЕМА СТАБИЛЬНОСТИ ФИЗИЧЕСКИХ СВОЙСТВ И РЕЖИМОВ
ГЛАВА 2. ОБЪЕКТ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ
2.1. Особенности Владимирского Ополья, как объекта со сложной структурой почвенного покрова
2.2. Характеристика участка исследования
2.3. Методы исследования
ГЛАВА 3. ПРОСТРАНСТВЕННО-ВРЕМЕННАЯ ДИНАМИКА ПЛОТНОСТИ ПОЧВЫ
ГЛАВА 4. ПРОСТРАНСТВЕННАЯ ВАРИАБЕЛЬНОСТЬ ОСНОВНОЙ ГИДРОФИЗИЧЕСКОЙ ХАРАКТЕРИСТИКИ И ДРУГИХ ФИЗИЧЕСКИХ СВОЙСТВ
ГЛАВА 5. ЗАКОНОМЕРНОСТИ ПРОСТРАНСТВЕННОГО РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ЭЛЕМЕНТОВ ВОДНОГО РЕЖИМА
ГЛАВА 6. ЗАКОНОМЕРНОСТИ ПРОСТРАНСТВЕННОЙ СТРУКТУРЫ ВАРЬИРОВАНИЯ НЕКОТОРЫХ ФИЗИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ИССЛЕДУЕМОГО УЧАСТКА
ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ
Проблеме исследования пространственно-временной изменчивости почвенных свойств уделяется большое внимание в связи с глубоким изучением биосферной роли почвенного покрова и развитием адаптивно-ландшафтного земледелия. В основе современного точного и устойчивого земледелия лежит учет специфики пространственной структуры почвенных свойств и применение агромероприятий, соответствующих данному участку в данный момент времени. Почвенный покров Владимирского Ополья характеризуется значительной пестротой и неоднородностью. Варьирование физических свойств почв определяет формирование водного, воздушного, газового режимов, сроков обработки почв и, во многом, пространственную изменчивость урожая.
Цель данной работы: исследование пространственно-временной
изменчивости основных физических свойств и функций комплекса серых лесных почв Владимирского Ополья.
Задачи:
1. Изучение структуры почвенного покрова комплекса серых лесных почв Владимирского Ополья в масштабе части сельскохозяйственного поля.
2. Изучение пространственной изменчивости плотности, влажности, водопроницаемости и основной гидрофизической характеристики (ОГХ) почв в пределах 50-см толщи.
3. Исследование закономерностей динамики пространственной изменчивости плотности комплекса почв Владимирского Ополья.
4. Исследование закономерностей пространственного распределения оттока влаги из корнеобитаемой толщи почв.
5. Исследование закономерностей структуры варьирования плотности и влажности почвы в масштабе сельскохозяйственного поля.
Научная новизна. Впервые изучена пространственная изменчивость воднофизических свойств почв Владимирского Ополья и проанализированы причины ее

обуславливающие, обнаружены специфические особенности сезонной динамики плотности почв на различных глубинах корнеобитаемого слоя. Выявлены закономерности структуры варьирования плотности и влажности почв Владимирского Ополья с помощью методов геостатистики и показана структурообразующая роль серых лесных почв со 2-м гумусовым горизонтом в пространственной организации физических свойств почвенного покрова.
Практическая ценность. Рекомендуется учитывать неравномерность сроков созревания почвы для сельскохозяйственной обработки в условиях Владимирского Ополья. Наиболее вероятные потери веществ из корнеобитаемого слоя могут происходить на серых лесных почвах в пределах комплексного почвенного покрова Владимирского Ополья.
Апробация. Основные результаты работы были доложены на конференциях студентов и аспирантов «Ломоносов-97» (Москва, МГУ, 1997 г.), «Ломоносов-98» (Москва, МГУ, 1998 г.), на Пой Всероссийской конференции «Лизиметрические исследования почв» (Москва, МГУ, 1998 г.), на заседании кафедры физики и мелиорации почв факультета почвоведения МГУ (апрель, 1999 г.).
Публикации. По теме диссертации опубликовано 9 работ и 1- в печати.
Структура и объем работы. Диссертационная работа изложена на 85 страницах, включает 19 таблиц и 38 рисунков; состоит из введения, 6 глав, выводов, списка литературы, включающего 123 наименований, и приложения.
Работа выполнена на кафедре физики и мелиорации почв факультета почвоведения МГУ. Полевые результаты получены в течение 1996-98 г.г. в составе Почвенно-физической экспедиции кафедры физики и мелиорации почв в Суздальском районе на опытных полях Владимирского НИИСХ.
Работа осуществлена при частичной финансовой поддержке РФФИ, проект № 98-04-48365.

почвы к октябрю месяцу. По-видимому, сказывается также накопительное действие тяжелой техники на подпахотные слои, его необходимо учитывать при планировании сельскохозяйственных агротехнических работ.
При анализе материалов необходимо знать, в какой степени достоверно различались плотности почвы в различные сроки исследования. Для этого средние значения сравнивались с помощью критерия. Значения плотности почвы на глубине 5 см значимо отличались друг от друга во все сроки наблюдений. Лишь средние в 4-й и 6-й сроки (лето 1997 г и весна 1998 г) отличались друг от друга незначимо. В целом это указывает на существенную, значимую динамику поверхностного слоя почвы, подтвержденную на массовом фактическом материале. Высокая динамичность, отраженная в значимости различий по срокам наблюдений характерна и для глубины 10 см.
Удивительным представляется гот факт, что значения плотности почвы на

глубинах 30 и 40 см также значимо отличаются по срокам друга. Это указывает на то, | что даже в подпахотных слоях почвы происходит заметная сезонная динамика плотности почвы. Этот факт ранее не отмечался в литературе. В данном исследовании , он подтвержден на обширном фактическом материале и статистически высоко достоверен.
Анализируя взаимосвязи плотности почв по отдельным слоям и срокам , была осуществлена попытка использовать кластерный анализ, позволяющий классифицировать объекты по их принадлежности (близости) друг к другу. В качестве объектов в данном случае выступали массивы значений плотности для отдельных сроков на различных глубинах. Результаты представлены в графическом виде, в виде кластерных диаграмм. В основе построения кластерного дерева лежит метод Ворда, при котором присоединение очередного объекта к дереву дает минимальное приращение внутригрупповой суммы квадратов отклонений. Группировка всего массива данных по срокам с помощью кластерного анализа показала (рис. 12), что наиболее близки друг другу на глубине 5 см - май-98, июль-97 и июль-96, на глубине 10 см - май-98, июль-97, май-97, на глубине 20 см - июль-97 и май-97, на