Авторефераты по всем темам >>
Авторефераты по биологии
Неоднородность подзолистых почв в биогеоценозах южной тайги
Автореферат докторской диссертации по биологии
|
Страницы: | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | |
СКАЧАТЬ ОРИГИНАЛ ДОКУМЕНТАРезультаты агрохимических исследований свидетельствуют о том, что поведение изученных свойств зависит как от характера наносов, так и от изначальной неоднородности материала пахотного горизонта (табл.6). Данные сведения находят подтверждение и при анализе результатов, полученных на пробных площадках и в отдельных точках опробования (табл.7). Более того, результаты площадного обследования подчеркивают и заостряют выявленные особенности при анализе траншейных данных, а имеющиеся тенденции переводят в разряд закономерностей. Так, не вызывает сомнения, что наносы отличаются более низким содержанием углерода и питательных элементов (различия значимы с ? = 0,05)а и большей кислотностью по сравнению с неэродированным материалом на глубине 0-3 см. В свою очередь неэродированный материал на глубине 10-13 см также характеризуется более высоким содержанием углерода, Р2О5, К2О и несколько большей величиной рНKCl по сравнению с наносами. Примечательно, что эти закономерности сохраняются и для точек опробования на поле № 5, которое в целом характеризуется меньшей окультуренностью по сравнению с опытным полем. Таким образом, следует признать, что детальное обследование проявлений эрозионных процессов, связанных с весенним снеготаянием, в рамках траншеи подтверждается площадным опробованием с использованием разных методов отбора образцов (площадки и точки).
Таблица 6. Статистические характеристики агрохимических свойств
дерново-подзолистой почвы траншеи
Свойство |
Объем выборки, n |
Глубина, см |
х |
s |
t |
F |
Квантили |
||
0,25 |
0,50 |
0,75 |
|||||||
С % |
20 |
0-3 |
1,47 |
0,39 |
+ |
- |
1,14 |
1,44 |
1,84 |
20 |
10-13 |
1,64 |
0,34 |
1,43 |
1,63 |
1,87 |
|||
8 |
0-3неэр. |
1,77 |
0,22 |
+ + |
- |
1,66 |
1,84 |
1,91 |
|
12 |
0-3нанос |
1,25 |
0,33 |
0,99 |
1,28 |
1,45 |
|||
рНKCL |
20 |
0-3 |
6,54 |
0,17 |
+ + |
+ |
6,39 |
6,53 |
6,62 |
20 |
10-13 |
6,66 |
0,12 |
6,57 |
6,68 |
6,75 |
|||
8 |
0-3неэр. |
6,60 |
0,17 |
- |
- |
6,52 |
6,58 |
6,76 |
|
12 |
0-3нанос |
6,50 |
0,17 |
6,38 |
6,45 |
6,61 |
|||
Р2О5, мг/100 г почвы |
20 |
0-3 |
16,16 |
3,39 |
+ |
- |
13,63 |
16,88 |
17,44 |
20 |
10-13 |
18,06 |
3,45 |
15,13 |
18,38 |
20,44 |
|||
8 |
0-3неэр. |
17,72 |
2,48 |
+ |
- |
16,38 |
17,75 |
19,25 |
|
12 |
0-3нанос |
15,13 |
3,60 |
13,31 |
15,38 |
19,69 |
|||
К2О, мг/100 г почвы |
20 |
0-3 |
9,24 |
1,01 |
+ + |
- |
8,56 |
9,50 |
10,00 |
20 |
10-13 |
10,83 |
1,15 |
10,00 |
10,75 |
11,50 |
|||
8 |
0-3неэр. |
9,78 |
0,98 |
+ + |
- |
9,13 |
10,00 |
10,38 |
|
12 |
0-3нанос |
8,88 |
0,89 |
8,31 |
8,63 |
8,75 |
|||
x и s - значения средних и стандартного отклонения; t и F - критерии Стъюдента и Фишера; л++ и л+ - различия достоверно значимы соответственно с ? = 0,05 и 0,1.
Приведенные данные позволяют утверждать, что основная часть эродированного вследствие весеннего снеготаяния почвенного материала откладывается в пределах обследованных полей. Отложения бывают самого различного характера и объема, причем эродированный уже материал часто размывается и переоткладывается ниже по склону, накапливаясь в различного рода микрозападинах и понижениях. На горизонтальных участках полей образуются конусы выноса площадью до 10 м2 и мощностью до 10 см. Встречаются отложения эродированного материала и внутри пахотного горизонта, чаще всего на границе с подпахотным. По таким показателям как содержание гумуса и питательных элементов прослеживается четкая закономерность, указывающая на обедненность наносов как по сравнению с вмещающим, так и подстилающим неэродированным материалом пахотного горизонта. В качестве тенденции можно говорить о более авысокой акислотности
Таблица 7. Статистические характеристики агрохимических свойств
дерново-подзолистой почвы для площадок и точек опробования
Свойство |
Глубина, см |
Площадки |
Глубина, см |
Точки |
||||||
х |
s |
t |
F |
х |
s |
t |
F |
|||
С % |
0-3неэр. |
1,85 |
0,25 |
+ + |
- |
0-3нанос |
1,18 |
0,34 |
+ + |
- |
0-3нанос |
1,25 |
0,17 |
10-13 |
1,45 |
0,22 |
|||||
рНKCL |
0-3неэр. |
6,82 |
0,22 |
- |
+ |
0-3нанос |
4,91 |
1,05 |
- |
- |
0-3нанос |
6,70 |
0,36 |
10-13 |
4,96 |
0,70 |
|||||
Р2О5, мг/100 г почвы |
0-3неэр. |
18,20 |
1,54 |
+ + |
+ |
0-3нанос |
13,02 |
3,59 |
+ |
- |
0-3нанос |
12,98 |
2,88 |
10-13 |
15,55 |
4,47 |
|||||
К2О, мг/100 г почвы |
0-3неэр. |
8,81 |
1,51 |
+ + |
- |
0-3нанос |
8,51 |
2,40 |
- |
- |
0-3нанос |
5,20 |
1,66 |
10-13 |
9,52 |
3,20 |
|||||
x и s - значения средних и стандартного отклонения; t и F - критерии Стъюдента и Фишера; л++ и л+ - различия достоверно значимы соответственно с ? = 0,05 и 0,1; объем выборки везде равен 10.
материала наносов. Вместе с тем отложения характеризуются, как правило, большей вариабельностью в поведении изученных показателей. По гранулометрическому составу материал наносов существенно отличается от вмещающей и подстилающей толщи, в целом характеризуясь более высоким содержанием песчаных фракций. Сами по себе наносы также отличаются достаточно высокой неоднородностью слагающего материала по содержанию элементарных почвенных частиц. При этом, с одной стороны, они могут быть в этом отношении более стабильны по сравнению с неэродированным материалом (как в случае площадок), а с другой - отличаться более высокими показателями варьирования (как в случае точек опробования). Показательно, что материал отложений, которые формируются за пределами обследованных полей, характеризуется более тяжелым гранулометрическим составом. Иными словами конусы выноса в пределах агроценоза являются, с одной стороны, зонами аккумуляции облегченного эродированного материала, а с другой - транзитными участками для более тонких фракций, накапливающихся ближе к овражной сети. Являясь причиной возникновения и поддержания неоднородности почвенного покрова сельскохозяйственных угодий, такие отложения создают предпосылки для общего снижения плодородия пахотного горизонта дерново-подзолистых почв в результате эрозионных процессов рассматриваемого генезиса.
Можно с уверенностью полагать, что действие разобранных выше факторов неоднородности почв, проявляющихся в условиях развивающегося и сформировавшегося агроценозов (подглавы 4-1, 4-2, 4-3), с неизбежностью должно приводить к неоднородности урожая, т.е. пестрополью.
4-4.а Пестрополье и неоднородность почв.
В настоящей работе под пестропольем понимается неоднородность (пестрота) урожая сельскохозяйственных культур, порождаемая многими причинами и являющаяся интегральной характеристикой неоднородности разных факторов, проявляющихся во времени и пространстве. Среди таких факторов могут быть названы почвенно-гидрологические и климатические условия, микрорельеф, агротехнические изъяны и неоднородность посевного материала, неодновременность предпосевного созревания отдельных участков почвенной поверхности и собственно созревания возделываемой культуры, неравномерность внесения удобрений и др. Многие из них находят свое отражение в почвенных свойствах. Пестрополье является одной из основных причин недобора урожая с конкретного угодья. Поэтому его связь с различными почвенными свойствами и зависимость собственно от неоднородности почв, на что указывал еще Е.А. Дмитриев (1983), представляет значительный интерес, как с позиции сельскохозяйственного производства, так и со стороны почвоведения в целом. На необходимость учета неоднородности почвенного покрова при изучении связи урожая и его пестроты со свойствами почвы указывали и другие исследователи (Прохорова, 1980; Прохорова, Сорокина, 1975; Прохорова с соавт., 1983).
Исследование выполнено на обрабатываемом в течение примерно 10 лет после сведения леса участке, занятом многолетними травами. По двум линиям опробования через каждые 20 м были попарно заложены 16 укосных площадока размером 0,5х0,5 м, на которых учитывалась биомасса трав. На площадках закладывали прикопки с последующей зарисовкой их морфологического строения и отбором почвенных образцов с глубин 5, 15 и 25 см. Первые две глубины, как правило, были приурочены к пахотному слою, а последняя - к подпахотному. Морфологическая организация верхней части профиля изученных подзолистых почв характерна для недавно вовлеченных в сельскохозяйственное освоение территорий.
Для выяснения характера зависимости урожая многолетних трав на укосных площадках от изученных почвенных свойств использовались методы многомерной статистики. Структура распределения биомассы по линиям опробования представлена в табл.8.
Таблица 8. Структура распределения биомассы по площадкам опыта
группа |
№ площадки |
n |
х |
s |
№ групп |
классы |
n |
х |
s |
? |
1 |
1, 3, 5, 7 |
4 |
293 |
132 |
1 и 3 |
нечетная линия |
8 |
344 |
122 |
0,035 |
2 |
2, 4, 6, 8 |
4 |
390 |
53,5 |
2 и 4 |
четная линия |
8 |
510 |
160 |
|
3 |
9, 11, 13, 15 |
4 |
395 |
101 |
1 и 2 |
евая половина |
8 |
341 |
107 |
0,029 |
4 |
10, 12, 14, 16 |
4 |
630 |
135 |
3 и 4 |
правая половина |
8 |
512 |
167 |
Группы: 1 - левая нечетная; 2 - левая четная; 3 - правая нечетная; 4 - правая четная. n, х, s - объем выборки, оценки среднего и стандартного отклонения; ? - значимость различия средних значений групп по t-критерию.
С учетом всех 16 площадок, целевая переменная (биомасса многолетних трав) характеризуется величиной среднего х=427 г/пл. при значении стандартного отклонения s=162 г/пл. При этом минимальные и максимальные значения урожая биомассы отличаются более чем в 8 раз (соответственно 100 и 820 г/пл.), свидетельствуя о высокой его неоднородности. Это обстоятельство позволяет сделать два рациональных разбиения всех площадок по 2 класса в каждом. Одно из разбиений (четные - нечетные) соответствует исходным линиям опробования. Такое разбиение площадок на группы и классы хорошо иллюстрируется данными кластерного анализа распределения биомассы многолетних трав по территории опыта (рис.9). Отражая высокую пространственную неоднородность целевой переменной, т.е. пестрополье, они в то же время подтверждают выполненное нами разбиение площадок по предложенному выше принципу.
Рис. 9. Кластерный анализ распределения биомассы трав по площадкам опыта.
A - методы кластеризации Average и Centroid; B, C - методы кластеризации Single и Complete; D - статистическая кластеризация групп, расстояние P - вероятность различия средних значений групп по t-критерию Стьюдента.
|
Страницы: | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | |
Авторефераты по всем темам >>
Авторефераты по биологии