Бонитировка почв

История бонитировки почв уходит своими корнями в глубокую древность. В третьем тысячелетии до нашей эры в Китае почвы делились на 9 классов по качеству. Известны сведения о бонитировке почв в древнем Египте, Ассирии, Вавилоне. До нас дошли даже остатки кадастровых карт Месопотамии. Значительное внимание уделялось кадастровым работам в Римской империи во времена императора Диоклетиана.

В начале 18 века прославился миланский земельный кадастр, включающий классификацию земель по качеству почвы.

В России в 15 веке Иваном IV был утвержден Поместный приказ, одной из функций которого было описание земель. В писцовых и дозорных книгах пашня разделялась на 4 категории: земля добрая, средняя, худая и добрехудая. К середине 19 века в России сложилась классификация почв с определением урожайности каждого класса по климатическим полосам. По инструкции 1842-43 годов было установлено 9 почвенных разрядов: чернозем, глинистая почва, песок, суглинок или супесок, иловатая почва, солонцы, меловая почва, каменистые места и болота.

В 19 веке в мире происходило активное развитие землеоценки. Важным этапом этой эволюции следует считать бонитировочную классификацию Альберта Тэера 1809-1813 годов. В ней выделялись пшеничные земли сильные и слабые, ячменные сильные и слабые, овсяные сильные, средние и слабые, ржаные земли. Отдельные почвы были затем подвергнуты бальной оценке. Особо следует отметить М. Шёнлейтнера (1828 г), который в полной мере осуществил балльную классификацию земель в соответствии с факторами производства. Примечательно, что оценке почв в классификации этого автора предшествует классификация климата с выделением классов земель для климатически условий, исключающих выращивание озимых, благоприятных для выращивания винограда и т.д.

Большим вкладом в развитие бонитировки почв явились исследования В.В. Докучаева и его учеников в Нижегородской (1882-1886 годы), а затем в Полтавской (1888 – 1894 годы) губерниях. В этих работах принимали участие известные в последующем ученые В.И. Вернадский, К.Д. Глинка, П.П. Земятченский и особенно много сделавший для развития докучаевского учения о бонитировке почв Н.М. Сибирцев. Результатом этих работ явился естественно-исторический метод бонитировки почв, в основу которого была положена оценка их природных качеств, определяющих плодородие. К числу таковых В.В.Докучаев относил геологические (мощность гумусового горизонта, содержание гумуса, материнская порода и др.), химические (содержание основных питательных элементов), поглотительную способность, физические свойства почв. Эти свойства изучались применительно к каждой категории почв в соответствии с предварительно разработанной классификацией (чернозем плато, долинный чернозем, переходные почвы от черноземов к северным суглинкам, северные суглинки, супеси, боровые пески).

Показатели лучшей почвы (чернозема-плато) принимались за 100 баллов. Для остальных почв определялся сравнительный балл по каждому показателю, затем группе показателей. Средний балл из всех четырех групп показателей составлял окончательную бонитировочную оценку почвы. Эти работы составляли первый этап бонитировки, на втором проводилось сельскохозяйственно-экономическое обследование территории «в строжайшей зависимости от естественных условий местности". Сопоставление оценочных данных почв с урожайностью показывало хорошее совпадение. Этот метод успешно соперничал с опросно-статистическим (сбор сведений о качестве земель по опросным листам) и морфологическим (без лабораторных исследований), которые страдали весьма существенными недостатками в силу упрощенчества.

В послереволюционный период вплоть до "Оттепели" работы по бонитировке почв были приостановлены в связи с отрицанием земельной ренты и земельного кадастра при отсутствии частной собственности на землю. Этой точки зрения придерживались не только экономисты, но и многие почвоведы во главе с В.Р.Вильямсом.

Активные опытные работы по бонитировке почв были развернуты с 1955 года более чем в 50 областях, краях и республиках. Уже в 1958 году появился первый вариант методики бонитировки почв, составленной С.С. Соболевым, а в 1967 году под его же руководством была разработана "Общесоюзная инструкция по бонитировке почв". Целью бонитировки предусматривалось сравнение почв страны, республики, области, района, хозяйства, поля по их продуктивности (плодородию), выявление их пригодности для различных культур, создание предпосылок для рационального размещения производства, планирования урожайности и сдачи продукции государству.

К настоящему времени составлены бонитировочные шкалы для большинства областей, краев, автономных республик. В этих работах в качестве основных развивались докучаевские принципы бонитировки, но в разных регионах применялись различные подходы и методы.

Методы региональной бонитировки почв.Все разнообразие принципов и методов, используемых при региональных бонитировках почв, можно свести в два основных направления и пять групп (И.И.Карманов, 1980).

К первому направлению относятся работы, в которых бонитировочные шкалы составляют на основе количественных показателей свойств почв, коррелирующих с урожайностью. По методам составления их можно разделить на три группы.

Первая группа методов стоится на учете одного, двух или более диагностических бонитировочных признаков, разномерное значение которых перечисляется в баллы для каждого из сравнимых типов почв. Балл каждого свойства представляет собой процентное отношение к стандарту (к эталонной почве). Балл оценки по свойствам почв определяют как среднее арифметическое из оценочных показателей. В частности, по методу Ф.Я. Гаврилюка (1974) для черноземов и каштановых почв Ростовской области этот балл исчислялся из балльной оценки мощности гумусового горизонта (А+В) и запасов гумуса по табл.2 , составленной на основе коррелятивных связей этих свойств с урожайностью зерновых культур.

Таблица

Рабочая оценочная шкала для определения предварительных баллов бонитета почв Ростовской области

Балл бонитета по свойствам почв сопоставлялся с баллом бонитета по урожайности ведущей культуры или группы культур, требующих однотипных почвенных условий и приёмов возделывания. Совпадение этих показателей свидетельствовало о том, что оценка почв проведена правильно, то есть по признакам, хорошо коррелирующим с урожайностью культур. Значительные расхождения между ними (более 10%) указывало на то, что для более достоверной оценки этой почвы следует подобрать другие оценочные показатели.

Составленная таким образом шкала считалась в этих работах основной. Для ее детализации применяли поправочные коэффициенты на различные свойства почв, не учитываемые основной шкалой. Данное направление нашло широкое применение (Ф.Я. Гаврилюк, 1970; Гантимуров, 1974; Куприченков, 1975; Адерихин, Ахтырцев, Мусинов, 1976 и др.).

Вторая группа включает такие работы, в которых шкалы бонитировки почв составляют тем же методом, что и для первой группы, но полученные в результате баллы бонитетов корректируют с помощью дополнительной шкалы по урожайности (Семенов, 1970; Тайчинов, 1973; Н.Ф. Тюменцев, 1975 и др.). В результате проведения корректировки первоначальные баллы, рассчитанные по свойствам почв, могут изменять свое значение в окончательной бонитировочной шкале. Например, в методе С.Н. Тайчинова такая корректировка осуществляется умножением на коэффициент, полученный путем деления балла средней многолетней урожайности на балл по свойствам почв.

Третья группа работ этого направления предусматривает составление предварительной бонитировочной шкалы описанными выше методами с последующим расчетом баллов бонитетов почв пропорционально величинам сопоставимой урожайности, определяемой с помощью математических моделей.

Ко второму направлению относятся работы, в которых бонитировочные шкалы составляли на основе данных по урожайности с привязкой их к группам почв или почвенным разностям. Они подразделяются на две основные группы.

К первой группе относятся работы, в которых бонитировочные шкалы составляют на основе статистических данных по урожайности в хозяйствах с привязкой их к агропроизводственным группам или основным почвенным разновидностям. (Васильев, 1967; Кузьмичев, 1971, 1974; Борук, 1972; Белобородов, 1974; Васильев, Кузнецов, 1974).

Ко второй группе работ этого направления отнесены те из них,в которых бонитировочные шкалы составляют на основе прямого учета урожайности сельскохозяйственных культур и привязывают к почвенным разновидностям или определённым почвенным свойствам. Связь урожайности со свойствами почв устанавливают различными способами - вычислением частных коэффициентов корреляции, составлением уравнений регрессии, графическим анализом связей и другими методами.

При прямом учётеурожайности для наиболее распространенных почв пашни и профилирующихкультур урожайность определяетсяна 2-3 участках ежегодно. Размеры .опытных участков, составляющих часть поля севооборота, варьируют от 0,5 до 2-3 га и более.

Выбор свойств почв для построения бонитировочных шкал. При бонитировке почв в разных природных зонах используют различные наборы свойств почв, корреллирующих с урожайностью сельскохозяйственных культур (табл.3). Из всех критериев, используемых для этой цели во всех природных зонах, применяется только один - содержание гумуса в пахотном слое. Данный показатель, определяя ряд конкретных агрономических свойств почв является выражением условий почвообразования в целом.

Таблица 3

Основные показатели почв, учитываемые припостроении

бонитировочных шкал в разных природных зонах

Мощность гумусового горизонта используется при построении бонитировочных шкал почти повсеместно в зонах черноземных и каштановых почв. В северном направлении значение этого показателя уменьшается, и в таежно-лесной зоне он почти не используется, что связывается с малой мощностью гумусового горизонта почв этой зоны, часто не превышающей мощность пахотного слоя.

При переходе от черноземов к серым лесным почвам практически перестает использоваться такой показатель, как запасы гумуса в метровой толще, и резко сокращается использование показа­теля мощности гумусового горизонта. Напротив, важное значение в качестве показателей, коррелирующих с урожайностью, приобретают запасы подвижных фосфора и калия и величина рН. Второй, менее четкой границей в этом плане является генетическая граница между серыми лесными и дерново-подзолистыми почвами. При переходе этой границы практически теряет значение такой показатель, как мощность гумусового горизонта. Еще менее четко выражена третья граница, проходящая примерно между южными черноземами и каштановыми почвами. К югу от этой границы утрачивает свое значение такой показатель, как запасы гумуса в метровой толще.

Таким образом, зональные природные особенности оказывают вполне определенное влияние на выбор свойств почв, коррелирующих с урожайностью. Другие свойства почв (емкость обмена, сумма, гидролитическая кислотность, сумма поглощенных оснований) употребляется для корреляции с урожайностью сравнительно редко.

Поправочные коэффициенты. Ряд свойств почв, которые рассматриваются как обязательные для оценки их плодородия, но не поддаются некоторомуколичественному измерению и фиксируются лишь качественно (степень луговости, оглеенности, оподзоленности, смытости, дефлированности, солонцеватости, засоления идр.), учитываются с помощью поправочных коэффициентов. Таким же образом учитывается и гранулометрический состав, каменистость, солонцеватость, засоленность. Применяют поправочные коэффициентына мелкоконтурность полей, на рельеф, климат и другие факторы.

Поправочные коэффициенты устанавливаются путем сопоставления урожайности и соответствующих свойств почв на основе статистической информации или прямого полевого учета урожайности.

Виды бонитировочных шкал. Оценочные шкалы практикуются в двух вариантах: в виде разомкнутой и замкнутой шкал. При разомкнутой шкале наиболее распространенным средним почвам присваивается 100 или 50 баллов. Остальные почвы в зависимости от качества оценивают выше или ниже указанных баллов. При замкнутой шкале лучшим почвам дают 100 баллов, худшим присваивают минимальное число баллов.

Оценочные шкалы могут быть региональными, зональными, областными, районными и для отдельных хозяйств.

Картограммы бонитета земельных угодий. После определения баллов бонитета всех почвенных разностей хозяйства составляли картограммы бонитета его земельных угодий. Средневзвешенный балл бонитета почв вычисляли из баллов бонитета почвенных разностей и занимаемых ими площадей по формуле:

где Б – средневзвешенный бал участка, поля и т.д.;

П₁, П₂,.... – площади почв, слагающих земельный участок;

Б₁, Б₂, .... – баллы бонитета почвенных разностей.

Общероссийские бонитировочные шкалы почв. Для разработки единых шкал бонитировки почв страны И.И. Кармановым были использованы бонитировочные шкалы с учетом разнообразия климатических условий. Им были предложены эмпирические формулы расчета баллов бонитета зональных почв в отношении зерновых культур, сахарной свеклы, подсолнечника, многолетних трав.

Для зерновых культур:

Б_з = 8,2 ∙ V ∙ ∑t^o > 10^о ∙ КУ : (КК + 70). (5.2)

Для многолетних трав:

Б₃ = 5,9 ∙ V₂ ∙ (∑t^o > 10^о + 2000) ∙ (КУ-0,1) : (КК + 100). (5.3)

В этих формулах Б_з – балл бонитета зональной (не деградированной) почвы.

Множитель 8,2 (как аналогичные множители в других формулах) представляет собой коэффициент пропорциональности и введен для того, чтобы сделать шкалу стобалльной, то есть чтобы наилучшему сочетанию почвенно-климатических условий соответствовал балл бонитета, равный 100. Эти множители одинаковы во всех случаях расчета по данной формуле и не изменяют соотношений баллов бонитета.

V – суммарный показатель свойств почв;

(∑t^o > 10^о – среднегодовая сумма температур выше 10^оС;

КУ – коэффициент увлажнения по Иванову;

КК – коэффициент континентальности по Иванову (величины этого коэффициента более 200 принимают равными 200).

В связи с тем, что в условиях Восточной Сибири и Дальнего Востока сельскохозяйственные растения требуют для созревания меньших сумм температур выше 10^оС (примерно на 200^о), для территорий к востоку от Енисея к фактическим суммам температур выше 10^оС при расчетах по приведенной формуле следует прибавлять 200 (для Красноярского края западнее Енисея – 100).

За 100 баллов при расчете по этим формулам приняты показатели для слабовыщелоченных сверхмощных черноземов центральной части Краснодарского края. Для зерновых культур значение КУ более 0,9 принимается равным 0,9; для многолетних трав значения более 1,0 принимаются равными 1,0. V₂=(V+1)/2.

Величины 70, 100 в дополнение к коэффициентам континентальности приведены в связи с тем, что снижение урожайности происходит не паралельно усилению континентальности климата, а в более слабой степени.

Величины V для основных почв приведены в таблице 5.1.