CC BY
51
АГРОГЕННЫЕ ПРОЦЕССЫ ДЕГРАДАЦИИ ЧЕРНОЗЁМОВ В УСЛОВИЯХ ПРЕДСТАВИТЕЛЬНОГО АГРОЛАНДШАФТА СЕВЕРО-ВОСТОЧНОЙ ЧАСТИ ЦЧР
И.И. Вассмсн, А.В. Нек.иодоиа, Е. Б. Ta.ii.icp
Аннотация: Приводится сравнительный анализ скорости развития основных процессов атрогенной деградации черноземов в условиях представительного агроландша(|тта северо-восточной части Центрально-Черноземного региона России (ЦЧР). с оценкой лимитирующих факторов их современного ягроэкологического состояния.
Ключевые слова: а гро ген на я деградация, агроландшафт. дсгумификация, лимитирующие факторы, переувлажнение. подкислен и с. чернозем выщелоченный, эрозия почв.
Одной из наиболее актуальных проблем современного земледелия и землепользования в условиях Центрально-Черноземного региона России (ЦЧР) является агрогенно активизированное развитие целого ряда де-града ционных процессов (эрозии, дегумификации. переуплотнения. подкислсния и переувлажнения), во многом определяющее современное агроэкологичсскос состояние земель, активно задействованных в сельскохозяйственном производстве [1-5] .
Цель данной работы состоит в сравнительном аналих скорости развития основных процессов атрогенной деградации черноземов в условиях представительного агроландшафта северо-восточной части Центрально-Черноземного региона России (ЦЧР). с оценкой лимитирующих факторов их современного агроэкологического состояния.
Исследования проводились на территории северо-восточной части Окско-Донской равнины (Мичуринский район Тамбовской области). В качестве представительного агроландшафта выбрано учебное хозяйство имени М.И. Калинина (РГАУ-МСХА имени К.А Тимирязева). Общая земельная площадь - 4555.9 га. из них
3929.1 га сельскохозяйственных угодий, включая
3200.2 га пашни. .39.3.0 га сенокосов и 273,2 га пастбищ. Хозяйство имеет молочно-зерновую специализацию со средним уровнем технологий.
Климат в районе расположения хозяйства умерен-но-континентальный. Территория расположена на слабоволнистой равнине с абсолютными отметками 155-
170 м. Почвообразующими породами являются: покровные суглинки времени валдайского оледенения, древний аллювий позднего и послеледникового времени, современные атповиальные и делювиальные отложения.
Сравнительный анализ сопоставимых по объектам данных трехлетних полевых наблюдений 2006-2008 гг. с материалами предыдущих почвенных и агрохимических обследований (1982 и 2001 гг.) позволил дать количественную оценку скорости развития основных дс-градационных процессов.
Проведенные исследования выявили активное развитие деградационных процессов эрозии, дегумифика-ции. переуплотнения, подкисления и переувлажнения. Основным деградационным процессом, ограничивающим плодородие выщелоченных черноземов, является плоскостная эрозия, широко распространенная на склонах даже небольшой крутизны. Результатом ее является снижение мощности пахотного горизонта с 25 до 15-18 см и соответственно поднятие плужной подошвы на эту глубину, наличие свежих промоин в междурядьях (особенно на полях, где распашка ведется вдоль склона), накопление смытого материала в нижних частях склонов и. как следствие, некоторое увеличение здесь мощности гумусового горизонта (таблица 1).
В результате активного развития эрозии усиливается процесс дегумификации. Эрозия приводит не только к уменьшению мощности гумусового горизонта, но и к достоверному снижению содержания гу муса в верхних почвенных горизонтах - на фоне значительного возрастания его внутрипольной пестроты (таблица 2). Второй причиной дегумификации является не компенсируемая минерализация органического вещества, значительно ускоряемая при несоблюдении и грубых нарушениях применяемых агротсхнологий. Наибольшая скорость дегумификации наблюдается на склоновых участках, где она возрастает с увеличением крутизны склона. На водоразделах отмечается менее активное развитие этого процесса, но он также происходит - прежде всего, за счет минерализации и плужной эрозии, со сносом части пахотного горизонта в понижения западин.
Таблица 1 - Анализ процессов эрозии и дегумификации в различных элементах мезорельефа
№ ноля *')лсмсн г рельефа Мощность Аиач см Гумус, °<> Запас 1\муса. тта Скорость ,401 уни-
1982 г. 200 X г. фикации. 1 м" юл
1 Водораздельная поверхность с шамалинами 18 6.5 160 132.8 1.05
Склон 3° 15 5.3 92.1 2.61
Водораздельная поверхность с западинами 17 5.3 86,2 2,84
2 Склон 5; 13 5.0 160 74,4 3,29
11одоптва склона 15 7.4 113,7 1,78
Таблица 2 - Пространственно-временная изменчивость содержания гумуса пахотных горизонтов исследуемых черноземов________________________________________________________________________________________________
Гумус %
№ Формы мезорельефа Кол-во 2008 г. 1982 т. А (2008-1982)
ноля образцов сроднсс 110 группе еродноо МО ПОЛЮ 111111 шах среднее по ПОЛЮ
1 Водораздельная поверхность е чападипами 7 6.53 6.24 5.20 6.93 6.Х -0.56
Склон '3: 2 5.25
2 Водораздельная поверхность с западинами 5 5.28 5,51 4.13 7,67 6.4 -0.89
Склон 5: 9 5.02
Нодножио склона 3 7.40
Таблица 3 - Показатели акту альной кислотности по полям учхоза
№ поля Формы мезорельефа Количество образцов pH вед
2006 1982 г. Л (2006-1982)
среднее по группе среднее по полю тт шах среднее го полю
1 Водораздельная поверхность 3 6.2 6.2 6.1 6,3 6.6 -0.4
Склон 3 • 1 6,1
2 Водораздельная поверхность 9 6.1 6,2 5,9 6,5 6,4 -0,2
Склон 5° 6 6.3
11одножие склона 1 6,5
6 Водораздельная поверхность 12 6.0 6,1 5,9 6,3 6,6 -0.5
Склон 3° 3 6.2
7 Водораздельная поверхность 8 6,5 6,5 5,6 7.8 6,6 -0,1
8 Водораздельная поверхность 8 6.5 6.5 6,1 1.1 6.6 -0.1
9 Водораздельная поверхность 8 6.2 6,2 5,9 1.2 6,6 -0.4
10 Водораздельная поверхность 8 6.0 6.0 5,8 6,2 6.6 -0.6
Таблица 4 - Сравнительный анализ проблемных экологических ситуаций по площади затронутых ими почв
№ поля Общая площадь Площадь участков, подверженных водной эрозии Площадь переувлажненных участков
Западинный комплекс Переу влажне нные подножия склонов
га % га % га % га %
1 85.3 100 1.9 2,3 1.8 2.1 0 0
2 274,6 100 39,0 14,2 11,8 4.3 3,2 1,2
Еще одним негативным процессом является активизированное в последние годы подкисление пахотного горизонта выщелоченных черноземов (таблица 3) - результат периодического промывания верхней части профиля и отрицательного баланса кальция.
Отличительной особенностью северо-восточной масти ЦЧР является активное развитие процессов переувлажнения. ограничивающих нормальное ведение сельскохозяйственной деятельности, в частности - распашку полей (таблица 4). В основном они представлены западинами различной площади и глубины, которые широко представлены практически на всех полях хозяйства. Негативное влияние переувлажненных распаханных западин начало проявляться только в 1970-1980 годах. В те годы балки были перегорожены запрудами с искусственными прудами, что вызвало постепенное значительное поднятие уровня фунтовых вод.
Следующими процессами деградации и факторами, оказывающими негативное влияние на продуктивность растений и агроэкологическое качество почв, являются агрогенная дезагрегация и переуплотнение. В старопахотных черноземах отмечается значительное повышение плотности сложения не только пахотных, но и подпахотных горизонтов (таблица 5).
В результате длительного агрогенного воздействия плотность сложения верхних горизонтов старопахотных черноземов возросла на 0.2-0.23 г/см3 (таблица 6).
Наибольшее уплотнение Апах отмечается на приводораздельных участках полей - за счет длительного агрогенного воздействия сельскохозяйственной техники, а Ап/пах - на склоновых участках, в результате смыва верхних горизонтов и приближения более плотных нижних к поверхности.
Степень уплотнения лугово-черноземных почв также зависит от вида землепользования (таблица 7). Наибольшая плотность отмечена на участках, используемых в качестве многолетнего пастбища для крупного рогатого скота.
Скорость и степень развития деградационных процессов в условиях исследуемого агроландшафта определяется формой рельефа, историей землепользования и степенью хозяйственного воздействия. Скорость процесса дегумификации за последние 25 лет на поле распаханном вдоль склона составила 1.8 - 3.3 г/м7год, плотность сложения на старопахотных почвах возросла на 0.20-0.23 г/см3, варьирование кислотности выщелоченных черноземов происходит в пределах pH 5.8 -7,8.
Основным фактором, лимитирующим урожайность большинства сельскохозяйственных культур, в большинстве случаев, является форма мезорельефа (в первую очередь западинные комплексы и склоны крутизной 3-5°). вторым по приоритетности действия экологическим фактором является содержание гумуса, третьим - избыточное увлажнение почв.
Таблица 5 - Агрогснныс изменения плотности сложения (г/см') верхних горизонтов старопахотных черноземов в различных элементах мезорельефа
Г opu'joui 'Залежь 5-ій леї 1 Іолс № 1 Поле №2
водоратдельттая поверхность склотт 3" подораздслі.пая поперх- НОС 1 h склотт 5" подножие склотта
Лпах 1.0Х 1.17 1.13 0,96 1.14 0.96
Аннах 1,15 1.21 1.22 1,26 1.44 1.26
ЛВ 1,16 1.23 1.26 1,24 1.41 1.05
Таблица 6 - Изменение плотности старопахотных черноземов за период 1982-2(Ю8гг.
Тип 110 4ЦШ Г оритон і 1ІЛОТТТОСТІ1 ПОПВІ.Т (г см5)
19821. 2008 г. Д (2008-1982)
Чернозем шлшелочениый средіїемощішій СрСДТТ CT^AfVCTTl .ти Лттах 1,00 1.20 0.20
ikiuax 1.25 1,28 0,03
АН 1,31 1.3.3 0.02
Чернозем шлшелочениый слабоемьпый Аиах 1,11 1.14 0,03
Ліг'шх 1.21 1,44 0,23
ЛВ 1.30 1,41 0,11
Таблица 7 Показатели плотности почвы разных категорий землепользования___________________________
Тип почтет,т Глубина. см 1ІЛОПТОСТІ1 почвы (г см') по видам ■ІЄ.МЛЄ110.ІЬ301)ІІ11ИЯ
сснокос многолетнее пастйттще
JIytobo- чсрттоісмттая ереднемотцная 0-10 0.К2 0,86
0-20 1.11 1,1К
20-30 1.06 1,16
40-50 0.95 1,15
60-70 0.95 1.20
Список испол.зонаппых ИСТОЧНИКОВ
1 Аіпроїюгсішая :>нолюция черноземом: под ред. Л.ТТ. Щербакова и Т-Т.И. Васепека. - Воронеж: ВГУ, 2000. - 412 с.
2 Васенев, И.И. Анализ средневременной динамики черноземов антропогенно измененных лесостепных экосистем/ И.И. Васенёи. - Курск.: ГУ Курский ЦІГГИ 2003. - 120 с.
3 Иасепеп, И.И. Иочпеппые сукцессии/И.И. Ііасепев. - М.: Изд-no ЛКИ, 2008. -400 с.
4 Ко.попский. Ф.И. Агродеградатіия черноземов / Ф.И. Козлоиский, В.Д. Чаплин // Степи Русской рашшпы: состоя-
ние, рационализация аграрного освоения. - М.: Паука, 1994. -С. 174-190.
5 Козлоиский, Ф.И. Теория и методы изучения почленного покроїш/ Ф.И. Козлокский. - М.: ГЕОС, 2003. -536 с.
Информация об авторах
Васенев Иван Иванович, доктор биологических наук, профессор, заведующий кафедрой экологии ФГОУ ВИО «Российский государственный аграрш.ій лггиперситет -МСХА имели К.А. Тимирязева», тел. 8-(495) - 977-04-86, e-mail: ya^eiiev®tjniaradrTi.
Неклюдоиа Анна Владимирошіа - ассистент кафедры :жологии ФГОУ ВПО «Российский государственный аграрный университет - МСХА имени К.Л. Тимирязева», тел. 8-(926)-798-21-82. e-mail: а—пчзЛ'а.ги.
'Галлер Евгении Борисович - кандидат сельскохозяйственных наук, доцент кафедры экологии ФГОУ ВПО «Российский государственный аграрный лггиперситет - МСХА имени К.А. Тимирязева», тел. 8-(909)-686-08-41, e-mail: etal lereh'flimail .ru.
