CC BY
20
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ЗЕМЛИ И СИСТЕМЫ ЗЕМЛЕДЕЛИЯ
УДК 634.0.266:631,92(470.62/.67)
Агролесоландшафты Северного Кавказа: состояние и перспективы
A.Ю. РАКОВ, доктор сельскохозяйственных наук
Ставропольский НИИ сельского хозяйства
B.Г. НЕТРЕБЕНКО, кандидат сельскохозяйственных наук М.А. СИРОТА
Ставропольский аграрный
университет
E-mail: [email protected]
Рассказано о состоянии лесных полос в степной зоне Ставропольского края. Показана роль лесомелиорации в поддержании почвенного плодородия, экологического состояния засушливых территорий, росте урожайности сельскохозяйственных культур.
Ключевые слова: система лесных полос, урожайность.
В последние сто лет в связи с резким усилением антропогенного воздействия на биосферу произошло изменение функциональных связей в природе, ослабление способности экосистем к саморегуляции и естественному восстановлению. Сегодня 6S % пашни, 28 % сенокосов и S0 % пастбищ России подвержены разрушающему воздействию эрозии, дефляции, периодических засух, суховеев и пыльных бурь. Негативная агроэкологическая обстановка усугубляется высоким уровнем сельхозугодий (до 80 %) и малой лесистостью агроландшафтов [1]. По данным ВНИАЛМИ, в Ставропольском крае опустынивание охватило 2930,1 тыс. га, или S2 % площадей [2].
В этих условиях усиливается роль степного защитного лесоразведения, о высокой эффективности которого свидетельствует мировая и отечественная практика. Защитные лесные насаждения (ЗЛН) в степи выполняют важную природоохранную роль. Наличие их на сельскохозяйственных землях предопределяет формирование более устойчивых ландшафтов,
усиливает стабилизацию экологической обстановки на степных просторах, создает оптимальные условия для роста и развития агроценозов, повышения их продуктивности. Исследования свидетельствуют, что под влиянием ЗЛН изменяется динамика питательных элементов в почве на межлесополосных пространствах, повышается их общая биопродуктивность, а показатели гумификации возрастают в 1,S-2 раза по сравнению с необлесенными полями [3-S].
Между тем, на обширной аграрной территории Северокавказского региона, в том числе на Ставрополье, до настоящего времени защитная лесистость остается низкой - на уровне 1,0-2,S %, что в два раза ниже научно обоснованных норм [3]. По нашим расчетам и данным ВНИАЛ-МИ, общий показатель защищенности пахотных угодий края не превышает 3S-40 %, что в 2,S-3 раза ниже оптимальной [6, 7].
Уже к началу девяностых годов прошлого столетия ЗЛН в регионе оказались бесхозными, поскольку при современной многоукладности сельского хозяйства отсутствует специальный закон, определяющий формы собственности на ЗЛН и предусматривающий ответственность землепользователей за сохранность насаждений. Если в 1999-2000 гг. было 133,4 тыс. га полосных защитных насаждений, то уже к 2004 г. по данным инвентаризации, проведенной в Ставропольском крае, их площадь сократилась на 3S,9 тыс. га, или 27 % [8]. В связи с отсутствием государственного финансирования лесомелиоративных работ в последние 30 лет защитные насаждения резко снизили рост, устойчивость и защитные функции, стали деградировать и гибнуть, чему во многом способствовали частые низовые пожары, возникающие в период уборки урожая и при сжигании пожнивных остатков на
прилегающих полях. Из обследованных нами 141,S га полезащитных насаждений в пяти административных районах Ставропольского края 72,7 га, или S1 % насаждений неоднократно подвергались низовым пожарам, и 41,S га из них, или 30 %, уже превратились в сплошные горельники.
Мы проанализировали влияние лесных полос на состояние почвенного покрова и урожайность культур в одном из хозяйств высокой культуры земледелия - ООО «Ставрополь-Кавказский» Петровского района (вторая засушливая зона). Площадь пашни здесь составляет 1S976 га, под полезащитными лесными полосами находится 4S1 га, т.е. лесистость пашни почти оптимальна - 2,8 %. Пашня расположена на равнине крутизной менее 0,S почва -южный чернозем.
Исследования проводили в вось-мипольном севообороте, в звене озимая пшеница - озимый ячмень -горох. По длинным сторонам опытного участка размером 2890х480 м расположены лесные полосы (ЛП): с востока - ажурная, высотой 1S м, с запада - плотная, высотой 17 м.
Годы проведения исследований (2007-2009) характеризовались пониженным ветровым режимом: скорость ветра по месяцам составила 0,8-1,4 м/с при среднемноголетней 1,3-2,0 м/с; ГТК - соответственно 0,7; 1,1 и 1,1 при среднемноголетнем значении 0,7.
Наблюдения за микроклиматом, учет состояния и урожая сельскохозяйственных культур проводили в четырехкратной повторности, на расстояниях, кратных высоте (Н) этого насаждения от восточной ЛП 1, 3, 6, 9, ... 30 и 31 Н на запад (точка 31 Н находилась на расстоянии одной высоты от западной ЛП). Наблюдения проводили в пять сроков: до сева, кущение (всходы у гороха), колоше- ы ние (стеблевание у гороха), молоч- |
ная спелость, восковая спелость. Э
ш
Анализ состояния возделываемых ь культур показал, что высота и густо- | та посевов, имеющие значение для « формирования устойчивых агроцено-зов, были разнами в зависимости от 2 зоны влияния ЛП. Выявлена досто- H верная корреляционная связь меж- р
з
Урожай культур и содержание гумуса (2009 г.) на экспериментальном поле
Центры Урожайность, т/га Содержание гумуса, %, в2слоях
влияния
восточной озимая озимый горох 0-20 см 0-100 см
ЛП, н пшеница ячмень (2009)
(2007/08 гг.) (2008/09 гг.)
I 4,0 3,89 2,04 5,08 3
3 6,55 7,11 2,66 4,94 2,98
6 6,64 7,54 2,78 5,11 3,48
9 6,5 7,95 2,95 5,35 3,41
12 6,41 7,34 2,75 5,26 3,51
15 6,49 7,14 2,68 5,31 3,43
18 6,53 7,21 2,82 5,16 3,9
21 6,5 7,36 2,95 5,32 3,73
24 6,4 7,14 2,87 5,34 3,91
27 6,38 7,18 2,78 5,52 4,02
30 5,86 6,31 2,64 5,34 3,76
31 4,88 4,57 2,18 5,24 4,16
НСР 0,13 0,15 0,18 0,16
Корреляция с урожаем озимой пшеницы 0,63* 0,59*
* Достоверно на уровне значимости 0,05.
ду густотой стояния с урожаем озимых пшеницы и ячменя (соответственно 0,79 и 0,82). Для гороха достоверной корреляции этих показателей с урожаем не установлено.
Урожай и содержание гумуса на опытном поле были высокими (табл. I), что связано с высокой культурой земледелия и влиянием ЛП на микроклимат и плодородие почв в меж-лесополосном пространстве[9]. Достоверное снижение урожая отмечалось в зонах, прилегающих к ЛП (до 2^Н). Здесь многолетние деревья и кустарники выступали сильными биологическими конкурентами однолетних растений. На 16 % площади ^^Н) вблизи ЛП средневзвешенный биологический урожай озимой пшеницы составил S,28 т/га, на остальных 84 % - 6,49 т/га. Потери общего валового урожая составили 6 % с учетом площади под насаждениями.
Отмечено достоверное варьирование урожая и на основной части поля. Например, на расстоянии 6Н (зона наиболее оптимального воздействия ЛП) урожай озимой пшеницы составил 6,64 ц/га при урожае на большей части остального поля - 6,38-6^3. Те же выводы сделаны для озимого ячменя и гороха, у которого зона отрицательного влияния ЛП меньше
сч
е и
л м е
т
- 3^Н. Общее снижение валового урожая гороха составило 6 %. Общепринятая средняя прибавка урожая сельскохозяйственных культур от влияния ЛП достигала 20 % и более.
Установлено влияние системы ЛП на содержание гумуса. Прослеживается, прежде всего, многолетнее воздействие на гумус S1-летней западной ЛП: на половине поля, защищенной от западных ветров, его содержание в горизонтах 0^0 и 0-100 см было достоверно выше, чем на части поля, защищенной от восточных ветров (НСР=0,24 %). Недостоверно больше гумуса было в слое 0-20 см, чем на восточной части поля (табл. 2). Но это соотношение является важным положительным фактом по влиянию 33-летней ЛП. По количеству гумуса и мощности генетических горизонтов южный чернозем стал обыкновенным. Это согласуется с результатами многих исследований, в частности, К.И. Зайченко [10]. Общее содержание гумуса на экспериментальном поле варьировало от 399 до S61,7 т/га. Однако корреляция между его содержанием и урожаем - отрицательная, что можно объяснить захватом ЫРК гумусом.
Влияние лесных полос на высоту снежного покрова можно проследить
по данным таблицы 3. Отепляющая роль снега общеизвестна. В частности, по данным A.M. Шульгина [II], в Казахстане установлена зависимость гибели озимых от высоты снежного покрова при температурах воздуха ниже минус 20 °С. Так, при высоте снежного покрова S, IS, 20 и свыше 2S см гибель озимых культур составляла соответственно 40, 14, 4 и 0 %. Эти данные актуальны для оценки сохранности озимых в 2011/12 сельскохозяйственном году на Северном Кавказе. Температура почвы и воздуха в зонах, примыкающих к ЛП (02 и 30,S-32H) или достоверно отличалась от остальной части поля (2-30,SH), или была такой же. Рано весной в примыкающих зонах под озимой пшеницей температура почвы и воздуха была, соответственно, 2,1 и 8,S °С, в основных зонах - 2,6 и 8,9 °С. Позже (апрель-июнь) температура почвы становится выше у ЛП: 4,2; 1S,6 и 4,1; 13,4°С. Соотношение температур воздуха по названным зонам сохраняется. Под озимым ячменем весной температура почвы и воздуха была одинакова на всем поле, а летом достоверно выше была у ЛП. В посвах гороха все температуры по зонам были близки, что, видимо, связано с высоким увлажнением почвы. Таким образом, у зон, прилегающих к ЛП, больше вероятность как более низких температур (заморозков весной), так и более высоких в мае-июне, т.е. и по температурному режиму эти зоны неблагоприятны.
Наилучшими хлебопекарными свойствами обладало зерно с участков поля, примыкающих к ЛП (содержание клейковины - до 28,7 %, ИДК - до 78,3).
Как было установлено ранее, в завершенной системе лесомелио-рируемых полей при оптимальной (ажурной и продуваемой) конструкции ЛП урожайность зерновых культур на 18-2S %, технических - на 20-2S, кормовых - на 30-40 % выше, чем на открытых незащищенных полях [1]. A поскольку большинство ЛП в крае сейчас имеют в основном плотную конструкцию, эффективность их снижается примерно наполовину, поэтому и величина ежегодной прибавки урожая уменьшается.
Лишь при завершенной системе ЛП, с оптимальными защитной высотой и конструкцией, они становятся важным структурным звеном системы земледелия, обеспечивающей сохранение высоких и стабильных урожаев сельскохозяйственных культур. Исследования, проведенные в
2. Содержание гумуса на экспериментальном поле по зонам влияния лесных полос, %
Слои почвы, см Восточная лесная2полоса (33 года) Зоны влияния восточной лесной полосы, н Западная лесная полоса (51 год)
0-16,5 16,5-32
0-20 5,7 5, 2±0,1 5,3+0 6,3
0-50 4,8 4,6+0,1 5,0+0,1 6,0
0-100 3,9 3,3+0,1 3,9+0,1 4,5
50-100 2,9 2,0+0,1 2,9+0,1 4,4
4
3. Высота снежного покрова в зависимости от зоны влияния лесных полос (по культурам), см
Дата 0-4,5 H 4,5-25,5 H 25,5-32 H
Озимый ячмень
23.12.07 11,7+0,5 8,7+0,2 11,7+0,5
09.01.08 13,6+0,7 10,3+0,1 13,6+0,7
02.02.08 22,2+0,5 19,9+0,2 22,2+0,5
21.02.08 33,8+1,2 29,8+0,3 33,8+1,2
Зябь под посев гороха
23.12.08 19,3+2 11,8+0,2 19,3+2
12.01.09 26,9+4 14,2+1 26,9+4
17.02.09 21,8+4 9.1+1,3 21,8+4
Ставропольскими НИИСХ и ГАУ, позволили определить высокую агро-экономическую эффективность ЛП в крае [4].
Натурные исследования, проведенные нами в 2001-200S гг. в Ко-чубеевском, Шпаковском, Андропов-ском, Минераловодском, Петровском районах Ставропольского края, и анализ полученных данных позволили оценить состояние существующих лесных полос. В почвенном покрове здесь преобладают черноземы предкавказские карбонатные на лессовидном суглинке, местами слитые, которые в восточной части региона переходят в черноземы южные и каштановые почвы с различной степенью увлажнения.
Обследования показали общее неудовлетворительное состояние посадок, которым в последние десятилетия не уделялось должного внимания. Лесополосы закладки 19681980 гг., особенно в зоне южных черноземов и темно-каштановых почв, деградируют и распадаются, поэтому защитные и мелиоративные функции их резко снизились и продолжают снижаться в связи с дальнейшим процессом отмирания древостоев. По состоянию на 200S г. количество в них суховершинных и усыхающих стволов превышает 70-90 %. Эта группа насаждений подлежит лесо-восстановлению путем раскорчевки деревьев, подготовки почвы и посадки новых полос.
Обследованные группы насаждений закладки 1949-19S3 гг. представлены в основном 9-13-рядными ясе-нево-дубово-ильмово-гледичиевы-ми насаждениями древесно-кустар-никового типа смешения, средней высотой 6-17 м, шириной 2S-4S м, диаметром ствола деревьев 10-32 см, густотой стояния 1,0-2,8 тыс/га. За период жизни в них практически не проводился должный уход, включая изреживание стволов, поднятие крон и омоложение кустарников. Из-за большой густоты стояния деревьев, в два раза превышающей
нормативную, и разрастания кустарников в преобладающей части насаждений пошел процесс угнетения и притупления роста главной древесной породы, поэтому защитная высота древостоев в SO-SS-летнем возрасте не превышает 6-17 м. За этот период жизни насаждения сильно разрослись вширь. Ширина таких полос увеличилась в среднем на 4O-SO % в сравнении с исходной. Таким образом, произошло трансформирование пахотных земель площадью 3O-3S тыс. га, которые не используются, но часто учитываются при налогообложении на землю. Эта группа ЛП подлежит восстановительно-реконструктивным мероприятиям путем раскорчевки части опушечных рядов и разросшихся опушек с доведением ширины ЛП до 1O-12 м. А поскольку древостои уже достигли возраста возобновительной спелости, то на оставшейся части материнского древостоя надо выполнить двухприемную лесовосстановительную рубку.
Известна роль ЛП в охране обширных аграрных территорий, часто подвергающихся воздействию ветровой эрозии и деградации почв. В крае за последние 8O лет пыльные бури повторялись более 1S раз. Во время бури 1969 г. при ширине полей 4OO м почву выдувало на 2,3 см, при межполосном расстоянии 746-7S4 м - на 4,S см, а при расстоянии 996-1O83 м выдувание достигало 9,8 см. Что же касается состояния посевов озимой пшеницы, размещенных на полях с ЛП через 4OO м, то они полностью сохранились и не подлежали пересеву. В то же время при ширине межлесополосных расстояний 746-7S4 2м сохранность озимых не превышала 48,4 %, а при ширине 996-1O83 м - всего 32,4 % [12].
Последние пыльные бури, наблюдавшиеся в апреле 2OO3 г., охватили огромные территории Северного Кавказа. На Ставрополье погибло 68,1 тыс. га посевов, из них озимых - около 3O тыс., сахарной свеклы - 1O тыс. га. По Краснодарскому краю в ре-
зультате пыльных бурь было повреждено и уничтожено до 100 тыс. га посевов зерновых и технических культур. В большей степени гибель посевов наблюдалась на полях, лишенных ЛП или размещенных друг от друга на расстоянии 1000 м и более. Полосы плотной конструкции недостаточно защищали посевы, поскольку защитная зона влияния их распространялась на 10-12Н. В системах ЛП подобных разрушений почвы и уничтожения посевов не отмечалось.
Защитные лесные насаждения, достигшие возраста возобновительной спелости, крайне нуждаются в лесовосстановлении с целью сохранения, обновления и продления срока функционального их воздействия на окружающие аграрные территории. Лесовосстановительно-рекон-структивным мероприятиям подлежат насаждения 30 лет и старше, занимающие более 70 тыс. га. Задержка этих мероприятий на S-7 лет приведет к полной деградации и распаду агролесомелиоративного комплекса, что в итоге пагубно скажется на экологической безопасности сельскохозяйственных земель, снижении урожайности и недобору продукции растениеводства на пахотных землях степной части региона.
Для выполнения рекомендуемых мероприятий необходимы новейшие технологии. К этим работам следует подключить не только Департамент лесного хозяйства, Министерство сельского хозяйства края, но и все заинтересованные в производстве сельскохозяйственной продукции агрофирмы и фермерские хозяйства. На наш взгляд, радикальным решением проблемы может стать передача ЛП в государственные фонды, а также восстановление функций и потенциала лесхозов и лесомелиоративных станций. Лесомелиорация имеет не только региональное, но и планетарное значение и требует профессионального подхода.
Литература
1. Кулик К.Н., Манаенков A.C., Раков А.Ю. и др. Полезащитное лесоразведение: значение, состояние, пути выхода из кризиса//Вестник РАСХН, 2012. - № I. " - С. 24-27.
2. Петров В.И. Опустынивание и ле- ш соаграрное освоение аридных территорий ш России/Проблемы и перспективы разви- | тия мелиорации, водного и лесного хо- 2 зяйства: Сб. научн. тр. Россельхозакаде- ü мии. - ВНИАЛМИ, 2004. - С. 324-338. 00
3. Агролесомелиорация и плодоро- H дие почв. - М.: Агропромиздат, 1991. - р
S
Eñíiéügiááiéá gáiéé 1.p65 5 28.10.2012, 15:58
УДК 632.118.3:[638.14.03+638.16]
Накопление радионуклидов медоносными растениями
288 с.
4. Горяинов, В.М., Раков А.Ю. Влияние полезащитных лесных полос на урожайность озимой пшеницы//Лесное хозяйство, 1981. - № 8. - С. 33-35.
5. Раков А.Ю., Сирота М.А. Опыт выращивания сельскохозяйственных культур в системе лесных полос на южных черноземах/Материалы Междунар. на-учно-практ. конф. - Волгоград, 2011. -С. 106-109.
6. Барабанов А.Т., Гаршинев Е.А., Васильев Ю.И. Нормативы формирования оптимальных лесомелиоративных комплексов на пахотных землях с учетом факторов деградации агроландшафтов в хозяйствах разной формы собственности. - ВНИАЛМИ, 2002. - 55 с.
7. Нетребенко В.Г., Скрипник И.А. Проблемы лесной мелиорации аграрного комплекса Северного Кавказа/Проблемы и перспективы развития мелиорации, водного и лесного хозяйства. - М.: ВНИЛМИ, 2004. - С. 376-386.
8. Сурхаев Г.А., Нетребенко В.Г., Раков А.Ю. Состояние и перспективы лесной мелиорации агрокомплекса Ставро-полья//Лесное хозяйство, 2007. - № 4.
- С. 36-37.
9. Раков А.Ю. Особенности фитомели-орации земель Центрального и Восточного Предкавказья. - СНИИСХ, 2004. -221 с.
10. Зайченко К.И. Состояние степных геосистем и последствия их фитомелио-рации/Защитное лесоразведение: история, достижения, перспективы. - Волгоград, ВНИАЛМИ, 1998. - С. 87-95.
11. Шульгин А.М. Климат почвы и его регулирование. - Л.: Гидрометеоиздат, 1972. - 342 с.
12. Астахов В.В., Раков А. Ю. Система лесных полос в борьбе с пыльными бурями на полях Ставропольского края/Полезащитные лесные полосы в борьбе с пыльными бурями. - Волгоград, 1969.
- С. 57-65.
Статья поступила в редакцию 01.03.2012
Agro-forestlandscapes in Northern Caucasus -current state and perspectives
A.Yu. Rakov, V.G. Netrebenko, £ M.A. Sirota
о
2
ю It is being told about the current state si of forest stripes in the steppe zone of ф Stavropol region. There is being shown | the role of forest melioration in soil fertility o> maintenance as well as in ecological state ® of arid territories and yield increase. 5 Keywords: forest stripes system, yield. е
m ■
T
В.П. НАУМКИН, доктор сельскохозяйственных наук
Орловский государственный аграрный университет E-mail: [email protected]
Представлены результаты изучения содержания радионуклидов в основных сельскохозяйственных медоносных растениях и продуктах пчеловодства на территории Орловской области.
Ключевые слова: медоносные растения, мед, радиоактивное загрязнение, 90Sr, 137Cs.
В результате аварии на Чернобыльской АЭС радиоактивному загрязнению подвергся 21 административный субъект России. Наиболее высокие уровни загрязнения сельскохозяйственных угодий зарегистрированы в Брянской, Калужской, Тульской и Орловской областях. Здесь сельскохозяйственное производство ведется на площади 6690 тыс. га, из них 324,9 тыс. га имеют уровни загрязнения 137Cs свыше 18S кБк/м2. Наличие в аварийных выбросах дол-гоживущих радионуклидов 90Sr и 137Cs предопределило необходимость ведения сельского хозяйства на загрязненных территориях с выполнением специальной системы защитных мероприятий в течение длительного периода времени [1].
В ходе исследований российскими учеными были выделены основные пути поступления радионуклидов в агроэкосистемы, а также выявлены особенности агроэкосистем, определяющие темпы миграции радионуклидов по сельскохозяйственным цепочкам. Установлено, что накопление растениями радионуклидов из почвы зависит от комплекса факторов, среди которых можно выделить четыре основные группы: физико-химические свойства радионуклидов; агрохимическая характеристика почвы; технологии возделывания культуры и биологические особенности растений.
В 2003-2008 гг. мы изучали содержание радионуклидов в основных сельскохозяйственных медоносных растениях, продуктах пчеловодства и почве отдельных районов Орловской области и степень соответствия про-
дукции гигиеническим требованиям (СанПиН 2.3.2.S60-96 «Гигиенические требования к качеству и безопасности продовольственного сырья и пищевых продуктов»). Анализы меда проводили с помощью радиохимического метода в радиологическом отделе Орловской областной ветлаборатории [2]. Содержание це-зия-137 и стронция-90 в растениях 15 полевых сельскохозяйственных медоносных культур, выращиваемых на полях ВНИИ зернобобовых и крупяных культур в Орловском районе Орловской области, определяли в 2003-200S гг.
Установлено, что в 2003 г. среднее содержание радиоактивного цезия в растениях соответствовало 3,51 Бк/кг, в 2004 г. - 2,58, в 2005 г. -3,12 Бк/кг, а в среднем за три года -3,07 Бк/кг (табл.1).
Максимальное содержание 137Cs в 2003 г. наблюдалось в растениях гречихи, горчицы сарептской и змееголовника молдавского, минимальное - у рапса, кориандра, чины и редьки масличной. В 2004 г. наибольшее количество этого радионуклида было в растениях таких культур, как чина, люпин узколистный, фацелия и сераделла, наименьшее - у гречихи, рапса, сурепицы. В 2005 г. максимальный показатель содержания 137Cs был отмечен у гречихи, сурепицы, змееголовника молдавского, горчицы белой, огуречной травы, горчицы сарептской, минимальный - у кориандра, вики яровой, кормовых бобов и рапса. В среднем за годы исследований наибольшее содержание 137Cs установлено в растениях горчицы сарептской, огуречной травы, змееголовника молдавского и сераделлы, минимальное - у рапса, кориандра, кормовых бобов и редьки масличной.
Средний уровень содержания радиоактивного стронция в растениях медоносов в 2003 г. составил 4,56 Бк/кг, в 2004 г. - 4,87, в 2005 г. -4,29 Бк/кг, а в среднем за три года -4,57 Бк/кг (табл. 2).
Максимальное содержание 90Sr в 2003 г. наблюдалось в растениях горчицы сарептской, огуречной травы и сурепицы, минимальное - у вики яровой, чины, кориандра, кор-
Enïîëuçîâàièâ çâiëè 1.p65 6 28.10.2012, 15:58
