CC BY
21
УДК 631.6.2.16 (470.63) Канд. с.-х. наук Д.А. ШЕВЧЕНКО
(Ставропольский ГАУ, с^ео(й)Ьк.ги) Доктор с.-х. наук А.А. НОВИКОВ (а1.а1.поуЛоу(й^п-ш1.сот) Канд. биол. наук Е.Ю. КРИВОКОНЕВА (Донской ГАУ, кпуокопеуа^огка(й)уапс1ех.ги)
ЭКОЛОГО-МЕЛИОРАТИВНОЕ СОСТОЯНИЕ ДЕГРАДИРОВАННЫХ ЗЕМЕЛЬ СЕВЕРО-ЗАПАДНОЙ ЧАСТИ СТАВРОПОЛЬСКОЙ ВОЗВЫШЕННОСТИ
Мониторинг, деградация почв, эрозия, дефляция, земельные ресурсы, ландшафт, агроландшафт, залужение, травосмеси, засоление, смыв
Система мониторинга призвана на научной основе содействовать прежде всего надежной охране земель с целью достижения экологического и экономического эффекта, обеспечить разработку достоверных и долгосрочных прогнозов на проведение мелиоративных и других мероприятий по улучшению сельскохозяйственных угодий.
Сельскохозяйственное производство России осуществляется в основном в неблагоприятных природных условиях. Так из 189 млн. га сельскохозяйственных угодий, находящихся у сельскохозяйственных предприятий и граждан, около 60 млн. га подвержены эрозии, 40 млн. га представлены засоленными и солонцовыми комплексами, 26 млн. га переувлажнены и заболочены, 73 млн. имеют повышенную кислотность, 12 млн. га засорены камнями, около 5 млн. га загрязнены радионуклидами. Во многих южных регионах России прогрессирует опустынивание [1, 2 ,3, 4].
Мониторинг земель северо-западной части Ставропольской возвышенности осуществляли в пределах Изобильненского района Ставропольского края. Исследования проводили на основе полевых обследований, что дало возможность выявить наличие деградированных земель, установить тип и степень их деградации. Цель работы - оценка сельскохозяйственных земель для определения их продуктивности и обоснования оптимальных способов использования.
Основными причинами деградации земель в Ставропольском крае являются водная и ветровая эрозия почв, а также несовершенство технологий механической обработки почвы. Опасность ветровой эрозии существует на 95%, водной - на 82%, совместное проявление обоих видов эрозии - на 77% земель от общей площади территории края. Многостороннее губительное воздействие на земельный фонд приводит к необратимому процессу - опустыниванию земель. Этот процесс происходит в результате изменения климата в сочетании с ошибочной антропогенной деятельностью. На Ставрополье насчитывается 316 тыс. га смытых почв, из которых 210 тыс. га средне- и сильноэродированные. Ветровой эрозии подвержено 2790 тыс. га, в том числе сильной -562 тыс.га. Только за 12 лет (1948-1960 гг.)8 раз в крае повторялись пыльные бури, наряду с ними постоянно проявлялась водная эрозия. Эрозия почв разрушала плодородный верхний слой почвы и приводила к образованию солонцов и солончаков. Смыв и выдувание верхнего слоя почвы способствовали обнажению майкопских засоленных глин, что привело к расширению площадей солонцеватых почв. На конец XX века (2000 год) в крае было подвержено эрозии в целом 31,66% его сельскохозяйственных угодий [5, 6,7].
В геоморфологическом отношении территория Изобильненского района, в основном находится в зоне эрозионно-аккумулятивной равнины с долинно-балочным расчленением. Южная часть района занимает северо-западную часть Ставропольской возвышенности, которая представляет собой ряд вытянутых гряд и холмов, где развиты эрозионные процессы, сопровождающиеся образованием балок, оврагов и смытых почв. В этой части сформирован Егорлыкско-Сенгилеевский агроландшафт.
Деградация почв обусловлена множеством различных факторов, как природных, так и антропогенных [8]. Природные факторы деградации, не осложненные деятельностью человека, проявляются, как правило, локально и не приводят к значительным изменениям свойств почв на больших площадях.
Антропогенные факторы деградации почв, такие как уплотнение почв в результате воздействия тяжелой сельскохозяйственной техники, засоление и слитообразование при нерациональном орошении распространены значительно шире. При этом наиболее часто деградация происходит при комбинированном воздействии природных и антропогенных факторов, причем
антропогенное влияние создает предпосылки для резкой активизации природных воздействий. Так, распашка почв на склонах резко усиливает их смыв, возделывание пропашных культур активизирует разложение гумуса, нарушает его баланс в почве, а неумеренный выпас скота на легких почвах усиливает ветровую эрозию и тому подобное. Во многих случаях разграничить природные и антропогенные факторы деградации бывает очень сложно.
Значительная часть описываемой территории имеет крутизну 1-3", реже 3-5", которые являются пригодными для проведения на них механизированной обработки. На данных водораздельных пространствах распространены черноземы обыкновенные и черноземы южные, с которыми находятся в сочетании другие почвы с небольшими площадями. На орошаемых землях местами проявляются просадки, изменяющие микрорельеф местности. В столь сложных переходах и границах ландшафтов, где литологическая основа определяет характер почвообразовательного процесса и распространение естественной растительности - не существует общей характеристики любой составляющей ландшафтов.
Длительное и кратковременное подтопление антропогенного характера привело к изменению хода почвообразовательного процесса почвенных разностей, особенно в замкнутых понижениях, в долинах рек и балках [9]. На водоразделах сформировались черноземы, в понижениях - лугово-чернозёмные и луговые почвы, по долинам речек и балок - аллювиально-луговые почвы и солонцы. На водоразделах развита водная эрозия, и нередко повторяющиеся дефляционные процессы.
За последние 25-30 лет снизился уровень плодородия почв, интенсивность и культура земледелия. По итогам обследования в Изобильненском районе выявлено 8829,50 га земель, имевших ранее преимущественно почвенный покров с автоморфным типом почвообразовательного процесса. В результате деградации земли приобрели характеристику гидроморфных почв, что ведет за собой серьезный экологический кризис почвообразовательного процесса, и почвенный покров подлежит охране путем консервации на 5-6 лет и залужению многолетними травосмесями.
Под влиянием преимущественно климатических, литологических и антропогенных факторов в настоящее время происходит увеличение площади переувлажненных, подтопляемых и заболачиваемых почв. При переувлажнении и заболачивании почв изменяются окислительно-восстановительные условия, режимы питания растений, содержание и состав органического вещества [9]. В результате нехватки в почвах кислорода и развития анаэробных процессов накапливаются токсичные закисные соединения марганца и железа, подавляется деятельность полезных почвенных микроорганизмов. Все это угнетающе действует на развитие растений, снижает общеэкологическую и хозяйственную ценность переувлажненных заболоченных земель. На участках, где наблюдается подтопление, происходит быстрое или скачкообразное превращение черноземов в лугово-черноземные,
лугово-глеевые гидроморфные почвы в разной степени оглеения, засоления, осолонцеватости и смытости.
Этот деградированный процесс развивается под влиянием поверхностных и грунтовых пресных или минерализованных вод и имеет первичное (антропогенное) происхождение. Независимо от происхождения в степной зоне формируются своеобразные мочарные ландшафты (болота, солонцы) с гидрофильной растительностью, переувлажнением и часто засоленными почвами. В почвах мочарных ландшафтов на протяжении длительного периода (до 3-4 месяцев) наблюдается переувлажнение поверхностного почвенного слоя или всего профиля, приводящего к резкому угнетению или гибели большинства или всех сельскохозяйственных растений. На почвах мочарных ландшафтов вследствие более длительного переувлажнения произошла смена растительности до гидрофитов: камыш, осоки, гидрофитное разнотравье. Площадь подтопляемых, переувлажненных и заболачиваемых почв в районе составляет 5291,2 га.
Основные причины деградации земель - переувлажнение, длительное (более шести месяцев) подтопление и заболачивание по причине поднятия уровня почвенно-грунтовых вод, неблагоприятного перераспределения поверхностных стоков, водная эрозия, каменистость, щебенчатость, необоснованное включение в пашню земель с выходом плотных пород на поверхность.
Водная эрозия приводит к частичному перемещению и удалению почвенного материала. При этом к поверхности начинают постепенно приближаться и включаться в корнеобитаемый слой менее благоприятные водно-физические и биологические свойства почвенного горизонта. Это приводит к снижению биологической продуктивности почв и природно-хозяйственной ценности земель.
Причинами деградации явилось систематическое несоблюдение комплекса противоэрозионных мероприятий на пашне со склонами от 2° до 7°. Это привело к значительному уменьшению почвенного профиля.
Негативные воздействия дефляции во многом сходно с водной эрозией, хотя в целом ущерб от ветровой эрозии меньше в последнее время, что связано с выводом части земель из интенсивного использования. На территории района при обследовании деградированных земель выделено:
- 1684,6 га - слабо- и среднедеградированные земли, которые рекомендуется использовать в системе почвозащитных севооборотов (1-П степень деградации);
- 7144,9 га - сильно и очень сильно деградированные земли, на которых рекомендуется консервация (Ш-1У степень деградации).
В настоящее время основными способами орошения в Изобильненском районе являются дождевание (70-80%) и поверхностный полив (20-30%). Дождевание благодаря ряду преимуществ в последние годы получило широкое распространение. Незаменим этот способ полива на участках с близким залеганием грунтовых вод, с повышенными уклонами, высокой влагопроницаемостью почвы, недостаточно выровненным микрорельефом. Анализ показывает, что в районе орошаемые земли в той или иной степени засолены, однако большая часть орошаемых земель относится к незасоленным - 27272 га, или 8,3% от общей площади незасоленных земель Ставропольского края, 340 га, или 1,2% относятся к слабозасоленным, 88 га, или 4,1% - к среднезасоленным и только 9 га земли в районе относятся к сильно- и очень засоленным. Следовательно, всего в районе засолено 437 га, из этого можно сделать вывод, что в ближайшее время можно довести хорошее мелиоративное состояние до максимума и в дальнейшем улучшить его, а также решить многие экологические проблемы.
Улучшение мелиоративного состояния орошаемых земель Ставропольского края, и в частности Изобильненского района, невозможно без капитальных вложений, реконструкции, переустройства и строительства дренажа на всех орошаемых землях. Необходимо провести капитальные работы на площади 4841 га, или 4,6% от площади по краю, реконструировать 2380 га, или 3,2%, построить коллекторно-дренажную сеть на площади 4058 га, или 9,3% от общей площади по краю. Это не очень большой объем, но сам район не сможет решить данную проблему, поэтому нужна не только краевая, но и федеральная поддержка.
По результатам обследования выявлены вид, степень деградации и площадь происходящих процессов.
Выделены 4 степени деградированных земель и предложены для каждой из них технологические схемы охраны земель.
Так, на деградированных землях 1-П степени рекомендуется использовать пашню в системе почвозащитных севооборотов. Технологии проведения работ, состав травосмесей многолетних трав, виды, дозы удобрений приведены в технологических схемах в соответствии с почвами. Основная обработка почвы должна проводиться осенью. Для получения дружных всходов требуется тщательная обработка верхнего слоя почвы, которая достигается сельскохозяйственными орудиями, указанными в технологических схемах.
Посев семян многолетних трав производится рядовым способом с одновременным внесением минеральных удобрений (аммиачная селитра в рядки). После посева следует прикатывание почвы. За посевами многолетних трав необходим тщательный уход, который заключается в ранневесеннем бороновании для рыхления корки и сохранения влаги в почве, борьбе с сорняками, внесение минеральных удобрений и т. д.
Кормовые угодья в хозяйствах района представлены пастбищами, которые используются для выпаса общественного и индивидуального скота. Их многолетнее нерациональное использование в предыдущие десятилетия снизило биологический потенциал и соответственно продуктивность. Мероприятия по использованию и улучшению кормовых угодий разработаны с учетом типологического состава пастбищ, культурно-технического и хозяйственного состояния почвенного покрова.
На деградированных землях ///-/К степени рекомендуется консервация пашни на срок 4-5 лет. При IV стадии деградации пашня подлежит консервации или переводится в вымочки и болота (в результате подтопления или нарушения экологических требований), подверженные в большой степени опустыниванию. Восстановление утраченного плодородия или оптимизация свойств и режимов исходно не заболоченных почв возможны только после применения комплексных
мелиоративных и агрономических мероприятий. Дренаж, врезанный в водоносный горизонт черноземно-луговых засоленных почв, способствует быстрому сбросу гравитационной влаги и глубокому просыханию профиля уже в первый год после осушения.
В хозяйствах района на пастбищах, распаханных под улучшение, возделывались однолетние кормовые культуры на зелёный корм и сено с последующими посевами многолетних трав, но соответствующего ухода за пастбищами в последнее десятилетие не проводилось. На этих участках рекомендуется провести залужение многолетними травами.
Цель залужения - предотвращение развития эрозионных процессов, улучшение качественного состава корма. Залужение рекомендуется провести в первую очередь улучшения. Подсев трав следует проводить весной, глубина заделки семян 2-3 см. При залужении за посевами многолетних трав необходим постоянный уход, заключающийся в борьбе с сорняками, ранневесеннем бороновании для рыхления корки и сохранения влаги в почве, подкормке минеральными удобрениями и другие. Восстановление продуктивности выродившихся травостоев возможно в результате перезалужения пастбищ.
Таким образом, создание экологически устойчивых агроландшафтов позволяет повысить устойчивость производственно-территориальных структур, что в конечном счете повышает экологическую эффективность использования земли. Динамические свойства современных агроландшафтов могут быть познаны лишь с позиций экологического подхода, когда в центре изучения будут почвы и экологические экосистемы агроландшафтов. С учетом антропогенных воздействий они создают современную экологическую обстановку в пределах агроландшафта.
Литература
1. Бабушкин В.М., Кривоконева Е.Ю., Новиков A.A. Природные ресурсы черноземов юга России и их рациональное использование. - Новочеркасск: Лик, 2013. - 170 с.
2. Кривоконева Е.Ю. Агроэкологическое состояние плодородия черноземов Центрального Предкавказья (на примере Кировского района Ставропольского края): Дис...канд. биол.наук. - Новочеркасск, 2008. -129 с.
3. Марьин А.Н., К. нош мм П.В. Земли сельскохозяйственного назначения: мониторинг, деградация, охрана.
-М: Колос, 2010.-396 с.
4. Шевченко Д.А. Комплекс мер по охране земель и улучшению состояния агроландшафтов северозападной части Ставропольской возвышенности: Дис... канд. с.-х. наук. - Ставрополь, 2004. - 270 с.
5. Клншшн П.В., Цыганков A.C. Основы землеустройства: Учебник. - Ставрополь, 2002. - 424 с.
6. Куприченков М.Т., Симбирев Н.Ф., Цыганков A.C., Петрова АС. Мониторинг плодородия земельных
ресурсов Ставропольского края. - Ставрополь, 2002. - 248 с.
7. Трухачев В.И., Клншшн П.В., Цыганков A.C., Чернышев В.Н. Земельные ресурсы Ставропольского края. - Ставрополь, 2001. - 158 с.
8. Новиков A.A., Кривоконева Е.Ю. Приемы санации почв, загрязненных тяжелыми металлами// Мелиорация и водное хозяйство. - 2013. - №3. - С.17-19
9. Цховребов B.C. Антропогенная деградация черноземов Центрального Предкавказья. - Ставрополь: СтГАУ "АГРУС", 2003. - 224 с.
УДК 550.423+504.064.2 Канд. с.-х. наук С.П. МЕЛЬНИКОВ
(СПбГАУ, 1ра8рт(й)уапс1ех.ги) Аспирант Е.В. МАРЦУН (СПбГАУ, [email protected])
СОЕДИНЕНИЯ ТЯЖЁЛЫХ МЕТАЛЛОВ В УРБАНОЗЁМАХ ПУШКИНСКОГО РАЙОНА САНКТ-ПЕТЕРБУРГА
Тяжелые металлы, почва, урбаноземы
В настоящее время проблема антропогенного загрязнения окружающей природной среды стоит очень остро. Интенсивное промышленное и сельскохозяйственное использование природных ресурсов вызвало существенные изменения биохимических циклов, а также содержание большинства химических элементов в почве, в том числе и тяжелых металлов.
