CC BY
15
УДК 631.4:631(470.4)
К ВОПРОСУ О СОСТОЯНИИ ПОЧВЕННОГО ПОКРОВА ПРИ ЗЕМЛЕПОЛЬЗОВАНИИ НА СКЛОНАХ НИЖНЕГО ПОВОЛЖЬЯ
Л.А.Бабаян, д.с.-х.н. - Нижне-Волжский НИИСХ
Природные условия Приволжской возвышенности формировались под воздействием различных экзогенных процессов, приведших к образованию наиболее приподнятого плато, где отметки рельефа достигают 359 м над уровнем моря. Количество осадков здесь возрастает в направлении с юго-востока на северо-запад от 270-300 мм до 500-550 мм, наибольшая часть которых выпадает в апреле и первой половине июня. По многолетним наблюдениям снеговой покров образуется в третьей декаде ноября, а сход снега происходит во второй половине марта. Высота толщи снега редко превышает 10 см, но иногда достигает 30 см и более. Талые воды особенно при весенних ливнях являются основным разрушителем почвенного покрова на уклонных территориях региона. Поверхностный сток нередко проявляется и в период летних ливневых дождей.
Для Приволжской возвышенности характерны сильные ветры, преимущественно юго-восточного и восточного направления. Скорость ветра в среднем составляет 4-7 м/сек., при максимальном значении 35 м/сек. Эпизодически наблюдаемое в весенне-летний период сочетание сильных ветров при сухой и жаркой погоде приводит к возникновению пыльных бурь. Приволжская возвышенность отличается крайней пестротой условий рельефа, литологии, почвенного покрова. Особенностью рельефа является приподнятое плато с наличием выровненных поверхностей, сформированных на плотных и рыхлых породах - песчаниках, известняках, мергелистых песчаниках с гип-соносными глинами, суглинках, песках. В западном направлении приподнятые плато крутыми ступенями по склону обрываются к долинам рек, а на восточном, постепенно снижаясь, переходят к равнине. Поверхность плато изрезана многочисленными оврагами, балками и небольшими речками. Нередко образовавшиеся ложбины располагаются вдоль узких водоразделов, расчленяя территорию в большинстве по диагонали на более мелкие гряды. Поэтому для некоторых
геоморфологических районов Приволжской возвышенности характерны короткие линии стока (от водоразделов до тальвегов). Длинные склоны разбиты на ряд отрезков с местными микроводоразделами. На склонах крутизной более 5° среднемощ-ный почвенный покров в результате денудационных процессов нередко преобразуется в маломощный. На крутых склонах выше 8° встречаются также неразвитые почвы, имеющие укороченный профиль с нечеткой выраженностью горизонтов и невысокой гумусированностью. Густота линейной эрозионной расчлененности территории составляет 0,8-1,0 км на одном квадратном километре.
Наряду с водной эрозией в большинстве районов Приволжской возвышенности наблюдается развеивание почв, особенно интенсивное на верхних отрезках ветро-ударных склонов.
Совместное воздействие дефляции и смыва на склонах формирует убывающий слой почвы с низким плодородием. Однако в результате природных уравновешивающих сил, одним из которых является процесс изостазии, происходит постоянное возобновление утерянного плодородия [1]. В естественных условиях за исключением особо резких отклонений, проявление эрозии протекает перманентно, существенно не влияя на продуктивность угодий на склонах. Состояние почвенного профиля особенно резко изменяется в результате нерациональной хозяйственной деятельности населения. Окультуривание почв, что прямо связано с характером их смывоустойчивости, есть направленное воздействие человека с целью создания условий, обеспечивающих повышение почвенного плодородия. На формирование профиля пахотных почв существенное воздействие оказывают разнооб-
разные агротехнические приемы, разработанные многовековой практикой земледельца, такие как: севообороты, механическая обработка почвы, удобрения и др. Различия процессов изменения почв при их сельскохозяйственном освоении отмечаются не только по зонам и подзонам, но также и в различных провинциях одной зоны или подзоны. Окультуренность почв не всегда определяет их улучшение. В процессе сельскохозяйственного использования нередко с кратковременным повышением урожайности наблюдается затем снижение продуктивности, что обусловлено преимущественно деградацией корнеобитаемого слоя в результате проявления наряду с другими факторами и эрозионных процессов. При изучении влияния антропогенного воздействия на почву производится сопоставление не затронутых обработкой (целинных) и обрабатываемых земельных участков, расположенных на одних и тех же элементах мезо- и микрорельефа. В сравниваемых объектах предполагается особо отмечать изменения, заметно отражающиеся на почвенном плодородии в результате их освоения. Однако почвы сельскохозяйственного использования не всегда имеют четко выраженную корреляцию с рельефом (почвы разной степени смытости могут располагаться на одинаковых элементах рельефа и наоборот). Не однозначен и растительный покров, нередко служащий индикатором почвенного состояния. Поэтому установление границ распространения почв разной степени окультурен-ности (а следовательно и эродированности) является задачей более трудной, а зачастую практически неразрешимой, нежели установление границ распространения почв в естественном состояния.
Результаты почвенного обследования на разных высотных уровнях светло-каштановой почвы на склоне показывают, что основные запасы гумуса заключены преимущественно в верхнем 30-сантиметровом слое, и его содержание сначала убывает от водораздела вниз по склону, а затем по мере приближения к водотоку наблюдается накопление органики, превышающее таковое в почве водораздела [2]. Накопление органических веществ в нижних отметках склона указывает на частичное
отложение твердого поверхностного стока в нижней его части, особенно аккумулируясь на водотоке. Вероятно, можно предположить и меньшую прочность гумуса склоновых обрабатываемых почв, обусловленную особенностями влияния рельефа на почвообразование. Не исключена при этом и повышенная на склонах интенсивность процессов минерализации органического вещества на верхних высотных уровнях.
Содержание гумуса по генетическим горизонтам почвенных профилей на разных частях склона определялось на зафиксированных площадках. В 2007 году было проведено сравнение показателей анализов 0,3 м слоя почвы с первоначальными данными 1994 года. Исследования проводились на обрабатываемой пашне. Методы определения и лаборатория оставались неизменными. Многочисленные публикации указывают на негативные последствия потери гумуса, обусловленные усилением антропогенного воздействия во взаимодействии с изменением биоклиматической обстановки [3, 4, 5, 6, 7]. При этом основываются на оценочных результатах целины и пашни, выносе питательных веществ с урожаем, связанным с усилением минерализации органического вещества, используемого для формирования плодоношения; сравнении с материалами прошлых аналитических данных. На расчлененной территории опытного участка за десятилетний период (1994-2004 гг) содержание гумуса в 0,2 м слое светло-каштановой почвы с верхней части склона северо-западной экспозиции крутизной 4-5° уменьшилось с 2,0 до 1,7%, а с нижней (ближе к водотоку) части - с 2,3 до 2,0%. На этих же частях склона, но юго-восточной экспозиции с уклоном 5-6° снижение содержания гумуса, соответственно высотным отметкам, составило 0,1 и 0,2%. Содержание гумуса на приводораздельных частях участка и водотоке за десятилетний период существенно не изменялось и находилось в пределах 1,9-2,0% и 3,1-3,3%. Возможно в отдельные годы, особенно при усиленном стоке, и наблюдается дестабилизация гуминовых соединений, однако затем они восстанавливаются за счет вовлечения в обработку нижележащих слоев почвенного профиля.
При стабильной ситуации развития на почвах водораздела и склонов постоянно действуют как процессы разрушения, так и восстановления, находясь в природном равновесии. Как отмечают Томпсон Л.М. и Троу Ф.Р., непрерывное медленное высвобождение питательных веществ для растений из разлагающегося гумуса является важной способностью почвы удовлетворять потребности растений. Авторы полагают, что количество ежегодно разлагающего гумуса приблизительно равно количеству нового гумуса, образовавшегося в течение года, без включения экстремальных условий [1]. В реальности нередко имеет место быстрая утрата гумуса при распашке целины и залежи, а также в результате резкого усиления дефляции или поверхностного смыва, приводящих к потере гумусового горизонта и оголению материнской породы. В остальном снижение содержания органического вещества почвы является результатом нерационального использования сельхозугодий и нарушений приемов возделывания. В этом убеждает и практика стабильных и постоянно возрастающих урожаев у многих отечественных и зарубежных землепользователей. По мере производственного использования земля не теряет свое плодородие (одним из основных частей которого является органическое вещество почвы), а, как отмечает К. Маркс, «напротив, если она правильно возделывается, все улучшается» [8].
Отмеченные особенности в генезисе почв (в частности в содержании гумуса по элементам склона) прямо соотносятся и с изменением подхода к количественному определению «степени эродированности», а именно: к установлению месторасположения почвенного «эталона».
В результате проявления эрозионных процессов поверхностный слой почвенного профиля с наибольшей концентрацией питательных веществ частично (а иногда и полностью) смывается, аккумулируясь на нижерасположенных участках. В результате отделения и переноса почвенных частиц образуются в разной степени смытые почвы. При их классификации исходят из смытости (или выдутости) частей генетических горизонтов почвы. В качестве эталона, как уже
отмечалось, рекомендуется применять профиль почвы, незатронутый деградацией [9, 10]. При высокой распаханности найти на выделенном элементе рельефа почвенный профиль с неразрушенными еще эрозией генетическими горизонтами почвы (по существу - это целина) практически не представляется возможным. Еще более несовместимо сравнение профилей почв водораздельных и склоновых участков, особенно при сопоставимых экспозициях. При определении смытости почвы представляется приемлемым сравнение урожайности культуры на данном участке со средней урожайностью в аналогичных условиях производства, учитывая при этом аккумуляцию в урожае всеобъемности формирующих продуктивность факторов.
Плодородие почвы при бессменной культуре растений, без возврата отчуждаемых питательных элементов, постепенно снижается до какого-то определенного уровня и в таком состоянии сохраняется длительное время. В данный период отмечается относительный паритет между минерализацией и синтезом органического вещества в почве, между отчуждением и естественным пополнением в частности азотных соединений. Вследствие этого на продолжительное время устанавливается относительно постоянный уровень производительной способности почвы. Так, например, в Англии после более 100 лет монокультуры без удобрений урожай ячменя составляет 8,8 ц. Аналогичные показатели приводятся и в материалах ТСХА [11, 12]. Еще нагляднее данные по урожаю зерновых хлебов в России в начале первого десятилетия ХХ века (1909-1913 гг), когда при экстенсивном ведении полеводства средняя урожайность составляла 8,4 ц/га [13], и в конце последнего десятилетия (1995 г), когда после целого ряда разломов в аграрном секторе продуктивность гектара пашни снизилась до уровня 11,6 ц/га зерновых. Сравнение показывает, что выращивание полевых культур особенно бессменно и без применения комплекса научно обоснованных приемов агротехники, включая и дополнительное удобрение, постепенно приводит к уровню продуктивности естественного плодородия
рованных склонах.
К сожалению, размещение полей севооборотов, направление механических обработок почвы, размещение паровых и пропашных культур на землях склонов в хозяйствах Приволжской возвышенности проводят без должного учета рельефа и характера почвенного покрова. В ряде случаев поля с пропашными культурами и даже зернопаро-вые размещают на склонах крутизной выше 6-8°. Обработку полей нередко проводят вдоль склона. Под чистый пар также отводятся высокодефлированные и эродированные почвы легкого гранулометрического состава, что способствует их выдуванию и сносу нередко и при сравнительно небольшой силе ветра и интенсивности дождей.
Реализованные схемы размещения противоэрозионных лесопосадок в отдельных случаях слабо соответствуют своему назначению. Большинство лесополос, предназначенных для уменьшения силы ветра, имеют вместо продуваемой плотную конструкцию, часто излишне широки (20 м и более), иногда не соответствуют направлению преобладающих ветров. В большинстве созданные лесонасаждения, являясь ветрозащитными, не препятствуют воздействию поверхностного стока и слабо сочетаются с агротехническими приемами [5].
являются не только на снижении плодородия почвы на склоне, но и на нижерасположенных территориях, усиливая их заиливание, повышая мутность водоемов и рек, затрудняя работу систем водоснабжения. Применяемые на посевах склонов удобрения и пестициды не только отчуждаются с поверхностным стоком, но и отрицательно сказываются на экологическом состоянии территории. Намывы смытой или сдутой почвы нередко отличаются повышенным содержанием радионуклидов, сосредоточенных преимущественно в элювиальном горизонте почвы. Наблюдаются случаи обнаружения очагов вторичного загрязнения почв некоторыми гербицидами, а также засоления.
Отмеченные обстоятельства указывают на необходимость научно-производственной разработки обоснований размещения и приемов возделывания сельскохозяйственных культур на подверженных эрозионным процессам обрабатываемых угодьях расчлененных территорий. Специализация агропромышленного производства включает и информацию об образовании и развитии агроценоза, позволяющую рационально использовать имеющиеся ресурсы, соизмеряя их на основе объективной оценки.
Литература:
1. Томпсон Л.М., Троу Ф.Р. Почвы и их плодородие// М.: Колос, 1982.- 461 с.
2. Бабаян Л.А., Беляков А.М., Леонтьев В.В. Агропризводственное использование обрабатываемых угодий на склонах Приволжской возвышенности. Волгоград, 2011.- 107 с.
3. Глазова З.И., Задорин А.Д., Исаев А.П. Органическое вещество почвы - фактор устойчивости агроландшафта// В сб. Модели технологии оптимизации земледелия. Курск, 2003.- С.49
4. Заславский М.Н., Каштанов А.Н. Почвозащитное земледелие. М.: 1979.- 208 с.
5. Иванов И.В., Гаврилов А.М. Экологические проблемы земледелия в Волгоградской области// В сб.: Почвенно-экономические проблемы в степном земледелии. Пущино: ОНТИ ПНЦ РАИ, 1992.- С.5
6. Комов Н.В., Лойков П.Ф., Жиров А.А. О мерах по предотвращению деградации почв России// Почвоведение.- 1994.- № 10.- С.5.
7. Приходько В.Е. Гумусное состояние почв и его изменение за 20-25 лет// В сб. Почвенно-
экологические проблемы в степном земледелии. Пущино, 1992.- С.67.
8. Маркс К. Теории прибавочной стоимости. / М.: Т.2, ч. 1, Изд. 4. -1936.- С.215.
9. Заславский М.Н. Защита почв от эрозии и повышение плодородия смытых почв// В кн.: Почвозащитное земледелие на склонах. /М.: Колос, 1983.-С.61.
10. Соболев С.С. Развитие эрозионных процессов на территории европейской части СССР и борьба с ними// М.: изд. АН СССР, Т. 2.- 1960.-С.231.
11. Доспехов Б.А. Некоторые итоги стационарного полевого опыта Тимирязевской академии за 60 лет// Известия ТСХА, вып. 66, 1972.- С.28.
12. Егоров В.Е. К итогам полувекового опыта по исследованию роли севооборота, монокультур и удобрений в развитии плодородия почв подзолистого типа// Доклады ТСХА, вып. 71, 1961.- С.5
13. Никонов А. Аграрная наука и политика России// Ж. Наука и жизнь.- № 2 и 4.- 1996.- С.6-9.
