CC BY
24
ПРИРОДОПОЛЬЗОВАНИЕ
УДК 633.1:412
МНОГОЛЕТНЯЯ ДИНАМИКА СВОЙСТВ ЧЕРНОЗЕМОВ ОБЫКНОВЕННЫХ В УСЛОВИЯХ ОРОШЕНИЯ
© 2006 г. А.Н. Сковпень, В.П. Калиниченко
Intensity of transformation of chernozem under the irrigation with water of different quality most depends on the irrigation water mineralization and lateral differentiation of soils according to microrelief.
Адекватная природной ситуации оценка процессов в агроэкосистемах возможна с учетом изучения преобразования и обусловленности ландшафтов. Почвы Ростовской области обладают высоким плодородием, его лимитирующим фактором является влага. Решение проблемы путем строительства оросительных систем дало положительные результаты, но вместе с этим проявились негативные явления, снижающие эффективность ирригации. Получение планируемой урожайности на орошаемых участках стало затруднительным. Существенным фактором явилась проблема материальных средств на улучшение свойств почв, эксплуатацию и реконструкции оросительных сетей. Вследствие этого большая часть орошаемых почв в настоящее время находится в богарных условиях использования [1-3].
Разные условия использования компонентов ирригационно-обуслов-ленных агроландшафтов привели к новому фактору негативного состояния почв и земель - пестроте негативных явлений на однотипных почвах.
Были проведены исследования на ключевых участках. Почвенные ключи заложены на находившихся длительное время в ирригационном использовании землях. Это позволило выявить ряд закономерных длительных изменений в свойствах почв и некоторые новые особенности староорошаемых объектов.
Исследования проводились на ключевом участке 2-й надпойменной террасы оросительной системы ЗАО «Красный Октябрь» Веселовского района Ростовской области на черноземе обыкновенном, орошаемом водой Веселовского водохранилища.
Свойства почв антропогенно-преобразованного ирригационно-обуслов-ленного ландшафта изучены в динамике методом ключей: топографическая съемка по сетке шагом 5 м, почвенная и геоботаническая съемка на полученной топооснове, учет элементов продуктивности культуры ячменя ярового по элементам структуры почвенного покрова (С1111). Динамика свойств объекта изучения получена путем сравнения с соответствующими данными экспедиционных работ тридцатилетней давности.
Почвы
Материал предыдущих исследований исходного состояния почв и этапов их изменения в ирригационной агрокультуре [4, 5] позволяет проследить ретроспективу объектов за 30 лет и более и сделать обоснованное заключение о соотношении процессов аградации и деградации почв при орошении, оценить этапы стагнации и ускоренного изменения биогеосистемы.
Свойства объектов на исходный момент ирригации описаны в действовавшей ранее системе классификации почв.
Чернозем североприазовский, чернозем предкавказский в классификации С. А. Захарова, согласно «Классификации и диагностики почв СССР» 1977 г., действующей в настоящее время, именуются «чернозем обыкновенный». Нами при описании ранее полученных данных о свойствах объекта изучения сохранено старое название, что позволяет непосредственно по тексту воспринимать длительное действие ирригации и ее последствий на чернозем обыкновенный.
Почвы (как и большинство почв центральной части орошаемой зоны Ростовской области) на период начала орошения были представлены черноземами обыкновенными (предкавказскими), тяжелосуглинистыми на лессовидных глинах. Высокое потенциальное плодородие, большая мощность гумусового горизонта (90-140 см), рыхлое сложение, благоприятные водно-физические свойства, способность накапливать в почве большое количество доступной для растений влаги и обеспечивать хорошие водно-воздушные условия для развития корневой системы растений, содержание гумуса в слое 0-50 см 3,4-4,4 % рассматривались в свое время как наиболее общие свойства этих почв.
Предкавказские черноземы отличались средней величиной емкости поглощения 33-39 мг/100 г почвы, в составе поглощенных катионов преобладал кальций, натрия не более 0,5-1,5 %, реакция почв слабощелочная (рН 7,2-7,5), солонцовые свойства не проявлялись.
По гранулометрическому составу это были глинистые и тяжелосуглинистые почвы с преобладанием лессовидной (27,8 %) и илистой (42,2 %) фракций. Несмотря на то, что в этих почвах содержание физической глины достигало 72,6 %, они сравнительно легко поддавались механической обработке. В связи с хорошей гумусированностью и карбонатностью удельное сопротивление при их обработке было 0,47 кг/см2.
Эти почвы обладали вполне удовлетворительными физическими свойствами. Плотность пахотного слоя составляла 1,24 т/м3, подпахотного -1,33 т/м3. Почвы имели порозность 56-60 % в пахотном и 49-50 % в подпахотном слоях.
Наименьшая влагоемкость (НВ) в слое 0-80 см составляла 29,5-30 %, 0-60 см - 27,6, 0-100 см - 25,7 % от массы абсолютно сухой почвы. Максимальная гигроскопичность - 10,4-12,2 %, влажность завядания - 15,618,3 %.
Все это говорит об имевшемся высоком плодородии предкавказских черноземов (бонитировочный балл составлял 141-150) и благоприятных свойствах для возделывания сельскохозяйственных культур, в том числе развития орошаемого земледелия.
Основная цель современных исследований на староорошаемых участках состояла в оценке различий биологической урожайности и элементов продуктивности полевых культур на различных компонентах почвенного покрова.
Природно-климатическая зона исследуемого участка
Зона в целом характеризуется неустойчивым умеренно континентальным климатом с недостаточным увлажнением и большим притоком солнечной энергии.
Среднемноголетнее количество осадков за год составляет около 480 мм, их распределение в течение года и вегетационного периода неравномерно. Гидротермический коэффициент (ГТК), по Селянинову, составляет в среднем 0,6-0,9, а в засушливые годы - 0,3 [4].
Качество поливной воды малоудовлетворительное, требует мероприятий по предупреждению накопления солей в почвах (сухой остаток 22,5 г/л, pH 7,6-7,8) [6].
Величины гидравлического уклона изменяются: от 0,001 на 3-й надпойменной террасе, 0,002 на 2-й, до 0,0025 на 1-й надпойменной террасе.
По степени и характеру минерализации грунтовые воды однородны и относятся к минерализованным. Величина сухого остатка изменяется от 5 до 10 г/л. По химическому составу воды сульфатно-хлоридные, натриево-магниевые, обладают сульфатной агрессивностью к бетонам.
Геоботанический аспект объекта
Естественная растительность второй надпойменой террасы представлена разнотравно-дерновидно-злаковой обедненной степью южного подтипа, типчаково-ковыльной: ковылок, ковыль Лессинга, ковыль украинский (Stipa lessingiana Trin, S. ucrainica Smirn), кермек широколистый (Li-monium edtifolium Kuntze), девясил германский (Inula germanica L) с примесью бобовника (Amygdalus nana L).
Распашка предкавказских черноземов на вторых надпойменных террасах уничтожила коренные сообщества. Из представителей бывших степей в качестве сорняков изредка встречаются сейчас единицы биологических видов: вязель пестрый (Coronilla varia L), резак обыкновенный (Falcaria siolides Aschers). На неорошаемых участках предкавказских черноземов встречаются также: железница горная (Sideritis montana L), молочай стелющийся (Euphorbia humifusa), чернушка полевая (Nigella arvensis L), яснотка стеблеобъемлющая (Lamium amplexcaula) и другие однолетние виды. Из наиболее распространенных сорных видов на таких участках можно встретить щирицу запрокинутую (Amaranthus retroflexus), просянку (Echinodiloa crus galli L), щетинник зеленый (Setaria millefolium).
Орошение вызвало не только некоторые изменения видового состава сорных видов, но и их количественное соотношение. Теперь массово встречающимися видами стала просянка (Echinodiloa crus galli L), щирица запрокинутая (Amaranthus retroflexus) и щетинник сивый (Setaria millefolium). Подъем грунтовых вод и их относительно высокая минерализация обусловили вторичное засоление и осолонцевание почв. В такие очаги проникли солеустойчивые и солонцеустойчивые виды, совершенно не характерные для незасоленных и несолонцеватых предкавказских черноземов: сведа запутанная (Suaeda confusa Hjin), астра обыкновенная солончаковая (Tripolium vulgare Nus), скрытница камышевидная и колючая, лебеда отклоненная (Atriplex), солерос травянистый (Salsola soda), бескиль-ница (Atropis distans), марь сизая (Chenopodium).
В места вторичного заболачивания внедрились специфические для таких очагов виды: блошница обыкновенная, вероника ложная (Veronica), горец почечуйный (Poligonum aviculare L).
Таким образом, резкое изменение гидрологической, гидрогеологической обстановки на орошаемых территориях привело к трансформации видового состава сорных компонентов агрофитоценозов, рефьюгиумов рудеральной растительности и их количественного соотношения.
Гидрогеологическая обстановка
Северная часть исследуемого участка орошается. На протяжении последних 10-11 лет несколько изменилась гидрогеологическая обстановка, что выразилось в подъеме уровня грунтовых вод в пределах 0,7-0,8 м. Это касается той части орошаемого участка, которая расположена в пределах 1-й надпойменной террасы. Так, в 1973 г. уровень грунтовых вод располагался на отметках 1,7-1,8 м (скв. № 41, 42); в 1984 г. он был расположен на глубине 1,0 м (скв. № 2), и в настоящее время этот показатель не изменился.
На орошаемой части участка, расположенной на 2-й надпойменной террасе (северная часть участка), уровень грунтовых вод не изменился: в 1973 г. уровень грунтовых вод был 9,5 м (скв. № 366), что в целом соответствует карте глубин, составленной ранее по изысканиям 1984 г. (арх. № 421162, лист 3), и подтверждается современными исследованиями.
За этот же период изменились минерализация и химический состав грунтовых вод. Если в 1973 г. на большей части исследуемой территории минерализация грунтовых вод составляла от 1,6 (южная часть участка) до 4,7 г/л (северная часть участка) при сульфатно-натриевом составе, то с 1984 г. минерализация грунтовых вод на участке увеличилась до 5,67,3 г/л, а химический состав изменился на сульфатно-хлоридный натрие-во-магниевый [6].
Агрокультура ячменя ярового
Подробно остановимся на данных, полученных в процессе исследований на одном из ключевых участков В-1-А в пределах объекта изучения, который характеризует объект в условиях агрокультуры ячменя ярового.
Размеры участка В-1-А 50 х 80 м. Почвенный покров представлен черноземами обыкновенными высоко вскипающими (верхняя граница наличия карбонатов кальция, диагностируемая по вскипанию от 10 % соляной кислоты, в пределах верхних 50 см) среднемощными тяжелосуглинистыми в сочетании с лугово-черноземными выщелоченными мощными тяжелосуглинистыми почвами микрозападин.
На участке имеет место пространственная неоднородность СПП. Участок включает микрозападину с относительной глубиной около 20 см и примыкающие плакорные позиции. Отчетливо наблюдаются результаты перераспределение оросительной воды по поверхности почвенного комплекса в процессе полива. Проявились негативные явления, связанные с перераспределением поверхностного стока по природному и антропогенному микрорельефу. Одной из причин возникновения микрорельефа явилось перемещение почвенных и грунтовых масс при строительных, мелиоративных и агротехнических мероприятий; при этом усиливается дифференциация СПП, снижается балл бонитета почвы. Требуется обязательный учет соотношения указанных факторов при разработке реабилитационных мероприятий постирригационного периода.
В составе агрофитоценоза достаточно представлен сорный компонент.
Биологическая продуктивность ячменя
Для оценки элементов биологической продуктивности ярового ячменя были отобраны пробы на пяти площадках: 1) в пределах микрозападины в полосе 5-10 м по длинной стороне участка; 2) в краевой части микрозападины в полосе 20-25 м по длинной стороне участка; 3) на плакорной позиции, примыкающей к микрозападине, в полосе 40-45 м по длинной стороне участка; 4) на плакорной позиции в полосе 75-80 м по длинной стороне участка; 5) на выравненных участках поля в пределах ключевого участка В-1 с обеих сторон (контроль).
Для определения значений элементов продуктивности ярового ячменя были использованы стандартные методики подсчета числа растений на 1 га, продуктивной кустистости, числа зерен в колосе. По этим показателям рассчитывалась биологическая урожайность культуры (таблица):
БУ = Чр х Пк х Чзк х М1з, где БУ - биологическая урожайность, ц/га; Чр - число растений на 1 га, млн шт.; Пк - продуктивная кустистость, шт.; Чзк - число зерен в колосе, шт.; М1 з - масса 1 зерна, г.
Анализ приведенных в таблице результатов показал, что величина биологической урожайности в районе днища микрозападины и на ее бортах значительно ниже, чем на ровных участках поля.
Величина биологической урожайности в пределах днища микрозападины примерно в два раза ниже, чем на микроповышении. Число зерен в колосе ярового ячменя и масса одного зерна примерно одинаковы, а число
растений на 1 га и продуктивная кустистость имеют тенденцию к увеличению значений по мере удаления от днища микрозападины.
Биологическая урожайность ярового ячменя на ключевом участке В-1-А
Место отбора пробы Элементы продуктивности Биологическая урожайность, ц/га
Число растений, млн. шт./га Продуктивная кустистость, шт./растение Число зерен в колосе, шт. Масса одного зерна, г
0-5 м, микрозападина 1,598 1,2 19,0 0,048 17,12
20-25 м, борт микрозападины 2,264 1,65 20,5 0,043 32,93
40-50 м, рядом с микрозападиной 2,831 1,95 18 0,034 33,78
75-80 м, плакор 2,850 1,95 18 0,043 43,02
Контроль 2,867 2,0 18 0,042 43,35
Контроль 2,854 1,98 19 0,040 42,95
Таким образом, проведенные исследования дают возможность сделать следующие выводы.
1. Результат подтверждает влияние микрорельефа на неблагоприятное перераспределение оросительной воды в пространстве СПП, и следовательно, на продуктивность почвенной комбинации. Дифференциация биологической продуктивности ведет к потере урожая прямо - только на части почвенной комбинации комфортное развитие растений способствует транспирации на уровне потенциальной, и косвенно - не занятая культурными растениями почва используется сорной растительностью.
2. Полив минерализованными водами исходно незасоленных, не содержащих карбонатов в поверхностном горизонте черноземов приводит к вторичному осолонцеванию. Последнее способствует уплотнению почв ходовыми системами сельскохозяйственной техники, сопровождающееся не только образованием крупноглыбистой структуры в пахотном слое, но и формированием призматической структуры и вертикальной трещинова-тости по всему почвенному профилю.
3. Для почвенного покрова всех исследованных участков в черноземной зоне характерна сильная пространственная изменчивость мощности гумусового слоя. Она обусловлена: 1) исходной неоднородностью, связанной с проявлением луговато-черноземных почв микрозападин и потяжин; 2) эрозионными явлениями; 3) срезками и насыпками во время планировок поверхности. Первая из указанных причин не отражается на почвенных картах М1:10000, хотя само явление хорошо известно. При изучении измененных черноземов при орошении это явление, как правило, игнорируется, в то время как его учет весьма важен.
4. В результате планировки просадочные грунты переходят локально в режим повышенной просадочности, и дифференциация дневной поверхности усиливается, что сказывается на усилении дифференциации почв, фитоценозе, агрофитоценозе. Деградационный процесс получает импульс развития. Это следует из того, что устройство микрорельефа перед планировкой практически нивелируется после ее проведения, а через определенный период восстанавливается определенный комбинацией срезки и насыпки почвы и грунта микрорельеф.
5. Данные о динамике свойств почв антропогенно-преобразованного ирригационно-обусловленного ландшафта в сравнении с данными тридцатилетней давности позволяют констатировать высокую скорость трансформации почвенного профиля при современном почвообразовании, что обусловлено интенсивностью дифференциации СПП.
Литература
1. Барановская А.В., Азовцев В.И. // Тр. Х Междунар. конгресса почвоведов. М., 1974.
2. Безднина С.Я. Качество воды для орошения: Принципы и методы оценки. М., 1997.
3. Влияние орошения на изменения физических свойств и физико-механических свойств черноземов почв // Мелиорация почв русской равнины. М., 1982.
4. Агроклиматические ресурсы Ростовской области. Л., 1973.
5. Гаврилюк Ф.Я. Почвы районов орошения Ростовской области. Ростов н/Д, 1951.
6. Пищейко Л.Н. // Проблемы ирригации почв юга черноземной зоны. М., 1980. Донской государственный аграрный университет,
п. Персиановка 13 сентября 2006 г.
УДК 634. 21:632
ВЛИЯНИЕ ВОЗРАСТА РЕПРОДУКТИВНЫХ ПОБЕГОВ НА ПЛОДОНОШЕНИЕ АБРИКОСА В РОСТОВСКОЙ ОБЛАСТИ
© 2006 г. С.Н. Трухинов, В.В. Чулков
Within age increasing of fruit education the reducing is forming quantity of its volume have been noticed in all apricot species that were studied. The highest indicators of fruiting have been recorded in species of Melitopolskyi rannyi and Alexander rannyi on second-third year old reproductive shoots.
Абрикос является ценной плодовой культурой, для которой характерны определенные биологические свойства, интенсивный рост, высокая скороспелость и способность быстро наращивать урожай. Однако, как показывает производственный опыт в природно-климатических условиях Ростовской области, у абрикоса наблюдается периодичность плодоношения. По
