CC BY
39
высоких затрат на восстановление почвенного плодородия и общепроизводственных затрат.
Выводы. Применение чизельной обработки почвы на склоновых землях Ростовской области сокращает смыв почвы на 29—43%. Регулярное внесение органо-минеральных удобрений в повышенных дозах увеличивает содержание гумуса на 0,12—0,27 абсолютного процента. Систематическое применение удобрений в дозе 100 кг на гектар севооборотной площади на склоновых землях увеличивает урожайность ярового ячменя на 25—29%, а в повышенных дозах — на 36—40%. Наиболее высокий эколого-экономический эффект был получен по чизельной обработке почвы, который выражался в экономии средств, используемых на восстановление плодородия почвы, на 9—10%. Наибольшая рентабельность производства ярового ячменя — 146—149% получена на варианте с применением чизельной обработки, как наиболее оптимальной в условиях эрозионно опасного склона.
Литература
1. Полуэктов Е.В., Чешев А.С. Рациональное использование эродированных земель. Ростов-на-Дону, 1990. 127 с.
2. Гаевая Э.А. Воспроизводство гумуса в севооборотах, расположенных на эрозионно опасных склонах // Известия Оренбургского государственного аграрного университета. 2013. № 2 (40). С. 27-31.
3. Мероприятия по охране почв от эрозии: научный обзор ФГНУ «РосНИИПМ» / Г.Т. Балакай, Е.В. Полуэктов, Н.И. Балакай, А.Н. Бабичев, В.А. Кулыгин, Л. А. Воеводина, Л.И. Юрина, Н.И. Тупикин, Е.А. Кропина, А.Б. Финошин. М.: ФГНУ ЦНТИ «Мелиоводинформ», 2010. 71 с.
4. Каштанов А.Н., Лисецкий Ф.Н., Швебс Г.И. Основы ланд-шафтно-экологического земледелия. М.: Колос, 1994. 125 с.
5. Городецкий А.П. Эколого-экономические основы природоохранных систем земледелия в эрозионных и эрозионно опасных агроландшафтах // Вестник Курской государственной сельскохозяйственной академии. 2012. № 2. С. 80-83.
6. Селянинов Г.Т. Методика сельскохозяйственной характеристики климата // Мировой агроклиматический справочник. Л.-М., 1977. 220 с.
7. Полуэктов Е.В., Техина М.В., Техин И.И. Эколого-экономическая оценка систем земледелия с комплексом противоэрозионных мероприятий // Методические указания для дипломного проектирования. Новочеркасск: Изд-во НГМА. 2002. 48 с.
8. Доспехов Б.А. Методика полевого опыта (с основами статистической обработки результатов): учеб. 6-е изд. М.: ИД Альянс, 2011. 352 с.
Основные принципы оценки эколого-ресурсного потенциала агроландшафтов на примере Новосибирской области*
Н.И. Добротворская, д.с.-х.н., ФГБУН СибНИИЗиХ СФНЦА РАН
Оценка эколого-ресурсного потенциала агроландшафтов — одно из необходимых условий ландшафтного планирования в современных реалиях общественной жизни. В естественном ландшафте ресурсный потенциал полностью определяется его природными свойствами: климатическими, гидрологическими, геоморфологией, почвенными, растительными и т.д. Потенциал продуктивности сельхозземель, как правило, в пределах административных границ, определялся в системе бонитировки почв, где за начало отсчёта принимались показатели так называемых эталонных условий: лучших почв территории, определение цены балла по урожайности культур в лучших хозяйствах. Эта система приемлема для экстенсивного типа хозяйствования, когда экономика практически полностью зависит от степени благоприятности природных условий. Однако в последние десятилетия произошли существенные изменения экологических и экономических условий как в стране, так и в мировом пространстве. Во многих крупных сельскохозяйственных предприятиях наблюдается существенное увеличение продуктивности агроце-нозов, которое обеспечивается повышением уровня интенсификации производства. В то же время на
фоне глобальных процессов деградации почвенного покрова под влиянием деятельности человека заметно снижается почвенное плодородие сельскохозяйственных земель [1]. Во многих регионах России отмечается снижение содержания гумуса в почвах, питательных элементов. Что же в таком случае считать эколого-ресурсным потенциалом агроландшафта?
Вопрос о методах оценки ресурсного потенциала территории дискутировался в среде ландшафто-ведов и экономических географов еще в 1960— 1970-е гг. В результате дискуссий была общепри-знана необходимость разработки проблем моделирования природных систем во взаимосвязи с системами общественного производства. Вторым важным результатом стала идея о необходимости проведения экономико-географических исследований природно-производственных систем топологического уровня, так как проводимые до той поры исследования в планетарном и региональном порядках не обеспечивали количественного учёта хода природных процессов при хозяйственном освоении территории [2].
После введения в концепции адаптивно-ландшафтного земледелия понятия «агроландшафт» как агроэкологической группы земель с однотипными свойствами, выделяемой по совокупности ведущих агроэкологических факторов (определяющих тип
* Материалы Российской научно-практической конференции «Ландшафтное планирование и управление агро-биоценозами», август 2017 г., г. Анапа (при поддержке РФФИ; проект № 1704203/17)
использования и систему земледелия), функционирование которой происходит в пределах единой цепи миграции вещества и энергии [3], мы получили весьма топологически определённую категорию, которая обеспечивает координатную увязку экологических и производственно-экономических характеристик и позволяет довести исследования до более дробных единиц землепользований, соответствующих более дробным ландшафтным вы-делам (урочищам, подурочищам, фациям).
Эта категория определила содержание нашего исследования по проблеме оценки эколого-ресурсного потенциала земель.
Материал и методы исследования. Исследование проведено на территории Новосибирской области, расположенной в южной части Западно-Сибирской равнины, в её земледельческом поясе. На начальном этапе была проведена группировка земель или типизация агроландшафтов, в основу которой легли факторы, лимитирующие выращивание основных сельскохозяйственных культур [4]. Были выделены следующие основные типы агроландшафтов: плакор-ные, переувлажнённые, эрозионные, засолённые.
Второй важной задачей был выбор критериев оценки эколого-ресурсного потенциала агроландшафтов. Учитывая приоритетность экологических аспектов, понятие «ресурсный потенциал агроландшафта» включает в себя, во-первых, его биологическую продуктивность, во-вторых — экологическую ёмкость и устойчивость, которая понимается как постоянство характеристик объекта и неизменность их во времени, т.е. способность к самовосстановлению после снятия антропогенной нагрузки. Поэтому было важно выявить величину антропогенной нагрузки и степень изменён-ности свойств наиболее уязвимых компонентов ландшафтно-растительного и почвенного покрова за период интенсивного использования с середины XX в. до настоящего времени.
Результаты исследования. Была изучена антропогенная нагрузка на ландшафты Новосибирской области. Одним из сильнодействующих факторов ухудшения свойств почв и снижения продуктивности ландшафтов в результате сельскохозяйственной деятельности в лесостепной зоне является распашка
земной поверхности. В результате уничтожения дернины, обнажения, разрыхления и пересушивания аккумулятивного горизонта происходит усиление окислительных процессов, приводящее со временем к снижению содержания гумуса в почве, ёмкости поглощения, распылению, ухудшению агрономической структуры почвы и многим другим негативным процессам. Ещё более глубокие негативные последствия возникают в результате сведения лесных массивов для так называемого осветления полей. Колочные леса обладают большой водопо-глотительной способностью. Поверхностный сток составляет в этих условиях всего лишь 18—19%, в то время как на обрабатываемых склонах он превышает 50-60% [5].
До настоящего времени не существует надёжной методической базы определения оптимальности структуры агроландшафта. В идеальном варианте оптимальным является ненарушенный производственной деятельностью ландшафт с характерным для него биоразнообразием, обеспечивающим равновесное состояние системы и максимальный уровень биологической продуктивности. В соответствии с вышесказанным для оценки устойчивости ландшафта в экологической литературе используются следующие показатели преобразованности ландшафтов: 1) доля естественных ландшафтов и лесных площадей в общей площади территории, 2) доля пахотных и кормовых (сенокосов и пастбищ) угодий, 3) доля многолетних трав в площади пашни.
Земельный фонд в административных границах Новосибирской области составляет 17775,6 тыс. га. На земли сельскохозяйственного назначения приходится 62,7% [6]. К непреобразованным или малопреобразованным землям относятся земли лесного и водного фонда и земли запаса. В разных агроландшафтных районах их площадь существенно различается (табл. 1).
Степень преобразованности земель оценивается по соотношению площади пашни и кормовых угодий - сенокосов и пастбищ (табл. 2). По Н.Ф. Реймерсу, допустимый лимит распаханности территории не должен превышать 60%. При рас-паханности более 70% происходит деградация ландшафтов [7].
1. Структура земельного фонда Новосибирской области по агроландшафтным районам
Агроландшафтный район, группа земель Общая площадь, тыс. га Земли лесного и водного фонда, земли запаса, % Земли сельскохозяйственного назначения, % Сельскохозяйственные угодья
% от общей площади % от площади земель сельскохозяйственного назначения
Южно-таёжный лесной, переувлажнённые земли 5111,3 67,0 32,5 15,9 49,0
Северная лесостепь, плакорные и эрозионные земли 2279,7 22,9 74,1 56,3 76,1
Центральная лесостепь, плакорные земли 1989,1 26,2 69,4 57,5 82,9
Центральная лесостепь, солонцовые земли 4306,0 26,4 72,6 53,8 74,1
Южная лесостепь, солонцовые земли 2083,7 14,1 84,0 70,5 83,8
Степь, солонцовые земли 1918,6 17,9 80,4 70,6 87,7
Как видно по таблице 2, наиболее распаханы плакорные земли в северной и центральной лесостепи — около 65%. Вследствие этого площадь естественных кормовых угодий, особенно сенокосов, очень мала. Наиболее оптимальным является соотношение пашни и естественных кормовых угодий в южной лесостепи и степи, где площадь пашни составляет 42—46%, а на естественные угодья приходится 53—57% площади. В южнотаёжных районах и центральной солонцовой степи площадь пашни лимитируют природные факторы: переувлажнение и засоление.
Одним из наиболее рациональных приёмов сохранения плодородия почвы в сельскохозяйственном производстве являются посевы многолетних трав. Установлено, что чем выше доля многолетних трав в площади пашни, тем более устойчив агроландшафт. По данным С.Г. Макевнина и A.A. Вакулина, доля многолетних трав в площади пашни должна составлять не менее 30% [8]. Посевы зерновых в степной зоне не должны превышать 60% от площади пашни, при этом удельный вес паров в площади пашни должен составлять не менее 20%. В Новосибирской области наименьшим участием многолетних трав характеризуется структура посевных площадей Центрально- и Южно-лесостепного агроландшафтных районов с плакорными и солонцовыми землями — 12,6—12,8%. Это связано с приоритетностью зерновых культур в растениеводстве Новосибирской области. Лишь в районах, где выращивание зерновых культур ограничено переувлажнением земель или высокой степенью засоления и солонцеватости, доля многолетних трав возрастает (табл. 3).
В ходе исследования был изучен вопрос об изменении свойств почв при агрогенном воздействии в разных типах агроландшафта.
Устойчивость ландшафтов к сельскохозяйственному воздействию наиболее объективно может быть охарактеризована следующими показателями: 1) геохимическим положением ландшафта — фактором, определяющим характер и интенсивность миграционных потоков в ландшафте, способность к самовосстановлению и самоочищению; 2) геологическим строением и рельефом, т.е. типом почвообразующих пород, крутизной склонов и степенью дренированности ландшафта; 3) почвенными характеристиками — гранулометрическим составом и объёмной массой почвы, мощностью гумусового горизонта и содержанием гумуса, ёмкостью катионного обмена, определяющей буферные свойства почвы и др.
Плакорные земли являются наиболее устой -чивыми. Расположены они на Приобском плато, дренированных равнинах Присалаирья или гривных образованиях Барабинской низменности. Почвенный покров здесь представлен в основном зональными почвами и их неконтрастными комбинациями с серыми лесными или лугово-чернозёмными почвами. По своему геохимическому положению это автоморфные элементарные ландшафты, с циклическим типом миграции углерода, азота и зольных элементов, что обусловливает относительную стабильность химического состава почв и положительный баланс углерода в естественных ценозах. Почвообразующими породами в основном являются карбонатные лёссовидные суглинки, обладающие хорошей водопроницаемостью с одной стороны и высокой микропористостью с другой, что создаёт мощный слой активного влагооборота (более 1 м) и обеспечивает благоприятный водный режим почв. Почвенные свойства характеризуются оптимальными для культурных растений параметрами. Вместе с тем при ретроспективном анализе
2. Доля пахотных и кормовых угодий в агроландшафтных районах Новосибирской области
Агроландшафтный район, группа земель Площадь сельхозугодий, тыс. га Пашня, % Залежь, % Сенокосы, % Пастбища, %
Южно-таёжный лесной, переувлажнённые земли 814,5 35,4 1,9 38,9 23,7
Северная лесостепь, плакорные и эрозионные земли 1284,6 63,8 1,4 13,7 20,3
Центральная лесостепь, плакорные земли 1143,4 64,3 0,1 13,9 20,6
Центральная лесостепь, солонцовые земли 2317,5 29,4 1,2 38,6 30,8
Южная лесостепь, солонцовые земли 1468,0 42,2 0,5 26,7 30,5
Степь, солонцовые земли 1353,9 46,2 0,8 19,0 33,9
Вся посев- Площадь Доля многолетних
Агроландшафтный район, группа земель ная площадь, многолетних трав в структуре
тыс. га трав, тыс. га посевных площадей, %
Южно-таёжный лесной, переувлажнённые земли 115,8 26,1 22,6
Северная лесостепь, плакорные и эрозионные земли 446,4 67,6 15,1
Центральная лесостепь, плакорные земли 521,8 67,0 12,8
Центральная лесостепь, солонцовые земли 420,7 53,2 12,6
Южная лесостепь, солонцовые земли 439,1 55,3 12,6
Степь, солонцовые земли 461,9 73,8 16,0
3. Доля многолетних трав в структуре посевных площадей Новосибирской области
литературных данных о почвенных свойствах за последние 50 лет обнаруживаются существенные изменения (табл. 4).
Наиболее заметны изменения в содержании гумуса и поглощённых оснований, что объясняется резким усилением окислительных процессов при распашке почв, оставлении открытых пространств в парующемся поле, а также диспергированием почвенных агрегатов вследствие механического воздействия сельскохозяйственной техники.
На эрозионных землях вынос влаги и питательных веществ превышает их поступление. Приурочены они к верхним и средним частям склонов. Несмотря на преобладание среди них зональных типов почв, по своим свойствам, определяющим уровень плодородия, они гораздо беднее аналогичных почв на плакорных участках: мощность гумусового горизонта в них ниже на 35—40%, плотность почвы в гумусовом и подгумусовом горизонте выше на 16—20%, запасы гумуса в метровом слое существенно ниже — 98 т/га по сравнению с 207 т/га на плакорном участке. Устойчивость склоновых почв к антропогенному воздействию низкая, так как генетически обусловленные процессы смыва мелкозёма усугубляются при распашке.
Свойства солонцовых земель при правильно проведённых мелиоративных мероприятиях, напротив, существенно улучшаются. Через 25 лет после внесения высоких доз гипса (45—56 т/га) в морфологическом профиле исчезает солонцовый горизонт, он приобретает комковато-зернистую структуру, скопления солей располагаются существенно ниже, содержание обменного натрия снижается, реакция почвенного раствора слабощелочная [9].
Такие изменения в почвенном профиле характерны для транс-элювиальных позиций солонцового ландшафта, в которых основным почвенным процессом является рассоление профиля; проведение мелиорации лишь ускоряет данный процесс.
Продуктивность агроландшафтов определяется по среднемноголетней урожайности сельскохозяйственных культур при разных уровнях интенсификации и продуктивности естественных кормовых угодий. Так, при современном уровне технологий потенциал пашни в отношении пшеницы яровой в среднем составляет 3,0—4,0 т/га в разных агро-ландшафтных районах (табл. 5).
О потенциале продуктивности естественных угодий можно судить по данным многолетних научных исследований, проведённых в различных типах ландшафтов [10]. Производственная средне-многолетняя урожайность трав во всех типах агро-ландшафтов не превышает 1,0 т/га, что свидетельствует о недоиспользовании резервов естественных кормовых угодий, с одной стороны, и снижении биопродуктивности угодий вследствие ухудшения экологических условий — с другой.
Выводы. Исходя из всего вышесказанного, оценка ресурсного потенциала агроландшафтов представляет собой сложную систему, которая должна базироваться на методологической основе ланд-шафтоведения, геохимии и почвоведения, теории адаптивно-ландшафтного земледелия, экономики растениеводства, концепции охраны природных ресурсов. Высокая степень пространственного и временного варьирования природных условий побуждает более дифференцированно подходить к проблеме их использования. Для решения этой
4. Изменение свойств чернозёма выщелоченного Приобского плато (плакорные земли) при длительном сельскохозяйственном использовании
Год наблюдений Мощность гумусового горизонта, см Содержание гумуса, % рн Сумма поглощённых оснований, мг-экв/100 г почвы Содержание обменных катионов, мг-экв/100 г почвы Подвижные элементы, мг/100 г почвы
Са++ Mg++ Ыа+ Р2О5 к2о
ОПХ «Элитное»; данные Запсибгипрозем, 1966 г. 4065 7,79,2 6,57,2 47,557,2 36,541,3 8,327,8 0,61,2 31,245,6 11,127,9
ОПХ «Элитное»; наблюдения СибНИИЗХим, 2002-2007 гг. 4065 5,57,7 6,07,0 24,539,5 16,620,6 2,98,7 0,10,25 12,215,5 14,017,1
5. Продуктивность пашни и естественных угодий (по данным Госкомстата за 2000—2011 гг.)
Показатель продуктивно сти Уровень интенсификации в производстве Агроэкологические группы земель
переувлажнённые плакор-ные эрозионные солонцовые
Среднемноголетняя урожайность пшеницы яровой, т/га экстенсивный и малоинтенсивный интенсивный 1,40 1,95 4,0 1,80 3,0 1,30 2,7
Продуктивность естественных угодий (сено), т/га экстенсивный 1,0 0,72 0,98 0,75
потенциал продуктивности (по Т.А. Вагиной, Н.Г. Шатохиной, 1976; В.С. Курсаковой, 2004) 8-12 5-10 5-7 3-5
задачи необходимо, во-первых, ранжирование природно-производственных условий, в которых осуществляется сельскохозяйственная деятельность, иными словами, типизация агроландшафтов и выявление их структуры. Концептуально эта задача решена в теории адаптивно-ландшафтного земледелия, однако в настоящее время недостаточно региональных исследований, описывающих всё разнообразие природно-производственных условий в стране. Во-вторых, система оценки ресурсного потенциала агроландшафтов, в отличие от оценки чисто природных систем, неизбежно включает в себя экономический анализ затрат, необходимых для поддержания природных функций ландшафта, способности к саморегуляции в условиях нарастания антропогенной нагрузки. Выявление экологической ёмкости агроландшафтов разного типа или величины антропогенной нагрузки, которую может воспринять агроландшафт, также является ещё не решённой задачей [7].
Литература
1. Александровская Е.И., Александровский А.Л. Эволюция антропохимической среды на примере развития европейской
цивилизации // Организация почвенных систем. Методология и история почвоведения. Т. 1 / Науч. ред. И.В. Иванов и Е.В. Приходько; Ин-т физико-химических и биологических проблем почвоведения РАН. Пущино, 2007. С. 27—34.
2. Шоцкий В.П. Проблемы экономической оценки геосистем в планировании народного хозяйства и их значение в развитии современной экономической географии // Топологические аспекты учения о геосистемах. Новосибирск: Наука, 1973. С. 241—274.
3. Кирюшин В.И. Теория адаптивно-ландшафтного земледелия и проектирование агроландшафтов. М.: КолосС, 2011. 443 с.
4. Адаптивно-ландшафтные системы земледелия Новосибирской области / РАСХН. Сиб. отд-ние. СибНИИЗХим. Новосибирск, 2002. 388 с.
5. Чащина Н.И. Порозность и водопроницаемость чернозёмов Приобья в связи с их хозяйственным использованием // Специфика почвообразования в Сибири. Новосибирск: Наука, 1979. С. 248—253.
6. Доклад о состоянии и использовании земель Новосибирской области в 2009 г. [Электронный ресурс]. URL:// [www.to54. rosreestr.ru/kadastr/zemli_nso].
7. Реймерс Н.Ф. Природопользование: словарь-справочник. М.: Мысль, 1990. 639 с.
8. Макевнин С.Г., Вакулин A.A. Охрана природы. М.: Агро-промиздат, 1991. 127 с.
9. Семендяева Н.В., Елизаров Н.В., Аверкина С.С. Изменение агрофизических свойств почвы и запасов солей в солонцах Барабинской низменности при длительном действии гипса // Агрохимия. 2012. № 10. С. 13—20.
10. Курсакова В.С., Трофимов И.Т. Многолетние травы на за-солённых почвах и их мелиоративная роль. Барнаул: Изд-во АГАУ, 2004. 179 с.
Влияние биологически активных веществ на прорастание семян и вегетативное возобновление древесных пород
В.Б. Троц, д.с.-х.н., профессор, ФГБОУ ВО Самарская ГСХА
Одной из причин запаздывания в проведении лесовосстановительных работ в Самарской области является недостаток посадочного материала, производство которого зачастую сдерживается низкой всхожестью семян древесных пород. По мнению ряда исследователей, эту проблему можно решить за счёт применения биологических стимуляторов для предпосевной подготовки семян и обработки черенков [1, 2]. Однако данный вопрос в лесничествах региона не изучался и нет конкретных рекомендаций по применению современных регуляторов роста при семенном и вегетативном размножении основных лесообразующих пород [3, 4].
Цель исследования — изучить действие биологически активных веществ на особенности прорастания семян сосны обыкновенной (Pínus sylvéstris), ели европейской (Pícea ábies), лиственницы сибирской (Lárix sibírica) и характер вегетативного возобновления при черенковании ивы белой (Sálix álba) и тополя серебристого (Pópulus álba).
Материал и методы исследования. Эксперименты проводились в 2015—2016 гг. в лесном питомнике ФГБОУ ВО «Самарская ГСХА». Для решения поставленных задач закладывали два лабораторных и один полевой опыты.
В опыте № 1 изучали действие препаратов Циркон и Эпин-экстра на энергию прорастания и лабораторную всхожесть семян хвойных пород. Посевные качества семян определяли в соответствии с применяемыми в производстве методиками и ГОСТами [5—7]. Повторность опыта — четырёхкратная. Каждая проба состояла из 100 семян, которые перед раскладкой в растильне в течение 12 часов замачивались в воде (контрольный вариант) и в растворах изучаемых препаратов. Определение энергии семян проводили на 7-й день, а всхожести — на 15-й день после начала проращивания семян.
В опыте № 2 изучали воздействие биологических стимуляторов на особенности вегетативного возобновления ивы белой и тополя серебристого. Для этого готовили одревесневшие черенки из побегов кроны взрослых деревьев. После среза черенки каждой древесной породы по отдельно -сти помещали в стеклянные сосуды с растворами биостимуляторов: I вариант — Циркон, II — Эпин-экстра, III — Укоренит; IV — Гетероауксин. Опыт предусматривал контрольный вариант — замачивание в водопроводной воде. Замачивание черенков в растворах проводили в соответствии с инструкциями по применению препаратов в течение 24 час. Далее черенки на весь период опыта помещали в маркированные сосуды с водой и оставляли в светлом помещении при температуре 22—24°С.
