CC BY
90
АГРОНОМИЯ И ЛЕСНОЕ ХОЗЯЙСТВО
УДК 633.4:634.93
ОСОБЕННОСТИ ПРОДУКТИВНОСТИ ПАСТБИЩНЫХ УГОДИЙ НА ЗОНАЛЬНЫХ ПОЧВАХ АСТРАХАНСКОЙ ОБЛАСТИ
В.П. Воронина, доктор сельскохозяйственных наук М.В. Власенко, аспирант
ФГБОУ ВПО Волгоградская государственная сельскохозяйственная академия
Изложены материалы по влиянию рельефа и засоленности почв на видовой состав, структуру растительного покрова, продуктивность пастбищных фитоценозов. Приводятся особенности улучшения пастбищ методом фитоценотического дополнения.
Ключевые слова: засоленные почвы, продуктивность, биоразнообразие, продуктивность пастбищ, фитоценозы.
Пастбищные угодья Астраханской области занимают 2,6 млн га, располагаются в эдафически неблагоприятных условиях Северо-Западного Прикаспия, где большая доля засоленных, деградированных и опустыненных земель.
Зональные почвы Астраханской области сформированы в полупустынной и пустынной зонах. Они представлены, в основном, бурыми пустынно-степными, светло-каштановыми почвами и песчаными массивами. Мезорельеф преимущественно равнинный.
Мозаичность почвенного покрова достаточно высокая и определяется разновозрастностью почв и процессами литогенеза, при котором аллювиальные отложения перекрывают на различную глубину ранее сформированный почвенный покров, а на нем образуются новые почвы [1]. Важным фактором, определяющим пестроту почвенного покрова, является микрорельеф. Повсеместно встречаются мелкие и средние западинки площадью от 50 до 300-500 м2, глубиной 15-20 см, а иногда до 0,5-1,0 м. Он влияет на перераспределение влаги, что приводит к различной промытости почвогрунтов, способствуя различной направленности почвообразовательного процесса и формированию комплексности почв, различной степени засоленности.
В южных районах на почвообразующих породах тяжелого механического состава преобладает локальное засоление. На почвах
более легкого механического состава, при одних и тех же климатических условиях, солонцеватость почв выражена слабее, реже встречаются солонцовые пятна, меньше выражена комплексность почвенного и, как следствие, растительного покрова. Для них характерны типчаково-ковыльные и типчаково-ромашниковые пастбища.
Степень засоленности почвы и характер распределения солей по профилю оказывают большое влияние на видовой состав и структуру растительного покрова пастбищных агроландшафтов. На светло-каштановых солонцовых почвах доминируют белополынно-ковыльные ассоциации, на глубоких и средних солонцах - белополынные, на мелких и корковых солонцах - чернополынные. При значительной степени засоления почвы формируются сообщества со специфической растительностью, состоящей из сочных солянок и солевыносливых злаков (пырей солончаковый, бескильница и др.), или лишены растительности [3].
В северной части региона на светло-каштановых почвах доминируют типчаково-ковыльные, типчаково-ромашниковые и белополынные пастбища, на солонцах - чернополынные. На солонцах встречаются белая и черная полынь, прутняк, камфоросма.
По эдафическим и растительным условиям выделяется географический район, расположенный между Ергенями и Волгой с низменным рельефом, где в течение века сохраняется климатическая стабильность [2]. В северной части этой области преобладают чернополынные пастбища на солонцах с вкраплениями белополынных ассоциаций на глубоких солонцах и типчаково-ромашниковых на светло-каштановых почвах. В средней части низменности господствуют типчаковые ассоциации, приуроченные к светло-каштановым почвам и чернополынные - на солонцах. На глубоких солонцах формируются полынно-прутняковые сообщества, а на бурых суглинках - ковыльные и ковыльно-типчаковые. На супесчаных почвах и песках встречаются сообщества песчаного овса, песчаной полыни, полыни веничной, донника каспийского, житняка сибирского, полыни Лерха. В южной части района, расположенной в полупустынной зоне бурых супесчаных и песчаных почв, основу пастбищных угодий составляют полынь Лерха, прутняк, житняк сибирский, ковыль сарептский, ковыль волосатик, типчак.
Сейчас все пастбищные угодья находятся в различной степени деградации, которая диагностируется по снижению биоразнообразия,
ухудшению эдафических характеристик и другим показателям. Аграрное использование таких территорий связано с объективными трудностями, возникающими из-за неблагоприятных климатических и почвенных условий [5].
Пастбищные агроландшафты с засоленными почвами занимают 1653 тыс. га и требуют более детального изучения, так как микрорельефные особенности часто определяют видовой состав растений, их продуктивность и использование.
Детальный анализ природно-ресурсного потенциала и разработка рационального использования пастбищных угодий проводилась на ключевом участке, площадью 24 га, с учетом микрорельефных особенностей почвы и биологической продуктивности пастбищных угодий. Опыты закладывались на светло-каштановых солонцеватых почвах, где около 30 % площади занято солонцами на суглинистых почвообразующих породах. Они располагаются в 3,5 км от с. Соленое Займище Черноярского района на Хвалынской равнине.
Мезорельеф участка слабоволнистый с максимальной отметкой 12,5 м (бугор) и равномерным понижением отметок до 10,0-11,5 м. Северная часть участка занята богарной пашней, южная представлена естественными и улучшенными пастбищами, которые используются под вольный выпас животных.
При обследовании почвенно-растительного покрова участка была выявлена высокая комплексность, которая обусловлена микрорельефом и меняется при малейшем (на сантиметры) его изменении. На одинаковых элементах микрорельефа формируются разные почвы, если при этом меняется мезорельеф. Например, на склоне одной экспозиции и крутизне, солонцеватость почв увеличивается от верхней к нижней части, и комплекс с преобладанием светло-каштановых почв сменяется комплексом с преобладанием солонцов. При этом в нижней части склона формируются корковые, а в средней -столбчатые солонцы.
На плоских участках рельефа отмечено больше солонцовых пятен, чем на склоновых землях. Заметно увеличивается степень солонцеватости почв на тяжелых почвообразующих породах. Все эти различия, очевидно, связаны с неодинаковыми водным и солевым режимами в различных геоморфологических условиях.
В крупных западинах диаметром 10-15 м и глубиной более 9 см накапливается около 50 л/м2 воды в год, что достаточно для образования нисходящих токов, и соли выщелачиваются в нижние
горизонты почв. В таких местах произрастает злаковая растительность, которая дает значительный растительный опад для образования гумуса.
Выпуклые элементы микрорельефа омываются атмосферными осадками, вымывая соли с поверхности и перемещая их ниже по рельефу. На плоских участках в микрозападинах вода быстро испаряется и засоляет почву уже с поверхности.
В микрозападинах, приуроченных к почвам тяжелого гранулометрического состава, формируются более засоленные почвы. Они имеют низкую водопроницаемость, что приводит к застою, испарению воды и накоплению солей. На легких почвах фиксируется меньшее капиллярное поднятие, емкость катионного обмена и накопление обменного натрия, что приводит к снижению суммы солей по профилю.
Результаты геоботанических обследований естественных пастбищных фитоценозов показывают, что на опытном участке в основном преобладает полынная растительность. На микроповышениях доминируют ценозы из полыни Лерха и черной, злаков (житняка гребенчатого и узкоколосого, ковыля) встречаются единичные экземпляры прутняка (табл. 1).
На микросклонах формируется белополынно-ромашниково-мятликовая и типчаково-полынная ассоциации. По блюдцеобразным микропонижениям доминирующими становятся многолетние злаки (костер, типчак, пырей ползучий).
Продуктивность пастбищных фитоценозов в наибольшей мере зависит от их местоположения. По склонам с сильной степенью деградации, занимающие 44 % опытного участка, продуктивность колебалась в зависимости от погодных условий в пределах 0,93-0,97 ц/га сухой поедаемой массы, или 0,7 ц кормовых единиц.
Таблица 1 - Биоэкологическая характеристика пастбищных фитоценозов в зависимости от микрорельефа, 2001-2010 гг.*
Микрорельеф Ассоциация Преобладающие виды Проективное покрытие, % Урожайность, ц/га Плотный остаток солей, %
эфемеры, эфемероиды злаки многолетние полыни прутняк
степень деградации
средня я сильная
Бугор Черно- белополынная +++ + 42 3,0 1,5 0,38
Белополынно- прутняково- злаковая +++ + ++ 40 2,4 0,96
Склон Белополынно- ромашниково- мятликовая +++ + 17 2,4 0,97 0,30
Типчаково- полынковая ++ +++ 15 2,2 0,92
Блюдцео бразная западина Злаково- белополынная + +++ 84 3,5 1,75 0,26
Белополынно- злаковая +++ ++ 76 4,8 2,4
Частота встречаемости: + + + обильно; + + разреженно; + единично * Определение проводилось в позднее-весенний и ранне-летний период
Наиболее экологичным и дешевым методом восстановления деградированных пастбищ является метод фитоценотического дополнения [4]. Для этого деградированное пастбище обследуют на предмет видового разнообразия (обилия) и выявляют недостающие звенья фитоценотической цепи. Затем подбирают необходимые фитомелиоранты, способные выдерживать повышенный уровень засоления почвы, засухоустойчивые, пригодные для стравливания животными. Такими видами являются: терескен, камфоросма, полынь и др. Для восстановления утраченного биоразнообразия и продуктивности пастбищ были созданы мелиоративно-кормовые насаждения из кормовых кустарников и полукустарников. Подготовка почвы включала основную (отвальная вспашка на глубину 25-27 см с одновременным боронованием) и предпосевную (культивация, боронование и предпосевное прикатывание) обработку. Глубина заделки семян - для
полукустарников: прутняка, терескена, камфоросмы - 0,5-1 см;
травянистых видов - от 1 до 3,0 см. Применялось послепосевное прикатывание. Нормы высева семян: прутняка - 3 кг/га, терескена - 2-3 кг/га, камфоросмы - 3 кг/га, мятлика луковичного - 3 кг/га, житняка -10-12 кг/га, пырея - 12-15 кг/га в расчете на 100% хозяйственную годность семян.
Высев смеси семян кустарников и полукустарников осуществлялся зернотравяной сеялкой с шириной междурядий 0,6 м. В первый год жизни в междурядья полукустарников подсевались травянистые виды. Малосыпучие семена высевались поверхносто-разбросным методом.
Уход за посевами заключался в проведении междурядной обработки (дискование) на первом году жизни кустарников и полукустарников как мера снижения конкуренции и улучшения условий увлажнения и роста мелиоративно-кормовых насаждений. Проведение фитомелиоративных мероприятий в агрофитоценозах привело не только к вертикальному перераспределению солей, но и к их горизонтальной миграции, что способствовало рассолонцеванию зональных почв.
Агролесомелиоративное обустройство позволило увеличить продуктивность пастбищ в 7-8 раз. При этом максимальное увеличение урожайности наблюдалось по блюдцеобразным понижениям за счет формирования злаково-прутняково-терескеновых сообществ с высоким проективным покрытием и фитогенным влиянием (табл. 2). Продуктивность пастбищных агрофитоценозов в среднем составила при этом 1,9-2,1 т/га к. единиц.
Таким образом, установлено, что создание долголетних поликомпонентных пастбищных агрофитоценозов в условиях Северо-Западного Прикаспия является экологически обоснованным, экономически эффективным приемом восстановления биоразнообразия аридных экосистем, обеспечивающим повышение продуктивности и улучшение почвенного плодородия за счет снижения засоленности.
Таблица 2 - Биоэкологическая характеристика пастбищных агрофитоценозов в зависимости от микрорельефа, 2001-2010 гг.
Микро-рельеф Ассоциация Преобладающие виды Проективное покрытие, % Урожайность, ц/га Плотный остаток, %
эфемеры, эфемероиды злаки многолетние полынь терескен камфоросма прутняк
Бугор Камфоросмо- терескено- прутняковая ++ + ++ 78 14,5 0,34
Белополынно- прутняково- ромашковая ++ + ++ 86 16,8
Склон Злаково- прутняковая + ++ 72 16,6 0,26
Белополынно- терескеновая + ++ 90 17,4
Терескено- белополынная ++ ++ 70 15,1
Блюдце- образная западина Злаково- прутняковая ++ +++ 85 25,4 0,24
Злаково- терескено- прутняковая + ++ +++ 92 27,1
Частота встречаемости: + + + обильно; + + разреженно; + единично
Положительный опыт является научной основой для разработки экологичных и малозатратных технологий восстановления деградированных пастбищ в аридной зоне, где отмечается высокий уровень засоления. При этом отмечается снижение уровня засоления почвы на 8-13 %, так как применяемые для фитомелиорации виды из семейства маревых способны аккумулировать в своих тканях до 3-40 г хлора/кг. Соответственно, агрофитоценозы из солеустойчивых видов, имеющих глубокую корневую систему, улучшают почвенные характеристики и способствуют естественному внедрению аборигенных растений, в частности мятликовых видов, хорошо поедаемых, но менее солеустойчивых.
Библиографический список
1. Бреслер, Э. Солончаки и солонцы. Принципы, динамика, моделирование [Текст] / Э. Бреслер, Б.Л. Макнил, Д.Л. Картер; пер. с англ. В.Г. Бойко. - JL: Гидрометеоиздат, 1987. -296
2. Воронина, В.П. Агроэкологический потенциал пастбищных экосистем Северо-Западного Прикаспия в условиях меняющегося климата [Текст] : автореф. дис. ...доктора с.-х. наук: 06.03.04, 03.00.16. / В.П. Воронина. - Волгоград, 2009. -48 с.
3. Иванов, И.В. Возраст микрорельефа и комплексность почвенного покрова в условиях полупустыни Северного Прикаспия [Текст] / И.В. Иванов, В.А. Демкин // Структура почвенного покрова и использование почвенных ресурсов. - М., 1978. - С. 50-54.
4. Методические указания по мобилизации растительных ресурсов и интродукции кормовых растений [Текст] / З.Ш. Шамсутдинов, JI.A. Назарюк, Ю.И. Ионис, Н.З. Шамсутдинов и др. - М.: Россельхозакадемия, 2000. - 82 с.
5. Шамсутдинов, З.Ш. Создание долголетних пастбищ в аридной зоне Средней Азии [Текст] / З.Ш. Шамсутдинов. - Ташкент : Фан, 1975. - 176 с.
E-mail: agrovgsha@mail.ru
