Научная статья на тему 'Плодородие лесомелиорированных почв агролесоландшафта "Ачикулакский" Нефтекумского района Ставропольского края'

Плодородие лесомелиорированных почв агролесоландшафта "Ачикулакский" Нефтекумского района Ставропольского края Текст научной статьи по специальности «Сельское хозяйство, лесное хозяйство, рыбное хозяйство»

CC BY
158
24
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
ПЛОДОРОДИЕ / АГРОЛЕСОЛАНДШАФТ / ЗАЩИТНЫЕ ЛЕСНЫЕПОЛОСЫ / ПЕСЧАНЫЙ МАССИВ / ТЕРСКО-КУМСКОЕ МЕЖДУ-РЕЧЬЕ / МЕЛИОРАТИВНОЕ ВЛИЯНИЕ

Аннотация научной статьи по сельскому хозяйству, лесному хозяйству, рыбному хозяйству, автор научной работы — Кретинин В. М., Кошелев А. В., Онищенко М. Б.

В статье представлены материалы по влиянию защитных лесных насаждений на плодородие почвы в северо-западной части Терско-Кумского песчаного массива за 26 летний период агролесомелиорации.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Текст научной работы на тему «Плодородие лесомелиорированных почв агролесоландшафта "Ачикулакский" Нефтекумского района Ставропольского края»

УДК 631.93:631.4

ПЛОДОРОДИЕ ЛЕСОМЕЛИОРИРОВАННЫХ ПОЧВ АГРОЛЕСОЛАНДШАФТА «АЧИКУЛАКСКИЙ» НЕФТЕКУМСКОГО РАЙОНА СТАВРОПОЛЬСКОГО КРАЯ

В. М. Кретинин, д. с.-х. н., профессор, А. В. Кошелев, к. с.-х. н., [email protected], М. Б. Онищенко, иженер-исследователь - ФНЦ агроэкологии РАН

В статье представлены материалы по влиянию защитных лесных насаждений на плодородие почвы в северо-западной части Терско-Кумского песчаного массива за 26 летний период агролесомелиорации.

Ключевые слова: плодородие, агролесоландшафт, защитные лесные полосы, песчаный массив, Терско-Кумское междуречье, мелиоративное влияние.

Песчаные арены Терско-Кумского междуречья прошли сложный путь формирования структуры поверхности, растительного и почвенного покрова за относительно молодой геологический период развития. Увеличение поголовья скота, неумеренная пастьба привели к уничтожению растительного и почвенного покрова, образованию локальных геосистем, характерных для ландшафта подвижных песков. Современные естественные лесные и степные биоценозы на песках имеют низкую продуктивность, а почвы - примитивное морфологическое строение и низкое плодородие. Они очень неустойчивы и чувствительны к антропогенному воздействию. Развернувшиеся облесительные работы на Бажиганских песках с 1949 года и продолжавшиеся до 90-ых годов преобразили естественный ландшафт. Усилились процессы стабилизации, выравнивания, задернения поверхности, отложения продуктов дефляции и аккумуляции органических и минеральных веществ в почве [3, 5].

Материалы и методика исследований. Исследования проводили в северо-западной части Тер-ско-Кумского песчаного массива в Ачикулакском и Махмудском лесничествах в 1989 году [1, 2].

Агролесоландшафт «Ачикулакский», включающий лесничества «Ачикулакское» и «Махмудское», расположен в Манычско-Донской провинции су-хостепной зоны. Климат умеренно теплый, недостаточно увлажненный. Среднегодовая сумма атмосферных осадков равна 250-350 мм, КУ равен 0,15-0,20. Ландшафтный район Бажиганских песков. Почвы песчаные.

На период лесоустройства в 1986 году на общей площади 10000 га имелось 2574 га защитных лесных насаждений (ЗЛН) преимущественно III и IV классов возраста (75%). Из типов насаждений преобладали массивные (94,7%). Среди узких полезащитных лесных полос пастбищезащитные и кор-момелиоративные составляли наибольшую долю. Насаждения создавались по древесно-кустарнико-вому и древесному типам. Из видового состава преобладают робиния лжеакация, осокорь, тамарикс, вяз приземистый, дуб черешчатый, широко представлены клен ясенелистный, ясень ланцетный, лох серебристый, гледичия трехколючковая, амор-фа, шелюга, скумпия и др. Состояние насаждений неоднородное, производятся рубки ухода путем посадки на пень и удаления рядов кустарников и усыхающих деревьев. Сейчас стало очевидным незаслуженное игнорирование сосновых культур на Бажиганских песках.

Естественные лесные насаждения составляют всего лишь 5,5% от общей площади. Представлены они небольшими группами кустарников: тамарикса, джузгуна и одиночных деревьев ивы, лоха как на буграх песков, так и вблизи водотоков и выходов грунтовых вод на поверхность.

Почвообразующими породами песчаного мас-

сива являются древние третичные лессовидные суглинки, морские и аллювиальные пески. На деструктивно-аккумулятивных карбонатных поли-миктовых песках различной степени задернения и гумусированности сформировались малоразвитые каштановые почвы. Основной обработкой почвы под посадку лесных культур они были разрушены, что вместе с заменой основного биологического фактора травянистой растительности на лесную резко изменило почвообразовательный процесс, увеличило его скорость и емкость.

В связи с особенностями объекта исследования основными вариантами опыта являлись три типа насаждений (естественный, массивный, узкополосный), три возрастных периода роста (< 20, 20-40, >40 лет), две группы основных почвенных разностей по гранулометрическому составу (песчаная, супесчаная) [4]. Преобладала песчаная разность, а супесчаная легкосуглинистая составляла 15% почвенного покрова и в отличие от песчаной была более гумусированной, слоистой и приурочивалось к отрицательным формам рельефа. Не представилось возможным выделить лесомелиорированные зоны вблизи ЗЛН.

Результаты и их обсуждение. В лесных биогеоценозах (БГЦ) образовался новый биогеоценоти-ческий слой лесной подстилки. Средняя его мощность 1-2 см. Сюда включается значительная доля веточек, трухи, травяного войлока. При высокой минерализации опада запас лесной подстилки довольно большой, что, вероятно, связано с включением минеральных частиц в условиях дефляции. В естественных лесных БГЦ на песчаных буграх под тамариксом накапливается большое количество растительных остатков (таблица 1). На более тяжелых почвах с дерновым покрытием поверхности запасы лесной подстилки обычно меньше. Из-за разреженности, низкой продуктивности насаждений не наблюдается четкой зависимости в накоплении запасов подстилки и содержащихся в ней питательных элементов от их возраста.

Биогенные элементы активно аккумулировались в лесной подстилке. Под естественными ЗЛН содержание общего азота в подстилке достигло 4,5%. Вследствие большого содержания веточек, слаборазложившихся листьев, стеблей трав оно уменьшалось в подстилках под массивными и особенно узкополосными насаждениями.

Фосфора и калия содержалось примерно в 10 раз меньше, чем азота.

Исследования показали, что на целине в полуметровом слое песчаных разностей почв гумуса содержалось в среднем 0,22-0,61% и в супесчаных - 0,461,16%. Под естественной лесной растительностью гумуса увеличилось на 0,049-0,12%, причем в большей степени на незаросших буграх. Достоверность различия в прибавке гумуса в аккумулятивном слое 0-10 см составляла 0,60-0,75.

Таблица 1 - Содержание органических и минеральных веществ под лесными насаждениями в Ачикулакском и Махмудском лесничествах (числитель - насаждение, знаменатель - контроль)

Лесной БГЦ Возраст, лет Гранулометрический состав Почва (0-50 см ),% Лесная подстилка,% Масса лесной подстилки, т/га

Гумус N Р2О5 К2О N Р2О5 К2О

Естественный - песчаный 0,403 0,283 0,028 0,024 0,079 0,080 0,217 0,187 4,473 0,428 0,470 7,06

- супесчаный 0,703 0,654 0,052 0,050 0,083 0,095 0,262 0,257 4,588 0,562 0,348 1,89

Массивный <20 песчаный 0,404 0,339 0,077 0,050 0,077 0,084 0,286 0,275 4,055 0,289 0,294 13,30

20-40 песчаный 0,457 0,339 0,049 0,043 0,080 0,088 0,330 0,269 1,895 0,439 0,388 11,06

20-40 супесчаный 1,104 1,027 0,058 0,051 0,120 0,125 0,251 0,265 4,271 0,404 0,421 14,41

>40 песчаный 0,747 0,613 0,046 0,037 0,085 0,079 0,225 0,209 2,136 0,484 0,451 14,0

>40 супесчаный 0,751 0,664 0,041 0,039 0,042 0,097 0,263 0,259 3,277 0,377 0,285 15,0

Узкополосный <20 песчаный 0,594 0,420 0,059 0,051 0,092 0,094 0,240 0,247 1,583 0,322 0,426 8,98

<20 супесчаный 1,171 1,067 0,059 0,054 0,105 0,109 0,336 0,308 1,611 0,343 0,546 6,54

20-40 песчаный 0,357 0,285 0,026 0,023 0,076 0,082 0,299 0,232 1,158 0,463 0,601 12,08

Узкополосный 20-40 супесчаный 0,707 0.561 0,054 0,048 0,078 0,079 0,245 0,219 0,884 0,391 0,698 6,04

>40 песчаный 0,350 0,227 0,041 0,029 0,084 0,081 0,325 0,293 - - - 13,50

>40 супесчаный 0,970 0,843 0,066 0,058 0,114 0,112 0,287 0,217 - - - 14,00

Под искусственными ЗЛН гумус накапливался активнее, чем под естественными. Под культурами моложе 20 лет содержание гумуса увеличилось на 0,065-0,174%, под 20-40-летними - на 0,087-0,246% и более взрослыми - в среднем на 0,13%. Достоверность различия с контролем изменялась в широких пределах, в среднем от 0,40 до 0,60. В связи с глубокой отвальной вспашкой почвы под насаждением и задернением ее в контроле прибавки гумуса в верхнем слое иногда не наблюдалось. Под молодыми посадками содержание гумуса могло и уменьшаться вследствие его минерализации или дефляции. В то же время в полновозрастных полосных насаждениях происходило отложение продуктов дефляции, усиление абиотической аккумуляции. Содержание валового азота и его увеличение под насаждениями в основном согласовывалось с количеством органического вещества в почве. Оно увеличилось на 0,002-0,027%, что в ряде случаев было недостоверным. Под ЗЛН содержание фосфора в почве увеличивается, хотя при сравнении с агроценозами, на которых систематически вносятся фосфорные удобрения, показатели выравниваются или остаются заниженными. В исследуемом лесопастбищном ландшафте массовыми наблюдениями на 46 пробных площадях установлена тенденция понижения содержания фосфора в почве под лесными ценозами. Возможно, что частично она объясняется более активным выносом и продолжительным удержанием фосфора в фитомассе деревьев и кустарников. На сравниваемых контрольных площадках мог вноситься с экскрементами пастбищных животных. Заметно аккумулировался фосфор под полосами абиотическим путем. Биологическая аккумуляция калия в почве лесных ценозов выражена довольно отчетливо и во многих вариантах опыта и слоях по-

чвы прибавка его была вполне достоверной.

В соответствии с содержанием органических и минеральных веществ в почве и ее плотностью сложения определены объемы аккумуляции в наиболее активном ее полуметровом слое за период роста насаждений (таблица 2). Они в основном согласуются с возрастом культур. Из определяемых веществ на фоне лесоулучшенного агороценоза по выше изложенным предположениям не наблюдалось накопление фосфора. При сравнении лесных биогеоценозов видно, что прибавки гумуса, азота, калия в почве под искусственными насаждениями в среднем за 26- летний период их роста значительно большие, чем под естественными. Также больше под искусственными насаждениями содержится биогенных элементов в лесной подстилке.

Естественные биогеоценозы на Бажиганских песках имеют относительно богатые запасы органических и минеральных веществ в наиболее активном верхнем полуметровом слое почвы. Мы допускаем, что после облесения в почве естественных лесных и степных биогеоценозов запасы определяемых веществ сохранились на том же уровне. Поэтому с большей вероятностью мы определяли запасы органических и минеральных веществ в почве ландшафта Ачикулакского лесхоза до облесения.

За 26-летний период лесомелиорации при общей лесистости лесхоза 31,3% объемы аккумуляции веществ под искусственными насаждениями и защищенными агроценозами довольно существенные.

В лесоаграрном ландшафте гумуса увеличилось на 4,88 т/га, валового азота - на 0,62 т/га, фосфора - на 0,41 т/га, калия - на 3,87 т/га или соответственно на 48132, 6115, 4144, 38170 т.

Темпы аккумуляции всех веществ в почве лесо-аграрного ландшафта довольно высокие. Особенно

следует отметить активное накопление гумуса в Рассчитана эколого-энерго-экономическая эф-искусственном лесном биогеоценозе и фосфора, ка- фективность агролесомелиорации почв АЛЛ «Ачи-лия в агроценозе. кулакский» (таблица 3).

Таблица 2 - Влияние типа и возраста насаждений на прибавку гумуса и биофильных элементов

в почве и лесной подстилке

Лесной БГЦ Возраст, лет Гранулометрический состав Площадь, га Почва ( 0 -50 см ), т/га Лесная подстилка, кг/га Масса лесной подстилки, т/га

Гумус N Р2О5 К2О N Р2О5 К2О

Естественный - песчаный 470 6,72 0,13 -0,22 1,22 315,61 30,20 33,16 -

- супесчаный 83 1,73 0,03 -52 0,31 86,80 10,63 6,58 -

Широкополосный <20 песчаный 471 5,55 1,33 -0,49 0,49 539,48 38,44 39,11 -

20-40 песчаный 1601 8,09 0,40 -0,60 3,30 209,55 48,54 42,91 -

20-40 супесчаный 283 5,35 0,49 -0,42 -1,10 615,62 58,23 60,68 -

>40 песчаный 71 9,34 0,63 0,39 0,98 299,04 67,76 63,14 -

>40 супесчаный 12 23,52 0,12 -0,41 0,12 491,55 56,55 42,75 -

Узкополосный <20 песчаный 74 11,88 0,53 -0,19 -0,71 112,22 29,93 38,27 -

<20 супесчаный 13 7,32 0,35 -0,27 1,26 105,36 22,43 35,71 -

20-40 песчаный 34 5,00 0,21 0,42 3,29 139,84 55,91 72,58 -

20-40 супесчаный 6 9,79 0,39 -0,11 0,80 53,43 23,63 42,19 -

>40 песчаный 7 17,11 1,85 4,52 16,74 156,33 62,51 81,14 -

>40 супесчаный 2 14,66 2,35 3,13 12,72 123,76 54,74 97,72 -

Естественный - - 553 5,97 0,12 -0,26 1,08 281,27 27,26 29,17 6,28

Искусственный* 26 - 2574 7,53 11,51 0,60 1,29 -0,49 0,17 2,13 6,45 313,53 47,71 45,09 13,8

*Здесь и ниже числителЬ - на фоне лесоулучшенного агроценоза, Знаменатель - на фоне степного БГЦ.

Таблица 3 - Экологический, энергетический и экономический эффект аккумуляции веществ в почве (0-50 см) АЛЛ лесхоз «Ачикулакский» за 26-летний период лесомелиорации

2 н Прибавка веществ, т о Д и к

БГЦ ь, д а щ о л П Лесная подстилка гумуса N сО Р2 сО Накоплен энергии, Т Экономичес эффект, млн.р.

Лесной 553 92,0 3318 6,4 -148 594 80,296 34,595

Лесозащитный 2574 173,7 29601 3320 438 16602 1273,300 360,068

Лесозащищенный пастбищный и пахотный 5300 25970 3286 2173 20511 994,525 331096

Агролесоландшафт 9863 59178 6707 2466 37677 8922,716 725,759

Заключение. Таким образом, наибольшее количество гумуса и биофильных элементов аккумулировано в лесозащищенных БГЦ пастбищных и пахотных БГЦ, меньше в лесозащитном (антропогенном лесном) и очень мало в естественном лесном БГЦ. Всего в почве накоплено 8922,716 ТДж энергии, а общий экономический эффект составил 725,759 млн. р. Очевидно, что продолжение мониторинга плодородия почв на этом типичном объекте Бажиганских песков будет иметь важное экологическое и хозяйственное значение.

Литература:

1. Кретинин В. М. Плодородие лесомелиорированных почв в опытной сети ВНИАЛМИ во второй половине ХХ в. - Волгоград: ВНИАЛМИ, 2017. - 122 с.

2. Кретинин В. М. Почвоулучшающая роль защитных лесных насаждений в семиаридных и аридных регионах Северного Кавказа и Юго-востока ЕТР // Теория и практика лесомелиорации и лесоаграрного освоения аридных территорий. - Волгоград: ВНИАЛМИ, 2001. - С. 91-98.

3. Манаенков А. С., Сурхаев Г. А., Сурхаев И. Г. Актуальные задачи лесной мелиорации в Терско-Кумском ме-

ждуречье // Известия Нижневолжского агроуниверси-тетского комплекса: Наука и высшее профессиональное образование. - 2017. - № 2 (46). - С. 97-104.

4. Методика системных исследований лесоаграрных ландшафтов / Под общ. рук. Е. С. Павловского, М. И. Дол-гилевича. - М.: ВАСХНИЛ, 1985. - 112 с.

5. Петров В. И., Кулик А. К., Власенко М. В. Природный потенциал песчаных земель Терско-Кумского междуречья // Пути повышения эффективности орошаемого земледелия. - 2018. - № 1 (69). - С. 6-11.

FERTILITY OF FOREST RECLAIMED SOILS IN AGROFORESTLANDSCAPE «ACHIKULAKSKY» OF

NEFTEKUMSK DISTRICT OF STAVROPOL TERRITORY V. M. Kretinin, D.S-Kh.N., A.V. Koshelev, K.S-Kh.N., [email protected],

M. B. Onishchenko - FSC agroecology RAS, Volgograd

The materials on the influence of protective forest plantations on soil fertility in the north-western part of the Terek-Kuma sand massif for the 26 year period of agroforest melioration in the article are presented.

Key words: fertility, agroforestlandscape, protective forest belts, sandy massif, Tersko-Kum interfluve, meliorative influence.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.