CC BY
368
9. Влияние осадков сточных вод, содержащих металлы, на микробные сообщества серой лесной почвы / С.Ю. Селива-новская [и др.] // Почвоведение. - 2002. - №5. - С. 588-594.
10. Степанова, М. Я. Микроэлементы в органическом веществе почв / М. Я. Степанова. - Новосибирск: Наука. Сиб. отделение. - 1976. - 272с.
11. Теппер, Е.З. Практикум по микробиологии / Е. З. Теппер, В. К. Шильникова, Г. И. Переверзева. - М., 2004. - 256 с.
12. Чугунова, М В. Влияние тяжелых металлов на почвенные микробиоценозы и их функционирование: автореф. дис....канд. биол. наук / М. В. Чугунова. - Л.,1990. - 17 с.
1 3. Dudman W.F. The role of surface polysaccharides in natural environments // Surface carbohydrates of the procariotic cell / Ed. I.W. Suthrland. - New York: Acad.Press, 1977. - P. 357-414.
14. El-Shinnawi M. M, Omran M. S. Effect of different levels of a trace element nutritional mixture on organic matter decomposition and the number of certain heterotrophs in soil // Rostl. Vyroba. - 1976. - vol. 22, N 1. - P. 11-17.
15. Epelede Lur, Beceerril Jose M., Kowalcuk George A., Deng Ye et al. Impact of metal pollution and Thlaspi caerulescens growth on soil microbial communities // Appl. and Environ. Micribiol. - 2010. - 76, n23. - P. 7843-7853.
16. Landa E.R., Frank S.C. Effect of mercuric chloride on carbon mineralization in soils // Plant and Soil. - 1978. - vol. 49, N 1. - P. 179-183.
17. Xiong Jinbo, Wu Liyon, Tu Shuxin, Van Nostrand Joy D. Microbial communities and functional genes associated with soil arsenic contamination and the rhizosphere of the arsenic-hyperaccumulating plant Pteris vittata L. // Appl. and Environ. Micribiol. - 2010. - 76, n21. - P. 7277-7284.
УДК 631.6.67.687.
Н. В. ПЕРЕКРЕСТОВ
ПОЧВЕННО-КЛИМАТИЧЕСКИЕ АГРОЛАНДШАФТЫ ВОЛГОГРАДСКОЙ ОБЛАСТИ
И ПУТИ ПОВЫШЕНИЯ ИХ ПЛОДОРОДИЯ
(Поступила в редакцию 04.03.14)
В результате исследований выявлено, что на террито- The article examines soil-climatic agro-landscapes of Vol-
рии области получили распространение зональные типы gograd region and ways of increasing their fertility. The land-
почв: черноземные, каштановые, и пойменные. Инторозо- scape of Volgograd region is not uniform. There are zonal types
нальные почвы представлены солонцами, солончаками и of soil on the territory of the region: black earth, chestnut and
солодями. Для повышения плодородия почв области необхо- floodplain. Intra-zonal soils are presented by soils with in-
димо применять орошение, внесение органических и мине- creased content of sodium: solonets, salt-marsh and solod. To
ральных удобрений; почвозащитную технология возделыва- increase region soil fertility, one should apply irrigation and
ния сельскохозяйственных культур. organic and mineral fertilizers.
Введение
Волгоградская область расположена на юго-востоке Европейской части РСФСР в районе Нижнего Поволжья и среднего течения Дона в двух природных зонах: степной с черноземными почвами и сухо-степной с каштановыми почвами. Ее территория составляет общую площадь в 11,4 млн. гектаров. Из общей площади сельскохозяйственных угодий 8 млн. 700 тыс. гектаров. Это и определило необходимость постановки исследований почвенно-климтических агроландшафтов Волгоградской области.
Анализ источников
Нижнее Поволжье находится в трех природных зонах: степной с черноземными почвами, в сухо-степной с каштановыми почвами и в пустынно-степной с бурыми почвами. Основными зональными типами почв являются черноземы, каштановые и бурые пустынно-степные. В направлении с северо-запада на юго-восток они образуют три почвенные зоны. Черноземы в основном представлены (если исключить Саратовскую область) двумя самыми южными подтипами: черноземами обыкновенными и черноземами южными. Тип каштановых почв представлен всеми тремя подтипами, образуя три подзоны. Среди зональных незаселенных почв солончаки встречаются иногда полосами, чаше же отдельными пятнами. Солончаки относятся к почвам низкого плодородия. Солонцы - это интразональ-ные почвы с неблагоприятными физическими и химическими свойствами, образующие различные комплексы с зональными почвами. Только в Волгоградской области солонцовые комплексы занимают около 3,5 млн. гектаров. Вопросы изучения почв отражены в трудах многих ученых: В. П. Белобо-родова, Г. В. Добровольского, И. В. Замотаева, В. М. Кретинина, С. В. Овечкина, Т. Ф. Персиковой и др. [2-3].
Методы исследования
При постановке полевых опытов использовали методику полевого опыта (Б. А. Доспехов, 1985).
Полевые опыты проводились в период с 1993 по 2013 г. Исследования проводились в колхозе «Заветы Ленина» Октябрьского района, ООО совхоз «Карповский» Городищенского района, ОАО «Ах-тубинский» Среднеахтубинского района, ПЗК «Ромашковский» Палассовского района, ООО «Агро-Каустик» Фроловского района, СПК «Труд» Михайловского района, ООО АПК «Родина» Киквидзен-
ского района, колхозе «им. Ленина» Нехаевского района. Разрез № 1 светло-каштановой маломощной тяжелосуглинистой почвы заложен на южной экспозиции склона поля №16 ООО совхоза «Кар-повский». Разрез № 2 каштановой среднемощной тяжелосуглинистой почвы заложен на северной экспозиции поля №25 колхоза «Заветы Ленина». Разрез № 3 темно-каштановой среднемощной тяжелосуглинистой почвы заложен на восточном склоне поля №7 «ООО «Агро-Каустик». Разрез № 4 лу-гово-каштановой среднемощной тяжелосуглинистой почвы заложен на западном склоне поля №5 колхоза «Заветы Ленина». Разрез № 5 чернозема южного маломощного среднесуглинистого заложен на южной экспозиции поля № 10 СПК «Труд». Разрез № 6 чернозема обыкновенного среднемощного среднесуглинистого заложен на северной экспозиции поля № 7 АПК «Родина». Разрез № 7 лугово-черноземной среднемощной среднесуглинистой почвы заложен на западной экспозиции поля № 19 колхоза «им. Ленина». Разрез № 8 слоистой пойменные почвы заложен на юной экспозиции поля № 38 ОАО «Ахтубинский». Разрез № 9 солонца каштанового мелкого тяжелосуглинистого заложен на западной экспозиции поля № 21 ПЗК «Ромашковский». Разрез № 10 солончака гидроморфного тяжелосуглинистого заложен на южной экспозиции поля № 33 ООО совхоз «Карповский». Разрез № 11 лугово-болотной почвы заложен около левого берега реки Ахтуба ОАО «Ахтубинский» [5].
Основная часть
Общая характеристика климата области - засушливость и резко выраженная континентальность. В жаркие летние дни температура воздуха повышается до 33-45 °С (абсолютный максимум),в холодные зимы снижается до 36-41 °С (абсолютный максимум). С одной стороны, здесь продолжительный теплый период (170-200 дней в году), обилие света (продолжительность солнечного сияния достигает 2000 часов), много тепла, (сумма положительных температур составляет 3300-3600 °С), что позволяет выращивать теплолюбивые культуры с продолжительным вегетативным периодом (такие как рис, виноград, грецкий орех, айва). С другой стороны, недостаток атмосферных осадков (среднегодовые величины 300-400 мм) интенсивное испарение (испаряемость до 1000 мм) большой дефицит влажности воздуха, частые суховеи (вероятность 60-70 % и более), пыльные бури, бесснежные зимы, гололед, существенно затрудняют и ограничивают растениеводство [1].
Рельеф Волгоградской области неоднороден. Почвообразующие породы Волгоградской области отличаются значительным разнообразием. В северо-западной части - это четвертичные покровные моренные и флювиогляциальные отложения. В Приволжской Возвышенности встречаются также отложения мелового и третичного периодов в виде глауконитовых песков и супесей палеогеновых суглинков, коренных песчано-опоковых пород, ергенинских песков и др. На Ергенинской возвышенности почвообразующие породы представляют собой элювий и делювий коренных пород в виде красно-бурых глин и четвертичные лессовидные суглинки. В Заволжье (в Прикаспийской низменности) и в Сарпинской низменности почвообразующие породы представлены отложениями Хвалынского моря в виде глин и суглинков, подстилаемых шоколадными глинами. В Северной части Заволжья почвооб-разующими породами являются менее засоленные сыртовые глины, суглинки и опесчаненные образования лессовидного облика. В минералогическом отношении правобережье имеет гидрослюдисто-монтмориллонитовый, а левобережье коалиинто-гидрослюдистый состав [6-7].
Естественный растительный покров почв черноземного типа представлен разнотравно-типчаково-ковыльными степями. В южных более засушливых районах преобладают ковыльно-типчаковые ассоциации, в состав которых входят также тонког ,житняк, степной костер и др. Растительный покров сухой степи значительно беднее по видовому составу и отличается изреженностью травостоя. Преобладающее место занимают полынно-ковыльно-типчаковые и полынно-типчаковые ассоциации. Чем дальше на юг, тем скуднее растительность. На самом юге преобладающее положение занимают такие сухолюбы, как белая полынь, венечник, ромашник, комфоросма, прутняк и др. Они развиваются отдельными кустами, не образуя сплошного покрова. Существенной особенностью растительности сухой степи является преобладание массы подземных органов над массой надземных органов растений.
На территории области получили распространение зональные типы почв: обыкновенные черноземы распространены на северо-западе области; южные черноземы занимают примерно такую же площадь, что и обыкновенные. Они имеют следующее деление: среднемощные, маломощные; лугово-черноземные почвы, сформированные в более увлажненных условиях. Они разделяются на лугово-
черноземные почвы, имеющие грунтовое увлажнение, и лугово-черноземные почвы, не имеющие грунтового увлажнения. Первые из них формируются в долинах степных рек, вторые в хорошо выраженных замкнутых понижениях с хорошим поверхностным увлажнением.
По мощности гумусового горизонта эти почвы делятся на подтипы и роды:
1) чернозем карбонатный, вскипает уже в нижней части горизонта В1;
2) чернозем солонцеватый. Характеризуется заметным уплотнением горизонта В1 с призматической структурой и некоторой распыленностью верхней части гумусового слоя;
3) солонцевато-солончаковатый - появляются еще выцветы солей, образ на засоленных породах;
4) осолоделый, характеризуется накоплением аморфной кремнекислоты в нижней части горизонта А и обособлением гор. В1 с призматической структурой. Нижние слои с признаками оглеения. Все они среднемощные и маломощные;
5) лугово-черноземный мощный А+В=80 см, содержание гумуса 8-9 %;
6) лугово-черноземный среднемощный А+В =50-80см, содержание гумуса 7 %.
В связи с неоднородностью условий почвообразования каштановые почвы отличаются значительным разнообразием. Как в отношении содержания гумуса, так и солонцеватости, карбонатности, вы-щелочености и гранулометрического состава.
Сухость климата обуславливает быструю минерализацию органического вещества. Вследствие этого дерновый процесс не приводит к накоплению большого количества гумуса в профиле каштановых почв, образующихся при разложении растительных остатков. Тип каштановых почв в зависимости от содержания органического вещества подразделяют на 3 подтипа: темно-каштановые, собственно-каштановые, светло-каштановые.
1. Темно-каштановые почвы - это северная часть сухостепной зоны, их подразделяют на маломощные и среднемощные. Содержание гумуса 3-7 %.
2. Каштановые или собственно каштановые залегают полосой южнее темно-каштановых почв. Мощность горизонта А 10-17 см, содержание гумуса - 3-4 %. Заключая в себе и сравнительно небольшое количество органического вещества и обладая недостаточно прочной комковатой структурой, каштановые почвы отличаются вместе с тем значительным содержанием зольных элементов питания и нитратов.
3. Светло-каштановые почвы - это южная часть каштановой зоны. В большинстве случаев они залегают не сплошными массивами, а в комплексе с солонцами и др. почвами. Почти всегда светло -каштановые почвы имеют признаки солонцеватости, а иногда и солончаковости.
Светло-каштановые почвы отличаются более слабой гумусовой окраской и более постепенными переходами между горизонтами. Содержание гумуса 1,5-2 %. Соли в них залегают выше.В комплексе с каштановыми почвами широко распространены солонцы, солончаки и иногда встречаются солоди. В подтипах каштановых почв выделяют следующие родовые подразделения:
1) каштановые карбонатные характеризуются повышенным содержанием карбонатов с самой поверхности. Они образовались на тяжелых породах обогащенных карбонатами;
2) каштановые солонцеватые содержат катион № в поглощенном состоянии свыше 3 % емкости поглощения. Более высокий % и Mg. Они более бесструктурные. В профиле горизонт В1 более уплотнен и более темный;
3) каштановые карбонатно-солонцеватые формируются на засоленных породах тяжелого гранулометрического состава. Вскипают с поверхности. Горизонт В1 плотный, трещиноватый, глыбистый;
4) каштановые солонцевато-солончаковатые обычно приурочены к сильно засоленным породам. В профиле таких почв, наряду с отчетливо выраженным солонцеватыми свойствами, отмечается повышенное содержание солей (более 0,28 %) в метровом слое;
5) каштановые остаточно-солонцеватые имеют отчетливо выраженные морфологические признаки солонцеватости, но № в ППК нет. В степных условиях солонцеватость рассматривается как остаточное явление;
6) каштановые солонцевато-осолоделые имеют признаки осолодевания в верхней или нижней части гумусового горизонта в виде присыпки SiO2 на гранях структурных отдельностей. С плитчатой или листовой структурой [8].
В Волго-Ахтубинской пойме довольно четко выделяются все три части поймы.
Почвы центральной поймы неоднородны. Среди них встречаются подтипы:
1) слоистые пойменные почвы - они часто в прирусловой части. Почвенный их профиль имеет вид чередующихся слоев различной мощности и гранулометрического состава. При описании почвенного
профиля выделяются негенетические горизонты, а слои разного гранулометрического состава, плотности, цвета и т. д.;
2) дерново-слоисто-зернистые почвы развиваются в переходной от прирусловой к центральной части, на мелкогривистых участках центральной поймы. Сложение этих почв рыхлое или несколько уплотненное с хорошо заметной слоистостью. Поверхность несколько задернована, появляются дифференциация на генетические горизонты. Содержание гумуса 1,5-3%.Нижележащие горизонты выделяются ясной слоистостью;
3) дерново-зернистые почвы формируются в центральной части поймы на ровных несколько пониженных местах, где оседают наиболее тонкие иловатые частицы. После спада воды, в условиях хорошего увлажнения развивается пышная разнотравная растительность, оставляющая в почве много гумуса и Са. В связи с этим она имеет зернистую структуру. Содержание гумуса до 4-6 % и больше рН - 6-8;
4) дерново-луговые почвы формируются в центральной и притеррасной части на относительно выровненных и микробугристых элементах рельефа под луговой разнотравно-злаковой растительностью. Основная их особенность преобладания луговых процессов над аллювиальными. Структура комковатая или комковато-зернистая. Гумуса разное количество. Характерно в той или иной степени оглеение;
5) лугово-болотные почвы распространены в притеррасной и на надпойменной террасе в понижениях рельефа при близких грунтовых водах, формируются в условиях избыточного поверхностоно-грунтового увлажнения под основной растительностью. У рек Волгоградской области притеррасная часть поймы тянется узкой полосой и мало чем отличается от примыкающей степи.
В большинстве случаев пойменным почвам свойственно высокое плодородие. Зернистая комковатая структура больше выражена на глинистых иловатых почвах и обладает повышенной водопрочно-стью. Из отрицательных свойств пойменных земель важное значение принадлежит засолению. В некоторых случаях орошение вызвало такое засоление, что приходилось отказываться от их дальнейшего хозяйственного использования. Но опасность засоления больше свойственна дельтовой части рек, где отлагаются легкорастворимые соли № и К.
Наиболее характерными свойствами и признаками почв Волгоградской области являются:
1) бедность органическим веществом - малогумусность - характерна всем зональным подтипам. Исключения могут представлять некоторые луговые почвы;
2) преобладание почв глинистого и суглинистого гранулометрического состава. Более производительны почвы легкосуглинистые и супесчаные;
3) бесструктурность, резко возрастающая в направлении с севера-запада на юго-восток;
4) соленосность почв и почвообразующих пород, щелочная реакция, гидротермический режим обуславливают два перехода в перемещении влаги и солей по профилю: весенний - нисходящий, и летний - восходящий;
5) комплексность почвенного покрова в связи с наличием солонцов, засоленных и др. почвы;
6) близкое залегание углекислых и сернокислых солей кальция, позволяющее создавать более глубокий пахотный слой и успешно применять самомелиорацию солонцов.
Несколько своеобразнее почвенный покров Заволжья. Его отличие от Правобережья сводится в основном к следующему:
1. Сдвиг почвенных зон к северу. Это объясняется усилением засушливости и континентальности климата. Характерно, что граница перехода каштановых почв в светло-каштановые точно совпадает с линией бывших берегов Каспийского моря (линия Николаевка-Палласовка, а местами несколько севернее).
2. Яркая комплексность почвенного покрова, связанная в основном со специфичностью рельефа: малые общие уклоны, выравненность, главенствующая роль микрорельефа, перераспределяющего по площади влагу и соли.
3. Засоленность почв Заволжья заметна почти по всем типам почв. Выражается она в высоком залегании горизонта, скоплении солей в каштановых почвах и в солончаковатости. Основная причина -богатство солями материнских пород - осадков Каспийского моря.
4. Внешнее отличие почв Заволжья от правобережья заключается в менее ясном обособлении почвенных горизонтов и вообще в меньшей выразительности почвенного профиля. Причина этого, видимо, в большей молодости почв Заволжья.
5. Бессточность территории.
6. Значительное распространение луговых почв, формирующихся в краткозатопляемых понижениях-впадинах. В районных присыртовой терассы и в самой северной части Прикаспийской низменности эти почвы занимают большие пространства, залегая по очень пологим, обширным понижениям. Чаще они встречаются в комплексе с каштановыми и солонцеватыми почвами.
7. Луговые почвы разнообразны по внешнему виду и свойствам: одни из них приближаются и каштановым, другие имеют признаки осолодения. Модный гумусовый горизонт, хорошая структура, обеспечивающая благоприятный водно-воздушный и питательный режимы, добавочное увлажнение за счет стока с соседних площадей - все это делает луговые темноцветные почвы наиболее плодородными почвами Заволжья.
Заключение
Вся территория области относится к зоне недостаточного увлажнения. Несмотря на значительную неоднородность агрономических свойств почв и гидротермических условий Волгоградской области, можно выделить ряд общих мероприятий повышению плодородия почв:
1) применение адаптивные технологии возделывания сельскохозяйственных культур с механизированным комплексом машин и электронным картированием полей;
2) развитие орошения, регулируемое влагообеспечением, способствует созданию культурных орошаемых почв. С орошением связана угроза образования слитных почв на черноземах и возможного засоления каштановых почв;
3) влагонакопление и ее рациональное использование (лесозащитное разведение, посевов кулис, снегозадержание, система паров, строительство прудов и водоемов, щелевание и др.);
4) энергосберегающая обработка почвы - создание мощного пахотного слоя. Это накопление и сохранение влаги, и окультуривание большего слоя почвы;
5) обогащение почвы органическим веществом. Все наши почвы малогумусные, поэтому увеличение содержания органического вещества, особенно гумуса - это важнейшее условие для повышения эффективности плодородия. Навоз, органические остатки, зеленые удобрения необходимо заделывать на полную мощность пахотного горизонта;
6) создание однородного почвенного покрова в первую очередь за счет мелиорации солонцов. В области комплексных почв с содержанием от 25 до 70 % солонцов 3,5 млн. гектаров, 2,4 млн. гектаров в пашне. На наших степных солонцах в первую очередь перспективных многоярусные обработки. При орошении - химическая мелиорация;
7) борьба с ветровой, водной и ирригационной эрозией. Почвозащитные системы обработки почвы. У нас 929 тыс. гектаров эрозионноопасных земель, из них 490 тыс. гектаров пашни.
В освоении Волго-Ахтубинской поймы сложились следующие четыре основных направления:
1. Обвалование участков, т. е. постройка искусственных ограждений против заготовления и строительстве на обвалованной площади орошения.
2. Посев сельскохозяйственных культур после кратковременного затопления с организацией дополнительных вегетационных поливов.
3. Проведение «послеспадовых посевов» без дополнительного искусственного орошения. По низинам картофель, а где повыше кормовые культуры.
4. Использование естественных сенокосов и пастбищ.
ЛИТЕРАТУРА
1. Агроклиматический справочник по Волгоградской области. - Л: Гидрометеоиздат, 1967. - 143 с.
2. Гаврилов, A. M. Научные основы сохранения воспроизводства плодородия почв в агроландшафтах Нижнего Поволжья / A.M. Гаврилов. -Волгоград: ВГСХА, 1997. - 183 с.
3. Гаврилов, А. М. Почвоведение / А. М. Гаврилов. - Волгоград: «Нива», 2008. -280 с.
4. Гаврилов, A. M. Научные основы повышения плодородия почв Нижнего Поволжья / A. M. Гаврилов, М. Т. Проц-ко. - Волгоград: ВСХИ, 1979. -С. 85.
5. Доспехов, Б. А. Методика полевого опыта / Б. А. Доспехов. - М: Колос, 1979. - 416 с.
6. Перекрестов, Н. В. Сохранение и повышение плодородия почв в агроландшафтах Нижнего Поволжья / Н. В. Перекрестов - Волгоград, 2010. - С. 92.
7. Перекрестов, Н. В. Почвенно-климатические условия ландшафтов Волгоградской области / Н. В. Перекрестов. -Волгоград, 2012.- С. 260.
8. Плескачев, Ю. Н. Агроэкологическая типизация земель степной и сухостепной зон Нижнего Поволжья / Ю. Н. Плеска-чев // Экономика природопользования. -2012. - №5. - С. 23-25.
