CC BY
23
НАУЧНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ И УПРАВЛЕНИЕ АГРОПРОМЫШЛЕННЫМ КОМПЛЕКСОМ
Ш
Научная статья УДК 631/635
doi: 10.55186/25876740_2023_66_3_255
ПОЧВОЗАЩИТНАЯ РОЛЬ ПРЯМОГО ПОСЕВА В ЗЕМЛЕДЕЛИИ
В.П. Белобров1, Д.А. Шаповалов2, В.К. Дридигер3, С.А. Юдин1, Н.Р. Ермолаев1
почвенный институт им. В.В. Докучаева, Москва, Россия 2 Государственный университет по землеустройству, Москва, Россия
3Северо-Кавказский федеральный научный аграрный центр, Ставропольский край, Михайловск, Россия
Аннотация. Рассматривается зарождение прямого посева (no-till) в России, его распространение и основные преимущества по сравнению с традиционным земледелием, в котором применяются обработки почв. Проанализированы изменения мощности гумусового горизонта А1, гумусированного профиля А1+АВ и глубины вскипания от 10% HСl при использовании прямого посева в типичных, обыкновенных черноземах и каштановых почвах Курской, Воронежской областей и Ставропольского края на примере зерновых севооборотов в научных опытах и производственных условиях за период в 1-2 ротации полевых плодосменных севооборотов. Общая и наиболее эффективная почвозащитная роль прямого посева связана с обязательным оставлением на поверхности почв растительных остатков после сбора урожая до их полного разложения, что приводит к снижению физического испарения и накоплению влаги в поверхностном слое почв. В условиях дефицита атмосферных осадков в засушливой зоне Ставропольского края это купирует водную эрозию и дефляцию. Защитная функция пожнивных остатков в прямом посеве во всех объектах усиливается во временном цикле и пространстве и зависит от зонально-региональных условий почвообразования и соблюдения технологии прямого посева. Тенденция восстановления деградированных свойств в прямом посеве является показателем устойчивости почв к внешним природным и антропогенным воздействиям. Методика оценки влияния прямого посева основана на использовании данных, полученных в результате полевых исследований и дистанционного зондирования земли (ДЗЗ), что в совокупности повышает контроль и качество мониторинга почв.
Ключевые слова: черноземы, морфометрические параметры, ротация севооброта, пожнивные остатки, эрозия, дефляция
Original article
SOIL PROTECTION ROLE OF NO-TILL IN AGRICULTURE
V.P. Belobrov1, D.A. Shapovalov2, V.K. Dridiger3, S.A. Yudin1, N.R. Ermolaev1
1V.V. Dokuchaev Soil Science Institute, Moscow, Russia 2State university of land use planning, Moscow, Russia
3North Caucasian Federal Scientific Agrarian Center, Stavropol Territory, Mikhailovsk, Russia
Abstract. The origin of no-till in Russia, its spread and the main advantages in comparison with traditional agriculture, in which soil treatments are used, are considered. The changes in the thickness of the A1 humus horizon, the A1+AB humus profile and boiling depth from 10% HCl were analyzed using no-till in typical, ordinary chernozem (Voronic Chernozems Pachic), and chestnut soils (Haplic Kastanozems Chromic) of the Kursk, Voronezh regions and Stavropol Territory on the example of grain crop rotations in scientific experiments and production conditions over the period in 1-2 rotations of field crop rotations. The general and most effective soil protection role of no-till is associated with the obligatory leaving of crop residues on the soil surface after harvesting until they are completely decomposed, which leads to a decrease in physical evaporation and the accumulation of moisture in the surface layer of soils. In conditions of deficiency of atmospheric precipitation in the arid zone of the Stavropol Territory, this stops water erosion and deflation. The protective function of crop residues in no-till in all objects is enhanced in the time cycle and space and depends on the zonal-regional conditions of soil formation and adherence to no-till. The tendency to restore degraded properties in no-till is an indicator of soil resistance to external natural and anthropogenic impacts. The methodology for assessing the impact of no-till is based on the use of data obtained as a result of field research and remote sensing (RS), which together improves the control and quality of soil monitoring. Keywords: chernozems, morphometric parameters, crop rotation, crop residues, erosion, deflation
Введение. Основоположником минимизации обработки почвы в мире признан наш соотечественник И.Е. Овсинский, разработавший новую систему земледелия [1], в которой проводится только мелкая (не глубже 5 см) обработка почвы, при которой уничтожаются сорные растения и получается рыхлый поверхностный слой, хорошо сохраняющий влагу в почве. В этой системе он описал все преимущества минимальной обработки почвы по сравнению с традиционной вспашкой в десяти тезисах, которые актуальны и в настоящее время, спустя более чем столетие.
Идеи И.Е. Овсинского нашли свое продолжение в трудах Т.С. Мальцева и А.И. Бараева, которые кроме минимизации обработки почвы, предложили оставлять на поверхности растительные остатки возделываемых культур, что
обеспечивало большее накопление влаги в почве и её защиту от дефляции от водной эрозии.
Во второй половине XX века мировое земледелие достигло «крайней степени» минимизации почвообработки, когда почва не обрабатывается. Такие технологии возделывания сельскохозяйственных культур получили название «no-till» или «прямой посев». Начиная с XXI столетия прямой посев существенно расширил границы использования в мире. Общая площадь в 106 млн. га с 2008 г. возросла в 102 странах к 2022 г. до 205 млн. га [2, 3]. Это составляет около 14% от ~1500 млн. га мирового ресурса пахотных почв, идентифицированных по спутниковым данным. Таким площадям использования почв в прямом посеве способствовала его ключевая, почвозащитная роль, своеобразный спасательный круг в земледелии
всех стран от проблемы мирового масштаба — любых видов эрозии [4]. Использование прямого посева как более экологичной и ресурсосберегающей системы земледелия стало дополнительным критерием ее использования в мировой практике. Применение прямого посева в силу региональных, почвенно-климати-ческих и социально-экономических условий возделывания культур не везде возможно, но постоянно растет вследствие почвозащитной функции, играющей первостепенную роль.
В России совокупный ареал использования технологии прямого посева составляет ориентировочно около 2 млн. га, менее 1% от общемирового показателя [5]. При этом Россия занимает третье место после США и Индии по занятости территории пахотными почвами. Наиболее продуктивные из них — черноземы,
© Белобров В.П., Шаповалов Д.А., Дридигер В.К., Юдин С.А., Ермолаев Н.Р., 2023 Международный сельскохозяйственный журнал, 2023, том 66, № 3 (393), с. 255-260.
интенсивно используются, что приводит к деградации свойств, определяющих их плодородие [6]. Для поддержания плодородия черноземов требуется немало ресурсов (минеральные и органические удобрения, гербициды и пестициды, различные мелиорации, направленные на защиту почв от эрозии и переувлажнения, в засушливых регионах на орошение и т.д.).
Количественно оценить почвозащитную и противоэрозионную роль прямого посева достаточно сложно. Необходимы в динамике полевые наблюдения, использование данных БПЛА и ДЗЗ, просто знать, где территориально применяется прямой посев, т.е. обосновать его идентификацию и провести первичный мониторинг.
Прямой посев имеет ряд диагностических признаков применения. Одним из них являются пожнивные остатки, оставляемые при уборке урожая на поверхности почв до полного разложения. Этот признак отличает почвы прямого посева от пахотных, где в течение года всегда есть период обработок с открытой поверхностью почв. Поэтому технологии, при которых происходит изъятие пожнивных остатков с поля, не имеют отношения к системе прямого посева, как и не является таковой оставление растительных остатков на поверхности в сочетании с обработкой почвы. Таким образом процесс идентификации прямого посева обратный определению открытой поверхности почв [7]. Он довольно сложный, так как необходимо достоверно идентифицировать наличие растительных остатков на поверхности почв и отсутствие их обработки в течение длительного времени.
Предложены разные методы, на основании которых можно получить данные о почвозащитной и противоэрозионной функции прямого посева. Например, по морфометрическим параметрам почв при сравнении традиционной технологии и прямого посева [8], путем анализа космических снимков в динамике [9], методами оценки и ретроспективным анализом почвенного покрова [10, 7], количественной оценкой растительных остатков на поверхности почв [11], наконец использованием подходов краудсор-синговых технологий [12].
Противоэрозионная роль прямого посева сказывается на многих прямых и косвенных показателях, характеризующих свойства почв. Наиболее широко используемым критерием является мощность гумусового горизонта — интегральный показатель продуктивности почв. Его снижение — типичный пример проявления эрозии почв независимо от применяемой в земледелии технологии с обработкой почв. Оценить мощность гумусового горизонта дистанционными методами в динамике довольно сложно, но в комбинации с полевыми исследованиями они дают качественный, достоверный материал.
В этой связи при смене технологии земледелия и в целом землепользования, возникает потребность в мониторинге почвенного покрова, количественной оценке его продуктивных свойств для контроля изменений почв во времени. Мониторинг почв с помощью данных ДЗЗ предусматривает оценку достоверности и точности полученных результатов. Она многократно повышается, если контроль основан на полевых данных изменчивости морфометрических параметров почвенного профиля, которые являются универсальными критериями степени эроди-рованности почв, деградации и трансформации ее свойств, например, дегумификации, карбо-натности, засоления, осолонцевания профиля.
Периодичность мониторинга и площадь обследования зависят от степени эродированности почв и может повторяться в соответствии с ротациями на ключевых площадках и/или участках.
Цель настоящей работы состоит в анализе влияния прямого посева на морфометрические параметры черноземов и каштановых почв в условиях стационарных научных исследований и многолетнего опыта работы коллективных и фермерских хозяйств Европейской территории России, апробации комплексного подхода к оценке его почвозащитной роли, основанной на анализе дистанционных и полевых данных.
Объекты и методы. Объекты исследования — черноземы типичные, обыкновенные и южные, а также каштановые карбонатные почвы на территориях Курской и Воронежской областей, а также Ставропольского края (рис. 1).
На примере этих объектов, где применяются полевые плодосменные севообороты, проводился сравнительно-географический анализ воздействия технологии прямого посева на морфологические, агрофизические и агрохимические свойства почв, выполняющие противо-эрозионные и почвозащитные функции.
Методы исследований предусматривали полевое обследование, включавшее топографическую съемку и картографирование почвенного
покрова опытных полей в масштабе 1:1000 — 1:2500 или заложение почвенно-геоморфоло-гических профилей на производственных полях хозяйств, использующих как традиционную технологию (ТТ), так и прямой посев (ПП). Применялось ручное бурение скважин до глубины 2-3 метра с описанием морфологии и мор-фометрии почв и отбором образцов с глубины 0-10 и 10-20 см и по генетическим горизонтам. Анализы почв выполнены в Исследовательском лабораторном центре Почвенного института им. В.В. Докучаева. Статистическая обработка данных проведена с помощью системы Excel при уровне значимости 0,05 и серийного непараметрического критерия S.
Результаты и обсуждение. Территориально все исследованные почвы приурочены к лесостепным и степным регионам, что дает возможность оценить зонально-провинциальные особенности влияния прямого посева на их свойства и почвозащитные функции. Кроме того, они репрезентативны для такой оценки, поскольку характеризуют наиболее представительные структуры почвенного покрова регионов.
На территории стационара в п. Черемушки («Курский ФАНЦ», координаты: 51037',71 с.ш.; 36015',73 в.д.) в структуре почвенного покрова
Рисунок. 1. Объекты исследования Figure. 1. Objects of research
Рисунок. 2. Типичные черноземы опытных полей Курского ФАНЦ Figure. 2. Typical chernozems of the experimental fields of the Kursk FANZ
НАУЧНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ И УПРАВЛЕНИЕ АГРОПРОМЫШЛЕННЫМ КОМПЛЕКСОМ
доминирует подтип типичных черноземов. При этом род обычных составляет 82%, карбонатных перерытых — 12% и глубоковскипающих — 6% [13] (рис. 2).
Морфометрические параметры гумусового профиля после первой ротации показали при сравнении прямого посева и вспашки статистически не достоверные результаты, но отразили тенденцию, направленную на снижение показателей (табл. 1).
Вряд ли в этом случае следует ожидать снижения параметров под воздействием водной эрозии, так как уклон поверхности на участке составляет менее 1,50. Вероятно это в большей степени связано с отсутствием обработок при прямом посеве, что приводит к временному уплотнению почв, которое не выходит за рамки допустимого уровня, хотя и снижает урожайность культур в первые годы использования технологии на типичных черноземах [14, 8].
В отличие от гумусированного профиля глубина вскипания черноземов отразила более существенные и значимые различия между технологиями. При прямом посеве глубина вскипания поднялась по сравнению с пахотными почвами на 20 см ближе к поверхности почв и связано это с изменением водного режима. При вспашке и гомогенизации поверхностного слоя процесс фронтального выщелачивания карбонатов зависит от количества выпадающих осадков и физического испарения с поверхности почв. В прямом посеве за счет пожнивных остатков на поверхности почв снижается физическое испарение и фронтальное выщелачивание, но повышаются влагозапасы в поверхностном слое, особенно необходимые для растений в летний вегетационный период, когда наблюдаются длительные засушливые периоды [15, 8].
Таким образом тренд снижения за одну ротацию мощности горизонтов А1 и А1+АВ и глубины вскипания обусловлен сменой технологии на прямой посев. Пожнивные остатки на поверхности черноземов трансформируют водный режим, способствуют накоплению влаги в корнео-битаемом слое и препятствуют поверхностному стоку, который проявляется в пахотных почвах при насыщении влагой поверхностного горизонта, особенно в условиях ливневых осадков. Более плотный, агрегированный и водоустойчивый поверхностный слой почв при прямом посеве обеспечивает противоэрозионный эффект, который усиливается по мере использования ПП в земледелии [16].
В структуре почвенного покрова Каменной Степи типичные черноземы, по мнению Н.Б. Хи-трова [17], наиболее часто встречающийся компонент, хотя представительность обыкновенных черноземов можно рассматривать на уровне близком к типичным. На опытном поле (координаты: 510 03' 16,2'' с. ш.; 400 44' 49,7'' в. д.), где проводились исследования, доля среднемощных черноземов составляла 74%, а маломощных — 26%. По глубине вскипания средне карбонатные черноземы составляли 54%, высоко карбонатные — 46% (рисунок 3).
Изменчивость морфометрических параметров в отличие от типичных черноземов Курской области имеет при прямом посеве обратную тенденцию — к слабому росту показателей (см. табл. 1), что обусловлено региональными особенностями типичных черноземов Каменной Степи, которые связаны с водным режимом и тяжелым (легкоглинистым) гранулометрическим составом.
Таблица 1. Морфометрические параметры типичных черноземов в традиционной технологии и прямом посеве
Table 1. Morphometry parameters of typical chernozems after the second crop rotation
Почвы Статистические Мощность (см) ПП/ТТ Вскипание(см)
функции А1 А1+АВ
Типичные черноземы «Курский ФАНЦ» Са 63/70 100/111 67/87
+/- -7 -11 -20
(1 ротация, 2016) Со 7/8 16/17 27/38
п=20 S05 нет нет да
Типичные черноземы «Воронежский ФАНЦ» Са 49/44 71/66 54/51
+/- +5 +5 +3
(1 ротация, 2017) Со 6/12 10/16 13/11
п=10 S05 нет нет нет
Обыкновенные черноземы «Северо-Кавказский ФНАЦ» Са 69/70 120/111 53/50
+/- -1 +9 +3
(2 ротации, 2019) Со 9/12 10/14 16/8
п=12 S05 нет нет нет
Обыкновенные черноземы ООО СХП «Урожайное» Са 54/34 101/76 46/0
+/- +20 +25 +46
(2 ротации, 2017) Со 3/2 8/9 5/0
п=10 S05 да да да
Каштановые почвы Са 33/20 51/37 0/0
СПК «Архангельский» +/- +13 +14 -
(2 ротации, 2019) Со 7/9 14/13 -
п=10 S05 да да -
*/ здесь и далее в таблицах: Са — средняя арифметическая; Со — стандартное отклонение; S05 — серийный критерий; нет — означает, что выборки по прямому посеву и вспашке достоверно не различаются, да — выборки значимо различаются
*/ here and below in the tables: Са — arithmetic mean; Со — standard deviation; S05 — serial criterion; нет — means that the samples for no-till and plowing do not differ significantly, да — the samples differ significantly
На глубине 2-3 м черноземы подстилаются более тяжелыми глинами, создающими локальное переувлажнение профиля за счет верховодки. Регулярные засухи, периодически повторяющиеся в Каменной Степи со времен В.В. Докучаева, создают на фоне изменений глобального климата в настоящее время, контрастный водный режим по сезонам года в карбонатном профиле почв [18]. Сезонные колебания уровня грунтовых вод (УГВ) в Каменной Степи меняют характер увлажнения и свойства черноземов во времени и пространстве, а смена технологии на прямой посев — неоднородность почвенного покрова, создавая более устойчивый к этой вариабельности УГВ водный режим.
Воздействие прямого посева проявляется в преобразовании гомогенизированного поверхностного слоя, образующегося при обработках чернозема. Он трансформируется в структурный горизонт из водоустойчивых агрегатов, в котором межагрегатное пространство и палеокриогенные полигональные структуры почв степи в виде трещин, служат для сброса излишков поверхностных вод в грунтовые. В периоды засух вода поступает по капиллярам в верхние горизонты черноземов и расходуется на рост и развитие возделываемых культур.
Такой водный режим не способствует развитию водной эрозии, как и формированию более мощного гумусового горизонта. Для этого необходим менее тяжелый и более мощный однородный горизонт подстилающих лессовидных пород, характерный для типичных черноземов Курской области. Вместе с тем краткосрочность этого мелко деляночного опыта в Каменной Степи, вероятно недостаточна для более тщательного анализа и достоверных выводов.
В почвенном покрове стационара «СевероКавказского ФНАЦ» доминируют обыкновенные
черноземы. На опытном поле (координаты: 45007'35'' с. ш.; 42003' 20'' в. д.) площадью 2 га (по 1 га на каждую технологию) все почвы имеют среднемощный профиль (50-80 см), причем половина из них среднекарбонатные с глубиной вскипания 50-80 см, другая высококарбонатные (30-50 см) (рис. 4).
Тренд изменения морфометрических параметров отличается от типичных черноземов Курской области и близок к черноземам Каменной Степи. Различия по мощности горизонтов А1+АВ между технологиями (см. таблицу 1) не имеют достоверного характера и связаны с зонально-провинциальными особенностями почвообразования в Ставропольском крае. Обыкновенные черноземы в этих условиях имеют более мощный гумусированный профиль по сравнению с типичными черноземами центрально-черноземных областей (ЦЧО) и постепенный переход между горизонтами.
Изменения карбонатного профиля обыкновенных черноземов несмотря на две ротации имеют слабо выраженный характер. В прямом посеве коэффициент вариации глубины вскипания в два раза выше, чем в пахотных почвах, что связано с усилением неоднородности почв и восстановлением природной пестроты почвенного покрова [19]. Возможно, что для достоверных изменений карбонатного профиля обыкновенных черноземов требуется более длительное использование прямого посева, чем восьмилетний период или больший по площади и репрезентативности полигон для полевого опыта.
Данные научных опытов показали, что изменчивость морфометрических параметров связана как со сменой технологии на прямой посев, так и зонально-провинциальными особенностями почв. Разнонаправленные тренды
- 257
Международный сельскохозяйственный журнал. Т. 66, № 3 (393). 2023
I I Прямой посев I 1 Традиционная технология
ЧЁО
м
чьи
ЧЕЗ
черноземы среднемощные IL_I черноземы маломощные
I I черноземы □□ черноземы
высококарбонатные среднекарбонатные
Рисунок. 3. Карты мощности и карбонатности профиля типичных черноземов опытного поля в Каменной Степи
Figure. 3. Maps of the thickness and carbonate profile of typical chernozems of the experimental field in the Kamennaya Steppe
в этих опытах, в основном не имеют достоверной значимости между технологиями. В силу формирования почв на водораздельных пла-корных участках водная эрозия не отмечалась ни визуально, ни на примере морфометриче-ских параметров.
Производственные условия показали существенное отличие от научных опытов. В Ставропольском крае одним из передовых хозяйств использующих прямой посев является ООО СХП «Урожайное», входящее в состав аг-рохолдинга «АСБ» с 2012 г. (координаты: участок 1 — 45°49'05'' с. ш.; 42°03'32'' в. д. и участок 2 — 45°50'55'' с. ш.; 42°02'45'' в. д.). Оно расположено в Ипатовском районе в северной части засушливой зоны края, где формируются обыкновенные и южные черноземы (рис. 5). Проведенные в 2017 г. исследования почв показали, что различия в морфометрических параметрах между ПП и ТТ значимы и обусловлены влиянием эрозии, преимущественно в виде дефляции [16] (см. табл. 1).
Фермерское хозяйство использует традиционную систему земледелия, пахотные почвы маломощные и вскипают с поверхности, что более характерно для южных черноземов. ООО СХП «Урожайное» до прямого посева также использовало традиционную систему земледелия, в которой применялись обработки почв.
После многолетнего применения прямого посева черноземы имеют среднемощный профиль, они высококарбонатные (вскипают от 10% HCL на глубине 30-50 см), что типично для обыкновенных черноземов. Если не знать историю земледелия в этих расположенных рядом через лесополосу хозяйствах, полученный результат мониторинга почв в определенной степени обескураживает. Только наличие белоглазки в горизонте В2к при бурении подтверждает, что в обеих хозяйствах в земледелии используются обыкновенные черноземы, но в разной степени эродированные и выщелоченные от карбонатов.
Признаков водной эрозии на поверхности пахотных почв нет и только морфометрия профилей позволила выявить и обосновать дефляцию на пахотных черноземах, которая и привела к столь существенным различиям в почвах хозяйств. В данном случае полевой сравнительный мониторинг почв при оценке влияния технологий земледелия (вероятно и землепользования) показал эффективность своего применения. Данные ДЗЗ хорошо идентифицируют процессы водной эрозии, особенно на пахотных почвах [9].
Отсутствие на поверхности почв растительных остатков фиксирует потенциальную возможность развития водной эрозии и/или дефляции на пахотных почвах. Закрытая пожнивными остатками почва имитирует залежные земли и является почвозащитным экраном для развития водной эрозии.
Полученная разница в морфометрических параметрах обыкновенных черноземов между прямым посевом и традиционной технологией, в отличие от типичных черноземов, показала статистически значимые результаты. Это указывает на то, что применение прямого посева привело к существенным изменениям в пользу сохранения гумусированного профиля почв от дефляции и водной эрозии и улучшению водо-обеспеченности возделываемых культур.
В юго-восточной части засушливой зоны Ставропольского края в Буденновском районе был апробирован на каштановых почвах дистанционно-полевой метод оценки влияния прямого посева как почвозащитной системы земледелия [13] (рис. 6).
Морфометрические показатели мощности горизонтов А1 и А1+АВ отразили значимые различия в применяемых технологиях (см. таблицу 1). Буденновский район Ставрополья характеризуется длительными периодами дефицита влаги в вегетационный период, которые чередуются по месяцам, но фактически постоянны,
Рисунок 4. Мощность (4А) и карбонатность (4Б) обыкновенных черноземов Северо-Кавказского ФНАЦ
Figure 4. Power (4А) and carbonate content (4Б) of ordinary chernozems North Caucasian FNAC
доставляя множество проблем для сохранения урожая на пахотных почвах, от которых кроме орошения нет других эффективных методов защиты.
Прямой посев в этом плане наиболее подходящая и адаптированная технология, причем именно в условиях дефицита атмосферных осадков, их не предсказуемой периодичности и интенсивности. Именно на подобных почвах (южных черноземах) И.Е. Овсинский впервые успешно апробировал новую систему земледелия. Почвозащитное влияние пожнивных остатков на поверхности почв в этих условиях трудно переоценить. Они выполняют комплексную роль, улучшая микробиологический потенциал почв и как показали исследования структуру и содержание питательных элементов (№!<) в 20 см слое почв [11].
Новый методический подход к оценке проективного покрытия растительными остатками поверхности почв основанный на ДЗЗ (мультив-ременный индекс minNDTI) позволил составить карту использования прямого посева в Буденновском городском округе Ставропольского края [11] (рис. 7).
Используя данный подход можно оценивать пространственное освоение новой системы земледелия и ее устойчивость во времени, а также в динамике, что в целом необходимо для системы управления почвенными ресурсами. Кроме того, возможен наземный экспертный, а также полевой мониторинговый контроль процессов водной эрозии и дефляции и в целом характера почвозащитной функции прямого посева.
НАУЧНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ И УПРАВЛЕНИЕ АГРОПРОМЫШЛЕННЫМ КОМПЛЕКСОМ
Ш
Рисунок 5. Отбор проб на полях, характеризующих южные черноземы в ООО СХП «Урожайное» Ставропольского края Figure 5. Sampling in fields characterizing southern chernozems in LLC SHP "Urosaynoe" of the Stavropol territory
Рисунок 6. Поля обследования ООО СП «Добровольное» (слева) и СПК «Архангельский» Ставропольского края
Figure 6. Survey fields of OOO SP "Dobrovolnoe" (left) and SPK «Arkhangelskoe» Stavropol Territory
Рисунок 7. Карта использования технологии прямого посева в Буденновском городском округе Ставропольского края
Figure 7. Map of the use of no-till in the Budennovsky district of the Stavropol Territory
Заключение. Противоэрозионная и почвозащитная функция прямого посева характерна для всех исследуемых типов почв. Она проявляется в общей тенденции восстановления их деградированных свойств, что является показателем устойчивости почв к внешним природным и антропогенным воздействиям, в особенности к глобальным изменениям климата, экстремальным температурам и осадкам ливневого характера. Использование прямого посева характеризуется усилением устойчивости почвенного покрова во временном цикле и пространстве. Это по-разному проявляется
в свойствах почв и зависит от почвенно-кли-матических условий и соблюдения технологии прямого посева.
Использование пожнивных остатков на поверхности почв можно рассматривать как универсальный противоэрозионный метод по сохранению почв от деградации. Воздействие растительных остатков на почвенный профиль, определяет общую восстановительную функцию почв и зависит от региональных условий почвообразования. В прямом посеве воздействие меняющихся во времени природных факторов почвообразования можно учитывать,
меняя севообороты и почвопокровные культуры в зависимости от количества атмосферных осадков, их периодичности, засух, переувлажнения, влияния болезней и вредителей на урожайность культур.
Исследования показали, что в условиях достаточного увлажнения в прямом посеве отмечается тенденция к снижению выщелоченно-сти от карбонатов в типичных и обыкновенных черноземах. При неустойчивом увлажнении и относительном дефиците атмосферных осадков в прямом посеве наблюдается тенденция к увеличению выщелоченности обыкновенных и южных черноземов, а в засушливых условиях при постоянном дефиците осадков (каштановые почвы) выщелоченность всего профиля не проявляется, но характерно снижение щелочности, которое затрагивает только верхнюю часть гумусового горизонта.
Данные ДЗЗ обеспечивают возможность оценки развития прямого посева в динамике на уровне отдельных хозяйств, а при использовании индекса NDVI и отдельных свойств почв, например, содержания №К. Они служат исходной базой для регламентации и характера использования прямого посева, эффективность которого проверяется полевыми методами исследования и результатами экономической деятельности предприятий. Существующая тенденция к расширению площадей почв, занятых прямым посевом, сдерживается в результате систематических ошибок в применении данной технологии. Научно-производственный контакт в данной сфере полезен как ученым, так и практикам, лучше, когда он имеет постоянную основу и взаимную заинтересованность.
Использование прямого посева в земледелии при всех положительных примерах снижения деградации почв выполняет восстановительную, одну из самых сложных функций в экологии почвенного покрова. Примеров смены пахотного землепользования на залежное в постреформенный период в нашей стране множество. Миллионы гектаров залежных почв за 30 лет изменили свои свойства и экологические функции. Возврат лучших из них лимитируется социально-экономическими причинами и необходимостью оценки качества почв, в чем данные ДЗЗ и наземный полевой контроль играют первостепенную роль.
Список источников
1. Овсинский И.Е. Новая система земледелия. Киев. 1899. 178 с.
2. Mangalassery S., Sjogersten S., Sparkes D.L. and Mooney SJ. 2015. Examining the potential for climate change mitigation from zero tillage. Journal of Agricultural Science, Cambridge University Press. Р. 1-23.
3. Corsi S., Muminjanov H. Conservation agriculture: Training guide for extension agents and farmers in Eastern Europe and Central Asia. 2019. 1-140 с.
4. Монтгомери Д. Почва. Эрозия Цивилизаций. Анкара: 2015. 434 с.
5. Дридигер В.К. Особенности проведения научных исследований по минимизации обработки почвы и прямому посеву (методические рекомендации). Ставрополь: Сервис-Школа, 2020. 69 с.
6. Иванов А.Л., Кулинцев В.В., Дридигер В.К., Белобров В.П. О целесообразности освоения системы прямого посева на черноземах России / Достижения науки и техники АПК. 2021. № 4. Том 35. С. 8-16.
7. Королева П.В. Пространственно-временные связи между землепользованием и почвенным покровом пахотных угодий (на примере Арсеньевского и Плавского районов Тульской области в период с 1969 по 2020 гг) // Автореферат на соискание уч. степени кандидата сельскохозяйственных наук. М.: 2021. 25 с.
8. Чернозем типичный. Прямой посев, Курская область. Опыт, ротация 1.1. Белобров В.П., Юдин С.А., Ай-диев А.Ю., Ермолаев Н.Р., Лебедева М.П., Абросимов К.Н., Борисочкина Т.И., Воронин А.Я, Плотникова О.О. Гл. редактор Иванов А.Л. М.: ГЕОС. 2021. 127 с.
9. Дридигер В.К., Белобров В.П., Антонов С.А., Юдин С.А., Гаджиумаров Р.Г., Лиходиевская С.А., Ермолаев Н.Р. Защита почв от водной эрозии и дефляции в технологии No-till // Земледелие. 2020. № 6. С. 11-17.
10. Шаповалов Д.А., Королева П.В., Калинина Н.В., Рухович Д.И., Сулейман Д.А., Долинина Е.А. Учет и выделение переувлажненных территорий при почвенном картографировании и землеустройстве // Почвоведение. 2020. № 3. С. 291-307.
11. Ермолаев Н.Р., Юдин С.А., Белобров В.П., Дриди-гер В.К., Гаджиумаров Р.Г. Количественная оценка растительных остатков в прямом посеве по данным дистанционного зондирования и полевого обследования почвенного покрова // Бюллетень Почвенного института имени В.В. Докучаева. 2022. Вып. 112. С. 134-159.
12. Прудникова Е.Ю., Савин И.Ю., Виндекер Г.В. Распознавание пахотных почв по фотографиям, получаемым в рамках краудсорсинговых технологий // Бюллетень Почвенного института имени В.В. Докучаева. 2022. Вып. 111. С. 77-96.
13. Классификация и диагностика почв СССР. М.: Колос. 1977. 223 с.
14. Холодов В.А., Ярославцева Н.В., Фарходов Ю.Р., Белобров В.П., Юдин С.А., Айдиев А.Я., Лазарев В.И. Фрид А.С. Изменение соотношения фракций агрегатов
в гумусовых горизонтах черноземов в различных условиях землепользования // Почвоведение. 2019 № 2. С. 184-193.
15. Базыкина Г.С., Овечкин С.В. Миграционно-мице-лярные черноземы Курской области в климатических и биосферных циклах // Бюллетень Почвенного института имени В.В. Докучаева. 2012. (70). С. 3-18.
16. Белобров В.П., Дридигер В.К., Юдин С.А., Ермолаев Н.Р. К вопросу о диагностике и защите почв от дефляции в Ставропольском крае // Аграрный вестник Урала. 2021. № 02 (205). С.12-23.
17. Хитров Н.Б. Структура почвенного покрова Каменной Степи. Научные труды. Разнообразие почв Каменной Степи. М.: 2009. С. 41-71.
18. Исаев В.А., Белобров В.П., Иванов А.Л. Динамика факторов почвообразования и их влияние на технологию земледелия в Каменной степи. Бюллетень Почвенного института им. В.В. Докучаева. 2020. № 104. С. 5-30.
19. Белобров В.П., Дридигер В.К., Юдин С.А. Влияние технологий земледелия на морфометрические признаки черноземов // Бюллетень Почвенного института им. В.В. Докучаева. 2020. № 102. С. 125-142.
References
1. Ovsinsky I.E. (1899). Novaya sistema zemledeliya (New farming system), Kyiv, 178 p.
2. Mangalassery S., Sjogersten S., Sparkes D.L. and Mooney S.J. 2015. Examining the potential for climate change mitigation from zero tillage. Journal of Agricultural Science, Cambridge University Press. Р. 1-23.
3. Corsi S., Muminjanov H. Conservation agriculture: Training guide for extension agents and farmers in Eastern Europe and Central Asia. 2019. 1-140 с.
4. Montgomery D., (2015). Eroziya Tsivilizatsiy (Soil. Erosion of Civilizations), Ankara, 434 p.
5. Dridiger V.K. (2020). Osobennosti provedeniya nauch-nykh issledovaniy po minimizatsii obrabotki pochvy i pry-amomu posevu (metodicheskiye rekomendatsii) (Peculiarities of scientific research on minimization of tillage and direct sowing (guidelines)), Stavropol: Service School, 69 p.
6. Ivanov A.L., Kulintsev V.V., Dridiger V.K., Belobrov V.P. (2021). O tselesoobraznosti osvoyeniya sistemypryamogo poseva na chernozemakh Rossii [On the feasibility of developing a system of direct sowing on the chernozems of Russia]. Dostizheniya nauki i tekhniki APK, no. 4, vol. 35, pp. 8-16.
7. Koroleva P.V. (2021). Prostranstvenno-vremennyye svyazi mezhdu zemlepol'zovaniyem i pochvennym pokrovom pakhot-nykh ugodiy (na primere Arsen'yevskogo i Plavskogo rayonov Tul'skoy oblasti vperiods 1969 po 2020 gg [ Spatial-temporal relations between land use and soil cover of arable land (on the example of Arsenevsky and Plavsky districts of the Tula region in the period from 1969 to 2020]. Avtoreferat na soiskaniye uch. stepeni kandidata sel'skokhozyaystvennykh nauk, Moscow, 25 p.
8. Belobrov V.P., Yudin S.A., Aidiev A.Yu., Ermolaev N.R., Lebedeva M.P., Abrosimov K.N., Borisochkina T.I., Voro-nin A Ya., Plotnikova O. (2021). Chernozem tipichnyy. Pryam-
oy posev, Kurskaya oblast'. Opyt, rotatsiya 1.1. [Chernozem is typical. Direct sowing, Kursk region. Experience, rotation 1.1.], Moscow, GEOS, 127 p.
9. Dridiger VK, Belobrov VP, Antonov SA, et al. (2020). Protection of soils from water erosion and deflation in no-till technology. Zemledelie, no. 6, pp. 11-17
10. Shapovalov D.A., Koroleva P.V., Kalinina N.V., Rukhov-ich D.I., Suleiman D.A., Dolinina E.A. (2020). Uchet i vydeleniye pereuvlazhnennykh territoriy pri pochvennom kartografirova-nii izemleustroystve [Accounting and identification of waterlogged territories in soil mapping and land management]. Pochvovedeniye, no. 3, pp. 291-307
11. Ermolaev N.R., Yudin S.A., Belobrov V.P., Drediger V.K., Gadzhiumarov R.G. (2022). Quantitative assessment of crop residues in no-till technology according to remote sensing data and field soil cover survey. Dokuchaev Soil Bulletin, vol. 112, pp. 134-159.
12. Prudnikova E.Yu., Savin I.Yu., Vindeker G.V. (2022). Recognition of arable soils from photographs obtained as part of crowdsourcing technologies. Dokuchaev Soil Bulletin,vol. 111, pp. 77-96.
13. Klassifikatsiya i diagnostikapochvSSSR (Classification and diagnostics of soils of the USSR), Moscow, Kolos, 1977, 223 p.
14. Kholodov V.A., Yaroslavtseva N.V., Farkhodov YU. R., Belobrov V.P., Yudin S.A., Aydiyev A. YA., Lazarev V.I. Frid A.S. (2019). Izmeneniye sootnosheniya fraktsiy agregatov v gu-musovykh gorizontakh chernozemov v razlichnykh usloviyakh zemlepol'zovaniya [fractions of aggregates in the humus horizons of chernozems under various land use conditions]. Pochvovedeniye, no. 2, pp. 184-193.
15. Bazykina G.S., Ovechkin S.V. (2012). Migratsionno-mitselyarnyye chernozemy Kurskoy oblasti v klimaticheskikh i biosfernykh tsiklakh [Migration-micellar chernozems of the Kursk region in climatic and biospheric cycles]. Byulleten' Pochvennogo instituta im. VVV. Dokuchayeva, vol. 70, pp. 3-18.
16. Belobrov V.P., Dridiger V.K., Yudin S.A., Ermolaev N.R. (2021). K voprosu o diagnostike i zashchite pochv ot deflyatsii v Stavropol'skom kraye [On the issue of diagnostics and protection of soils from deflation in the Stavropol Territory]. Agrarnyy vestnik Urala, no. 02 (205), pp.12-23.
17. Khitrov N.B. (2009). Struktura pochvennogo pokrova Kamennoy Stepi [The structure of the soil cover of the Kamen-naya Steppe]. Nauchnyye trudy. Raznoobraziye pochv Kamennoy Stepi, Moscow, pp. 41-71.
18. IsaevV.A., Belobrov V.P., Ivanov A.L. (2020). Dinamika faktorov pochvoobrazovaniya i ikh vliyaniye na tekhnologiyu zemledeliya v Kamennoy stepi [Dynamics of soil formation factors and their influence on farming technology in the Kamennaya Steppe]. Byulleten' Pochvennogo instituta im. V.V. Dokuchayeva, no. 104, pp. 5-30.
19. Belobrov V.P., Dridiger V.K., Yudin S.A. (2020). Vliya-niye tekhnologiy zemledeliya na morfometricheskiye priznaki chernozemov [Influence of farming technologies on the mor-phometric characteristics of chernozems]. Byulleten' Pochvennogo instituta im. VVV. Dokuchayeva, no. 102, pp. 125-142.
Информация об авторах:
Белобров Виктор Петрович, доктор сельскохозяйственных наук, заведующий межинститутским отделом по изучению черноземных почв, Почвенный институт им. В.В. Докучаева, ORCID: http://orcid.org/0000-0001-6126-5676, belobrovvp@mail.ru
Шаповалов Дмитрий Анатольевич, доктор технических наук, профессор, заведующий кафедры информатики, Государственный университет по землеустройству, ORCID: http://orcid.org/0000-0001-8268-911X, shapoval_ecology@mail.ru
Дридигер Виктор Корнеевич, доктор сельскохозяйственных наук, профессор, руководитель научного направления, Северо-Кавказский федеральный научный аграрный центр, ORCID: http://orcid.org/0000-0002-0510-2220, dridiger.victor@gmail.com
Юдин Сергей Анатольевич, кандидат биологических наук, ведущий научный сотрудник межинститутского отдела по изучению черноземных почв, Почвенный институт им. В.В. Докучаева, ORCID: http://orcid.org/0000-0003-2199-8474, yudin_sa@esoil.ru
Ермолаев Никита Романович, младший научный сотрудник межинститутского отдела по изучению черноземных почв, Почвенный институт им. В.В. Докучаева, ORCID: http://orcid.org/0000-0001- 6126-5676, n.r.ermolaev94@gmail.com
Information about the authors:
Victor P. Belobrov, doctor of agricultural sciences, head of the inter-institute department for the study of chernozem soils, V.V. Dokuchaev Soil Science Institute, ORCID: http://orcid.org/0000-0001-6126-5676, belobrovvp@mail.ru
Dmitry A. Shapovalov, doctor of technical sciences, professor, chief of the department of information, State University of Land Use Planning, ORCID: http://orcid.org/0000-0001-8268-911X, shapoval_ecology@mail.ru.
Viktor K. Dridiger, doctor of agricultural sciences, professor, head of scientific direction, North Caucasian Federal Scientific Agrarian Center, ORCID: http://orcid.org/0000-0002-0510-2220, dridiger.victor@gmail.com
Sergey A. Yudin, candidate of biological sciences, Leading Researcher of the Inter-Institute department for the study of chernozem soils, V.V. Dokuchaev Soil Science Institute, ORCID: http://orcid.org/0000-0003-2199-8474, yudin_sa@esoil.ru
Nikita R. Ermolaev, junior researcher V.V. Dokuchaev Soil Science Institute, ORCID: http://orcid.org/0000-0001- 6126-5676, n.r.ermolaev94@gmail.com
0 belobrovvp@mail.ru
