CC BY
27
РОЛЬ КУЛЬТУРЫ РИСА, ОРОШАЕМОГО ЗАТОПЛЕНИЕМ, В ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ СИСТЕМЕ КВАЗИРАВНОВЕСНОГО СОСТОЯНИЯ ЛАНДШАФТОВ
В.Г. Ларешин
Кафедра почвоведения, агрохимии и агроэкологии Российский университет дружбы народов ул. Миклухо-Маклая, 6, 117198, Москва, Россия
Проведение крупномасштабных работ по обводнению территорий, освоению земель, внедрению орошаемого земледелия обусловливает существенное изменение качественных показателей климата, гидрологии, рельефа, растительности, что способствует нарушению природного равновесного состояния почв и ландшафтов в целом.
Одним из величайших богатств каждой страны являются почвенные ресурсы, определяющие благополучие нынешнего и судьбу будущих поколений.
Справедливость утверждения, что «природа в процессе длительной эволюции выработала механизмы самовосстановления и способность оптимального приспособления к всевозможным неблагоприятным условиям...» (Гаджиев И.М., 1982, с.З), в настоящее время не вызывает сомнений. Однако техногенные нагрузки на экосистемы в связи с ростом населения и использования технических средств «...возрастают до размеров, превосходящих порог их устойчивости» (Гаджиев И.М., 1982, с.З), хотя в своей основе «...воздействие человека ... прогрессивно, но при недоучете особенностей формирования и свойств почв может превратиться в огромную разрушительную силу» (Зонн С.В., 1979, с.6). Например, роль человека в ускорении процессов опустынивания соизмерима с естественными факторами арвдизации (Ковда В.А., 1984; Ларешин В.Г., Зволинский В.П., 1994).
На основании изучения истории развития орошения и внедрения плантационного хозяйствования в ряде крупных центров земледелия (Средняя Азия, Таврические степи Причерноморья, Калмыкия, Правобережье Нижней Волги, Кубанские степи, долины индийских рек, аравийские вади, промышленные плантации цитрусовых культур на Кубе, хлопковые и ананасовые — в странах Западной Африки) следует вывод, что с тех времен начинается период, когда в естественно протекающие процессы почвообразования человеком вносятся существенные, преимущественно неблагоприятные, условия. В результате этого в веками отлаженном механизме самовосстановления природного комплекса начинаются перебои и развитие негативных процессов: засоление, ощелачивание, слитогенез, преобладание литогенных процессов над педогенными, ожелезнение, латеритизация, оглеение, лессиваж, потеря детрита и гумуса, выщелачивание азота, серы, фосфора, кальция, железа и других элементов питания микроорганизмов и растений.
Непрерывное воспроизводство в каждой природной почве определенного комплекса элементарных почвенных процессов (ЭПП) обеспечивает каждой почве определенную стабильность ее основных свойств. Свойственные разным почвам процессы определяют как хорошие, так и плохие агрономические свойства почвы, которые необходимо учитывать при планировании различных
агротехнических, агрохимических и мелиоративных мероприятий, обеспечивающих постоянный и высокий урожай сельскохозяйственных культур.
Целенаправленное агрономическое и мелиоративное воздействие на возделываемую почву с целью улучшения ее сельскохозяйственного качества заключается в том, чтобы «... при помощи антропогенного воздействия усиливать функционирование определенного комплекса благоприятных ... ЭПП, ослаблять или вообще ликвидировать комплекс ЭПП неблагоприятного характера и, наконец, способствовать проявлению в данной почве нового комплекса ЭПП, повышающего плодородие почвы», а «...вопрос о том, что происходит с природными почвами под хозяйственным воздействием человека на них, имеет первостепенное значение среди всех проблем почвоведения» (Герасимов И.П., 1986, с.83).
Быстрое увеличение антропогенной нагрузки на земельные ресурсы планеты, обусловленное ростом населения и техническим прогрессом, является одной из главных причин озабоченности ученых, которые занимаются прогнозированием изменения окружающей среды. По мнению многих ученых и экспертов ожидать нового значительного прироста урожайности зерновых в наше время не приходится и поэтому центральное место в мировой экономике должна занять проблема рационального использования земельных ресурсов, в первую очередь охрана обрабатываемых земель. От решения этой проблемы во многом зависят размеры будущих потерь фонда возделываемых земель и снижение или увеличение плодородия почв.
Отказ от травопольной системы севооборотов вызывает быстрое истощение гумусового горизонта почвы, как это случилось, например, в ряде районов Великобритании и Северной Ирландии, почти повсеместно в России, Белоруссии, Украине и в других бывших республиках СССР. Подсечно-огневое земледелие в Юго-Восточной Азии, Центральной Африке и Латинской Америке приводит к серьезной эрозии почв, а сведение лесов в Гималаях — к увеличению частоты и мощности наводнений в Индии, Пакистане и Бангладеш. Перевыпас на пастбищах и сведение лесов — причина быстрого расширения не только Сахары и ряда других пустынь, но и формирования антропогенных ландшафтов на территории Прикаспийской низменности. Большие трудности возникают также в связи с засолением и заболачиванием почв.
Во многих странах мира рис является важным продовольственным продуктом питания. Являясь одной из древнейших сельскохозяйственных культур с тысячелетней историей, рис по урожайности занимает первое место среди зерновых культур, а по посевным площадям — второе. Посевами риса занято почти 70% всех орошаемых земель в мире. В 1965 году площади посевов риса в СССР составили 216,8 тыс. га, средняя урожайность 2,68 т/га. Себестоимость риса в СССР была значительно ниже, чем в большинстве рисосеющих стран мира, и ниже среднемировой. Поэтому импорт риса в СССР был экономически невыгоден, а для удовлетворения внутренних потребностей в рисе под рисовые севообороты должно быть занято около 1 млн. га земель, непригодных для возделывания других культур.
Всего в СССР земель, которые могли быть использованы под рис без ущерба для производства других культур, было около 8,4 млн. га. Эти земли имелись на юге Украины, Северном Кавказе, Средней Азии и Дальнем Востоке.
В опытах Украинского НИИ орошаемого земледелия в среднем за период 1971-1981 гг. урожайность риса составила 6,24 т/га. В производственных условиях ежегодно высокие урожаи риса получали в совхозах «Пятиозерный» и «Герои Сиваша» Крымской области, «Молодежный» и «Комсомольский»
Херсонской области. В совхозе «Пятиозерный» в среднем за 18 лет выращивания риса (1964-1981 гг.) урожайность его составила 5,4 т/га. Тем не менее, в Украинской ССР отчетливо проявилось снижение урожайности риса: за годы восьмой пятилетки средняя урожайность риса составляла 5,03 т/га, девятой — 4,8 т/га, а десятой — 3,72 т/га.
Одной из причин этого, наряду с общим ухудшением мелиоративной обстановки и возросшей засоренностью полей сорняками болотной экологии, называлось снижение естественного плодородия почв рисовых полей вследствие потери гумуса. Исследования Гусева П.Г. и Баженова В.Ф. (1976) показали, что под влиянием 9-летней культуры риса потери гумуса в луговых солонцах Крымского Присивашья в слое 0-100 см составили 22% от его запасов в залежных почвах.
Важнейшее значение в повышении плодородия почв и эффективности рисосеяния имеет применение удобрений. Признано, что наибольшей эффективностью обладают азотные удобрения, которые существенно повышают урожайность риса как при их «чистом» внесении, так и в сочетании с фосфором и калием. Еще большие прибавки получают при совместном применении минеральных и органических (навоз, солома, сидерат) удобрений.
В мировой практике земледелия культура риса базируется на затоплении почв слоем воды.
Способность риса нормально развиваться на почвах, залитых слоем воды, резко отличает его от других культурных растений. Недостаток кислорода и сильно выраженное изменение окислительно-восстановительного режима почв отражаются на их генетических свойствах и уровне плодородия: составе органической и минеральной частей, состоянии и растворимости полутора-оксидов, накоплении восстановленных соединений, изменении фосфатного и азотного режимов.
Суммарным проявлением специфических окислительно-восстановительных условий в почвах рисовых полей является развитие глеевых и элювиаль-но-глеевых процессов. В старых районах рисосеяния (Индия, Цейлон, Индонезия, Китай, Япония и др.) исследователи и практики обращают внимание на явления так называемой деградации почв рисовых полей. Проблема деградации почв рисовых полей является одной из острейших проблем в сельском хозяйстве Японии. По данным С. Мицуйи (1960) площадь деградированных почв в Японии составляет около 17 % всей посевной площади риса.
С переменным характером окислительно-восстановительных процессов и с возможностью выноса продуктов почвообразования за пределы почвенного профиля исследователи связывают формирование почв с белесым горизонтом, имеющим широкое распространение на Дальнем Востоке, Китае и других странах Юго-Восточной Азии.
Резкая смена окислительно-восстановительного состояния в почвах является основной причиной интенсивных процессов разрушения почвенных минералов. Именно с разрушением первичных и вторичных минералов исследователи связывают повышение дисперсности почвы при оглеении. Условия для наиболее контрастной смены окислительных процессов на восстановительные с множеством возможных циклов создаются в почвах рисовых полей в периоды затопления и «аэрации». То есть, приемы возделывания риса в условиях затопления создают необходимые предпосылки для разрушения органической и минеральной частей почв, общей интенсификации почвенных процессов, приводящей к деградации почв. При этом освобождается значительное количество питательных веществ, из которых только часть ис-
пользуется растениями риса, а другая перемещается вниз по профилю почвы, выносится в грунтовые воды и сбросные каналы. Источником мобилизуемых минеральных соединений являются первичные и вторичные минералы (Мо-жейко А.М.,1960; Неунылов Б.А., 1961; Кауричев И.С., 1974).
Приспособляемость риса к различным почвенным условиям не имеет себе равных среди продовольственных растений. Рис возделывается в тропических, субтропических и умеренно теплых регионах мира, на тучных и бедных, кислых, нейтральных и щелочных почвах (Grist, 1955; Chose, Chatge, Subrahmanyan, 1960; Неунылов Б.А., 1961; Дюдаль, 1965; Боровский В.М., 1969). Широкая география культуры риса обусловливается не только наличием 150 разновидностей и более 12 тыс. сортов риса, адаптированных к различным условиям (Боровский В.М., 1969), но и тем, что рис не предъявляет особых требований к почве (Grist, 1955).
В субтропических и тропических регионах для посевов риса используются разнообразные почвы — от кислых до слабощелочных. В частности, в странах приэкваториальной Западной Африки рис возделывают на желтых аллитных, красных ферраллитных, аллювиальных и болотных почвах; в Китае — на красных и желтых ферраллитных, коричневых, аллювиально-луговых и болотных, засоленных приморских и дельтово-аллювиальных почвах и почвах типа «хейлуту» (Боровский В.М., 1969); в Индии, Пакистане, Бангладеш наибольшие площади рисовых плантаций размещены на вертисолях (слитоземы), плансолях (почвы с отбеленным горизонтом), различных аллювиальных и аллювиально-дельтовых, болотных, маршевых, ферраллитных, засоленных и щелочных почвах (Chose, Chatge, Subrahmanyan, 1960); рисовые почвы Японии в большинстве своем аллювиального происхождения и характеризуются кислотно-щелочными условиями, варьирующими в широком диапазоне pH
— от 4 до 8, а аллювиальный характер предопределяет не столько их однотипность, сколько их многообразие, вследствие формирования из переотло-женных продуктов разрушения гранитов, кварцевых порфиритов, липаритов, кислых вулканических и силикатных осадочных пород морского происхождения (Мицуйи С., 1960); в Лаосе, Индонезии, Камбодже, Непале, Шри-Ланка, Таиланде под рис используются преимущественно красно-бурые, коричневые, аллювиально-луговые, ферраллитные и другие группы типов почв, преимущественно тяжелосуглинистого и глинистого состава, характеризующиеся различной степенью оглеения, кислой, нейтральной и щелочной реакцией почвенного раствора (приватные сообщения студентов и аспирантов из названных стран); во Вьетнаме более 2/3 посевов риса размещается на аллювиальных и дерновых приморских почвах (Боровский В.М., 1969) с нейтральной и слабокислой реакцией, а также на глеево-болотных, ферраллитных и засоленных почвах; в умеренно теплых регионах мира рис возделывают на черноземах, черноземовидных, каштановых, аллювиально-луговых почвах, незаселенных, щелочных (солонцы) и засоленных легкорастворимыми солями.
На засоленных почвах рис играет мелиоративную роль и способен выдерживать концентрацию вредных солей до 0,5%.
На основании анализа и обобщения опубликованных материалов следует вывод, что проведение широкомасштабных работ по обводнению территорий, освоению целинных земель и внедрению орошаемого земледелия обусловливает существенное изменение качественных показателей климата, гидрологии, рельефа, растительности, что оказывает определенное влияние на процессы, протекающие в почвах и на почвы различных регионов в условиях интенсивного земледелия.
Разнообразные антропогенные воздействия выводят почвы и ландшафты из природного квазиравновесного состояния, что делает возможным наблюдение в натуре ряда наиболее динамичных почвообразовательных процессов, несмотря на малую скорость изменения ряда важных свойств почв, прежде всего гранулометрического и минералогического состава (Таргульян В.О., Козловский Ф.И., 1985).
С изложенной выше ситуацией мы встречались неоднократно в период своих исследований почв рисовых полей Шри-Ланка, Индии, Кубани, Таврических степей Украины.
Наиболее широко распространенным направлением в изучении процессов, протекающих в затопленных почвах, является вопрос улучшения минерального питания риса, и совершенно недостаточно уделяется внимания количественной оценке следствий специфичности почвообразования.
Особые трудности в поисках «чистых» объектов и почв-эталонов характерны для территорий, большая часть которых сейчас обрабатывается. В связи с этим основу ландшафтной структуры на этих территориях составляют сочетания различных типов агроландшафтов, где широко развиваются такие негативные антропогенные процессы, как эрозия и дефляция, вторичное засоление, антропогенное опустынивание, «рисовая» деградация и др.
В антропогенных модификациях ландшафтов человек чаще всего изменяет состав растительности, режим увлажнения (мелиорация), нивелирует (террасирует) склоны и другие топографические элементы микро- и мезорельефа, застраивает поверхность и т.д. Все это изменяет не только внешний облик и тип ландшафта, но и ритмику основных сезонных и многолетних процессов, круговорот минерального и органического вещества.
Например, площади, занятые современными культурными ландшафтами, господствуют во всей муссонной Индии. Особенно сильно освоены аллювиальные и цокольные равнины и плато, где распаханность достигает 70-80 %, а естественные ландшафты муссонных лесов и саванн замещены различными вариантами антропогенной саванны. Существенной особенностью является антропогенный неорельеф, создаваемый каналами, многочисленными перестройками оросительной сети, планировкой рисовых полей и т.д. (Тер-Аванесян Д.В., 1978; Физическая география, 1988). Глазовская М.А (1975) подчеркивает даже существенно измененный характер почвообразования в этих почвах вследствие широкой и многовековой практики поливного земледелия. Ее наблюдения согласуются с выводом Герасимова И.П. (1974) о том, что влияние очень древней ирригации является здесь главным фактором почвообразования из-за накопления ирригационных насосов, а также и антропогенного гвдроморфизма, проявляющегося вследствие возделывания культуры риса, орошаемой затоплением.
В «молодых» зонах рисосеяния (Таврические сухие степи, Кубанские степи, полупустыни Калмыки и правобережья Нижней Волги) еще существует возможность корректного выбора «чистых» объектов и почв-эталонов. Хотя следует подчеркнуть, что почвы-эталоны целинных участков в условиях глобального изменения гидрологического режима в определенной мере также теряют нативную «чистоту» в силу интенсификации водообмена, процессов осолончакования и гидроморфизма, протекающих в результате подпора минерализованных вод, выдавливаемых с орошаемых массивов, окружающих целинные участки.
Этот очевидный и рутинный факт до настоящего времени, к сожалению, не имеет четко обозначенных границ в научной литературе. Свидетельством
этого является, в частности, используемая для почв рисовых полей терминология, функционально аналогизируемая с номенклатурой таксономических единиц зональных почв (Полупан Н.И., 1985), хотя с началом орошения ведущую роль в водном режиме территорий начинает играть ирригационный фактор. При этом, в зависимост* от биогеоклиматических, почвенно-геоморфологических и агромелиоративных условий могут складываться ирригационно-промывной, ирригационно-застойный и/или ирригационно-выпотной подтипы водного режима, а также их сочетания, в зависимости от сезона года и степени дренирования территорий (Ларешин В.Г., Ерошкина А.Н., 1995). В частности, Корнблюм Э.А. (1994) выделяет двенадцать типов внутрипочвен-ных гидрологических областей или гидрологических ареалов, которым свойственны особые источники увлажнения, подвижность почвенной влаги, направление ее движения, формы движения и категория влажности. Этот факт важно подчеркнуть особо, так как тип (подтип) водного режима функционально предопределяет масштабы и интенсивность проявления глеевых и элювиально-глеевых процессов, а также процессов и следствий массоперено-са в почвах, во многом, являясь ответственным за их химизм.
ЛИТЕРАТУРА
Боровский В.М. Почвы тропических стран и умеренного пояса СССР, используемые под культуру риса // Сб.: Природа почв рисовых полей. Алма-Ата, Издательство «Наука», Казахской ССР, 1969. — С.5-22.
Гаджиев И.М. Эволюция почв южной тайги Западной Сибири. — Новосибирск: Наука, 1982. — 280 с.
Герасимов И.П. Учение В.В. Докучаева и современность (Научные основы почвозащитного земледелия). — М., Мысль, 1986. — 124с.
Глазовская М.А. Почвы зарубежных стран - география и сельскохозяйственное использование. — М., Изд-во «Мысль», 1975. — С. 105-174.
Гусев П.Г., Баженов В.Ф. Влияние монокультуры риса на содержание и запасы гумуса в луговых солонцах Крымского Присивашья / Бюлл. Почвенного института им. В.В.Докучаева, выпуск 13.— М.: 1976. — С.27-32.
Дюдаль Р. К вопросу о генезисе и классификации рисовых почв (paddy soils). /Сб.: География и классификация почв Азии. М.: изд-во Наука., 1965.—С. 189-192.
Зонн С.В. В.В.Докучаев и современные проблемы почвоведения // Почвоведение, 1979, №9. - С.5-14.
Кауричев И.С. Элювиально-глеевый процесс и его проявление в некоторых типах почв //Сб. Современные почвенные процессы. М.: МСХА, 1974. — С. 5-17.
Ковда В.А. Проблемы борьбы с опустыниванием и засолением орошаемых почв. — М.: Колос, 1984. - 304 с.
Корнблюм Э.А. Гидрологические профили почв рисовых полей // Научные труды. Почвы засушливой зоны и их изменения под влиянием мелиорации. — М.: Почвенный институт имени Докучаева, 1994. — С. 61-72.
Ларешин В.Г.. Зволинский В.Г. Актуальные проблемы антропогенного опустынивания Прикаспия // Вестник Российского университета дружбы народов. Серия: Сельскохозяйственные науки, 1994, № 1. - С. 16-18.
Ларешин В.Г. , Ерошкина АН. Годовые и сезонные циклы водного режима и их роль в педохимии элементов в почвах рисовых полей сухостепных и полупустынных регионов // Сб.: Международный экологический конгресс. Тезисы докладов. Ч. 1.
- М. 1995. - С. 40-42.
Мицуйи С. Минеральное питание риса, удобрение и мелиорация орошаемых рисовых почв. — М., ИЛ, 1960. — 160 с.
Можейко А.М. О формировании солонцового горизонта почв Среднего Приднепровья и о некоторых приемах их культурного освоения // Тр. Харьковского с.-х. института имени Докучаева, т. 27, 1960. — С. 17-25.
Неунылов Б.А. Повышение плодородия почв рисовых полей Дальнего Востока. — Владивосток: Приморское книжное изд-во, 1961. - 237с.
Полупан Н.И. Изменение свойств почв под культурой риса // Почвоведение. № 1, 1985. - С.84-93.
Таргульян В. О., Козловский Ф.И. Некоторые проблемы теории почвообразовательных процессов и эволюции почв //В кн.: Процессы почвообразования и эволюции почв. — М.: Наука, 1985. — С.3-9.
Тер-Аванесян ДВ. Земледелие Индии. — JL, «Колос», Ленинградское отделение. 1978. - 248 с.
Физическая география материков и океанов // Учебник для географических специальностей университетов. Под общей редакцией Рябчикова А.М. М.:«Высшая школа», 1988. — 592 с.
Chose R.L.M., Chatge М. V., Subrahmanyan V Rice: in India. New Dehli, 1960. — 183 c. Grist D.H. Rice. — London — New York — Toronto, Second edition, 1955. — 262 c.
IRRIGATED RICE CROP ROLE IN ECOLOGICAL SYSTEM OF KVAZI-BALANCED CONDITION OF LANDSCAPES
V.G. Lareshin
Department of Pedology, Agrochemistry and Agroecology Russian Peoples ’ Friendship University st. Miklucho-Maklay, 6, 117198 Moscow, Russia
Carrying out of huge amount of works on water supplying of territory, applying lands and implementing of irrigation cropping determine essential changes of featured characteristics of climate, hydrology, relief, plants, that leads to damaging of natural balance of soils and landscapes as a whole.
