Научная статья на тему 'Способы восстановления плодородия почвы на нарушенных землях'

Способы восстановления плодородия почвы на нарушенных землях Текст научной статьи по специальности «Сельское хозяйство, лесное хозяйство, рыбное хозяйство»

CC BY
564
71
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
ЗАЛЕЖЬ / САМОВОССТАНОВЛЕНИЕ / ГУМУС / ПЛОТНОСТЬ ПОЧВЫ / МНОГОЛЕТНИЕ ТРАВЫ / ПРОДУКТИВНОСТЬ / ПЕРИОД ВОССТАНОВЛЕНИЯ

Аннотация научной статьи по сельскому хозяйству, лесному хозяйству, рыбному хозяйству, автор научной работы — Чекалин Сергей Григорьевич, Зимхан Ботакоз Абаевна

Исследование проведено на залежных землях степной зоны Западного Казахстана в зоне влияния Карачаганакского нефтегазоконденсатного месторождения (КНГКМ). Изучено влияние различных видов многолетних трав (житняк, донник, люцерна) и их сочетаний на динамику плотности почвы в её генетических горизонтах, определены агрегатное состояние почвы, продуктивность культур и особенности восстановления гумуса в изучаемых вариантах опыта. Выявлено, что создание оптимальной плотности почвы для обеспечения возможности быстрого расселения на залежи различных видов коренной растительности обеспечивается при посеве на залежи злаковых или злакобобовых многолетних трав. Включение в состав травосмеси донника повышает продуктивность произрастающего с ним житняка на 4,9 ц/га, или на 25,9%, за счет фитомелиоративных и азотофиксирующих свойств. Показано, что посевы житняка препятствуют бурному произрастанию на залежи сорной растительности и способны быстро перевести плотность почвы из рыхлого состояния в оптимальное. Злаково-бобовая травосмесь, состоящая из житняка, донника и люцерны, обладает не только наивысшей продуктивностью, но и обеспечивает наибольшее воспроизводство гумуса. Определение качества атмосферного воздуха биоиндикационным методом позволило выявить увеличение загрязнения на территории, расположенной за пределами санитарно-защитной зоны КНГКМ, что в ближайшем будущем повлечёт за собой увеличение количества бросовых (залежных) земель и необходимость их быстрого восстановления.

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.

METHODS OF SOIL FERTILITY RESTORATION ON DISTURBED LANDS

The study was conducted on the fallow lands of the steppe zone of Western Kazakhstan in the zone of influence of the Karachaganak oil and gas condensate field (KNGM). The influence of various types of perennial grasses (grains, sweet clover, alfalfa) and their combinations on the soil density dynamics in its genetic horizons was studied, the aggregative state of the soil, crop productivity and peculiarities of humus recovery in the studied experiment were determined. It was revealed that the creation of optimal soil density to ensure the possibility of rapid settlement on the deposits of various types of indigenous vegetation is ensured when sowing grass or cereal-like perennial grasses on the deposit. The inclusion in the grass mixture of clover increases the productivity of wheatgrass growing with it by 4.9 centners/ha, or 25.9%, due to phytomeliorative and nitrogen-fixing properties. It has been shown that sowing crops hinder rapid growth in weed vegetation deposits and can quickly transfer soil density from a loose state to an optimum one. The cereal-legume mixture of grass, sweet clover and alfalfa not only has the highest productivity, but also provides the greatest reproduction of humus. Determining the quality of atmospheric air by the bioindication method revealed an increase in pollution in the territory located outside the KNGM sanitary protection zone, which in the near future will lead to an increase in the number of waste (fallow) land and the need for their rapid recovery

Текст научной работы на тему «Способы восстановления плодородия почвы на нарушенных землях»

т/га), пожнивных остатков (0,36—0,43 т/га). Величина минерализации была существенно меньше количества образования углерода и составляла 1,54-1,96 т/га.

Близким к нулевому оказался баланс углерода в пахотной почве зернотравяно-пропашного севооборота при интенсивном и высокоинтенсивном фонах применения удобрений под культурами ячменя (0,02-0,04 т/га) и яровой пшеницы (0,080,12 т/га). Приходные статьи баланса углерода составляли: гумификация корневой массы ячменя — 0,34-0,36 т/га и яровой пшеницы — 0,21 т/га, пожнивных остатков ячменя - 0,12 т/га и яровой пшеницы - 0,09 т/га, соломы - 0,72-0,78 и 0,36 т/га соответственно. Величина минерализации углерода гумуса под ячменем была равна 1, 15— 1,24 т/га, что в 2 раза выше, чем под яровой пшеницей (0,55 т/га).

Баланс углерода под озимой пшеницей составлял 0,25-0,29 т/га. Приходные статьи баланса углерода представлены гумификацией корневой массы (0,23 т/га), пожнивных остатков (0,08 т/га) и соломы (0,48 т/га). Минерализация углерода гумуса в почве под озимой пшеницей варьировала от 0,48 до 0,55 т/га. Высокие значения баланса углерода под озимой пшеницей в сравнении с другими зерновыми культурами связаны с накоплением в 1,2 раза больше корневых и пожнивных остатков и их гумификацией.

Увеличение количества применяемых минеральных удобрений привело к снижению потерь почвенного углерода. Оно связано с формированием большей биомассы зерновых, с увеличением пожнивно-корневых и соломистых остатков. Более высокое накопление углерода гумуса во втором севообороте по сравнению с первым объясняется как увеличением корневых и пожнивных остатков, оставляемых многолетними травами, так и изменением структуры севооборота, включающим замену чёрного пара пропашной культурой и ячменя озимой пшеницей.

Таким образом, оптимальным вариантом для накопления почвенного органического углерода является структура зернотравяно-пропашного севооборота с удельным весом многолетних трав 34%, озимой пшеницы - 16%, яровых зерновых -

34%, картофеля — 16% при внесении минеральных удобрений. Выводы

1. Полученные расчётные данные баланса углерода позволяют проанализировать тренды изменений в содержании углерода гумуса для выработки оптимальных способов управления его содержанием.

2. Корректировка структуры севооборотов и применение минеральных удобрений способна создать условия для обеспечения положительного баланса углерода гумуса на серых лесных почвах Ополья.

3. Подбор культур по их влиянию на углеродный баланс почвы позволяет перейти к управлению его содержанием в почве в целях сохранения плодородия и минимизации выбросов СО2 в атмосферу.

Литература

1. Lal R. 2013. Soil carbón management and climate change. CarbonManagement, 4:4, 439-462.

2. Minasny B., Malone B.P., McBratney A.B., Field D.J., Odeh I., Padarian J., Stockmann U., Angers D.A., McConkey B.G., Arrouays D., Martin M., Richer-de-Forges A.C., Chambers A., Chaplot V., Chen Z.-S., Tsui C.-C., Cheng K., Pan G., Das B.S., Gimona A., I. Savin, V. Stolbovoy et al., 2017. Soil Carbon 4 PER MILLE, Geoderma. V. 292. p. 59-86.

3. FAO,2013. Climate-Smart Agriculture Sourcebook. FAO, Rome, Italy.

4. Bernoux M., Paustian K. (2015). Climate Change Mitigation. In: Banwart S. A., Noellemeyer, E., Milne, E., eds. Soil Carbon: Science, management and policy for multiple benefits. SCOPE Series 71.CABI, Wallingford, UK. 224-234.

5. Лыков А.М., Еськов А.И., Новиков М.Н. Органическое вещество пахотных почв Нечерноземья. М.: Россельхоз-академия - ГНУВНИПТИОУ, 2004. 630 с.

6. Семенов В.М., Когут Б.М. Почвенное органическое вещество. М.: ГЕОС, 2015. 223 с.

7. Окорков В.В., Окоркова Л.А., Фенова О.А. Изменение содержания гумуса на серых лесных почвах при длительном применении удобрений // Российская сельскохозяйственная наука. 2016. № 1. С. 21-26.

8. Окорков В.В. Влияние удобрений на изменение содержания и группового состава почвенного органического вещества серых лесных почв Ополья // Динамика показателей плодородия почв и комплекс мер по их регулированию при длительном применении систем удобрения в разных почвенно-климатических зонах: матер. междунар. науч. конф. / под ред. В.Г. Сычева. М., 2018. С. 221-232.

9. Окорков В.В. Приёмы применения агрохимических средств на землях с неоднородным почвенным покровом во Владимирском Ополье / В.В. Окорков, А.А. Григорьев, О.А. Фенова [и др.]. Владимир: ВООО ВОИ «Рост», 2010. 188 с.

10. Методические рекомендации расчёта баланса гумуса почв при разработке проекта внутрихозяйственного землеустройства. М., 1989.

11. Крылатов A.K. и др. Динамика баланса гумуса на пахотных землях Российской Федерации / Госкомзем России. М., 1998. 60 с.

Способы восстановления плодородия почвы на нарушенных землях

С.Г. Чекалин, к.с.-х.н, Б.А. Зимхан, магистрант, Западно-Казахстанский ГУ

Деградация земель в Казахстане вызвана комплексом причин антропогенного характера, которые значительно изменили структуру тепло- и вла-

гообмена ландшафтов, нарушили их радиационный баланс, ослабили регулярно-восстановительный потенциал [1, 2].

В последние годы особую актуальность стали приобретать действия техногенного характера. Это в первую очередь деятельность промышленных

предприятий, химизация растениеводства, наличие значительного количества отходов производства и потребления и др.

Одним из основных объектов, негативно влияющих на состояние существующих ландшафтов Западного Казахстана, является Карачаганакское нефтегазоконденсатное месторождение (КНГКМ), которое относится к наиболее крупным в Республике Казахстан. Характер деятельности месторождения напрямую связан с возрастающей негативной нагрузкой на все компоненты окружающей среды, включая земельные ресурсы. При разработке нефти и газа выводятся из оборота и нарушаются большие площади сельскохозяйственных земель, при этом масштабы увеличения нарушенных земель в значительной степени опережают их восстановление.

В связи с разработкой промышленных объектов на КНГКМ пробурено значительное количество скважин, соединённых с трубопроводами. Для таких мест стало характерным наличие однолетних и двулетних видов растительности семейства крестоцветных, которые являются пионерской растительностью по вновь проложенным трубопроводам и представляют сорно-полевую флору.

С другой стороны, территория месторождения охватывает много залежных земель разновозрастного характера, которые ранее активно использовались в сельскохозяйственном производстве. На залежных землях такого типа доминируют бодяк, молокан татарский, полынь лерха, тысячелистник. Резкое доминирование такой флоры сократило территорию зональных степных видов до 40% и в результате произошла замена коренных видов на пришлую сорную растительность.

Скорость самовосстановления степной растительности нарушенного участка естественным путём во многом зависит от состояния почвенного покрова, погодных условий и может составлять около 25—30 лет со времени прекращения вспашки, и это при условии отсутствия других ограничивающих факторов, в том числе и антропогенного характера [3].

Процесс добычи нефти и газа на месторождении сопровождается выбросами в атмосферу значительного количества тяжёлых металлов (Си, Сё, Со, РЬ, ги, N1 и др.), которые накапливаются в верхнем слое почвы. В настоящее время их валовое содержание стало в 2—5 и более раз превышать предельно допустимую концентрацию [4]. И хотя количество тяжёлых металлов в подвижной форме пока ещё находится в допустимых значениях, скорость их утилизации во многом зависит от уровня органического вещества почвы [5].

Способы восстановления нарушенного почвенного покрова методами рекультивации очень богаты и разнообразны. Однако все они должны отвечать одному общему принципу — адаптивной направленности к существующим природно-климатическим

особенностям региона и обеспечивать ускоренное восстановление плодородия нарушенных земель.

Материал и методы исследования. Исследование начали проводить на территории КНГКМ с 2013 г. Опытный участок был расположен на залежи шестилетнего возраста с присущей ей пионерской растительностью.

Схема опыта состояла из посевов однолетних бобовых культур (нут) и многолетних трав — житняка в чистом виде, житняка с донником и житняка с донником и люцерной. Контрольным вариантом в опыте служила имеющаяся залежь.

Посевы многолетних трав выполнялись полупокровным способом с учётом складывающихся погодных условий. В условиях области, отличающейся от других регионов травосеяния постоянным дефицитом почвенной влаги и повышенной сухостью воздуха, полупокровный способ посева оказывает решающее влияние на сохранность всходов и последующую хорошую продуктивность многолетних трав. Гибкость применяемой технологии посева многолетних трав состояла в дифференцированном подходе к выбору приёма основной обработки почвы и полупокровной культуры. Так, в условиях предшествующей закладке опытов сухой осени вместо вспашки применялось мелкое плоскорезное рыхление почвы [6], а для условий среднего срока наступления весны многолетние травы высевались под полупокров ячменя [7].

Наличие в опытах варианта с нутом преследовало цель увеличения плодородия почвы за счёт его азотфиксирующей способности и последующего использования имеющейся биомассы в качестве сидерата при завершении вегетационного периода.

В конце 2017 г. на всех вариантах опыта были выкопаны полуразрезы до материнской породы с морфологическим описанием имеющихся горизонтов, определением плотности почвы, её структурного состава и содержания гумуса по общепринятым методикам.

Почвы опытного участка тёмно-каштановые тяжелосуглинистого механического состава с исходным содержанием гумуса 2,85%.

Кроме того, в населённых пунктах, расположенных вокруг санитарно-защитной зоны КНГКМ, была проведена оценка качества воздушной среды биоиндикационным методом [8]. Эти исследования были выполнены для установления факта влияния КНГКМ за пределами санитарно-защитной зоны.

Результаты исследования. Эффективность восстановления антропогеннонарушенных ландшафтов оценивается по восстановлению экологических и хозяйственных функций почвы. Причём хозяйственная функция, определяемая по способности почвы воспроизводить полезную продукцию, поддаётся более быстрому восстановлению, чем экологическая, которая определяет способность почвы создавать и регулировать условия существования почвообитающих организмов и несёт в себе

сложное взаимодействие пищевого, геохимического, водно-воздушного режимов и свойств почвы в формирующемся местообитании.

Демутационная сукцессия залежных земель путём самовосстановления по своей сути является очень длительным процессом. В ходе этого периода залежь должна пройти четыре этапа: стадию мелких одно-, двулетних сорняков, стадию бурьянистого разнотравья, стадию корневищных злаков и стадию дерновинных злаков [3]. В то же время длительность каждого этапа не является постоянной величиной. Они различны по времени и происходят в полном соответствии с особенностями климатических условий и степенью уплотнения почвы, т.е. со степенью её аэрации. В этом случае каждой растительной формации должна соответствовать определённая степень рыхлости или плотности почвы. Поэтому нельзя встретить типичную сорняково-бурьянистую растительность на уплотнённых почвах, так же как и типчак и ковыль на рыхлых почвах [9].

Влияние климатического фактора связано со степенью засушливости вегетационного периода, от которого во многом зависит продуктивность существующего фитоценоза.

Морфологическая оценка почвенных разрезов позволила определить динамику основных физических показателей почвы по вариантам опыта. Как и следовало ожидать, самой наименьшей плотностью гумусового горизонта обладали контрольный вариант (залежь) и вариант с ежегодным посевом нута. Невысокие показатели плотности почвы на

этих вариантах связаны с медленным процессом естественного самоуплотнения почвы на I варианте опыта и под действием ежегодно проводимой глубокой обработки почвы, осуществляемой для запашки сидеральной массы нута на II варианте опыта (табл. 1). В посевах многолетних трав уплотнение почвы произошло как в пахотном, так и подпахотном горизонтах, причём уровень уплотнения быстро достиг оптимального значения, при котором создаются благоприятные условия для роста и развития многолетних трав [10].

В соответствии с видом фитоценоза на всех вариантах опыта изменилось и состояние агрегатного состава почвы. Под влиянием многолетних трав почва из более глыбистой перешла в более структурное и комковато-зернистое состояние с уменьшением фракций глыбистых и пылеватых агрегатов и увеличением коэффициента структурности.

Небольшой промежуток времени в опыте пока ещё не позволяет дать более полные ответы на поставленные вопросы, однако процесс смены растительной формации на залежи естественным путём на территории с техногенным загрязнением, на наш взгляд, может иметь более длительный период, чем на участках, где антропогенное воздействие имеет чисто механическое воздействие (вспашка, перевыпас и т.д.).

Потенциал загрязнения атмосферы в районе месторождения относится к третьему уровню, а повторяемость приземных инверсий имеет высокий

1. Динамика плотности почвы и её структурного состояния по вариантам опыта

Горизонт Слой Плотность Содержание агрегатов по фракциям, % Коэффициент

почвы, см почвы, г/см3 более 10 мм 10-0,25 мм менее 0,25 мм структурности

Разнотравье

А 0-28 1,12 43,8 47,9 8,3 0,9

В 28-49 1,19 45,1 48,1 6,8 0,9

ВС 49-71 1,21 44,3 50,2 5,5 1,0

С 72 и > 1,29 45,8 48,8 5,4 0,9

Бобовые

А 0-28 1,08 42,1 48,6 9,3 0,9

В 28-49 1,15 44,3 50,2 5,5 1,0

ВС 49-71 1,21 43,4 51,2 5,4 1,0

С 72 и > 1,27 44,6 50,3 5,1 1,0

Житняк

А 0-28 1,15 39,1 56,0 4,9 1,3

В 28-50 1,20 41,1 54,9 4,0 1,2

ВС 50-72 1,22 43,5 51,4 5,1 1,0

С 72 и > 1,30 44,9 50,2 4,9 1,0

Житняк+ донник

А 0-28 1,16 40,0 56,8 3,2 1,3

В 28-51 1,21 42,0 54,6 3,4 1,2

ВС 51-72 1,25 43,4 51,6 5,0 1,2

С 72 и > 1,34 44,3 50,8 4,9 1,0

Житняк+донник+люцерна

А 0-28 1,16 38,2 58,0 3,8 1,4

В 28-50 1,22 40,2 56,4 3,4 1,3

ВС 50-72 1,25 40,2 54,8 5,0 1,2

С 72 и > 1,31 42,8 52,8 4,9 1,1

уровень. Это обстоятельство снижает возможности самоочищения воздушного бассейна в пределах санитарно-защитной зоны. Поэтому рассеивание вредных веществ может распространяться и за её пределами.

Оценка степени загрязнения воздушной среды проводилась биоиндикационным методом в населённых пунктах, расположенных вокруг санитарно-защитной зоны КНГКМ и находящихся в 5-7 км за её пределами. В качестве биоиндикатора была использована флуктуирующая асимметрия листового аппарата берёзы повислой. Результаты наблюдения наглядно показали не только территориальное увеличение загрязнения воздушной среды, но и наличие высокой степени её загрязнения (табл. 2).

Различное качество атмосферного воздуха в населённых пунктах, определённое в летний период, связано с особенностями ветрового режима, который по характеру сезонного воздействия различен. Так, по климатической характеристике региона в период с мая по сентябрь преобладающими являются северные и северо-западные ветры. В зимний период наибольшую повторяемость имеют ветры, дующие с юго-восточного направления. Поэтому в зимний период миграция химических элементов может менять направление и перемещаться в сторону других территорий, расширяя тем самым зону техногенного влияния.

Проводя оценку состояния и развития растительности на залежи, следует отметить её низкий самовосстановительный потенциал. В целом за ряд лет её биологическая продуктивность ни разу не превысила 10 ц/га и составляла по годам от 5,3 до 9,8 ц/га (табл. 3).

Наземная биомасса нута также была низкой, хотя и превышала продуктивность залежной рас-

тительности в среднем всего в 1,7 раза. Продуктивность посевов житняка в чистом виде в среднем составляла 17,0 ц/га и имела существенную зависимость от складывающихся климатических условий. Единственное преимущество этого варианта состояло в том, что житняк хорошо подавлял сорную растительность.

Из многолетних трав наибольшей продуктивностью обладала злаково-бобовая многокомпонентная травосмесь. Её главное достоинство состояло из наличия различных видов, биологические особенности которых способны с наибольшей продуктивностью использовать как ранне-весенние осадки (житняк), так и осадки летнего периода вегетации (люцерна).

Несмотря на то, что донник является двулетней культурой, эффект от его присутствия в составе двойной и тройной травосмеси весьма значителен. Неприхотливость к местам произрастания и наличие замечательных фитомелиоративных качеств позволяют этой культуре не только улучшать плодородие почвы, но и создавать благоприятные условия для роста и развития совместно произрастающих с ним трав.

Наблюдения показали, что чем выше продуктивность существующего фитоценоза, тем выше сказывается его влияние на плодородие почвы (табл. 4).

Скорость восстановительного процесса плодородия почвы на залежи в разрезе изучаемых вариантов опыта показывает, что увеличение содержания гумуса в почве во многом зависит не только от климата, но и типа растительности. Эти показатели в комплексе определяют величину поступления органических остатков в почву, скорость и полноту их разложения и гумификацию.

2. Оценка качества атмосферного воздуха по показателям флуктуирующей асимметрии березы повислой

Место определения Место расположения относительно санитарно-защитной зоны Значение показателя флуктуирующей асимметрии и оценка состояния воздушной среды

< 0,055 чисто 0,055-0,060 относительно чисто 0,060-0,065 загрязнено (тревога) 0,0650,070 грязно (опасно) >0,070 очень грязно (вредно)

Посёлок Бурлин Посёлок Журсуат Посёлок Тунгуш Посёлок Берёзовка Город Аксай северо-западное северо-восточное юго-западное южное юго-западное 0,027 0,044 0,063 0,061 0,067

Вариант опыта, культура Год Среднее за 2014-2017 гг.

2014 2015 2016 2017

Залежь 8,4 5,3 9,8 6,2 7,4

Нут 12,4 7,8 15,4 15,5 12,8

Житняк 11,2 18,0 21,2 17,4 17,0

Житняк + донник 44,3 24,2 27,4 19,8 28,9

Житняк + донник + люцерна 42,3 40,0 47,8 35,6 41,7

3. Продуктивность залежи и созданных фитоценозов по годам исследования, ц/га

4. Накопление гумуса в гумусовом горизонте почвы по вариантам опыта

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

Вариант опыта, культуры Средняя урожайность за 4 года, ц/га Содержание гумуса через 5 лет, % Прирост содержания гумуса, %

Залежь 7,4 2,97 0,12

Нут 12,8 2,99 0,14

Житняк 17,0 3,05 0,20

Житняк + донник 28,9 3,10 0,25

Житняк + донник + люцерна 41,7 3,18 0,33

В условиях самовосстановления залежи содержание гумуса в гумусовом горизонте почвы увеличилось всего на 0,12%. Основной причиной такой низкой скорости восстановления здесь является небольшое видовое разнообразие растений, сходное в биологических особенностях, которое не способно в полной мере использовать существующий природно-климатический потенциал региона. Вне всякого сомнения, с увеличением возраста залежи и сменой этапов растительности на ней продуктивность трав увеличится, что будет способствовать накоплению гумуса. Однако формирование коренной растительности травяных сообществ может происходить спустя 25 лет после самозарастания [11]. Использование нута, ориентированного на восстановление почвенного плодородия за счёт азотофиксации его корневой системы и запашки его вегетативной массы как сидерата, не даёт оснований говорить о перспективности этого варианта. Несмотря на то, что на этом варианте опыта ежегодно возделывалась бобовая культура, оборачивание пахотного слоя при запашке его вегетативной массы приводило к повышенной аэрации почвы. В результате в условиях тёплого летнего периода здесь наблюдалась усиленная минерализация накопленного органического вещества.

Залужение залежи только житняком является самым распространённым, но, как оказалось, далеко не самым эффективным агроприёмом. Конечно, посевы житняка лишают возможности бурного произрастания на залежи сорной растительности, а также способны быстро довести плотность почвы до оптимального её значения. В то же время расчёты показывают, что при условии дальнейшего сохранения темпов роста плодородия почвы, полное восстановление содержания гумуса на залежи под житняком может произойти только как минимум через 27 лет.

Включение донника в качестве дополнительной культуры к житняку обеспечивает не только высокую продуктивность фитоценоза на второй год после посева, но и увеличивает продуктивность произрастаемого с ним житняка. Дополнительное обогащение почвы азотом за счёт азотфиксирую-щей способности донника на этом варианте опыта способствует увеличению продуктивности житняка в среднем за три года на 4,9 ц/га, или на 25,9%, а скорость воспроизводства гумуса до уровня его целинного содержания может сократиться на 5 лет и составить 22 года.

За счёт универсальной структуры фитоценоза злаково-бобовая травосмесь, состоящая из житняка, донника и люцерны, имела наивысшую продуктивность в сравнении с другими вариантами опыта. Имеющиеся различия в видовом составе фитоценоза обеспечивали лучшее использование ресурсов увлажнения. С другой стороны, люцерна как бобовая культура способна обеспечивать житняк дополнительным азотным питанием более длительное время в сравнении с донником.

На этом варианте опыта была получена наивысшая продуктивность фитоценоза, обеспечившая самый высокий прирост содержания гумуса в почве за один и тот же промежуток времени. Этот вариант опыта продемонстрировал наибольшую отзывчивость на уровень выпадения вегетационных осадков, проявляя при этом высокую устойчивость и к температурному режиму воздуха. Так, коэффициент корреляции злаково-бобового фитоценоза с общим количеством осадков, выпавших за весенне-летний период (май — август), имел очень высокую взаимосвязь (Я=0,912±0,08). Расчетный период восстановления плодородия почвы под этим фитоценозом может сократиться до 14 лет.

Коэффициент корреляции залежной растительности с тем же количеством осадков за май — август составил Я=0,671±0,021. Вариант с чистым посевом житняка имел коэффициент корреляции несколько выше — Я=0,779+0,018, а вариант житняка с донником имел Я=0,833+0,012.

Выводы. Быстрое восстановление плодородия почвы на залежных почвах КНГКМ имеет глобальное значение для биосферы Земли в целом и предотвращения процессов антропогенного опустынивания.

Расширение производственной деятельности КНГКМ способствует расширению распространения загрязнения на другие территории, расположенные за пределами санитарно-защитной зоны. Дополнительное вовлечение в зону техногенного влияния КНГКМ новых природно-ландшафтных территорий влечёт за собой потерю уровня плодородия на этих землях и снижение существующего здесь биоразнообразия.

Возобновление роста коренной растительности на залежных землях невозможно без быстрого достижения почвой определённых физических свойств. Так как степному разнотравью не свойственно поселяться на рыхлых почвах, то плотный

дерновинный слой можно быстро сформировать за счёт посева многолетних как злаковых, так и злаково-бобовых трав.

Залежная сукцессия имеет очень длительный период самовосстановления. Ход этой сукцессии может не ограничиться 25-30 годами и в условиях изменения климата в сторону потепления может увеличиться ещё на десятилетия. Поэтому залежная система на территории Карачаганакского нефте-газоконденсатного месторождения и прилегающей территории должна иметь не стихийное явление случайных форм, а определённую и целенаправленную систему восстановления.

Залужение залежных земель многокомпонентной злаково-бобовой травосмесью позволяет в 2 и более раза сократить период восстановления плодородия почвы, что неизбежно повлечёт за собой и быстрое восстановление экологических функций почвы с присущим ей коренным степным биоразнообразием.

Литература

1. Кобегенова Х.Н., Шакенова Т.К. Деградация свойств почвы в результате воздействия природных и антропогенных

факторов на территории Республики Казахстан // Вестник Приамурского государственного университета им. Шолом-Алейхема. 2017. № 3 (28). С. 32-38.

2. Жумадилова Н.Б. Основные тенденции и последствия деградации земель в Республике Казахстан // Сайфуллинские чтения-13: сохраняя традиции, создавая будущее: матер. Республик. науч.-теоретич. конф., посвящ. 60-летию Казахстанского АТУ им. С. Сейфуллина. Астана, 2017. Т. 1. Ч. 4. С. 413-415.

3. Иванов В.В. Степи Западного Казахстана в связи с динамикой их покрова. М.: Академия наук, 1958. 288 с.

4. Отчёт о научно-исследовательской работе по теме: «Биологическая рекультивация нарушенных экосистем Кара-чаганакского нефтегазоконденсатного месторождения и прилегающей территории» / М.М. Фартушина, С.Г. Чекалин, Г.С. Кайсагалиева, М.К. Есеналиева. Уральск, 2014. 80 с.

5. Карпачевский Л.О. Экология почвы. М.: ГЕОС, 2005. 335 с.

6. Чекалин С.Г. Особенности усвоения осадков холодного периода в неполивном земледелии Западного Казахстана // Известия Оренбургского государственного аграрного университета. 2011. № 4 (32). С. 54-57.

7. Чекалин С.Г. Эффективность различных полупокровных культур при посеве многолетних трав // Вестник сельскохозяйственной науки Казахстана. 2012. № 10. С. 46-51.

8. Мелехова О.П., Сарапульцева Е.И. Биологический контроль окружающей среды. М.: Академия, 2010. 288 с.

9. Колосков П.И. Агроклиматическое районирование Казахстана. М.: Академия наук, 1947. 268 с.

10. Нарциссов В.П. Научные основы систем земледелия. М.: Колос, 1982. 327 с.

11. Романовская А.А. Органический углерод в почвах залежных земель России // Почвоведение. 2006. № 1. С. 52-61.

У истоков «умного землепользования» в России: Андрей Тимофеевич Болотов*

Ю.А. Гулянов, д.с.-х.н, профессор, ФГБУН Институт степи УрО РАН

Прогрессивный опыт предшествующих поколений часто отвечает запросам настоящего времени, предоставляет обширные практические ресурсы, избавляет от необходимости заново открывать прописные истины, предостерегает от совершения научных ошибок, позволяет внедрять качественно новые технологические решения на испытанном фундаменте.

Изучение лучших достижений прошлого, анализ важнейших направлений в истории просветительской мысли порой могут принести не меньшую пользу, чем те или иные нововведения [1].

К опыту предков человечество обращается чаще всего в периоды глобальных вызовов, определяющих приоритеты научно-технологического развития цивилизации, их ближнесрочную и долгосрочную перспективы.

Ресурсный кризис XXI в. связан со стремительным сокращением запасов питьевой воды, неразумным землепользованием, деградацией пахотных земель, нещадной вырубкой лесов и растратой других ресурсов биосферы, существо-

вавших многие миллионы лет абсолютно самодостаточно и гармонично. Выход из сложившейся ситуации видится в смене парадигмы развития существующей цивилизации, в переходе на природосберегающие технологии, направленные на восстановление естественного самосогласованного ресурсооборота нашей планеты [2]. Речь идёт о внедрении принципиально новых природоподобных технологий, которые способны снизить нагрузку на естественные экосистемы и способствовать восстановлению нарушенного баланса между биосферой и техносферой [3].

Прогрессивно мыслящие правительства развитых стран и мировое научное сообщество прилагают определённые усилия для разрешения указанных проблем. Так, Стратегия научно-технологического развития Российской Федерации, утверждённая указом Президента РФ № 642 от 1 декабря 2016 г., в числе приоритетов на ближайшие 10-15 лет определяет направления, ориентированные на разработку технологий неразрушительного сотворчества человека и природы. В области сельскохозяйственного землепользования они включают переход к высокопродуктивному и экологически чистому агро- и аквахозяйству, разработке и вне-

* Статья подготовлена по теме НИР Института степи УрО РАН: «Степи России: ландшафтно-экологические основы устойчивого развития, обоснование природоподобных технологий в условиях природных и антропогенных изменений окружающей среды». № ГР АААА-А17-117012610022-5

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.