CC BY
63
2. Дисперсионный анализ статистических данных по температуре почвы с растительным покровом (вегетационный сезон) и без него (осень)
Группа Счёт Сумма Среднее Дисперсия
Апрель 5 4,08 0,816 0,015
Май 5 4,59 0,918 0,003
Июнь 5 4,66 0,932 0,002
Средняя за сезон 5 4,41 0,882 0,008
Осень 5 4,77 0,954 0,002
Источник вариации МБ Е Р-Значение Е критическое
Между группами 0,058 4 0,015 2,449 0,08 2,87
Внутри групп 0,119 20 0,006
Итого 0,177 24
3. Дисперсионный анализ статистических данных по температуре почвы в экосистемном пространстве
Группа Счёт Сумма Среднее Дисперсия
5 Н 5 5 1 0
10 Н 5 4,63 0,926 0,002
15 Н 5 4,46 0,892 0,003
20 Н 5 4,3 0,86 0,006
35 Н 5 4,12 0,824 0,011
Источник вариации МБ Е Р-Значение Е критическое
Между группами 0,091 4 0,023 5,234 0,004 2,86
Внутри групп 0,086 20 0,004
Итого 0,177 24
года, под влиянием ЛП различной рядности, породного состава, конструкции, мощности стеблестоя сельскохозяйственных культур и т.п. Поэтому качественные оценки будут иметь ту или иную степень субъективизма, только лишний раз доказывая сложность изучаемого явления. Количественная интерпретация исследуемого процесса на основе экосистемного подхода с выделением главенствующей роли лесной полосы как экологического фактора, растительного ценоза, как наиболее тесно связанного с почвой элемента структуры экосистемы, позволяет учесть наиболее существенные факторы, определяющие динамику температуру почвы. Обобщая ранее полученные экспериментальные данные и теоретические предпосылки, следует заключить, что лесные полосы на защищённых полях, ослабляя скорость ветра, вертикальный обмен и горизонтальный перенос тепла, уменьшая затраты тепловой энергии на испарение, в большинстве
своём способствуют повышению температуры почвы в дневные часы. Косвенным подтверждением служит ускорение темпов развития растений на полях, находящихся под влиянием ЗЛН. Кроме того, без растительного покрова влияние лесных полос на температуру почвы межполосного пространства прямолинейно, а в течение вегетации изменяется по экспоненциальной зависимости.
Литература
1. Рулева О.В. Биопродуктивность орошаемых агролесоланд-шафтов юга Европейской России: автореф. дисс. ... докт. с.-х. наук. Волгоград, 2005. 47 с.
2. Буков А.С., Лабазников Б.В. и др. Влияние лесных полос на микроклимат, сохранность и повышение урожайности сельскохозяйственных культур // Труды АзербНИИЛХ. Барда, 1964. Т. 5. С. 1163-1168.
3. Лабазников Б.В. Влияние полезащитных лесных полос на микроклимат, рост, развитие и урожайность хлопчатника в орошаемой зоне сухих субтропиков Азербайджана: автореф. дисс. ... кан,д. с.-х. наук. Волгоград, 1965. 20 с.
4. Павлова М.Д. Практикум по агрометеорологии: Л.: Гидро-метеоиздат, 1974. 168 с.
Среднемасштабное цифровое картографирование агролесомелиорированных тёмно-каштановых почв в эрозионных агроландшафтах Волгоградской области
А.В. Кошелев, к.с.-х.н, ФГБНУ ФНЦ агроэкологии РАН
Агролесоландшафты сухостепной и полупустынной зон Европейской части РФ находятся в условиях засушливого климата на деградированных малопродуктивных почвах, остро реагирующих на антропогенную нагрузку. На сегодняшний день
накоплен огромный опыт по стабилизации агро-ландшафтов посредством использования защитных лесных насаждений (ЗЛН), функционирование которых обеспечивает улучшение не только плодородия почв, но и общей экологической обстановки в агроландшафтах. В этой связи изучение и оценка изменений агролесомелиорированных почв
влиянием ЗЛН в деградированных и опустыненных экосистемах является актуальным вопросом.
Современные методы цифрового анализа с использованием космоснимков высокого разрешения в совокупности с полевым эталонированием позволяют осуществить цифровое картографирование изменений агролесомелиорированных почв во временном и пространственном аспектах.
Цель исследования — провести среднемас-штабное цифровое картографирование структуры почвенного покрова в агролесоландшафтах Волгоградской области с использованием современных методов геоинформационного моделирования дистанционных данных для разработки способов оценки произошедших изменений свойств агро-лесомелиорированных почв.
Материал и методы исследования. Камеральные и полевые работы проводили в 2015 г. на тестовом полигоне «Черенский», который расположен в границах СПК «Черенский» на территории Верх-нечеренского сельского поселения в Клетском районе Волгоградской области. Площадь полигона составляет 39,4 тыс. га.
В геоморфологическом отношении территория тестового полигона относится к юго-восточному окончанию Средне-Русской возвышенности, к Восточно-Донской денудационно-тектонической гряде. Наличие крупных рек Царицы и Куртлака с развитой густой овражно-балочной сетью способствует активному развитию водной эрозии [1].
В почвенном отношении территория тестового полигона входит в Донскую провинцию тёмно-каштановых почв сухой степи, которые характеризуются тёмно-серой с коричневатым оттенком окраской, пылевато-комковатой структурой пахотного горизонта. Почвообразующие породы представлены лёссовидными суглинками и песками [1].
Процесс цифрового почвенного картографирования включает следующие этапы, которые выполняются последовательно:
1. Предварительное камеральное дешифрирование, предусматривающее сбор и анализ данных о факторах дифференциации почвенного покрова тестовых участков картографирования, полученных на основе предварительного дешифрирования космических снимков и архивных картографических материалов.
2. Полевое эталонирование космоснимков на тестовых полигонах и участках, которое заключается в рекогносцировочных и детальных полевых исследованиях на основе сопоставления дешифровочных признаков почвенных контуров с натурными характеристиками почвенного покрова. Осуществляется закладка почвенных разрезов, количество и площадь которых зависит от категории сложности и масштаба картографирования.
3. Камеральная обработка полученных полевых данных и их математико-статистический анализ, которые осуществляются на основе использо-
вания пакетов прикладных программ MS Excel, STATISTICA.
4. Цифровое картографирование, которое включает составление изолинейных тематических карт и окончательного варианта цифровой почвенной карты.
Основой для проведения цифрового картографирования структуры почвенного покрова служит цифровая модель рельефа (ЦМР) и данные, полученные в результате камеральной обработки полевых материалов. Процесс картографирования базируется на использовании возможностей геоинформационных технологий с помощью специализированных пакетов программ MapInfo, Global Mapper, Surfer [2—4].
В классической почвенной картографии объединение почвенных контуров до заданного масштаба обычно производят укрупнением за счёт выбраковки более мелких («лоскутный» метод). В результате создаётся один большой по площади контур с недостаточно обоснованными границами.
Использование метода пластики рельефа позволяет производить объединение общих почвенных контуров для положительных (выпуклостей) и отрицательных (вогнутостей) форм мезорельефа, разделяемых линией нулевой кривизны — морфои-зографой. Таким образом, на основе установления закономерностей географического распределения почв по элементам рельефа проводится последовательное обобщение почв водоразделов в один выдел, почв склонов — в другой, а понижений — в третий [5].
Результаты исследования. По результатам визуального дешифрирования космических снимков установлено, что на 80—90% пахотных угодий образовались потяжины, водороины и ложбины, которые усиливают смыв верхнего плодородного горизонта, способствуя развитию эрозионных процессов.
Общая площадь ЗЛН при ширине 14 м составляет 420,4 га, из них на долю полезащитных лесных полос приходится 185,9 га (44,2%), а противоэро-зионные (контурные прибалочные, приовражные) лесные полосы занимают 234,5 га, что составляет 55,8% от общей площади ЗЛН.
Размещение ЗЛН по полигону неравномерное, основная их доля (60,7%) сосредоточена в восточной и юго-восточной частях. В западной части преобладают противоэрозионные насаждения, а в юго-восточной (левобережье реки Куртлака) — полезащитные лесные полосы. Площадь пашни составляет 24982,3 га, из неё обрабатывается 14753 га. Защитная лесистость пашни является очень низкой и составляет 0,02%.
Для создания цифровой карты почвенных контуров на территорию ключевого участка в качестве основы была использована оцифрованная с бумажного оригинала почвенная карта Волгоградской
Рис. 1 - Почвенная карта полигона исследования
Рис. 2 - Карта отрицательных и положительных форм мезорельефа на тестовом полигоне
области М 1:400000. В программной среде Global Mapper осуществили её географическую привязку и отрисовку почвенных контуров (рис. 1).
В результате анализа полученной карты установили, что на полигоне преобладают тёмно-каштановые среднемощные почвы глинистого и тяжелосуглинистого гранулометрического состава, карбонатные, среднесмытые. В поймах рек Царицы и Куртлака распространены лугово-каштановые среднемощные почвы. По левобережью реки
Куртлака в юго-восточной части участка распространены каштановые почвы в комплексе с солонцами каштановыми от 10 до 25%, маломощные, слабосмытые, со средним залеганием солонцового горизонта. По правому берегу р. Царицы также распространены каштановые почвы в комплексе с солонцами каштановыми от 10 до 25%, маломощные, среднесмытые. Солонцы образуют комплексы с тёмно-каштановыми почвами, составляя иногда до 50% площади контура.
Для создания ЦМР полигона использовали высотные данные SRTM. В программе Global Mapper была построена ЦМР с высотой сечения горизонталей 20 м (как на топографической карте М 1:100000). При наложении горизонталей на цифровую карту почвенных контуров выявили несоответствие контуров почв с контурами горизонталей.
Используя возможности программы Surfer, создали карту отрицательных и положительных форм мезорельефа, без выделения морфоизографы, и нанесли направление уклонов (рис. 2).
На карте пластики рельефа можно чётко выделить выпуклости и вогнутости, гидрографическую сеть и водораздельные поверхности. Наличие такой информации позволяет получить более объективную ситуацию при выделении почвенных контуров.
Руководствуясь вышеизложенным, при помощи совмещения карт пластики рельефа (рис. 2) и почвенных контуров (рис. 1) в программе Global Mapper в полуавтоматическом режиме создали итоговую среднемасштабную карту структуры почвенного покрова тестового полигона «Черенский» (рис. 3).
Рис. 3 - Среднемасштабная цифровая карта структуры почвенного покрова на тестовом полигоне
Сравнительный анализ двух карт (рис. 1 и 3) показал, что карта структуры почвенного покрова (рис. 3) является более информативной, так как карта пластики рельефа (рис. 2), лежащая в основе составления карты структуры почвенного покрова, позволяет проводить почвенные контуры с привязкой к рельефу местности, что повышает её достоверность. На второй карте (рис. 3) были выделены комплексы почв овражно-балочной сети, отсутствующие на первой карте (рис. 1), также нанесена гидрографическая сеть, которая позволила скорректировать контур аллювиальных почв, а не лугово-каштановых, как это было представлено на первой карте (рис. 1).
Для определения основных физико-химических показателей почв в полевой период было пробурено 19 почвенных скважин и взято на анализ 190 почвенных образцов [6]. По результатам лабораторных анализов в программе Surfer были созданы файлы XYZ-данных, содержащие информацию о координатах почвенных скважин и физико-химических показателях почв в слое 0—25 см. На основе этих данных были составлены изолинейные карты гранулометрического состава, содержания гумуса, содержания солей для выявления пространственного распределения картографируемых показателей по тестовому полигону (рис. 4).
Карта пространственного распределения гумуса показывает, что максимальные значения гумуса (до 3%), содержащегося в слое 0—20 см, приходятся на западную часть тестового полигона, минимальные значения показателя наблюдаются в восточной части (рис. 4). Содержание гумуса уменьшается с понижением отметок рельефа.
Выводы. Полученная среднемасштабная цифровая карта структуры почвенного покрова, составленная на основе ЦМР, метода пластики рельефа и использования космоснимков, более объективно и достоверно отображает информацию о современном состоянии почвенного покрова тестового полигона «Черенский» и его структуре, представляя его актуальным. Составленные изолинейные карты характеризуют распределение показателей в меридиональном и широтном направлениях относительно рельефа местности и почвенных контуров, тем самым позволяя выявить закономерности их изменений в пространстве. Такого рода информация необходима для выявления соответствия структуры землепользования структуре почвенного покрова при разработке проектов адаптивно-ландшафтного обустройства и оптимизации агроландшафтов, направленных на предотвращение деградации почв, их охрану и повышение их плодородия, обеспечивая объективность, эффективность и адекватность принимаемых решений.
Литература
1. Дегтярева Е.Т., Жулидова А.Н. Почвы Волгоградской области. Волгоград.: Нижне-Волжское кн. изд-во, 1970. 320 с.
2. Козлов Д.Н., Сорокина Н.П. Традиции и инновации в крупномасштабной почвенной картографии // Цифровая почвенная картография: теоретические и экспериментальные исследования: сб. статей. М.: Почвенный институт им. В.В. Докучаева, 2012. С. 35-57.
3. Колбовский Е.Ю. Ландшафтоведение: учеб. пособие для студ. высш. учеб. заведений. М.: Издательский центр «Академия», 2006. 480 с.
4. Методические указания по изучению почв в агролесомелиоративных исследованиях. Волгоград: ВНИАЛМИ, 1971. 46 с.
5. Савин И.Ю., Овечкин С.В., Шермет Б.В. Геоинформационное картографирование почв // Современные проблемы почвоведения. М.: РАСХН, 2000. С. 241-259.
6. Юферев В.Г. и др. Геоинформационные технологии в агролесомелиорации. Волгоград: ВНИАЛМИ, 2010. 102 с.
Применение биологически активных веществ при выращивании сеянцев дуба черешчатого
В.Б. Троц, д.с.-х.н, профессор, ФГБОУ ВО Самарская ГСХА
Своевременное и успешное лесовосстановление нарушенных насаждений дуба черешчатого в условиях Среднего Поволжья во многом сдерживается отсутствием достаточного количества качественного посадочного материала. Причина этого — несовершенство используемых в большинстве лесных питомников технологий выращивания сеянцев данной породы, что не позволяет в течение короткого временного периода производить посадочный материал стандартного размера [1].
По имеющимся литературным сведениям, данную проблему можно решить за счёт применения в посевном отделении питомников сравнительно недорогих биологически активных веществ — регуляторов роста (БАВ РР), в последнее время
довольно широко используемых в сельскохозяйственном производстве при выращивании овощных и полевых культур [2—4].
Цель исследования — изучить влияние биологически активных веществ на особенности роста и развития сеянцев дуба черешчатого ыёгеш юЬыг) в условиях лесного питомника.
Материал и методы исследования. Опыты закладывались в 2014—2016 гг. на первом поле учебного лесного питомника ФГБОУ ВО «Самарская ГСХА». Схема опыта включала следующие варианты предпосевной обработки желудей биологически активными веществами: I — контроль (без применения БАВ РР); II — применение препарата Энерген; III — НВ-101; IV — Альбит; V — Эпин-экстра. Обработку посевного материала проводили в соответствии с заводской инструкцией по применению изучаемых препаратов.
