Управление плодородием лесных почв Юго-Восточной части Большого Кавказа на основе экологических моделей Текст научной статьи по специальности «Сельское хозяйство, лесное хозяйство, рыбное хозяйство»

www.volsu.ru

БИОЛОГИЯ И БИОТЕХНОЛОГИЯ

DOI: https://doi.org/10.15688/nsrjvolsu.2019.U

UDC 631.452(479) LBC 41.40(531)

MANAGEMENT OF THE FOREST SOILS FERTILITY BASED ON ECOLOGICAL MODELS IN THE SOUTH-EASTERN PART OF THE GREAT CAUCASUS

Nazaket A. Ismailova

Azerbaijan National Academy of Sciences, Baku, Azerbaijan Republic

Abstract. The bloks which are a structural part of the ecological fertility model in the mountain-forest brown and mountain-forest brown soils on the south-eastern slope of the Great Caucasus besides an importance of the ecological models composition have been analyzed in the article. By the main purpose of the given investigations a creation of ecological models of fertility was mountain-forest brown soils (middle mountain broken) and mountain-forest brown soils (low mountain (mean broken), interrelation and dependence of biocenosis condition on the environment factors are studied a role of the main parameters (climate, relief, soil and etc) is revealed, the real and optimal parameters of the environment are established for the ecological models blocks creation. The model consists of 7 (seven) blocks: agroecological block soil structure block, soil regimes block, soil features block. value block, agromelioration block and forests biometric block. During the model blocks compiling the main diagnostic indiced as a granulometric composition, humus quantity and supply, water suspension pH, NPK, bulky mass, porosity and water-stable aggregates (> 0,25mm and > 1,00mm) in the mountain-forest brown and mountain-forest brown soils have been taken into account. A comparative character of the ecological fertility models in two different soil types which are dominant in forest ecosystems has been given.

Key words: soil fertility model, agroecology block, soil composition block, agromelioration block, forest biometric block.

УДК 631.452(479) ББК 41.40(531)

УПРАВЛЕНИЕ ПЛОДОРОДИЕМ ЛЕСНЫХ ПОЧВ ЮГО-ВОСТОЧНОЙ ЧАСТИ БОЛЬШОГО КАВКАЗА НА ОСНОВЕ ЭКОЛОГИЧЕСКИХ МОДЕЛЕЙ

Назакет Агамамед кызы Исмаилова

Национальная академия наук Азербайджана, г. Баку, Республика Азербайджан

Аннотация. В представленной статье рассмотрены вопросы значимости составления экологических q моделей и проанализированы составляющие блоков экологической модели плодородия горно-лесных бу-^ рых и горно-лесных коричневых почв юго-восточного склона Большого Кавказа. Основной целью наших исследований являлось создание экологических моделей плодородия горно-лесных бурых (среднегорье ® сильно расчлененные) и горно-лесных коричневых (низкогорье средне расчлененные) почв. Изучены вза-о имоотношения и зависимость состояния биоценоза от факторов окружающей среды, выявлена роль ос-§ новных параметров (климат, рельеф, почва и т. д.), установлены реальные и оптимальные параметры о среды для создания блоков экологических моделей. Данная модель состоит из семи блоков: блок агроэко-5 логии, блок почвенного состава, блок почвенных режимов, блок почвенных свойств, блок оценки, блок

агромелиорации и блок биометрии лесов. При составлении блоков модели учтены основные диагностические показатели почв, как гранулометрический состав, содержание и запасы гумуса, рН водной суспензии, №К, объемная масса, порозность, водопрочные агрегаты (> 0,25 мм и > 1,00мм) горно-лесных бурых и горно-лесных коричневых почв. Проведен сравнительный анализ экологических моделей двух типов почв лесной экосистемы.

Ключевые слова: модель плодородия почв, блок агроэкологии, блок почвенного состава, блок агромелиорации, блок биометрии лесов.

Введение. К числу важнейших проблем почвоведения относятся комплексные исследования условий произрастания с учетом их требований, состава и свойства почв, а также других экологических факторов, влияющих на продуктивность и урожайность сельскохозяйственных угодий. При этом необходимым условием работы является точный учет параметров изучаемых объектов, для разработки конкретных мероприятий по управлению плодородием почв и оптимизацией условий произрастания сельскохозяйственных культур. Все это в той или иной степени определяется разработкой модели плодородия почв.

По мнению Л.Л. Шишова [15], модели плодородия почв - это совокупность агрономических значимых свойств и почвенных режимов к определенному уровню продуктивности растений. Такое определение позволяет выделить и создавать модели почв различных уровней плодородия.

В последнее время в Азербайджане проблемой моделирования плодородия почв занимались Г.Ш. Мамедов [6-9], С.З. Мамедо-ва [10-12], С.Б. Раджабова [14], А.Г. Бабаев [1], Н.А. Исмаилова [2-5]. В условиях

Составляющие

Азербайджана каждая модель плодородия почв лесных угодий состоит из семи блоков, отличающихся по значимости при управлении почвенным плодородием, в рамках зональной системы земледелия.

Модели горно-лесных бурых почв

I. Блок агроэкологии (табл. 1).

1) условия рельефа - среднегорье, сильно расчлененные;

2) коэффициент увлажнения - 0,80-1,07;

3) коэффициент континентальности -126-151;

4) годовое количество осадков - 571-943 мм;

5) сумма температур выше + 10 °С -2919-4161°С;

6) период со средней суточной температурой выше + 5 °С - 3307-4622 °С;

7) период безморозных дней - 116-142 дн.;

8) период вегетации 203-249 дн.;

9) температура июля - 21,4 °С; (самый теплый месяц - 19,6 °С - 24,4 °С);

10) температура января - 1,8 °С (самый холодный месяц - 0,7 °С - 1,8 °С);

11) высота снежного покрова - 30-50 см;

Таблица 1

а агроэкологии

Агроклиматические показатели

Показатели Шамахы Исмаиллы Ахсу

ФАР, ккал/см2 116 123,6 124,1

Коэф. континентальности (по Иванову) 128,3 143,3 150,5

Коэф. увлажнения (по Иванову) 0,95 1,01 0,94

Осадки, мм/год 571 809 943

Сумма температур выше 10 °С 3118 3438 4161

Период со среднесуточной температурой выше + 5 °С 3179 3836 4622

Период безморозный, дни 162 142 116

Период вегетации, дни 203 223 249

Вероятность засухи (%) - - -

Температура июля, °С (самый теплый месяц) 21,4 22,6 24,4

Температура января, °С (самый холодный месяц) 1,8 0,7 1,4

Высота снежного покрова, см 30 50 30

Примечание. Составлено по среднемноголетним данным Э.М. Шихлинского [16].

12) фотосинтетическая активная реакция (ФАР) - 116-135 ккал/см2.

II. Блок почвенного состава.

Горно-лесные бурые почвы:

1) Гранулометрический состав в слое 0100 см, количество частиц (мм) в < 0,001 мм -23,89 %, <0,01 - 51,05 %;

2) содержание гумуса - 1,89 %, запасы гумуса - 240,03 т/га.

Горно-лесные перегнойно-карбонат-ные почвы:

1) Гранулометрический состав в слое 0100 см, количество частиц (мм) в < 0,001 мм -20,33 %, <0,01 - 50,00 %;

2) содержание гумуса - 2,23 %, запасы гумуса - 292,10 т/га.

III. Блок почвенных режимов.

Горно-лесные бурые почвы:

1) сумма температур больше + 10 °С в слое 0-100 см - 1367,6 °С;

2) средняя температура января - 4,3 °С;

3) средняя температура июля - 10,9 °С.

Горн о-л есные п ерегн ойн о-карбон ат-

ные почвы:

1) сумма температур больше + 10 °С в слое 0-100 см - 1429,4 °С;

2) средняя температура января - 4,6 °С;

3) средняя температура июля - 11,8 °С.

IV. Блок почвенных свойств (табл. 2).

1) объемная масса в слое 0-100 см -1,27 г/см3;

2) порозность - 52,6 %;

3) водопрочных агрегатов больше 0,25 мм - 98,6 %;

4) рН - 6,3 5) азот - 0,9 мг/100 г почвы.

V. Блок оценки.

Горно-лесные бурые почвы:

1) по свойствам - 106 баллов;

2) по продуктивности - 75 баллов. Горн о-л есные п ерегн ойн о-карбон ат-

ные почвы:

1) по свойствам - 102 баллов;

2) по продуктивности - 100 баллов [11].

VI. Блок агромелиорации.

Противоэрозионные меры: на горных склонах не допускать полноты леса ниже 0,7.

VII. Блок биометрии лесов.

Горно-лесные бурые почвы:

1) рост - 24 м;

2) толщина - 24 см;

3) продуктивность при возрасте 50 лет -158 м3/га, при возрасте 70 лет - 195 м3/га.

Горно-лесные перегнойно-карбонат-ные почвы:

1) рост - 19 м;

2) толщина - 24 см;

3) продуктивность при возрасте 50 лет -192 м3/га.

Таблица 2

Физический и химический состав основных типов почв юго-восточного склона Большого Кавказа

Агрофизические Агрохимические

Глубина, см Объемн. / 3 масса, г/см Порозность, % Водопрочные агрегаты, %, рН N P K

> 0,25мм I > 1,00мм

Горно-лесные бурые почвы

0-20 1,20 54,10 99,5 - 1,3 0,10 - -

0-50 1,25 52,60 98,6 - 6,2 0,9 - -

0-100 1,21 52,60 - - 6,3 - - -

Горно-лесные коричневые почвы

0-20 1,21 61,50 99,5 - 1,8 0,32 - -

0-50 1,25 52,60 98,6 - 1,6 0,40 - -

0-100 1,23 54,60 - - 1,1 - - -

Горно-лесные перегнойно-карбонатные почвы

0-20 1,19 - - - 1,2 0,19 - -

0-50 1,21 - - - 8,0 0,16 - -

0-100 1,31 - - - 8,0 - - -

Примечание. Составлено по данным Н.А. Исмаиловой [2-5].

Модели

горно-лесных коричневых почв

I. Блок агроэкологии.

1) условия рельефа низкогорья - средне-расчлененные;

2) фотосинтетическая активная радиация (ФАР) - 116-135 ккал/см2;

3) коэффициент континентальности 126-151;

4) коэффициент увлажнения 0,94-1,01;

5) сумма температур выше + 10 °С 31184161 °С;

6) период со среднесуточной температурой выше 5 °С 3307-4622 °С;

7) осадки 571-943мм/год;

8) период без морозных дней 140-162 дн.;

9) период вегетации - 203-249 дн.;

10) температура июля - 21,4 °С (самый теплый месяц - 21,4-24,4 °С;

11) температура января - 1,8 °С (самый холодный месяц 1,4-1,8 °С);

12) высота снежного покрова 30-40 см.

III. Блок почвенных режимов.

1) сумма температур больше + 10 °С в слое 0-100 см - 3409 °С;

2) средняя температура января 7,8 °С;

3) средняя температура июля - 18,5 °С.

IV. Блок почвенных свойств.

1) объемная масса в слое 0-100 см -1,23 г/см3;

2) порозность - 54,6 %;

3) водопрочных агрегатов больше 0,25 мм - 98,6 %;

4) рН - 7,7;

5) азот - 0,30 мг на 100 г почвы.

V. Блок оценки. Горно-лесные коричневые почвы по свойствам - 78 баллов; по продуктивности - 100 баллов; по почвенно-экологическому индексу - 76 баллов [4].

VI. Блок агромелиорации. На горных склонах не допускать полноты леса ниже 0,7.

VII. Блок биометрии лесов.

1) рост - 13 м;

2) толщина - 16 см;

3) продуктивность при возрасте 50 лет -84 м3/га, при возрасте 70 лет - 114 м3/га.

Заключение. Были изучены агроэколо-гические показатели Шамахинского, Исмаил-линского и Ахсуинского районов. Также были вычислены содержание и запасы гумуса горно-лесных бурых (2,70 и 332,10 т/га), горнолесных коричневых (1,89 и 240,03 т/га) и горно-лесных перегнойно-карбонатных почв (2,23 и 292,10 т/га).

СПИСОК ЛИТЕРА ТУРЫ

1. Бабаев, А. Г. Моделирование и прогнозирование почвенных процессов плодородия отдельных почвенно-климатических зон Азербайджана : автореф. дис. ... д-ра биол. наук / Бабаев Амин Гад-жибала оглы. - Баку : Элм, 1995. - 35 с.

2. Исмаилова, Н. А. Экологический мониторинг над лесными биогеоценозами Ленкоранской области. / Н. А. Исмаилова // Научные исследования в мелиорации и водном хозяйстве : сб. науч. тр. -Тараз : КазНИИВХ, 2013. - Т. 50 , вып. 2. - С. 64-71.

3. Исмаилова, Н. А. Составление основной шкалы бонитета лесных почв юго-восточного склона Большого Кавказа на базе их внутренних диагностических признаков / Н. А. Исмаилова // Отражение био-, гео-, антропосферных взаимодействий в почвах и почвенном покрове : сб. материалов V Международ. научн. конф., посвящ. 85-летию кафедры почвоведения и экологии почв ТГУ. -Томск : Изд-во ТГУ 2015. - С. 200-202.

4. Исмаилова, Н. А. Блок почвы-модель плодородия лесных почв юго-восточного склона Большого Кавказа / Н. А. Исмаилова // Вестник Курганской ГСХА. - 2017. - №> 1 (21). - С. 35-38.

5. Исмаилова, Н. А. Экологические аспекты моделирования плодородия лесных почв Юго-восточного части Большого Кавказа / Н. А. Исмаилова // Материалы Международ. науч.-практич. конф. Национальной Академии Аграрных наук Украины. - Крути : Маяк, 2017. - С. 124-128.

6. Мамедов, Г. Ш. Экологическая оценка почв сельскохозяйственных и лесных угодий Азербайджана : автореф. дис. ... д-ра биол. наук / Мамедов Гариб Шамиль оглы. - Днепропетровск, 1991.- 40 с.

7. Мамедов, Г. Ш. Агроэкологическая оценка винограда пригодных почв юго-восточного склона Большого Кавказа (Азербайджан) / Г. Ш. Маме-дов, М. М. Юсифова // Почвоведение. - 2013. - №№ 8. -С. 1016-1024.

8. Мамедов, Г. Ш. Некоторые итоги мелиоративных исследований тяжелых засоленных почв в Азербайджане / Г. Ш. Мамедов, А. Д. Гашимов // Почвоведение и агрохимия. - 2013. - Т. 21, №2 1. -С. 214-224.

9. Мамедов, Г. Ш. Составление почвенной карты Мильской равнины Азербайджана на основе аэрокосмических материалов / Г. Ш. Мамедов, Р. М. Гейдарова // Вестник Рязанского ГАУ им. Ко-стычева. - 2014. - №№ 4. - С. 40-45.

10. Мамедова, С. З. Модели плодородия чаепригодных почв Ленкоранской области : ав-тореф. дис. ... канд. биол. наук / Мамедова Сара Зильфи кызы. - Баку : Элм, 1989. - 25 с.

11. Мамедова, С. З. Агроэкологическая характеристика и бонитировка почв Большого Кавказа / С. З. Мамедова, Г. Ш. Мамедов // Агроэко-логическая роль плодородия почв и современные агротехнологии : материалы Международ. науч.-практич. конф. - Уфа : Изд-во БГАУ, 2008. -С. 21-24.

12. Мамедова, С. З. Экологическая оценка ландшафтных комплексов летних пастбищ Даш-кесанского района / С. З. Мамедова, Ф. Б. Верди-ева // Сбоник научных трудов. - Гянджа, 2013. -Т. 2. - C. 112-117.

13. Пириева, Ф. Л. Экологическая характеристика и бонитировка почв лесных угодий юго-восточной части Большого Кавказа : автореф. дис. ... д-ра сельскохоз. наук / Пириева Фируза Лятиф кызы. -Баку: Элм, 1984. - 23 с.

14. Раджабова, С. Б. Экологическая модель плодородия серо-бурых орошаемых почв под маслиновыми плантациями Абшеронского полуострова : автореф. дис. ... канд. сельскохоз. наук / Раджабова Севда Беюкага кызы. - Баку : Элм, 1994. - 25 с.

15. Шишов, Л. Л. Модели расширенного воспроизводства плодородия почв-новое в теории почвоведения / Л. Л. Шишов, Б. П. Градусов, К. В. Дьяконова // 100 лет генетического почвоведения. - М. : Наука, 1986. - С. 170-177.

16. Шихлинский, Э. М. Тепловой баланс Азербайджанской ССР / Э. М. Шихлинский. - Баку : Элм, 1969. - 199 с.

REFERENCES

1. Babaev A.G. Modelirovanie i prognozirovanie pochvennyh processov plodorodija otdel 'nyh pochvenno-klimaticheskih zon Azerbajdzhana : avtoreferat. dis. ... d-ra biol. nauk. Baku, Jelm, 1995. 35 p.

2. Ismailova N.A. Jekologicheskij monitoring nad lesnymi biogeocenozami Lenkoranskoj oblasti. Nauchnye issledovanija v melioracii i vodnom hozjajstve : sb. nauch. tr. Taraz, KazNIIVH, 2013, vol. 50, iss.2, pp. 64-71.

3. Ismailova N.A. Sostavlenie osnovnoj shkaly boniteta lesnyh pochv jugo-vostochnogo sklona Bolshogo Kavkaza na baze ih vnutrennih diagnosticheskih priznakov. Otrazhenie bio-, geo-, antroposfernyh vzaimodejstvij v pochvah i

pochvennom pokrove : sb. materialov VMezhdunarod. nauchn. konf. posvjashhennoj 85-letiju kafedry pochvovedenija i jekologiipochv TGU . Tomsk, Izd-vo TGU, 2015, pp. 200-202.

4. Ismailova N.A. Blok pochvy-model plodorodija lesnyh pochv jugo-vos-tochnogo sklona Bol'shogo Kavkaza [Soil block - model of forest soil fertility on the southeastern slope of the Greater Caucasus]. VestnikKurganskoj GSHA, 2017, no. 1(21), pp. 35-38.

5. Ismailova N.A. Jekologicheskie aspekty modelirovanija plodorodija lesnyh pochv Jugo-vostochnogo chasti Bol'shogo Kavkaza. Materialy Mezhdunarod. nauch.-praktich. konf. Nacionalnoj Akademii Agrarnyh nauk Ukrainy. Kruti, Majak, 2017, pp. 124-128.

6. Mamedov G.Sh. Jekologicheskaja ocenka pochv sel 'skohozjajstvennyh i lesnyh ugodij Azerbajdzhana : avtoreferat dis. ... d-ra biol. nauk. Dnepropetrovsk, 1991. 40 p.

7. Mamedov G.Sh., YusifovaM.M. Agrojekologicheskaja ocenka vinograda prigodnyh pochv jugo-vostochnogo sklona Bol'shogo Kavkaza (Azerbajdzhan) [Agroecological assessment of grapes suitable soils of the South-Eastern slope of the Greater Caucasus (Azerbaijan)]. Pochvovedenie [Eurasian soil sciences], 2013, no. 8, pp. 1016-1024.

8. Mamedov G.Sh., Gashimov A.D. Nekotorye itogi meliorativnyh issledovanij tjazhelyh zasolennyh pochv v Azerbajdzhane [Some results of reclamation studies of heavy saline soils in Azerbaijan]. Pochvovedenie i agrohimija [Soil Science and Agricultural Chemistry], 2013, vol. 21, no. 1, pp. 214-224.

9. Mamedov G. Sh., Geydarova R.M. Sostavlenie pochvennoj karty Mil'skoj ravniny Azerbajdzhana na osnove ajerokosmicheskih materialov [Preparation of a soil map of the Mila plain of Azerbaijan on the basis of aerospace materials]. Vestnik Rjazanskogo GA U im.Kostycheva, 2014, no. 4, pp. 40-45.

10. Mamedova S.Z. Modeli plodorodija chaeprigodnyh pochv Lenkoranskoj oblasti : avtoref. dis. ... kand. biol. nauk. Baku, Jelm, 1989. 25 p.

11. Mamedova S.Z., Mamedov G.Sh. Agrojekologicheskaja harakteristika i bonitirovka pochv Bolshogo Kavkaza. Agrojekologicheskaja rol plodorodija pochv i sovremennye agrotehnologii : materialy Mezhdunarod. nauch.-praktich. konf. Ufa, Izd-vo BGAU, 2008, pp. 21-24

12. Mamedova S.Z., Verdieva F.B. Jekologicheskaja ocenka landshaftnyh kompleksov letnih pastbishh Dashkesanskogo rajona. Sbornuk nauchnikh trudov. Gjandzha, 2013, vol. 2, pp. 112-117.

13. Pirieva F.L. Jekologicheskaja harakteristika i bonitirovka pochv lesnyh ugodij jugo-vostochnoj

chasti Bolshogo Kavkaza : avtoreferat dis. d-ra selskohoz. nauk. Baku, Jelm, 1984. 23 p.

14. Radzhabova S.B. Jekologicheskaja model plodorodija sero-buryh oroshaemyh pochv pod maslinovymi plantacijami Absheronskogo poluostrova : avtoreferat dis. ... kand. selskohoz. nauk. Baku, Jelm, 1994. 25 p.

15. Shishov L.L., Gradusov B.P., Dijakonova K.V Modeli rasshirennogo vosproizvodstva plodorodija pochv-novoe v teorii pochvovedenija. 100 let

geneticheskogo pochvovedenija. Moscow, Nauka, 1986, pp. 170-177.

16. Shihlinskij Je.M. Teplovoj balans Azerbajdzhanskoj SSR. Baku, Jelm, 1969. 199 p.

Information about the Author

Nazaket A. Ismailova, Candidate of Sciences (Biology), Associate Professor, Leading Researcher, Institute of Soilscience and Agrochemistry, Azerbaijan National Academy of Sciences, Mamed Ragima St., 5, 1073 Baku, Azerbaijan Republic, naza.ismailova@mail.ru.

Информация об авторе

Назакет Агамамед кызы Исмаилова, кандидат биологических наук, доцент, ведущий научный сотрудник Института почвоведения и агрохимии, Национальная академия наук Азербайджана, ул. Мамед Рагима, 5, 1073 г. Баку, Республика Азербайджан, naza.ismailova@mail.ru.