CC BY
42
рии предусматривает использование искусственных защитных лесонасаждений и естественных лесов как системы (каркаса) стабильных долговременных внешних и внутренних рубежей на сельскохозяйственных угодьях, надолго закрепляющих их границы и границы отдельных полей. При рациональном сочетании в каждом конкретном ландшафте размеров пашни, лугов, лесов и водоемов, при их оптимальном размещении на территории именно ландшафтная организация сельхозугодий обеспечивает повышение плодородия и защиту почвы от водной и ветровой эрозии, засухи и суховеев, свойственных Нижнему Поволжью.
Основными видами искусственных лесонасаждений на сельскохозяйственных землях являются полезащитные (ветроломные и стокорегулирующие) лесные полосы, насаждения в гидрографической сети и вокруг нее, насаждения на песках, посадки деревьев и кустарников на пастбищных землях, озеленительные посадки. Общие принципы их размещения и технологии выращивания в Волгоградской обл. имеют зональные особенности, описанные в разработанных ВНИАЛМИ рекомендациях.
Заключение.
В настоящее время в связи с продолжающимся ухудшением состояния агрогеосистем возрастает роль исследований с использованием геоинформационного моделирования на основе катенарно-ло-гистического анализа с применением аэрокосмических методов. Особую роль для осуществления математико-картографического моделирования различных явлений и процессов имеет пространственное положение ландшафтов в переходных пограничных полосах на стыке природных зон. Предлагаемая методология позволяет интегрировать ландшафтно-экологическую интерпретацию аэрокосмической фотоинформации и геоинформационные системы для исследования, картографирования, моделирования и прогнозирования деградационных процессов в агроландшафтах переходных зон (экотонов).
Теоретический уровень ожидаемых результатов сопоставим с мировым: запатентованы 3 способа определения уровня деградации ландшафтных объектов по космоснимкам и 1 способ выделения пере-
ходных природных зон (экотонов).
Эти разработки позволяют реализовать инновационные технологии геоинформационного картографирования процессов деградации земель в геоэкотонах на основе космической информации, которые опережают аналогичные отечественные и зарубежные разработки в области рационального природопользования, оптимизации геосистем и создания адаптивно-ландшафтных систем агроприро-допользования.
Литература:
1. Бобра Т. В. Новые объекты ландшафтных исследований // Геополитика и экогеодинамика регионов. - 2009.
- Т. 5. - Вып. 1. - С. 20-32.
2. Коломыц Э. Г. Региональная модель глобальных изменений природной среды. - М.: Наука, 2003. - 371 с.
3. Рулев А. С., Юферев В. Г. Геоинформационный анализ рельефа южной части Ергенинской возвышенности // Известия Нижневолжского агроуниверситетского комплекса: наука и высшее профессиональное образование.
- 2017. - № 1(45). - С. 41-46.
4. Рулев А. С., Юферев В. Г. Ландшафтно-геоморфологи-ческий анализ мезоэкотона «Малый Сырт - Прикаспийская низменность» с применением ГИС-технологий // Вестник ВолГУ Серия 11. Естественные науки. - 2016. - № 4(18). - С. 58-66.
5. Рулев А. С., Юферев В. Г. Математико-картографи-ческое моделирование экотонных агроландшафтных структур // Вестник российской сельскохозяйственной науки. - 2017. - № 1. - С. 18-20.
6. Саратов: комплексный геоэкологический анализ / Под ред. А. В. Иванова. - Саратов: СГУ 2003. - 248 с.
AGROFOREST AMELIORATION OF ECOTONE LANDSCAPES OF THE LOW VOLGA REGION
Yuferev V.G., Dr. Sci. Agr., [email protected] Rulev A. S., Dr. Sci. Agr., Academician of RAS, rulev54@ rambler.ru, Rulev G. A., PhD Sci. Agr., [email protected] Federal State Budget Scientific Institution "Federal Scientific Center of Agroecology, Complex Melioration аnd Protective Afforestation of the Russian Academy of Sciences (FSC of Agroecology RAS), Volgograd
The paper reveals the importance of agroforest landscapes in the transitional boundary bands at the junction of natural zones, studies the role of agroforestry as a tool for creating landscapes that are resistant to degradation.
Key words: agroforest amelioration, landscape, ecotone, degradation, relief, layer.
УДК 634.0.1
ВЛИЯНИЕ ЛЕСНЫХ ПОЛОС НА ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ В ЗОНЕ КАШТАНОВЫХ ПОЧВ ВОЛГОГРАДСКОЙ ОБЛАСТИ
А. В. Кошелев, к. с.-х. н. - ФГБНУ «Федеральный научный центр агроэкологии, комплексных мелиораций и защитного лесоразведения Российской академии наук» (ФНЦ агроэкологии РАН), Волгоград, Россия
Представлены материалы по исследованию влияния полезащитных лесных полос (ЛП) на физико-химические показатели каштановой почвы.
и содержание частиц в илистой фракции. Ключевые слова:
Установлено, что лесная полоса из вяза приземистого увеличивает мощность гумусового горизонта
полезащитные лесные полосы, каштановая почва, гранулометрический состав, гумус, плотный остаток, мелиоративное влияние.
Практикой агролесомелиоративного почвоведения установлено [1, 3, 5], что мелиоративное воздействие ЛП изменяет физико-химические свойства почв в зоне до 10Н (Н - высота насаждения) с наветренной и заветренной сторон от насаждения. Согласно методике В. М. Кретинина [5], при изучении мелиоративного влияния ЛП в сухостепных условиях анализируется почвенный слой 0-100 см.
В наших исследованиях мы изучали изменение физико-химических показателей (морфологической строение, гранулометрический состав, содержание гумуса, водорастворимых солей и карбонатов) каш-
тановой почвы под влиянием полезащитных ЛП на тестовом полигоне «Качалино», расположенном в южной части Иловлинского р-на Волгоградской обл. на территории ОПХ «Качалинское».
Материалы и методика исследований
Полезащитные ЛП создавались в ОПХ «Качалинское» с 1985 по 1992 гг. При создании системы защитных лесных насаждений (ЗЛН) площадь богарной пашни была поделена на 3 севооборота. На первом и втором создавались полезащитные ЛП по границам полей, а на третьем часть площади была отведена под создание стокорегулирующих ЛП, а другая осталась
для контроля.
Площадь тестового полигона равна 3950 га. Общая площадь ЗЛН (первого и второго севооборотов) составляет 81,4 га, стокорегулирующие ЛП третьего севооборота занимают 10,5 га. Основные ЛП размещены поперек господствующих юго-восточных суховейных ветров, в первом севообороте через 250-300 м, во втором через 500-550 м, вспомогательные ЛП через 900-2300 в первом и 700-2200 м во втором.
ЛП состоят из 4 рядов, ширина междурядий составляет 3 м при общей ширине полосы 15 м. Два внутренних ряда занимают лесообразующие породы из вяза приземистого, робинии псевдоакации, гледичии бесколючковой, дуба черешчатого, сосны крымской, а 2 внешних ряда занимает кустарник, в основном смородина золотистая.
В полевой период 2016 г. были заложены ключевые участки в первом севообороте для изучения изменений физико-химических показателей и пробурены 7 скважин: в ЛП, и на расстоянии 5Н, 10Н и 20Н от нее с заветренной и наветренной сторон, на необрабатываемой пашне. Почвенные образцы отбирались через каждые 20 см в 3-кратной повтор-ности для определения изучаемых показателей в лабораторных условиях по общепринятым методикам в почвоведении и агролесомелиорации [4, 6, 8].
Результаты и их обсуждение
Расстояния между ЛП на ключевом участке первого севооборота составляют 250 м, т. е. насаждения создавались при соблюдении условий перекрытия зон мелиоративного влияния на межполосные клетки.
Изучаемая ЛП ажурной конструкции состоит из 2 рядов вяза приземистого, имеет среднюю высоту деревьев 6,5 м, возраст насаждения составляет 23 года. С заветренной и наветренной сторон межполосные пространства представляют собой необрабатываемые поля, занятые сорной растительностью и рожью «падалицей».
На территории ключевого участка распространены почвенные разности тяжело- и среднесугли-нистого гранулометрического состава, тип почвы - каштановая.
Анализ морфологического строения почвенных профилей по мощности горизонтов показывает, что почвенный профиль под ЛП имеет горизонт А0 (лесная подстилка), мощность гумусового горизонта (А + Вг) выше на 8-10 см, в отличие от почвенных профилей на межполосных клетках и открытом поле (контроль).
Морфологический анализ почвенных образцов по окраске также показал, что под ЛП смена окраски от темно-коричневого (в слое 0-20 см) до коричневого (слой 20-40 см), затем до светло-коричневого (слой 40-60 см) и бежевого (слой 60-80 см) цветов происходит постепенно, границы смены окраски наблюдались на глубинах 35, 52 и 80-85 см. В зонах 5Н, 10Н и 20Н смена окраски от темно-коричневой к светло-коричневой и бежевой при переходе из одного горизонта в другой более резкая.
Анализ гранулометрического состава показал, что его облегчение от тяжело- к среднесуглинистому идет в направлении от ЛП к центру поля как с наветренной, так и с заветренной сторон. По всем зонам преобладает илистая фракция (< 0,001 мм), причем максимальное ее содержание в слое 0-20 см наблюдается в ЛП (27,99%) и зонах 5Н (29,87 и 33,41%). Фракции крупной (0,05-0,01 мм) и средней пыли (0,010-0,005 мм) в слое 0-20 см под ЛП имеют рав-
ные значения (14,12 и 14,52%), а в зонах 5Н, 10Н и 20Н содержание частиц крупной пыли превосходит содержание частиц средней пыли в 3,5-5 раз. Исходя из наличия преобладающих фракций, почву следует называть крупнопылевато-иловатой тяжело- и сред-несуглинистой.
Среднесуглинистые почвы наиболее благоприятны для произрастания растений, так как они обладают достаточной влагоемкостью и воздухопроницаемостью [2, 7].
Анализ данных по содержанию гумуса показал, что по мощности гумусового горизонта (А + В1) почвы относятся к маломощным; под пологом ЛП его мощность составляет 37 см, а в остальных зонах 26-28 см. По содержанию гумуса исследуемые почвы относятся к слабо гумусированным. Пространственное распределение гумуса по его содержанию в горизонте А + В1 от ЛП до центров межполосных клеток (зона 20Н) не отличается большой вариативностью и составляет 1,12-1,36%. Причем, четкой закономерности в его распределении не прослеживается, под пологом ЛП он составляет 1,15%, в зонах 5Н с наветренной и заветренной сторон 1,36 и 1,17%, в зонах 10Н - 1,12 и 1,15%, а в зонах 20 Н - 1,22 и 1,21% соответственно.
Низкое содержание гумуса на межполосных клетках в зонах 5Н, 10Н и 20Н свидетельствует об их сельскохозяйственной освоенности, а невысокое содержание гумуса под пологом ЛП может быть обусловлено широким междурядьем (7 м) и малым сроком лесомелиоративного влияния (23 года).
Распределение гумуса в слое 0-100 см идет с убыванием вниз по профилю почвы по всем зонам, в 1,5-1,7 раза до слоя 40-60 см, ниже этого слоя и до 100 см изменения незначительны.
Обильное содержание углесолей при грубой текстуре образует уплотненный экран в нижней части почвенного профиля. Содержание карбонатов кальция в почвенном профиле под пологом ЛП определяется с поверхности почвы и составляет 2,6%, резкое их увеличение (в 7 раз) происходит со слоя 40-60 см. Аналогичное распределение карбонатов кальция происходит и в зоне 5Н с наветренной стороны; в зоне 10Н резкое увеличение содержания карбонатов отмечается со слоя 20-40 см, а в зоне 20Н - уже со слоя 0-20 см. Следует отметить, что содержание карбонатов кальция увеличивается в направлении от ЛП к зоне 20Н с наветренной стороны. С заветренной стороны картина распределения карбонатов кальция несколько иная. Так, в зоне 5Н более резкое увеличение содержания карбонатов отмечено со слоя 0-20 см, по сравнению с теми же слоями под пологом ЛП и в зоне 5Н с наветренной стороны, в зонах 10Н и 20Н происходит снижение содержания карбонатов в слое 0-20 см до значений 4,07 и 2,27%, резкое возрастание их содержания происходит в слое 40-60 см. Причем, наблюдается обратная зависимость по сравнению с зонами с наветренной стороны - содержание карбонатов уменьшается в направлении от ЛП к центру межполосной клетки (зона 20Н). Механизм такого распределения карбонатов кальция с разных сторон от ЛП не совсем ясен и требует дальнейших исследований.
Анализ водной вытяжки метрового слоя почвы во всех зонах показывает, что почвенный профиль промыт от легкорастворимых солей, величина плотного остатка является низкой и лежит в пределах от 0,043 до 0,096%. Малые значения плотного остатка соответствуют незасоленным почвам. Общая щелочность имеет величину 0,025-0,042%. Ка-
тионы кальция превышают содержание катионов магния практически в 2 раза по почвенному профилю по всем зонам.
В данном случае, показатель плотного остатка по содержанию легкорастворимых солей не является существенным при оценке влияния ЛП на трансформацию почвенных свойств.
Заключение
Таким образом, в ходе исследований установлены морфологические и химические показатели каштановой почвы, по которым можно выявлять происходящие в ней изменения под влиянием ЛП.
Необходимо продолжить исследования по выявлению пространственных изменений свойств лесомелиорированных почв на тестовом полигоне «Качалино» для последующего их цифрового картографирования.
Литература:
1. Агролесомелиорация и плодородие почв / Под ред. Е. С. Павловского. - М.: Агропромиздат, 1991. - 288 с.
2. Дегтярева Е. Т., Жулидова А. Н. Почвы Волгоградской области. - Волгоград.: Нижне-Волжское кн. изд-во, 1970. - 320 с.
3. Зайченко К. И. Роль лесных насаждений в повышении плодородия смытых почв степи и лесостепи Европейской территории РСФСР: автореф. дис. ... к. с.-х. н. -Волгоград, 1986. - 24 с.
4. Качинский Н. А. Механический и микроагрегатный
состав почвы, методы его изучения. - М.: АН СССР, 1958.
- 191 с.
5. Кретинин В. М. Агролесомелиорация почв. - Волгоград: ВНИАЛМИ, 2009. - 198 с.
6. Методика системных исследований лесоаграрных ландшафтов / Под общ. рук. Е. С. Павловского, М. И. Дол-гилевича. - М.: ВАСХНИЛ, 1985. - 112 с.
7. Мякина Н. Б., Аринушкина Е. В. Методическое пособие для чтения результатов химических анализов почв.
- М.: МГУ 1979. - 62 с.
8. Общесоюзная инструкция по почвенным обследованиям и составлению крупномасштабных почвенных карт землепользования. - М.: Колос, 1973. - 96 с.
INFLUENCE OF SHELTERBELTS ON PHYSICAL-CHEMICAL INDICES OF CHESTNUT SOILS IN THE VOLGOGRAD REGION
Koshelev A.V., PhD Sci. Agr., [email protected] Federal State Budget Scientific Institution "Federal Scientific Center of Agroecology, Complex Melioration аnd Protective Afforestation of the Russian Academy of Sciences (FSC of Agroecology RAS), Volgograd, Russia
The paper presents the results of study on the influence of field windbreaks on physical-chemical indices of chestnut soil, concludes that forest belt of Siberian elm increases the depth of humus horizon and content of particles in clayed fraction.
Key words: shelterbelts, chestnut soil, granulometric composition, humus, dense residue, meliorative effect.
УДК 631.95/445.51:(470.6)
ОСОБЕННОСТИ АГРОЭКОЛОГИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ СВЕТЛО-КАШТАНОВОЙ ПОЧВЫ НА СКЛОНАХ ЮГА ПРИВОЛЖЬЯ
Л.А. Бабаян, д.с.-х.н., В.В. Леонтьев, к.т.н. - Нижне-Волжский НИИСХ - филиал ФНЦ агроэкологии РАН
В статье изложены результаты оценки плодородия светло-каштановой почвы на склонах приволжского Юга. Показано, что элементы рельефа и экспозиция оказывают прямое воздействие на физико-механические и водные свойства почвы на склонах. Отмечается, что возделывание полевых культур без учета комплекса научно обоснованных почвозащитных приемов агротехники, постепен-
но приводит к низкому уровню продуктивности и естественного плодородия пашни, что усиливает деградационные процессы. Рекомендованы разработанные и апробированные приемы агромелиорации.
Ключевые слова: почвенный профиль, склон, экспозиция, сток, элементы рельефа, питательные вещества, влажность, приемы агромелиорации.
Интенсивное развитие эрозионных процессов на обрабатываемых участках склонов определило особую значимость учета природных условий при построении ландшафтных систем земледелия.
Природа Приволжской возвышенности формировалась под воздействием различных экзогенных процессов, приведших к образованию наиболее приподнятого плато, где отметки рельефа достигают 359 м над уровнем моря. Количество осадков здесь возрастает в направлении с юго-востока на северо-запад от 270-300 мм до 500-550 мм, наибольшая часть которых выпадает в апреле и первой половине июня. По многолетним наблюдениям снеговой покров образуется в третьей декаде ноября, а сход снега происходит во второй половине марта. Высота толщи снега редко превышает 10 см, но иногда достигает 30 см и более. Талые воды особенно при весенних ливнях являются основным разрушителем почвенного покрова на уклонных территориях региона. Поверхностный сток нередко проявляется и в период летних ливневых дождей.
Для юга Приволжья, охватывающего и Волгоградскую область, характерны сильные ветры, преимущественно юго-восточного и восточного направления. Скорость ветра в среднем составляет 4-7 м/сек, при максимальном значении 35 м/сек. Особенностью рельефа является приподнятое плато с наличием выровненных поверхностей, сформированных на плотных
и рыхлых породах: песчаниках, известняках, мергелистых песчаниках с гипсоносными глинами, суглинках, песках. В западном направлении приподнятые плато крутыми ступенями по склону обрываются к долинам рек, а на восточном, постепенно снижаясь, переходят к равнине. Среди разрушающих факторов воздействия на пахотные земли особо выделяются денудационно-эрозионные процессы. В Волгоградской области наиболее интенсивно эрозия проявляется на обрабатываемых участках с уклоном от 2° до 8° и выше, площадь которых составляет 836 тыс.га.
Исследования по изучению состояния производственных возможностей почвы по элементам рельефа водосборной территории проводились с 1994 по 2010 гг. в ООО «Новожизненское» (Городищен-ский район). Под опыты выбрана часть территории водосбора крутизной 4-6°, расположенной между балками Майской и Дочью. Наибольшая высотная отметка участка 123 м, наименьшая -97,5 м. Внутри созданного почвозащитного комплекса, включающего фотомелиорацию водотока под защитой лесополосы, проводилось изучение эффективности севооборотов с различным насыщением многолетними травами, буферно-полосное размещение культур, способов отвальной и безотвальной обработок. В севооборотах использовались из зерновых культур: озимая пшеница, рожь, яровой ячмень и в
