CC BY
62
СЫ: 10.24411/0044-3913-2020-10802 УДК 581.93:502.72
Высотная зональность почвенных условий горных ландшафтов Юго-Восточного Крыма
Ю. В. ПЛУГАТАРЬ, член-корреспондент РАН, доктор сельскохозяйственных наук, директор (e-mail: priemnaya-nbs-nnc@ya.ru) В. П. КОБА, доктор биологических наук, зав. лабораторией (e-mail: kobavp@mail.ru) М. Л. НОВИЦКИЙ, научный сотрудник
В. В. ПАПЕЛЬБУ, научный сотрудник Н. А. ПШЕНИЧНИКОВ, инженер-исследователь
Никитский ботанический сад -Национальный научный центр РАН, Никитский спуск, 52, пгт. Никита, Ялта, Республика Крым, 298648, Российская Федерация
Исследования проводили с целью изучения качественныххарактеристикпочвы в различных высотных поясахгорных ландшафтов Юго-Восточного Крыма на территориях антропогенно трансформированных растительных сообществ, анализа почвенных условий в связи с флуктуацией погодных явлений. Работу выполняли в 2020 г. По трем гипсометрическим профилям на высотах 100, 300 и 600 м над уровнем моря в Алуштинском районе на территории дубовых насаждений на пробных площадях в пяти слоях почвенных разрезов изучали физические и водно-физические свойства почвы, полевую влажность, влажность завядания, содержание гумуса. Определяли состав растительных сообществ по требовательности отдельных видов к влаге. Хронологический анализ погодных условий проводили с использованием данных региональных метеостанций. Почвы горных ландшафтов Юго-Восточного Крыма характеризуются малой мощностью, содержание скелета в виде щебня и хряща варьирует от 50 до 90 %. Гранулометрический состав почвы изменяется от суглинка до легкой глины, реакция среды - от слабокислой до слабощелочной. Общее содержание гумуса увеличивается с высотой над уровнем моря. В нижнем поясе средняя величина этого показателя составила 2,1 %, в среднем - 2,2 %, в верхнем - 2,8 %. Содержание гумуса изменяется по профилю почвенного разреза. На высоте 100 м над уровнем моря коэффициент корреляции между содержанием гумуса и О глубиной залегания почвенного слоя состав-О лял -0,79, на высоте 300 и 600 м над уровнем
N моря --0,88и-0,84 соответственно. Количе-00
¿f ство влаги в почве характеризуется заметной
Z дифференциацией с изменением высоты
ие месторасположения и глубины залегания
^ почвенного слоя. Снижение увлажненности
де и содержания гумуса в верхних горизонтах
ле почвы на высоте 300 м над уровнем моря
2 определяет этот высотный пояс горныхланд-
.2 шафтов Юго-Восточного Крыма какнаиболее
критический для формирования и развития растительных сообществ.
Ключевые слова: почвы, динамика, структура, состав, влажность, горные ландшафты, температурный режим.
Для цитирования: Высотная зональность почвенных условий горных ландшафтов Юго-Восточного Крыма/Ю. В. Плугатарь, В. П. Коба, М.Л. Новицкий и др. // Земледелие. 2020. №8. С. 10-15. бог. 10.24411/0044-39132020-10802.
Горные экосистемы характеризуются высокой изменчивостью условий произрастания, слабой устойчивостью ландшафтов к антропогенному воздействию и особой уязвимостью к климатическим изменениям [1, 2]. В последние десятилетия в результате глобального потепления возросла частота и интенсивность экстремальных погодных явлений, что оказывает влияние на состояния и устойчивость природных экосистем [3]. Во многих исследованиях показано, что наиболее значительные негативные изменения происходят в растительных и почвенных биоценозах [4, 5]. Гумусообразование и влагонакопление в почвенной среде выступают важнейшими факторами формирования условий роста и развития растений. В свою очередь деградация растительных сообществ оказывает влияние на состояние и устойчивость почвенного покрова. В этой экологи-
ческой связке важное значение имеют вопросы оценки и анализа критических фаз развития, перехода биосистем на новый уровень гомеостаза, часто более низкий по энергетическому балансу и биоразнообразию [6].
Особую актуальность эти проблемы имеют для горных ландшафтов Юго-Восточного Крыма, где значительная деградация растительности, в первую очередь лесной, связанная с нерациональной хозяйственной деятельностью в прошлом, и усиление рекреационной деятельности в последние годы повышают экологические риски масштабной трансформации почвенно-растительного покрова [7]. Изучение почв в Горном Крыму имеет значительную историю, однако до сегодняшнего времени слабо освещены вопросы изменения почвенных условий с высотной поясностью, оценки специфики формирования их качественныххарактеристик натерриторияхпосткризисного антропогенного воздействия.
Цель работы - изучение качественных характеристик почвы в различных высотных поясах горных ландшафтов Юго-Восточного Крыма на территориях антропогенно трансформированных растительных сообществ, анализ почвенных условий в связи с флуктуацией погодных явлений.
Исследования проводили в Юго-Восточной части Горного Крыма в 2020 г По трем гипсометрическим профилям на высотах 100, 300 и 600 м над уровнем моря (н. у. м.). в Алуштинском районе от п. Лазурное до п. Малореченское на территории произрастания дубовых насаждений были заложены пробные площади (ПП), на которых изучали почву по профилю в слоях 0.. .10, 10.. .20. 20.. .30, 30.40 и 40.50 см. Координаты и высотное положения точек отбора почвенных образцов определяли с ис-
Рис. 1. Схема территориального размещения пробных площадей (ПП).
1. Характеристика средних показателей почвы по профилю разрезов (М ± s)*
Высота Слой почвы,см
н.у.м., м 0...10 I 10.20 | 20.30 | 30.40 40.50
100 4,6 ± 0,3 Содержание гумуса, % 2,0 ± 0,1 1,4 ± 0,1 1,3 ± 0,1 1,4 ± 0,1
300 4,1 ±0,2 2,4 ± 0,1 1,7 ±0,1 1,6 ± 0,1 1,4 ± 0,1
600 5,7 ±0,4 2,6 ± 0,1 2,1 ±0,1 1,8 ± 0,1 1,7 ± 0,1
Содержание влаги, %
100 8,9 ± 0,5 9,5 ± 0,5 9,3 ±0,5 7,4 ±0,5 6,6 ±0,4
300 5,6 ± 0,3 6,0 ± 0,4 5,9 ± 0,4 6,3 ±0,4 7,2 ±0,5
600 11,6 ± 0,6 6,3 ±0,4 6,7 ±0,5 7,2 ±0,5 6,7 ±0,4
Реакция почвенной среды, рН
100 6,7 ± 0,5 6,7 ± 0,5 6,5 ± 0,5 6,6 ± 0,6 6,6 ± 0,4
300 6,2 ±0,4 6,2 ± 0,4 6,1 ± 0,4 6,1 ± 0,4 6,2 ± 0,5
600 6,8 ±0,5 6,4 ± 0,4 6,7 ± 0,6 6,5 ± 0,5 6,6 ± 0,6
*М - среднее значение; s - ошибка среднего значения.
пользованием GPS навигатора Garmin OREGON 650 (рис. 1).
В качестве основы при типологической классификации фитоценозов использовали экотопическую сетку Горного Крыма [8]. Физические и водно-физические свойства почв определяли, используя агрофизические методы, полевую влажность - термовесовым методом, содержание гумуса - по Тюрину, рН водной суспензии - потенциометриче-ски, влажность завядания - расчётным способом. При полевых и лабораторных исследованиях использовали общепринятые в почвоведении ГОСТы, ДСТУ и методики. Анализ экологических групп видов растений по отношению к режиму увлажнения проводили, применяя систему оценки экоморф В. Н. Голубева [9]. При оценке многолетней динамики погодных условий использовали данные Алуштинской, Никитской и Ялтинской метеорологических станций. Ретроспективный анализ особенностей накопления гумуса в почвенном профиле проводили, используя метод интерполяции. Статистические материалы результатов наблюдений обрабатывали, применяя методы биометрии (Г. Ф. Ла-кин, М, 1990).
При оценке лесорастительных условий анализируют две важнейшие характеристики - эдафотоп и гигротоп. Почвенные условия во многом определяют особенности развития лесной растительности, в свою очередь лес оказывает значительное влияние на состав и структуру почвы [10, 11]. В горных ландшафтах процессы почвообразования характеризуются существенными различиями в связи с особенностями орографических условий [12]. В Горном Крыму на южных, юго-восточных и юго-западных склонах мощность верхних почвенных горизонтов снижается, по сравнению со склонами других экспозиций, что в значительной степени определяется инсоляционным режимом. В условиях ограниченного влагообеспечения значительный нагрев поверхности почвы южных склонов отрицательно влияет на развитие растительности [13].
В Юго-Восточной части Горного Крыма по «Классификации почв России» маломощные почвы определены как литозёмы (Leptosols) [14]. Они относятся к широко распространённым почвам Южного берега Крыма. Наиболее часто литозёмы встречаются на территории восточнее Алушты - региона распространения безкарбонатных пород и интенсивного развития водной и ветровой эрозии [15].
В районе проведения исследований на высоте 100 м н. у. м. все разрезы были маломощные, на глубине ниже 30 см содержание скелета (фракции больше 1 мм) варьировало от 50 до 90 % в виде щебня и хряща. В целом низкая мощность почвенного профиля обуслов-
лена повышенной крутизной склонов (10.. .15°). Верхний гумусово-дернинный горизонт (0.10 см) достаточно рыхлый, интенсивно пронизан корнями травянистых растений. С глубиной плотность мелкозёма возрастает до 1,55 г/см3. Гранулометрический состав почвы варьирует от суглинка до легкой глины, реакция среды - от слабокислой до слабощелочной. В некоторых разрезах она изменялась с глубиной от нейтральной до слабокислой (табл. 1). В нижнем высотном поясе почвы характеризовались как безкарбонатные, что определяется спецификой почвообразующей породы. По уровню содержания гумусового вещества в корнеобитаемом слое почвы относятся к малогумусным.
На высоте 300 м н. у. м. отмечено некоторое изменение структуры и состава почвенной среды. Увеличился по глубине залегания до 15 см верхний гумусово-дернинный горизонт, при этом все разрезы маломощные, с глубины 30 см сильно и очень сильно скелетные, с повышенной плотностью почвы до 1,57 г/см3. Гранулометрический состав почвы в целом не изменился. Реакция почвенной среды слабокислая, в отдельных случаях нейтральная. Так же, как в нижнем поясе, почвы безкарбонатные. По содержанию гумусового вещества в корнеобитаемом слое почвы относятся к слабогумусированным.
На высоте 600 м н. у. м. разрезы маломощные, скелет проявлялся с глубины 25.30 см, его содержание варьировало от 60 до 85 %. Гумусовый горизонт рыхлый, интенсивно пронизан корнями травянистых растений, глубина его залегания увеличилась до 20 см. Содержание гумуса в почвенных разрезах в этом поясе было выше, по отношению к предыдущим высотам. Плотность мелкозёма в нижних слоях - 1,50 г/см3. По гранулометрическому составу почвы тяжелосуглинистые. На пробной площади № 6 присутствовал СаС03, его среднее содержание по профилю составило 7 %. Карбонатность почвы связана с почвообразующей породой, содержащей СаС03. Реакция почвенной среды в разрезе на высоте 100 м н. у. м. нейтральная, на высоте 300 м н. у. м. -слабокислая, на высоте 600 м н. у. м. в
слое 0.10 см - нейтральная, в более глубоких слоях - слабокислая.
Особенности почвенных условий в районе проведения исследований -увеличение общего содержания гумуса с высотой над уровнем моря. В нижнем поясе средняя величина этого показателя составила 2,1 %, в среднем - 2,2 %, в верхнем - 2,8 %. Это в целом соответствует закономерностям высотной зональности формирования почв [12]. Достаточно четко также прослеживается уменьшение содержания питательных веществ с увеличением глубины почвенного разреза. На высоте 100 м н. у. м. коэффициент корреляции содержания гумуса и глубины залегания почвенного слоя составил -0,79, на высоте 300 и 600 м н. у. м. - -0,88 и -0,84, соответственно. Усиление корреляции количества гумуса с глубиной отбора почвенных образцов, очевидно, свидетельствует, что в прошлом в верхнем и, особенно, в среднем поясе процессы почвообразования имели более стабильный характер. Отмечено некоторое снижение содержания гумуса в верхнем слое на пробных площадках на высоте 300 м н. у. м., что может быть связано с изменением условий формирования почвенного покрова. Однако на глубине от 10 см до 40 см, зафиксировано превышение содержания гумусовых веществ в почве среднего пояса, по сравнению с нижним. Это позволяет предположить, что процессы почвообразования и формирования гумуса на высоте 300 м н. у. м. в прошлом происходили более интенсивно в сравнении с прибрежной частью горных ландшафтов Юго-Восточного Крыма. Уничтожение коренных древостоев, формирование на территории их произрастания неустойчивых, низкопродуктивных растительных сообществ определило снижение поступления питательных веществ, ы усиление эрозионных процессов, что в о первую очередь отразилось на состоя- л нии верхних слоев почвы. Более глубоко д залегающие горизонты в сложившихся л условиях продолжают сохранять ранее | накопленные питательные вещества. 2
Использование метода интерполяции 8 позволяет с определенной вероятностью м ретроспективно оценить особенности 2 накопления гумуса в почвенном профи-
о см о см со
ш ^
Ф
Ч
ш ^
2
ш м
0-10
10-20 20-30 30-40
Глубина горизонта, см
40-50
Рис. 2. Моделирование содержания гумуса в различных горизонтах на высоте 300м н. у. м.: —♦--фактическое; — ■ — — расчетное.
ле экотопов среднего пояса. Расчетная кривая содержания гумуса в почвенных горизонтах в интервале залегания от 10 до 40 см практически полностью совпадает с фактическими значениями (рис. 2). В верхнем почвенном слое величина содержания гумуса, полученная расчетным методом, превышает фактическое значение на 1,1 %. Таким образом, в результате изменения внешних условий интенсивность накопления гумуса в верхнем слое почвы на пробных площадях среднего пояса снизилась почти на четверть. Некоторое уменьшение фактического содержания гумуса на глубине 40.50 см, по сравнению с расчетными величинами, очевидно, свидетельствует о том, что и в прошлом на этих территориях, происходили кризисные явления, оказывающие влияние на процессы формирования гумуса.
По влагосодержанию в почве также отмечена определенная дифференциация как с изменением высоты месторасположения над уровнем моря, так и по профилю почвенного разреза. В нижнем поясе влажность верхнего слоя почвы составила 8,9 ± 0,5 %, в слое 10. 20 см она возрастает незначительно. В дальнейшем с увеличением глубины влажность почвы постепенно снижается, достигая минимальных значений в слое 40.50 см - 6,6 ± 0,4 %, что приближается к влажности завядания для этих почвенных условий (3,2 %).
В среднем поясе отмечено существенное снижение в целом уровня влажности почвы. Имеются определенные различия и по специфике изменения влагосодержания с увеличением глубины. В пределах верхних почвенных слоев происходит повышение влажности почвы от 5,6 ± 0,3 % до 6,0 ± 0,4 % на глубине 0.10 см и 10.20 см соответственно. В следующем почвенном слое влажность незначительно снижа-
ется, а с глубины 30.40 см она увеличивается, достигая наиболее высоких значений в почвенном слое 40.50 см. В целом на пробных площадях на высоте 300 м н. у. м., в отличие от нижнего пояса, самая низкая влажность почвы была в верхнем слое, а самая высокая в нижнем. Это, очевидно, отражает специфику инфильтрации атмосферных осадков и процесса испарения влаги с поверхности почвы.
Известно, что в горных условиях с подъемом по высоте количество атмосферных осадков увеличивается [16]. Поэтому объем поступающей атмосферной влаги в среднем поясе больше, в сравнении с нижним. Однако, учитывая ограниченность годовых осадков в горных территориях Юго-Восточного Крыма, на баланс влагосодержания в нижнем поясе существенно влияют повышенная влажность воздуха и морские туманы [17], которые уменьшают иссушение поверхности почвы. Такой экологический режим обеспечивает некоторую стабилизацию влагосодержания верхних слоев почвы вследствие снижения интенсивности процессаиспарения
атмосферных осадков. Нижние слои менее подвержены этому влиянию, здесь влагообеспечение в большей степени зависит от инфильтрации атмосферных осадков, что в основном связано с их количеством и длительностью поступления. Вероятность сочетания благоприятных атмосферных явлений по величине и продолжительности выпадения осадков имеет более длительный временной интервал, что ограничивает интенсивность поступления влаги в нижние почвенные горизонты. В среднем поясе некоторое увеличение влажности почвы на глубине 30.40 см и 40.50 см, свидетельствует о том, что влагоообеспечение этих экотопов в большей степени зависит от цикличности погодных условий. В этой связи следует отметить, что по нашим данным [18], в последние десятилетия, несмотря на увеличении годового количества, большая часть атмосферных осадков в Южном Крыму имеет ливневой характер, в результате чего происходит увеличение поверхностного стока, снижается влагонасыщение почвы.
На пробных площадях на высоте 600 м н. у. м. влажность верхнего почвенного слоя заметно выше, в сравнении с нижним и средним поясами, что связано с увеличением количества атмосферных осадков, а также дополнительным поступлением влаги вследствие росы, так как в горной местности с повышением высоты местопроизрастания увеличивается перепад суточных температур, это способствует конденсации влаги на поверхности почвы. Изменение увлажненности почвенных слоев свидетельствует о том, что в этих лесорастительных условиях, так же как и в среднем поясе, влогоо-беспечение в большей степени зависит от характера выпадения атмосферных осадков, их равномерность и продолжительность определяют уровень инфильтрации и накопления влаги.
Условия увлажненности экотопа оказывают влияние на специфику формирования растительных сообществ. В видовом составе фитоценозов нижнего пояса преобладают мезоксерофиты и мезофиты (рис. 3). В среднем поясе
Рис. 3. Экологические группы растений по отношению к влаге: □ — ксерофиты; □ — ксеромезофиты; □ — мезоксерофиты; □ — мезофиты.
Количество осадков
120
110
100
90
80
1961-70
1971-80
1981-90
1991-00
2001-10
2011-20 Годы
Рис. 4. Средние значение по десятилетиям количества осадков летнего сезона, мм.
растения этих экологических групп также составляют большую часть сообщества, однако возрастает до 25,1 % доля засухоустойчивых видов - ксеро-мезофитов и ксерофитов. При близком уровне видового разнообразия в этих высотных поясах (15.16 видов) повышение на высоте 300 м н. у. м. числа видов растений, более требовательных к влаге, характеризует увеличение уровня осцилляции лимитирующего фактора, что в целом отражает снижение стабильности режима увлажнения территорий среднего пояса горных ландшафтов Юго-Восточного Крыма. На высоте 600 м н. у. м. повышается видовое разнообразие растительных сообществ и несколько сглаживается кривая представленности экоморф по требовательности к влаге, что связано с улучшением условий произрастания, в том числе по влагообеспечению.
В целом в Юго-Восточном Крыму, как и во многих засушливых регионах, температура и осадки выступают наиболее важным фактором, определяющим специфику условий произрастания. В этой связи при анализе особенностей генезиса почвенного покрова важное значение имеет ретроспективная оценка погодных условий в регионе. Средние величины количества осадков летнего сезона по десятилетиям за 60-ти летний период, сопоставимый с возрастом формирования 2.3-х генераций древесных растений, показывают, что достаточно стабильные и относительно благоприятные условия по увлажненности в июле - августе складывались в конце прошлого столетия (рис. 4). В этот период количество осадков летом в среднем составляло 110 мм. Наиболее неустойчивая ситуация по количеству осадков летнего сезона отмечена в 70-е годы ХХ в. и в последнее десятилетие анализируемого хронологического ряда. В период 2010-2020 гг при снижении общего количества летних осадков в
значительной степени увеличилась их вариабельность как по отдельным сезонам, так и по специфике выпадения. Например, в 2017 г в летние месяцы выпало 143 мм осадков при этом 82 мм в августе, что превысило многолетнюю норму этого месяца почти в 3 раза.
Последующие два года характеризовались засушливостью летнего сезона, количество осадков в 2018 и 2019 гг составило соответственно 34 и 36 мм. Высокая сезонная динамика и нестабильность осадков по годам в летний период вегетации, погодные условия которого в значительной степени определяют реализацию процессов роста и репродукции, снижают стабильность структуры и состава растительных сообществ и формируют негативный экологический фон, определяющий повышение вероятности развития регрессивных сукцессий.
Температурный режим анализируемого 60-ти летнего периода также характеризовался высокой динамикой, при этом отмечена тенденция увеличения суммы положительных температур
Сумма температур
2300
2200
летнего сезона. Второе важное отличие - устойчивый рост величины этого показателя происходит во второй половине анализируемого хронологического ряда (рис. 5).
В 60-80-е годы прошлого столетия средняя величина суммы положительных температур летнего сезона изменялась незначительно, в 90-е годы произошло заметное ее увеличение. В последующем интенсивность прироста среднего значения суммы положительных температур по десятилетиям возрастала, достигнув максимума 106 °С в последнее десятилетие. В целом за 60-ти летний период рост средней суммы положительных температур летнего сезона составил 278 °С, или 14,0 % от уровня 60-х годов прошлого столетия. Примерно такую же динамику средних по десятилетиям величин суммы положительных температур летнего сезона за анализируемый период дают метеоданные Никитской и Ялтинской метеорологических станций. Таким образом, выявленные тенденции изменения температурного режима в летние месяцы имеют региональный характер и, безусловно, оказывают непосредственное влияние не только на развитие растительных сообществ, но и на формирование почвенного покрова. Известно, что тепловой режим во многом определяет состояние почвенной среды, экстремальные температуры выступают одним из лимитирующих факторов процесса почвообразования [19]. По нашим данным на южном макросклоне Главной гряды Крымских гор на высоте 600 м н. у. м. поверхность почвы в июле может нагреваться до 67 °С [15].
Повышение температуры усиливает интенсивность испарения влаги, оказывает значительное влияние на ее баланс в почвенной среде. В характеристике сочетания влияния двух факторов температуры и осадков в горных территориях большое значение имеют
2100
2000
1900
т-1-1-1-1-1
1961-70 1971-80 1981-90 1991-00 2001-10 2011-20
Годы
Рис. 5. Средние по десятилетиям значения суммы температур летнего сезона, °С.
орографические условия - высота над уровнем моря, крутизна и экспозиция склона. На склонах, в отличие от ровных участков, увеличивается поверхностный сток и усиливается испарение с поверхности вследствие возрастания инсоляции [20, 21]. Поэтому в горных условиях достаточно сложно оценить суммарное влияние температурного режима и количества осадков на уровень увлажненности. Многие широко используемые гидротермические коэффициенты (Селянинова, Иванова-Высоцкого) [22, 23] не в полной мере позволяют адекватно оценивать динамику сухости или увлажненности в условиях горных ландшафтов.
Анализируя в целом экологическую ситуацию, следует отметить, что температурный режим Юго-Восточной части Горного Крыма - наиболее важный лимитирующий фактор, определяющий влагонакопление в почвенной среде. Дальнейшее усиление негативных явлений, связанных с повышением температуры и изменением характера выпадения осадков, может способствовать развитию масштабной деградации почвенного покрова региона. В этой связи важное значение приобретает формирование новых подходов анализа состояния почвенно-климатических условий в горной местности, разработка методов интегральной оценки водного баланса территорий на основе учета орографических факторов, режима инсоляции, специфики влагонакопления в различных типах почвы. Создание базы данных характеристик почвенной среды, хронологический анализ изменения условий произрастания позволят разработать систему моделирования и прогноза трансформации состояния почвенного покрова региона. Учитывая исторически высокий уровень антропогенного воздействия, горные ландшафты Юго-Восточного Крыма могут быть использованы как базовые объекты при разработке методов экологической оптимизации процессов восстановления утраченных природных растительных сообществ.
Таким образом, почвы горных ландшафтов Юго-Восточного Крыма по глубине залегания плотных подстилающих пород относятся к маломощным, содержание скелета в виде щебня и хряща варьирует от 50 до 90 %, гранулометрический состав почв изменяется от суглинка до легкой глины, реакция ^ почвенной среды - от слабокислой до ° слабощелочной. Общее содержание со гумуса увеличивается с высотой над ^ уровнем моря от 2,1 % в нижнем поясе о» до 2,2 % - в среднем и до 2,8 % - в | верхнем. По профилю почвенного разреза содержание гумуса изменяется и ® находится в сильной обратной связи с 5 глубиной залегания почвенного слоя, $ возрастающей с -0,79 до -0,88 и -0,84 с
увеличением высоты н. у. м. с 100 м до 300 и 600 м, соответственно, и свидетельствующей о том, что в прошлом в верхнем и в среднем поясах процессы почвообразования имели более стабильный характер.
Выявлена дифференциация содержания влаги в почве с изменением высоты месторасположения над уровнем моря и глубины залегания почвенного горизонта. Снижение увлажненности и содержания гумуса в верхних слоях почвы на высоте 300 м н. у. м. определяют этот высотный пояс горных ландшафтов Юго-Восточного Крыма как наиболее критический для формирования и развития растительных сообществ.
В видовом составе фитоценозов нижнего пояса преобладают мезоксе-рофиты и мезофиты. В среднем поясе возрастает доля засухоустойчивых видов - ксеромезофитов и ксерофитов. На высоте 600 м н. у. м. увеличивается видовое разнообразие растительных сообществ, что связано с улучшением условий увлажненности.
Негативные тенденции изменения температурного режима, количества и характера атмосферных осадков летнего сезона могут оказать дестабилизирующее воздействие на состояние почвенной среды горных ландшафтов Юго-Восточного Крыма.
Литература.
1. Slow community responses but rapid species responses 14 years after alpine turf transplantation among snow cover zones, south-central New Zealand / J. M. Lord, A.F. Mark, T Humar-Maegli, et.al. // Perspectives in Plant Ecology, Evolution & Systematics. 2018. T. 30. P 51-61. doi: 10.1016/j.ppees.2017.07.004.
2. Trade-off analyses of multiple mountain ecosystem services along elevation, vegetation cover and precipitation gradients: A case study in the Taihang Mountains / L. Liu, Z. Wang, Y Wang., et.al. // Ecological Indicators. 2019. T. 103. P. 94-104; doi: 10.1016/J.EC0LIND.2019.03.034
3. Корсакова С. П. Прогнозные оценки тепловых ресурсов для адаптации растениеводства и лесного хозяйства к изменениям климата // АгроЭкоИнфо. 2018. № 3. С 23. [Электронный ресурс] URL: http://agroecoinfo. narod.ru/journal/STATYI/2018/3/st_359.doc/ (дата обращения 23.07.2020).
4. Распределение органического вещества и азота в дерново-подбурах Приокско-Террасного заповедника и его связь со структурой лесных фитоценозов / И. В. Припутина, П П Фролова, В. Н. Шанин и др. // Почвоведение. 2020. № 8. С. 921-933. doi: 10.31857/S0032180X20080122.
5. The impacts of climate change on ecosystem services in southern California / E. C. Underwood, A. D. Hollander, H. D. Safford, et.al. // Ecosystem Services. 2019. Vol. 39. [Электронный ресурс] URL: https://www. sciencedirect.com/science/article/abs/pii/ S2212041618306314?via%3Dihub (дата обращения: 15.10.2020); doi:10.1016/j. ecoser.2019.101008.
6. Костенко И.В., Опанасенко Н.Е. Сравнительная характеристика горно-лесных и
горно-луговых почв Долгоруковской яйлы (Горный Крым) // Почвоведение. 2020. № 7. С. 791-802 doi: 10.31857/S0032180X20070072.
7. Особенности трансформации органического вещества в лесных заповедниках Крыма / В. Г. Кобечинская, О. Б. Ярош, А. В. Ивашов и др. // Юг России: экология, развитие. 2019. Т 14. № 3. С. 37-52. DOI: 10.18470/1992-0982019-3-37-52.
8. Плугатарь Ю. В., Корженевский В. В. Типология и экология лесов Крыма // Сб. научных трудов ГНБС. Ялта: НБС, 2016. Т 143. С. 164-173.
9. Голубев В. Н. Биологическая флора Крыма. Ялта: НБС-ННЦ, 1996. 2-е изд. 126 с.
10. Effects of stand age on carbon storage in dragon spruce forest ecosystems in the upper reaches of the Bailongjiang River basin / J. Cao, Y Gong, J. F. Adamowski, et al. // Scientific reports. 2019. Vol. 9. [Электронный ресурс] URL: https://www.nature.com/articles/s41598-019-39626-z (дата обращения: 15.10.2020) doi: 10.1038/s41598-019-39626-z.
11. Effects of drought on freshwater ecosystem services in poverty-stricken mountain areas / H. Han, H. Gao, Ya Huang, et al. // Global Ecology and Conservation. 2019. No. 17. [Электронный ресурс] URL: https:// www.sciencedirect.com/science/article/pii/ S2351989418304220?via%3Dihub (дата обращения: 13.10.2020) doi: 10.1016/j.gecco.2019. e00537.
12. Костенко И. В. Атлас почв Горного Крыма. Киев: Аграрна наука, 2014. 184 с.
13. Коба В. П. Возобновление коренных насаждений Pinus pallasiana D. Don после верховых пожаров на фоне динамики абиотических факторов в постпирогенный период // Растительные ресурсы. 2004. Т. 40. Вып. 2. С. 19-30.
14. Герасимова М. И. Классификация почв России: путь к следующей версии // Почвоведение. 2019. № 1. С. 32-42 doi: 10.1134/ S0032180X19010027
15. Сухачева Е. Ю., Ревина Я. С. Цифровая почвенная карта Южного берега Крыма // Почвоведение. 2020. № 4. С. 389-397. doi: 10.31857/S0032180X20040140.
16. Бочкарева Е. С., Сидорова Л. П. Климат крупнейших горных вершин мира и их температурный режим // Траектория научно-технологического развития России с учетом глобальных трендов. Белгород: ООО Агентство перспективных научных исследований (АПНИ), 2019. С. 53-60.
17. Антюфеев В. В. Агроклиматический потенциал субтропического садоводства в Крыму // Известия Оренбургского государственного аграрного университета. 2015. № 4 (54). С. 185-188.
18. Плугатарь Ю. В., Корсакова С. П., Ильницкий О. А. Экологический мониторинг Южного берега Крыма. Симферополь: ИТ «АРИАЛ», 2015. 164 с.
19. Куликова А. Х. Экологические функции почвы // Вестник Ульяновской ГСХА. 2007. №1 (4). С. 3-7.
20. Рыжова И. М., Телеснина В. М., Ситни-кова А. А. Динамика свойств почв и структура запасов углерода в постагрогенных экосистемах в процессах естественного лесовос-становления // Почвоведение. 2020. № 2. С. 230-243 doi: 10.31857/S0032180X20020100
21. Судницын И. И. Гидрологические свойства и режимы почв Южного берега Крыма // Вестник Московского университета. Сер. Почвоведение. 2014. № 4 С. 21-27.
22. Селянинов Г Т. Методика сельскохозяйственной характеристики климата // Мировой агроклиматический справочник. Л.; М.: Гидрометеоиздат, 1937. С. 5-27.
23. Важов B. И. Агроклиматическое районирование Крыма // Труды Никитского ботанического сада. 1977. Т 71. С. 92-120.
Altitudinal zonality of soil conditions in mountain landscapes of the SouthEastern Crimea
Yu. V. Plugatar, V. P. Koba, M. L. Novitsky, V. V. Papelbu, N. A. Pshenichnikov
Nikitskii Botanical Garden - National Scientific Center of the RASciences, Nikitskii spusk, 52, pgt. Nikita, Yalta, Respublika Krym, 298648, 298648, Russian Federation
Abstract. We studied qualitative soil characteristics in various altitudinal zones of mountain landscapes in the South-Eastern Crimea in the territories ofanthropogenically transformed plant communities and analyzed soil conditions in connection with fluctuations in weather phenomena. The work was carried out in2020. We studied the physical and water-physical properties of the soil, field moisture, wilting moisture, humus content. The studbs were carried out through three hypsometric profiles at altitudes of 100,300and600 m above sea level in the Alushta regon in the territory of oak plantations on test plots in five layers of soil sections. The composition of plant communities was determined according to the requirements of certain types of moisture. Chronological analysis of weather conditions was carried out using data from regional meteorological stations. The soils of the mountainous landscapes of the South-East Crimea are characterized by low thickness, the content of the framework in the form of rubble and grit is estimated from 50 to 90%. The granulo-metric composition of the soil varies from loam to light clay, the reaction of the medium varies from slightly acidic to slightly alkaline. The total humus content increases with height above sea level. In the lower belt, the average value of this indicator was 2.1%, in the average one - 2.2%, in the upper belt - 2.8%. The humus content changes along the profile of the soil section. At an altitude of 100 m above sea level, the correlation coefficient between the humus component and the depth of the soil layer is -0.79, at an altitude of300 and 600 m above sea level it was -0.88 and -0.84, respectively. The amount of moisture in the soil is characterized by a noticeable differentiation with a change in the height of the location and the depth of the soil layer. A decrease in moisture content and humus content in the upper soil horizons at an altitude of 300 m above sea level determines this altitudinal belt of mountain landscapes in the South-Eastern Crimea as the most critical for the formation of plant communities.
Keywords: soils; dynamics; structure; composition; moisture; mountain landscapes; temperature regime.
For citation: PlugatarYuV, Koba VP, Novitsky ML, et al. [Altitudinal zonality of soil conditions in mountain landscapes of the South-Eastern Crimea]. Zemledelie. 2020. (8):10-5. Russian. doi: 10.24411/0044-3913-2020-10802.
doi: 10.24411/0044-3913-2020-10803 УДК 633.18: 631.811.1: 631.416.1
Азот в почвах рисовых полей
А. Х. ШЕУДЖЕН12, академик РАН, доктор биологических наук, зав. кафедрой, зав. отделом (e-mail: ashad.sheudzhen@mail.ru) О. А. ГУТОРОВА1, кандидат биологических наук, доцент (e-mail: oksana.gutorova@mail.ru) Х. Д. ХУРУМ1, доктор сельскохозяйственных наук, профессор
С. В. ЕСИПЕНКО1, кандидат сельскохозяйственных наук, доцент
Т. А. ИЛЛАРИОНОВА1, аспирант П. Н. ХАЧМАМУК2, кандидат сельскохозяйственных наук, старший научный сотрудник
1Кубанский государственный аграрный университет имени И. Т. Трубилина, ул. Калинина, 13, Краснодар, 350044, Российская Федерация
^Федеральный научный центр риса, пос. Белозерный, 3, Краснодар, 350921, Российская Федерация
Исследования проводили с целью изучения влияния удобрений на азотный режим луговой и лугово-болотной почв рисовых полей в Республике Адыгея. Схема опыта включала следующие варианты: без удобрений (контPоль), ^бК^ N120Р80К60 N150P100K75
и Nt80Pt20K90. Почвенные образцы отбирали до посева, в период вегетации и после уборки урожая риса из слоя 0...20 см, в которых определяли содержание общего, минерального и органического азота, фракционный состав его органических и минеральных соединений. В луговой и лугово-болотной почвах доля органического азота составляет 90,6...92,5 и 91,3...92,8 %, минерального -7,5...9,4 и 7,2.8,7 % от общего соответственно. В составе органического азота почв на негидролизуемые соединения приходится 69,9.74,5 и 74,1.77,0 %; трудногидроли-зуемые - 14,7...15,7и 13,2.14,0 %; легкоги-дролизуемые - 3,1.4,3 и 2,9.3,3 % от азота общего соответственно. Минеральный азот в луговой почве представлен фиксированным аммонием на 6,4.8,0 % от азота общего, в лугово-болотной - на 6,0.7,4 %; обменно-поглощенным аммонием - на 0,5.0,8 и 0,4.0,6 % соответственно, нитратами - на 0,5.0,8 и 0,4.0,5 %. Роль нитритов в азотном фонде почв рисовых полей невелика. Внесение азотных удобрений с фосфорно-калийными в повышенных нормах (N10P100K75 и Nm0P120K90) увеличивало содержание легко-гидролизуемого азота в луговой почве на 14.22 мг/кг, в лугово-болотной - на 6.10 мг/кг. Наиболее благоприятное азотное питание растений в период вегетации риса складывалось при N150P100K75 и N180P120K90. При этих нормах содержание аммонийного азота в обеих почвах возрастало на 4,5.5,4 и 6,1.6,8 мг/кг, нитратного азота - на 2,8.3,1 и 3,8.3,9 мг/кг соответственно.
Ключевые слова: рис (Oryza sativa), луговая почва, лугово-болотная почва, удо-
брения, азот общий, азот минеральный, азот органический.
Для цитирования: Азот в почвахрисовьк полей/А.Х Шеуджен, О. А. Гуторова,Х Д.Ху-руми др.//Земледелие. 2020. № 8. С. 15-19. doi: 10.24411/0044-3913-2020-10803.
Продуктивность сельскохозяйственных культур обусловлена комплексом природных и агротехнических факторов, ведущее место среди которых занимает обеспеченность растений элементами питания и, прежде всего, азотом. Потребность растений в нем удовлетворяется, главным образом, из почвенных запасов и азотсодержащих удобрений. В этой связи одна из задач современной агрохимии состоит в эффективном использования азотного фонда почв при одновременном сохранении их плодородия и рациональном применении азотных удобрений [1].
Цикл азота в почве характеризуется постоянно действующими минерализационно-иммоби лиза ци-онными процессами взаимоперехода минерального азота в органические азотсодержащие соединения и обратно в результате процессов синтеза и разложения. Взаимодействие этих процессов определяет направленность потоков азота в агроэкосистемах: степень закрепления в почве, размеры использования растениями и уровень газообразных потерь азотистых соединений [2].
Азот служит одним из главных элементов питания для растений, ему принадлежит важная роль в формировании величины и качества урожая сельскохозяйственных культур [3, 4, 5]. При длительном использовании пашни безпримененияудобрений содержание общего азота в почве снижается на 0,5. 5,7 мг/кг в год. Ежегодно минерализуется 4.5 % исходного органического азота почвы. При длительном применении минеральных и органических удобрений (в условиях севооборота) количество общего азота в почве повышается на 0,07.0,5 мг/кг в год [6, 7].
За 25-летний период в земледелии России вынос азота урожаями сельскохозяйственных культур превысил внесение азота со всеми видами удобрений на 63,5 млн т, или в расчете на 1 га посевов 814 кг [8]. Газообразные потери азота достигают 15.25 % от внесенных доз и более [9].
Рис требователен к уровню азотного питания. На формирование 1 т зерна риса и соответствующего количество соломы необходимо 28 кг азота [10]. Накопление азота в почве происходит
Ы (D 3 ü
(D д
(D
5
(D
00 2 О м о
