Роль агроэкологической оценки земель в адаптивно-ландшафтных системах земледелия сухостепной зоны Казахстанской провинции

Роль агроэкологической оценки земель в адаптивно-ландшафтных системах земледелия сухостепной зоны Казахстанской провинции*

Н.Н. Дубачинская, д.с.-х.н, Нат.Н. Дубачинская, преподаватель, Оренбургский ГАУ

Освоение целинных земель привело к вовлечению в сельскохозяйственный оборот почв с легким механическим составом, значительно подвергаемых эрозионным процессам. Большую роль в создании комплексной почвозащитной системы земледелия имела организация Всесоюзного научно-исследовательского института зернового хозяйства, возглавляемого А.И. Бараевым. Коллективом ученых ВНИИЗХ под его руководством была разработана почвозащитная система земледелия, получившая широкое применение в степной зоне Казахстана на эрозионных агроландшафтах. Эта система обработки в различных вариантах освоена и нашла широкое применение в степной зоне Южного Урала, в Среднем Заволжье и других регионах России.

Однако, кроме почв, подверженных эрозии, были вовлечены в оборот и солонцовые с различными агромелиоративными свойствами. В пашню было вовлечено в целом по стране около 14 млн. га комплексных солонцовых почв и освоено 3,9 млн. га этих почв в составе естественных сенокосов и пастбищ. Вовлечение солонцовых земель, располагающихся среди зональных почв (до 25% и более), послужило разработке теоретических и мелиоративных мероприятий по их освоению и использованию. У истоков первоначальных разработок по мелиорации солонцов во ВНИИЗХ были А.А. Зайцева, В.И. Кирюшин [1] и другие.

На современном этапе российские ученые, работавшие в различных направлениях, выработали методологию и объединили данные исследований в единую систему, позволившую создать методическое руководство по агроэкологической оценке земель и проектированию адаптивно-ландшафтных систем земледелия и агротехнологий [2].

Согласно этой методологии, предложена классификация систем земледелия, определившая экологический адрес этих систем. Им стала аг-роэкологическая группа земель, выделяемых по ведущему агроэкологическому фактору (плакор-ные, эрозионные, переувлажненные, солонцовые, засоленные, мерзлотные, литогенные и другие земли), в соответствии с агроэкологической классификацией земель, которая разрабатывается для каждой природно-сельскохозяйственной провинции.

* При поддержке РГНФ, проект №08-02-00335а

Адаптивно-ландшафтная система земледелия

— это система использования земли определенной агроэкологической группы, ориентированная на производство продукции экономически и экологически обусловленного количества и качества, в соответствии с общественными (рыночными) потребностями, природными и производственными ресурсами, обеспечивающая устойчивость агроландшафта и воспроизводство почвенного плодородия [2].

Данный методологический подход был научно обоснован и реализован при разработке адаптивно-ландшафтных систем земледелия на солонцовых землях Южного Урала [3]. На основе этого методического руководства [2] и полученных многолетних экспериментальных данных мы даём агроэкологическое обоснование данным, полученным в ходе стационарных исследований, проведённых на Львовской сельскохозяйственной опытной станции в период с 1974 по 1982 гг.

Исследования проводились на территории Казахстанской сухостепной провинции в Дже-тыгаринском районе Кустанайской области. Территория представлена плоской пологоволнистой равниной с преобладанием тёмно-каштановых почв (Тургайская столовая страна). Джетыга-ринский район по почвенно-климатическим условиям аналогичен восточным районам Оренбургской области, а по природно-сельскохозяйственному районированию входит в степную зону того же округа Казахстанской провинции (РПУС/21+22+25). Казахстанская провинция сухостепной зоны охватывает южную и юговосточную части Оренбургской области, включающие административные районы: Домбаров-ский, Светлинский, Ясненский.

Юго-восточный мелиоративный район расположен в подзоне тёмно-каштановых почв на равнинах Зауралья. Почвенные комплексы включают 25—50 и более 50% солонцов, степных и лугово-степных, корковых, мелких и средних, глубоких с высоким залеганием кальциевых солей, со средней и сильной степенью засоления в почвообразующей породе. Среднегодовое количество осадков в этом районе составляет 275— 300 мм, St0 акт. - 2425, КУ - 0,37; КК - 218; ДАВ — 136. Район отличается выровненным рельефом междуречий, расчлененных разветвленной речной сетью. Однако долины рек врезаны неглубоко и ограничены пологими склонами.

Тёмно-каштановые почвы часто карбонатные. Коэффициент горизонтального расчленения территории до 0,5 км/км2.

Исходя из агромелиоративных и гидрологических свойств почв опытного стационара, из исследуемых комплексов можно выделить 2 аг-роэкологические группы земель и соответственно 4 подгруппы:

I. Степная солонцовая агроэкологическая группа земель: тёмно-каштановая солонцеватая почва; солонец глубокий; солонец средний; солонец мелкий.

II. Лугово-степная солонцовая агроэкологи-ческая группа земель: тёмно-каштановая солонцеватая почва; солонец глубокий; солонец средний; солонец мелкий.

Почвы комплекса характеризуются тяжелосуглинистым механическим составом. При этом солонцы отличаются от тёмно-каштановых почв аккумуляцией тонкодисперсного материала в иллювиальных горизонтах.

Для солонцов характерен укороченный гумусовый профиль и более низкое содержание гумуса по сравнению с тёмно-каштановой почвой. По глубине засоления солонцы стационара являются солончаковатыми. Максимальное скопление солей отмечается в слое 40-80 см.

В профиле тёмно-каштановой почвы засоление отмечается начиная с глубины 80 см, что характерно для солонцеватых родов этих почв. Тип засоления хлоридно-сульфатный. Реакция среды изменяется по профилю почв от слабощелочной до щелочной. Степень засоления увеличивается от глубоких солонцов к мелким.

По содержанию обменного натрия солонцы степные относятся к категории малонатриевых, лугово-степные — средненатриевых. Его количество в горизонте В колеблется соответственно в пределах 12—15% и 27—39% от ёмкости обмена. Солонцеватость тёмно-каштановой почвы подтверждается повышенным содержанием обменного натрия в нижней части горизонта В. Карбонаты кальция и магния во всех почвах содержатся в значительных количествах и отмечаются преимущественно на глубине 20—22 см. Гипс залегает на глубине, недоступной для мелиоративной обработки, на степных малонатриевых солонцах. Он более доступен на лугово-степных мелких и средних солонцах.

Таким образом, в соответствии с данными полевой диагностики и физико-химических исследований почвы идентифицированы как степные малонатриевые, хлоридно-сульфатные, высококарбонатные, тяжелосуглинистые и луговостепные средненатриевые высококарбонатные. Тёмно-каштановые солонцеватые почвы участка отнесены к категории слабосолонцоватых. Все почвы стационара характеризуются высокой

обеспеченностью подвижным калием и очень низкой — подвижным фосфором.

Важнейшей особенностью солонцов, отличающей их от зональных почв, являются неблагоприятные физические свойства. Солонцы характеризуются более высокой плотностью сложения в верхней части профиля по сравнению с тёмно-каштановой почвой, меньшей водопроницаемостью.

Характеризуясь близкими величинами полевой влагоёмкости, солонцы и тёмно-каштановые почвы значительно различаются по доступности почвенной влаги растениям. Влажность устойчивого завядания растений на степных солонцах в 1,2 раза, а на лугово-степных в 1,3 раза выше, чем на солонцеватой тёмно-каштановой почве. Это обусловлено более высокой дисперсностью солонцов и значительной их засолённо-стью. В целом почвы опытного стационара в полной мере отражают характерные для Казахстанской провинции особенности почв солонцового комплекса.

Одним из лимитирующих факторов роста и развития растений на солонцовых почвах с их различными агромелиоративными свойствами является степень солонцеватости и засоления. Эти факторы чётко просматриваются в опытах при параллельном испытании сельскохозяйственных культур на одном мелиоративном фоне в различных агроэкологических группах земель, отличающихся по физико-химическим свойствам. Влияние на рост, развитие, продуктивность зерновых и кормовых культур оказывают не только эти лимитирующие факторы, но и многие другие показатели, от которых зависит оценка свойств почв (табл. 1).

Учитывая полученные данные физико-химических, механических, водно-физических, биологических свойств и обеспеченность исследуемых почв стационара питательными элементами, мы определили зависимость балла бонитета почв от показателей агроэкологической оценки их свойств (V). Пользуясь методикой определения бонитета почв [1], мы установили балл бонитета солонцеватых почв и солонцов для кормовых культур по выделенным агроэкологи-ческим подгруппам земель стационара.

С учётом агромелиоративных свойств почв по исследуемым комплексам почв оценка в баллах варьирует от 24,5 до 18,4 балла, соответственно снижаясь от тёмно-каштановых солонцеватых почв к солонцам глубоким, средним и мелким. Агромелиоративные свойства почв сказались и на продуктивности возделываемых культур.

В условиях освоения солонцовых агроландшафтов важная роль в повышении продуктивности и устойчивости агроценозов принадлежит динамике формирования надземной массы растений в течение всего периода вегетации. Это

1. Зависимость балла бонитета почв от агроэкологической оценки их свойств

2-1 2-2 2-3 2-4

4^

особенно важно в засушливые годы, когда на солонцовых почвах, вследствие различной степени засоления, создаются экстремальные условия в обеспечении растений влагой. Повышение потенциальной продуктивности агроценозов за счёт интенсификации физиологических функций растений достигается путем оптимизации размещения и подбора культур в севообороте, в соответствии с агромелиоративными свойствами солонцовых агроландшафтов и зоны возделывания.

Возделывание и подбор культур в севооборотах на солонцовых почвах сопряжено с группой видов и сортов засухоустойчивых растений, которые за счёт развития корневой системы обеспечивают поступление воды из глубоких слоев почвы или используют так называемый «мёртвый запас» влаги, который, в зависимости от степени засоления, может быть очень различным. В этой связи для разных культур он может варьироваться в меньшую или большую сторону. По нашим наблюдениям, наиболее засухоус-

тойчивыми и солеустойчивыми являются однолетние травы — суданская трава, сорго.

Рост и развитие испытываемых культур в севооборотах на различных агроэкологических группах земель проходило в соответствии со сложившимися погодно-климатическими условиями, агромелиоративными свойствами солонцовых и солонцеватых почв и другими лимитирующими факторами. Это прослеживается по полученным урожайным данным.

В проводимых нами исследованиях по подбору культур в севооборотах на лугово-степных средненатриевых солонцах мы исходили из выбора безопасного приёма мелиорации (трехъярусной вспашки на 40 см). Полученные урожайные данные сельскохозяйственных культур в испытываемых севооборотах свидетельствуют о том, что по продуктивности они изменяются от тёмно-каштановых солонцеватых почв к солонцам глубоким, средним, мелким (табл. 2).

2. Коэффициент оценки продуктивности кормовых культур по агроэкологическим

подгруппам земель

2-1 2-2 2-3 2-4

Эта дифференциация из-за различных физикохимических свойств солонцов и обеспеченности влагой сказалась на получении результатов урожая. Однако по культурам, расположенным по одному и тому же предшественнику, наблюдаются различные урожайные данные. Так, например, озимая рожь по пару на тёмно-каштановой солонцеватой почве по урожаю (6,7 ц к.ед. с 1 га) ниже ячменя (12 ц к.ед. с 1 га) и суданской травы (10,2 ц к.ед. с 1 га).

На солонцах глубоких, средних, мелких проявляется такая же закономерность в получении урожайных данных. К тому же урожайность озимой ржи снижается по элементам комплекса соответственно в 1,1—1,3—2,0 раза, ячменя — в 1,4—1,6—3,0 раза, суданской травы — в 1,02 (-0,8)—0,96 раза по сравнению с тёмно-кашта-новой солонцеватой почвой. По второй культуре после пара по всем элементам комплекса наибольшая урожайность отмечалась у сорго. Наи-

меньшая — у овса + горох и у многолетних трав

— донника 1-го года жизни.

Таким образом, по полученным данным чётко прослеживаются различия в показателях агро-экологических свойств почв, что соответствует продуктивности культур по агроэкологическим подгруппам земель, имеющим различные агромелиоративные свойства. Это свидетельствует о различной солонце- и солеустойчивости культур и, соответственно, о дифференцированном их размещении в севооборотах.

Литература

1. Зайцева, А.А. Краткие результаты исследований по мелиорации лугово-степных солонцов Целиноградской области / А.А. Зайцева, В.И. Кирюшин // Мелиорация солонцов. М., 1968. Т. 2. С, 75.

2. Кирюшин, В.И. Агроэкологическая оценка земель, проектирование адаптивно-ландшафтных систем земледелия и агротехнологий / В.И. Кирюшин, JI.A. Иванов и др.; Методическое руководство МСХ РФ, РАСХН М., 2005. 784 с.

3. Дубачинская, H.H. Адаптивно-ландшафтные системы земледелия на солонцовых землях Южного Урала. Оренбург, 2000. 332 с.