Деградация почв степных агроландшафтов Средней Сибири
Деградация почв степных агроландшафтов Средней Сибири
Изучение влияния эрозии почв на ранних стадиях цивилизаций показало, что главной причиной упадка многих процветавших государств была деградация почв.
Примеры из истории за 7000 лет ясно говорят об опасности эрозии, однако важность проблемы доходит до умов человечества еще очень медленно. «Веками множится проблема деградации сельскохозяйственных земель в степи. Найти правильный выход… пути решения проблем — актуальная государственная задача».
Более 100 лет назад В.В. Докучаев отмечал «эксплуатацию и расхищение природных богатств русской земли, …необходимость для поднятия земледелия доброй воли и просвещенного взгляда на дело и любви к земле…».
В современных социально-экономических условиях, по мнению М.К. Сулейменова: «Мир озабочен набирающим устрашающий ход процессом опустынивания…». Деградация агроландшафтов на больших площадях отмечается в европейской и азиатской частях страны.
В настоящее время в Ставропольском крае угроза ветровой эрозии существует на площади 87% пашни, Оренбургской области из общей площади — 85%, Республики Хакасия — 82%.
Одним из способов защиты сельскохозяйственных угодий от деградации является создание полезащитных лесных полос. Система полезащитных лесных полос (ПЗЛП) — это долгодействующий искусственно созданный каркас территории.
Земледелие в начале XXI столетия в засушливых степных агроландшафтах развивается в сложных социально-экономических и экологических условиях.
В настоящее время для сохранения земельных ресурсов, плодородия почв засушливых степных агроландшафтов необходимо разработать и освоить агролесомелиоративные противоэрозионные комплексы с учетом современных условий.
Цель исследований — агроэкологическая устойчивость почв степной зоны в 60-х гг. прошлого века и в современных условиях для обоснования подходов к предотвращению опустынивания агроландшафтов.
Материалы и методы исследования
Объекты исследований — технологии и подходы к использованию земель сельскохозяйственного назначения, деградация почв агроландшафтов в 1960-х гг. и начале XXI в. в предгорно-степном районе Республики Хакасия Российской Федерации, расположенной в Средней Сибири.
Анализ осуществляли по материалам научных исследований на подверженных дефляции черноземных и каштановых почвах в степной зоне Республики Хакасия во второй половине XX в. (по 2024 г.). Данные брали из отчетов Научно-исследовательского института аграрных проблем Хакасии за 1960–2023 гг., Министерства сельского хозяйства и продовольствия Республики Хакасия, Генеральной схемы противоэрозионных мероприятий Восточно-Сибирского филиала института «Росгипрозем», крупномасштабного почвенного обследования Научно-исследовательского и проектно-изыскательного института землеустройства и мелиорации земель в границах акционерных обществ «Табатское», «Бондаревское», «Означенское» Бейского района Республики Хакасия.
При выполнении исследований использовали статистические и графические методы (метод полевого опыта Б.А. Доспехова, пакет программ AgCStat в виде надстройки Excel). Эродируемость определяли по методу Е.И. Шиятого.
Химический анализ почв осуществляли в ФГБУ «Станция агрохимической службы “Хакасская”»: органическое вещество, общий азот, валовый фосфор и калий. Образцы для анализа почв отбирали по длине эолового отложения в трехкратной повторности.
Объектом исследований являлась и лесоводственно-мелиоративная оценка полезащитных лесных полос (ПЗЛП) разного породного состава: 1-я система состояла из 10 лесополос (выбраны 3 объекта), 2-я — из 3 (выбран 1), 3-я — из 3 массивных защитных лесных насаждений (выбран 1 объект), которые выполняли важные противодефляционные, средообразующие и мелиоративные функции. Возраст насаждений 36–41 год.
Системы ПЗЛП находились вблизи населенных пунктов Верх-Киндерла, Будёновка, Бея. Расстояние между полезащитными лесными полосами — от 300 до 350 м. Схема посадки 3 × 1 м.
Перед выбором объектов исследования проводили рекогносцировочное обследование, а затем определяли типичные места их расположения, закладывали временные пробные площадки, охватывающие всю ширину лесных полос на площади 400 м2.
На выбранных объектах обследовали таксационные, лесоводственные, а также мелиоративные показатели насаждений: состав насаждений, средний диаметр и высоту растений, густоту, сомкнутость полога. Определяли степень задернения поверхности почвы, наличие и мощность лесной подстилки. Лесомелиоративные показатели оценивали по интегральной 5-балльной шкале академика Е.С. Павловского. Плотность конструкций защитных лесных насаждений определяли в облиственном состоянии глазомерным методом.
Результаты и обсуждения
В XX в. — начале XXI в. в стране произошли крупные общественно-экономические изменения и реформы по использованию земельных ресурсов. Только в первые три года (1954–1956 гг.) в Республике Хакасия были распаханы значительные площади целинных и залежных земель. Площадь посева сельскохозяйственных культур в республике увеличилась в 2,3 раза.
Без учета местных условий и почвенно-эрозионного обследования были освоены легкоподатливые дефляции легкосуглинистых и щебнистых почв.
В эти же годы значительно (в 3,3 раза) увеличилось поголовье овец и коз — вторая антропогенная нагрузка на степные пастбища и пашню (рис. 1).
В первые годы освоения целинных и залежных земель дефляция почв проявлялась на незначительной площади. В 1954 году весной отмечены всего 4 дня с пыльными бурями, и они не приносили большего ущерба сельскому хозяйству.
Распашка новых земель в экстремальных природных условиях засушливой степной зоны юга Средней Сибири (с сильными ветрами) значительно усилила эрозионные процессы, увеличилось количество дней с пыльными бурями и поземками.
Особенно сильно эрозионные процессы проявлялись в Абакано-Енисейском междуречье, где имеются несколько районов сильного развития дефляции. Среди них отмечается Бейский предгорно-степной почвенно-географический район (табл. 1, рис. 2).
В защите почв от эрозии большое значение имеет соотношение сельскохозяйственных угодий. Максимальная продуктивность может быть получена при соотношении площадей преобразованных и естественных экосистем 40% и 60%.
Общая площадь территории АО «Табатское» 28,3 тыс. га, из них 20,3 тыс. га занимают сельскохозяйственные угодья, в том числе 11,9 тыс. га — пашня, которая составляет 42,1% от общей территории или 58,5% от сельскохозяйственных угодий.
Следовательно, большая распаханность земель свидетельствует о том, что территория относится к экологически неустойчивой. Кроме того, компактное расположение леса в предгорной зоне, видимо, не оказывает большого влияния на проявление эрозионных процессов на остальной части территории открытой степи.
Аналогичное соотношение угодий отмечается в других хозяйствах предгорно-степного района.
Таким образом, все перечисленные антропогенные факторы, включая уничтожение целинной растительности, защищавшей почву от воздействия сильных ветров при массовом освоении земель, большое поголовье овец, привели к нарушению экологического равновесия и являются главной причиной деградации агроландшафтов в середине XX в. в степной зоне юга Средней Сибири.
Кроме того, при освоении целинных и залежных земель в 1954–1960 гг. здесь использовалась традиционная технология, перенесенная из европейской части страны (обработка почвы плугами, лущильниками в паровом и других полях на сплошных массивах). Возделывали в основном зерновые культуры (пшеницу, ячмень, овес). Такая технология в течение длительного времени привела к сильному развитию эрозии почв (табл. 2).
Обследование почв через 25 лет (1993–1994 гг.) показало существенное изменение в степени проявления дефляции почв. Так, в АО «Табатское» за длительный период использования земель площадь слабоэродированных почв уменьшилась на 14,0%, среднеэродированных — увеличилась на 1,3%, а сильноэродированных — еще больше (на 12,7%).
Содержание гумуса слабоэродированных почв снизилось на 1%, среднеэродированных и сильноэродированных — на 1–2%.
Такие же изменения за 25 лет произошли в АО «Бондаревское».
Несмотря на исключение сильноэродированных почв из структуры пашни и отсутствия вспашки на 20–22 см из технологических операций, эрозионные процессы отмечаются в паровом поле (табл. 3).
После одной обработки почвы осенью дискатором отмечалась незначительная эродируемость (2,6 г / 5 мин).
Стерня при механических обработках в паровом поле полностью заделывается, разлагается (необходимо 100–150 шт/м2), почва распыляется, эродируемость в 2,6 раза больше, чем при одной обработке.
Расчеты эродируемости почвы подтверждаются данными полевых наблюдений. Учеты после сильного ветра 25 марта 2022 года показали, что на разном удалении от края парового поля (1500 × 400 м) фракции почвы > 1 мм на пастбище отложились толщиной от 0,3 до 20 см.
Наибольшая толщина эолового отложения (20 см) отмечалась на удалении 1 м от края парового поля, 3,0–6,5 см — на 50–80 м; 0,3–0,5 см — на 90–100 м, прерывистые небольшие отложения местами — на 110 м, в лесной полосе — меньше 1 см.
Ветровая эрозия наносит огромный ущерб сельскому хозяйству, плодородию почв (табл. 4).
Ветром на большие расстояния уносится тонкопылеватая и илистая часть почвы с содержащими в ней элементами питания растений. Об этом свидетельствует одинаковое содержание их в исходной почве и эоловом отложении. Так, содержание физической глины в исходной почве составило 49,08%, в эоловом отложении (на расстоянии 40 м от края поля) — 48,99% (НСР05 1,76), валового фосфора, соответственно, 0,27% и 0,23% (НСР05 0,05), валового калия — 0,98% и 1,02% (НСР05 0,08).
В основном эрозионные процессы (пыльные бури, поземки, эоловые отложения) сейчас наблюдаются в паровых полях. Так, в весенне-летний период 2022 г. авторами отмечены 3 дня с пыльными бурями локального характера и поземками. Весной 2023 г. зафиксированы 4 дня с такими бурями и поземками только в паровых полях. Прежде (в 1960–1965 гг.) при отвальной системе обработки почвы пыльные бури проявлялись весной на всех полях севооборотов.
Полезащитные лесные полосы играют большую противоэрозионную роль. В 2022 году в лесополосе мелкозема отложилось на расстоянии 2 м от наветренной стороны 10 мм, на расстоянии 3 м — 3 мм, 4 м — 2 мм, 10 м — 2 мм, 20 м — 1 мм, 27 м — 0,5 мм.
Лесоводственно-мелиоративные показатели по всем обследованным ПЗЛП представлены в таблице 5.
В ПЗЛП № 1 санитарное состояние деревьев не везде было удовлетворительным: в одном ряду тополь Populus sp. был усыхающим, в следующем — ослабленным, вяз приземистый (Ulmus pumila L.) — сильно ослабленным, в другом — ослабленным. Сохранность посадок (57,5%) относилась к средней.
За счет тех рядов, которые имели ослабленное состояние, полезащитная лесная полоса имела хорошую сомкнутость за счет сильно ослабленных растений — необходимые просветы в кронах. В противном случае при полностью здоровом состоянии и 100%-ной сохранности конструкция ПЗЛП была бы плотной. ПЗЛП хорошо выполняла свои мелиоративные функции, несмотря на сильно ослабленное или усыхающее состояние двух рядов.
Тополь и вяз приземистый характеризовались хорошим ростом. Деревья достигали максимальных значений высоты в данных лесорастительных условиях. В наветренных и заветренных рядах и внутри ПЗЛП не обнаружено мелкозема. Дефляция в полях не проявлялась. Степень задернения почвы сильная, злаки являлись доминирующими видами в растительных сообществах. Лесоводственно-мелиоративная оценка ПЗЛП по существующей шкале соответствовала баллу 4а.
В полезащитной лесной полосе № 2 в двух рядах вяз приземистый был усыхающим, в остальных — ослабленным или сильно ослабленным. Деревья этого вида характеризовались хорошим ростом. Конструкция ПЗЛП имела просветы в кронах, не превышающие 35%, и относилась к ажурной. Сохранность посадок средняя — 55%. ПЗЛП полностью выполняла свои мелиоративные функции. В наветренных и заветренных рядах и внутри ПЗЛП не обнаружено мелкозема. Дефляция в полях отсутствовала. Степень задернения почвы сильная, злаки являлись доминирующими видами в растительных сообществах. Мелиоративную эффективность этой ПЗЛП оценили баллом 4а. Возраст насаждений достиг своего критического состояния. Так как в дальнейшем будет прогрессировать ухудшение санитарного состояния посадок, следует провести реконструкцию насаждений, направленную на омоложение древесных растений.
ПЗЛП № 3 имела лучшие показатели, чем предыдущие, в первую очередь это относилось к санитарному состоянию посадок, в большинстве случаев они были ослабленными. Тополь и вяз приземистый характеризовались хорошим ростом и средней степенью сохранности. При обследовании наветренных, заветренных рядов и внутри ПЗЛП мелкозема не обнаружено. Снеголом не фиксировался. Дефляция на полях не отмечена. Злаки являлись доминирующими видами в фитоценозах. Задернение почвы среднее. ПЗЛП хорошо выполняла свои мелиоративные функции. Оценка лесоводственно-мелиоративных показателей насаждения в баллах равнялась 5а. В 2023 году обследована ПЗЛП во второй системе ПЗЛП, находящейся в окрестностях дер. Буденовка.
Первый заветренный ряд, находящийся с северной стороны от ПЗЛП, из вяза приземистого относился к категории «усыхающие». Причиной плохого состояния деревьев могла быть неосторожная обработка гербицидами прилегающих полей в ветреную погоду, что способствовало попаданию какой-то части ядохимикатов на листву.
Среднеарифметическое значение сохранности деревьев в насаждении составляло 65%, поэтому приравнивали к градации «среднее». Отложения мелкозема в ПЗЛП, наветренных и заветренных рядах не обнаружено. Дефляция в полях отсутствовала. Степень задернения почвы средняя. В растительном покрове доминирующими видами являлись злаки. В полезащитной полосе № 4 береза повислая (Betyla pendula Roth) и вяз приземистый характеризовались хорошим ростом. Конструкция ПЗЛП относилась к ажурно-продуваемой. ПЗЛП полностью выполняла свои мелиоративные функции. Оценка в баллах равна 4а.
В 2023 году обследовано массивное 27-рядное защитное лесное насаждение шириной 100 м в окрестностях с. Бея Бейского района. Состав насаждения — Betyla pendula, Hippophae rhamnoides L., Pinus sylvestris L. Сохранность по рядам варьировала от 5 до 80%, среднее значение — 34,7% (низкий показатель). Высота березы повислой, находящейся в крайнем ряду с северной стороны системы ПЗЛП, равнялась 13,9±4,7 м, в крайнем ряду с южной стороны системы — 12,3±0,3 м. Высота сосны обыкновенной — 4,2±0,3 м. Санитарное состояние насаждений из березы повислой и сосны обыкновенной ослабленное. Конструкция ПЗЛП плотная. Так как состав насаждений для данных лесорастительных условий является оптимальным, древесина растения обладает хорошим ростом, ослаблением санитарным состоянием, то лесоводственно-мелиоративная оценка массива соответствует баллу 4а, несмотря на то что защитные свойства снижены из-за плотной конструкции. Плотная конструкция ПЗЛП ослабляет мелиоративную роль.
В отличие от прошлого (середины XX в.), в настоящее время разработанный и освоенный противоэрозионный комплекс, включающий полосное размещение сельскохозяйственных культур, полезащитные лесные полосы (экологические каркасы степных территорий) и почвозащитные обработки в КФХ «Трейзе» позволяют предотвратить деградацию почв агроландшафтов (рис. 3).
Эффективность противоэрозионного комплекса заключается не только предотвращении эрозии и сохранении продуктивности степных агроландшафтов (табл. 6).
Так, прибавка урожайности зерновых культур (пшеницы, овса) и гречихи в среднем за пять лет (2019–2023 гг.) в крестьянско-фермерском хозяйстве (КФХ) «Трейзе», где освоен противоэрозионный комплекс с полезащитными лесными полосами в сочетании с другими почвозащитными приемами, составила 0,3–3,2 ц/га по сравнению с продуктивностью этих культур в Бейском районе.
Такая технология использования земельных ресурсов обеспечила устойчивое развитие хозяйства. При этом противоэрозионная устойчивость повысилась. Количество дней с пыльными бурями уменьшилось.
В современных условиях сильно деградированные почвы исключены из пахотных угодий (табл. 7).
Выводы
Уничтожение целинной степной растительности, защищавшей почву от воздействия сильных ветров при освоении земель, привело к нарушению экологического равновесия и деградации степных агроландшафтов в предгорно-степном районе юга Средней Сибири.
Увеличение посевных площадей в 1954–1965 гг. (в 2,3 раза) и поголовье овец и коз (в 3,3 раза) способствовало проявлению пыльных бурь (до 18 дней за весну).
В настоящее время на проявление эрозионных процессов повлияли увеличение посевных площадей сельскохозяйственных культур, традиционная система обработка почвы на сплошных массивах.
Освоение агролесомелиоративного противоэрозионного комплекса, включающего почвозащитные обработки, полосное размещение сельскохозяйственных культур и четырехрядные полезащитные лесные полосы, созданные из вяза приземистого, березы повислой и тополя с межполосным расстоянием 300–350 м, уменьшает эрозионные процессы.
Перенос мелкозема ветром с открытого парового поля и эоловое отложение на пастбище составляли от 0,3 до 20 см, в лесной полосе — 0,1–1,0 см.
Схемы и таблицы по ссылке:
https://agrarnayanauka.ru/degradacziya-pochv-stepnyh-agrolandshaftov-srednej-sibiri/
Примеры из истории за 7000 лет ясно говорят об опасности эрозии, однако важность проблемы доходит до умов человечества еще очень медленно. «Веками множится проблема деградации сельскохозяйственных земель в степи. Найти правильный выход… пути решения проблем — актуальная государственная задача».
Более 100 лет назад В.В. Докучаев отмечал «эксплуатацию и расхищение природных богатств русской земли, …необходимость для поднятия земледелия доброй воли и просвещенного взгляда на дело и любви к земле…».
В современных социально-экономических условиях, по мнению М.К. Сулейменова: «Мир озабочен набирающим устрашающий ход процессом опустынивания…». Деградация агроландшафтов на больших площадях отмечается в европейской и азиатской частях страны.
В настоящее время в Ставропольском крае угроза ветровой эрозии существует на площади 87% пашни, Оренбургской области из общей площади — 85%, Республики Хакасия — 82%.
Одним из способов защиты сельскохозяйственных угодий от деградации является создание полезащитных лесных полос. Система полезащитных лесных полос (ПЗЛП) — это долгодействующий искусственно созданный каркас территории.
Земледелие в начале XXI столетия в засушливых степных агроландшафтах развивается в сложных социально-экономических и экологических условиях.
В настоящее время для сохранения земельных ресурсов, плодородия почв засушливых степных агроландшафтов необходимо разработать и освоить агролесомелиоративные противоэрозионные комплексы с учетом современных условий.
Цель исследований — агроэкологическая устойчивость почв степной зоны в 60-х гг. прошлого века и в современных условиях для обоснования подходов к предотвращению опустынивания агроландшафтов.
Материалы и методы исследования
Объекты исследований — технологии и подходы к использованию земель сельскохозяйственного назначения, деградация почв агроландшафтов в 1960-х гг. и начале XXI в. в предгорно-степном районе Республики Хакасия Российской Федерации, расположенной в Средней Сибири.
Анализ осуществляли по материалам научных исследований на подверженных дефляции черноземных и каштановых почвах в степной зоне Республики Хакасия во второй половине XX в. (по 2024 г.). Данные брали из отчетов Научно-исследовательского института аграрных проблем Хакасии за 1960–2023 гг., Министерства сельского хозяйства и продовольствия Республики Хакасия, Генеральной схемы противоэрозионных мероприятий Восточно-Сибирского филиала института «Росгипрозем», крупномасштабного почвенного обследования Научно-исследовательского и проектно-изыскательного института землеустройства и мелиорации земель в границах акционерных обществ «Табатское», «Бондаревское», «Означенское» Бейского района Республики Хакасия.
При выполнении исследований использовали статистические и графические методы (метод полевого опыта Б.А. Доспехова, пакет программ AgCStat в виде надстройки Excel). Эродируемость определяли по методу Е.И. Шиятого.
Химический анализ почв осуществляли в ФГБУ «Станция агрохимической службы “Хакасская”»: органическое вещество, общий азот, валовый фосфор и калий. Образцы для анализа почв отбирали по длине эолового отложения в трехкратной повторности.
Объектом исследований являлась и лесоводственно-мелиоративная оценка полезащитных лесных полос (ПЗЛП) разного породного состава: 1-я система состояла из 10 лесополос (выбраны 3 объекта), 2-я — из 3 (выбран 1), 3-я — из 3 массивных защитных лесных насаждений (выбран 1 объект), которые выполняли важные противодефляционные, средообразующие и мелиоративные функции. Возраст насаждений 36–41 год.
Системы ПЗЛП находились вблизи населенных пунктов Верх-Киндерла, Будёновка, Бея. Расстояние между полезащитными лесными полосами — от 300 до 350 м. Схема посадки 3 × 1 м.
Перед выбором объектов исследования проводили рекогносцировочное обследование, а затем определяли типичные места их расположения, закладывали временные пробные площадки, охватывающие всю ширину лесных полос на площади 400 м2.
На выбранных объектах обследовали таксационные, лесоводственные, а также мелиоративные показатели насаждений: состав насаждений, средний диаметр и высоту растений, густоту, сомкнутость полога. Определяли степень задернения поверхности почвы, наличие и мощность лесной подстилки. Лесомелиоративные показатели оценивали по интегральной 5-балльной шкале академика Е.С. Павловского. Плотность конструкций защитных лесных насаждений определяли в облиственном состоянии глазомерным методом.
Результаты и обсуждения
В XX в. — начале XXI в. в стране произошли крупные общественно-экономические изменения и реформы по использованию земельных ресурсов. Только в первые три года (1954–1956 гг.) в Республике Хакасия были распаханы значительные площади целинных и залежных земель. Площадь посева сельскохозяйственных культур в республике увеличилась в 2,3 раза.
Без учета местных условий и почвенно-эрозионного обследования были освоены легкоподатливые дефляции легкосуглинистых и щебнистых почв.
В эти же годы значительно (в 3,3 раза) увеличилось поголовье овец и коз — вторая антропогенная нагрузка на степные пастбища и пашню (рис. 1).
В первые годы освоения целинных и залежных земель дефляция почв проявлялась на незначительной площади. В 1954 году весной отмечены всего 4 дня с пыльными бурями, и они не приносили большего ущерба сельскому хозяйству.
Распашка новых земель в экстремальных природных условиях засушливой степной зоны юга Средней Сибири (с сильными ветрами) значительно усилила эрозионные процессы, увеличилось количество дней с пыльными бурями и поземками.
Особенно сильно эрозионные процессы проявлялись в Абакано-Енисейском междуречье, где имеются несколько районов сильного развития дефляции. Среди них отмечается Бейский предгорно-степной почвенно-географический район (табл. 1, рис. 2).
В защите почв от эрозии большое значение имеет соотношение сельскохозяйственных угодий. Максимальная продуктивность может быть получена при соотношении площадей преобразованных и естественных экосистем 40% и 60%.
Общая площадь территории АО «Табатское» 28,3 тыс. га, из них 20,3 тыс. га занимают сельскохозяйственные угодья, в том числе 11,9 тыс. га — пашня, которая составляет 42,1% от общей территории или 58,5% от сельскохозяйственных угодий.
Следовательно, большая распаханность земель свидетельствует о том, что территория относится к экологически неустойчивой. Кроме того, компактное расположение леса в предгорной зоне, видимо, не оказывает большого влияния на проявление эрозионных процессов на остальной части территории открытой степи.
Аналогичное соотношение угодий отмечается в других хозяйствах предгорно-степного района.
Таким образом, все перечисленные антропогенные факторы, включая уничтожение целинной растительности, защищавшей почву от воздействия сильных ветров при массовом освоении земель, большое поголовье овец, привели к нарушению экологического равновесия и являются главной причиной деградации агроландшафтов в середине XX в. в степной зоне юга Средней Сибири.
Кроме того, при освоении целинных и залежных земель в 1954–1960 гг. здесь использовалась традиционная технология, перенесенная из европейской части страны (обработка почвы плугами, лущильниками в паровом и других полях на сплошных массивах). Возделывали в основном зерновые культуры (пшеницу, ячмень, овес). Такая технология в течение длительного времени привела к сильному развитию эрозии почв (табл. 2).
Обследование почв через 25 лет (1993–1994 гг.) показало существенное изменение в степени проявления дефляции почв. Так, в АО «Табатское» за длительный период использования земель площадь слабоэродированных почв уменьшилась на 14,0%, среднеэродированных — увеличилась на 1,3%, а сильноэродированных — еще больше (на 12,7%).
Содержание гумуса слабоэродированных почв снизилось на 1%, среднеэродированных и сильноэродированных — на 1–2%.
Такие же изменения за 25 лет произошли в АО «Бондаревское».
Несмотря на исключение сильноэродированных почв из структуры пашни и отсутствия вспашки на 20–22 см из технологических операций, эрозионные процессы отмечаются в паровом поле (табл. 3).
После одной обработки почвы осенью дискатором отмечалась незначительная эродируемость (2,6 г / 5 мин).
Стерня при механических обработках в паровом поле полностью заделывается, разлагается (необходимо 100–150 шт/м2), почва распыляется, эродируемость в 2,6 раза больше, чем при одной обработке.
Расчеты эродируемости почвы подтверждаются данными полевых наблюдений. Учеты после сильного ветра 25 марта 2022 года показали, что на разном удалении от края парового поля (1500 × 400 м) фракции почвы > 1 мм на пастбище отложились толщиной от 0,3 до 20 см.
Наибольшая толщина эолового отложения (20 см) отмечалась на удалении 1 м от края парового поля, 3,0–6,5 см — на 50–80 м; 0,3–0,5 см — на 90–100 м, прерывистые небольшие отложения местами — на 110 м, в лесной полосе — меньше 1 см.
Ветровая эрозия наносит огромный ущерб сельскому хозяйству, плодородию почв (табл. 4).
Ветром на большие расстояния уносится тонкопылеватая и илистая часть почвы с содержащими в ней элементами питания растений. Об этом свидетельствует одинаковое содержание их в исходной почве и эоловом отложении. Так, содержание физической глины в исходной почве составило 49,08%, в эоловом отложении (на расстоянии 40 м от края поля) — 48,99% (НСР05 1,76), валового фосфора, соответственно, 0,27% и 0,23% (НСР05 0,05), валового калия — 0,98% и 1,02% (НСР05 0,08).
В основном эрозионные процессы (пыльные бури, поземки, эоловые отложения) сейчас наблюдаются в паровых полях. Так, в весенне-летний период 2022 г. авторами отмечены 3 дня с пыльными бурями локального характера и поземками. Весной 2023 г. зафиксированы 4 дня с такими бурями и поземками только в паровых полях. Прежде (в 1960–1965 гг.) при отвальной системе обработки почвы пыльные бури проявлялись весной на всех полях севооборотов.
Полезащитные лесные полосы играют большую противоэрозионную роль. В 2022 году в лесополосе мелкозема отложилось на расстоянии 2 м от наветренной стороны 10 мм, на расстоянии 3 м — 3 мм, 4 м — 2 мм, 10 м — 2 мм, 20 м — 1 мм, 27 м — 0,5 мм.
Лесоводственно-мелиоративные показатели по всем обследованным ПЗЛП представлены в таблице 5.
В ПЗЛП № 1 санитарное состояние деревьев не везде было удовлетворительным: в одном ряду тополь Populus sp. был усыхающим, в следующем — ослабленным, вяз приземистый (Ulmus pumila L.) — сильно ослабленным, в другом — ослабленным. Сохранность посадок (57,5%) относилась к средней.
За счет тех рядов, которые имели ослабленное состояние, полезащитная лесная полоса имела хорошую сомкнутость за счет сильно ослабленных растений — необходимые просветы в кронах. В противном случае при полностью здоровом состоянии и 100%-ной сохранности конструкция ПЗЛП была бы плотной. ПЗЛП хорошо выполняла свои мелиоративные функции, несмотря на сильно ослабленное или усыхающее состояние двух рядов.
Тополь и вяз приземистый характеризовались хорошим ростом. Деревья достигали максимальных значений высоты в данных лесорастительных условиях. В наветренных и заветренных рядах и внутри ПЗЛП не обнаружено мелкозема. Дефляция в полях не проявлялась. Степень задернения почвы сильная, злаки являлись доминирующими видами в растительных сообществах. Лесоводственно-мелиоративная оценка ПЗЛП по существующей шкале соответствовала баллу 4а.
В полезащитной лесной полосе № 2 в двух рядах вяз приземистый был усыхающим, в остальных — ослабленным или сильно ослабленным. Деревья этого вида характеризовались хорошим ростом. Конструкция ПЗЛП имела просветы в кронах, не превышающие 35%, и относилась к ажурной. Сохранность посадок средняя — 55%. ПЗЛП полностью выполняла свои мелиоративные функции. В наветренных и заветренных рядах и внутри ПЗЛП не обнаружено мелкозема. Дефляция в полях отсутствовала. Степень задернения почвы сильная, злаки являлись доминирующими видами в растительных сообществах. Мелиоративную эффективность этой ПЗЛП оценили баллом 4а. Возраст насаждений достиг своего критического состояния. Так как в дальнейшем будет прогрессировать ухудшение санитарного состояния посадок, следует провести реконструкцию насаждений, направленную на омоложение древесных растений.
ПЗЛП № 3 имела лучшие показатели, чем предыдущие, в первую очередь это относилось к санитарному состоянию посадок, в большинстве случаев они были ослабленными. Тополь и вяз приземистый характеризовались хорошим ростом и средней степенью сохранности. При обследовании наветренных, заветренных рядов и внутри ПЗЛП мелкозема не обнаружено. Снеголом не фиксировался. Дефляция на полях не отмечена. Злаки являлись доминирующими видами в фитоценозах. Задернение почвы среднее. ПЗЛП хорошо выполняла свои мелиоративные функции. Оценка лесоводственно-мелиоративных показателей насаждения в баллах равнялась 5а. В 2023 году обследована ПЗЛП во второй системе ПЗЛП, находящейся в окрестностях дер. Буденовка.
Первый заветренный ряд, находящийся с северной стороны от ПЗЛП, из вяза приземистого относился к категории «усыхающие». Причиной плохого состояния деревьев могла быть неосторожная обработка гербицидами прилегающих полей в ветреную погоду, что способствовало попаданию какой-то части ядохимикатов на листву.
Среднеарифметическое значение сохранности деревьев в насаждении составляло 65%, поэтому приравнивали к градации «среднее». Отложения мелкозема в ПЗЛП, наветренных и заветренных рядах не обнаружено. Дефляция в полях отсутствовала. Степень задернения почвы средняя. В растительном покрове доминирующими видами являлись злаки. В полезащитной полосе № 4 береза повислая (Betyla pendula Roth) и вяз приземистый характеризовались хорошим ростом. Конструкция ПЗЛП относилась к ажурно-продуваемой. ПЗЛП полностью выполняла свои мелиоративные функции. Оценка в баллах равна 4а.
В 2023 году обследовано массивное 27-рядное защитное лесное насаждение шириной 100 м в окрестностях с. Бея Бейского района. Состав насаждения — Betyla pendula, Hippophae rhamnoides L., Pinus sylvestris L. Сохранность по рядам варьировала от 5 до 80%, среднее значение — 34,7% (низкий показатель). Высота березы повислой, находящейся в крайнем ряду с северной стороны системы ПЗЛП, равнялась 13,9±4,7 м, в крайнем ряду с южной стороны системы — 12,3±0,3 м. Высота сосны обыкновенной — 4,2±0,3 м. Санитарное состояние насаждений из березы повислой и сосны обыкновенной ослабленное. Конструкция ПЗЛП плотная. Так как состав насаждений для данных лесорастительных условий является оптимальным, древесина растения обладает хорошим ростом, ослаблением санитарным состоянием, то лесоводственно-мелиоративная оценка массива соответствует баллу 4а, несмотря на то что защитные свойства снижены из-за плотной конструкции. Плотная конструкция ПЗЛП ослабляет мелиоративную роль.
В отличие от прошлого (середины XX в.), в настоящее время разработанный и освоенный противоэрозионный комплекс, включающий полосное размещение сельскохозяйственных культур, полезащитные лесные полосы (экологические каркасы степных территорий) и почвозащитные обработки в КФХ «Трейзе» позволяют предотвратить деградацию почв агроландшафтов (рис. 3).
Эффективность противоэрозионного комплекса заключается не только предотвращении эрозии и сохранении продуктивности степных агроландшафтов (табл. 6).
Так, прибавка урожайности зерновых культур (пшеницы, овса) и гречихи в среднем за пять лет (2019–2023 гг.) в крестьянско-фермерском хозяйстве (КФХ) «Трейзе», где освоен противоэрозионный комплекс с полезащитными лесными полосами в сочетании с другими почвозащитными приемами, составила 0,3–3,2 ц/га по сравнению с продуктивностью этих культур в Бейском районе.
Такая технология использования земельных ресурсов обеспечила устойчивое развитие хозяйства. При этом противоэрозионная устойчивость повысилась. Количество дней с пыльными бурями уменьшилось.
В современных условиях сильно деградированные почвы исключены из пахотных угодий (табл. 7).
Выводы
Уничтожение целинной степной растительности, защищавшей почву от воздействия сильных ветров при освоении земель, привело к нарушению экологического равновесия и деградации степных агроландшафтов в предгорно-степном районе юга Средней Сибири.
Увеличение посевных площадей в 1954–1965 гг. (в 2,3 раза) и поголовье овец и коз (в 3,3 раза) способствовало проявлению пыльных бурь (до 18 дней за весну).
В настоящее время на проявление эрозионных процессов повлияли увеличение посевных площадей сельскохозяйственных культур, традиционная система обработка почвы на сплошных массивах.
Освоение агролесомелиоративного противоэрозионного комплекса, включающего почвозащитные обработки, полосное размещение сельскохозяйственных культур и четырехрядные полезащитные лесные полосы, созданные из вяза приземистого, березы повислой и тополя с межполосным расстоянием 300–350 м, уменьшает эрозионные процессы.
Перенос мелкозема ветром с открытого парового поля и эоловое отложение на пастбище составляли от 0,3 до 20 см, в лесной полосе — 0,1–1,0 см.
Схемы и таблицы по ссылке:
https://agrarnayanauka.ru/degradacziya-pochv-stepnyh-agrolandshaftov-srednej-sibiri/
Источник: https://agrarnayanauka.ru
