к.б.н. Е. Лаптева Научные интересы: пойменное почвообразование, продуктивность аллювиальных почв Во второй половине ХХ в. пойменные ландшафты Республики Коми (РК) испытывали значительный антропогенный пресс, поскольку основная доля сельскохозяйственных угодий приходилась на сенокосы и пастбища, расположенные в долинах рек Печора и Вычегда [1]. Для повышения продуктивности пойменных лугов, являющихся основой кормовой базы животноводства, на пойменных территориях активно проводили различные агротехнические и агромелиоративные мероприятия: осушение, вырубку древесно-кустарниковой растительности, планировку поверхности лугов, известкование, внесение минеральных удобрений, распахивание, высев однолетних и многолетних трав. Поэтому в настоящее время практически невозможно найти целинные, не затронутые деятельностью человека пойменные луга. Даже на тех участках поймы, которые мы считаем условно целинными (не проводили распашку, внесение удобрений и т.д.), достаточно велико вмешательство в процессы функционирования природных экосистем, обусловленное отчуждением фитомассы из биологического круговорота веществ, связанное с ежегодным сенокошением. В 1991-2000 гг. нами проведено сопряженное изучение физико-химических свойств, гумусного состояния, биологической продуктивности целинных и освоенных аллювиальных почв долин рек Печора и Вычегда в подзоне северной и средней тайги. Освоение пойменных территорий (известкование, внесение минеральных удобрений) привело к уменьшению кислотности почв, увеличению содержания в гумусоаккумулятивных горизонтах обменных оснований, подвижных форм калия и фосфора. Вследствие несбалансированного внесения минеральных удобрений произошло явное зафосфачивание аллювиальных почв долины среднего течения р. Печора [2]. После агрохимических мероприятий дерново-луговая и луговая почвы по содержанию доступных форм P2O5 перешли в категорию повышенно-обеспеченных, а дерновые – высоко-обеспеченных данным элементом питания растений (целинные почвы являются низко- и среднеобеспеченными). Существует мнение [3, 4], что накопление остаточного фосфора в почвах пойменных ландшафтов при систематическом применении избыточных доз фосфорных удобрений, превышающих вынос P2O5 с урожаем, можно рассматривать как негативное следствие агрогенной эволюции, сопровождающееся снижением продуктивности культур из-за несбалансированности элементов питания и непроизводительным расходом дорогостоящих дефицитных удобрений. Интенсивное сельскохозяйственное использование пойменных ландшафтов в условиях Севера без учета специфики и свойств почвенного покрова обусловило разрушение структуры почв, дегумификацию и, как следствие этих процессов, эрозию почв [2]. Наиболее эрозионно-опасными являются аллювиальные дерновые почвы, занимающие прирусловую часть пойменной террасы. Активное воздействие обрабатывающей и транспортной техники, вырубка почвозащитных прирусловых ивняков, распахивание дерновых почв обусловили резкое ухудшение их гумусного состояния и появление незакрепленных песков и эрозионных оврагов. Содержание гумуса в пахотном горизонте аллювиальных дерновых слоистых маломощных почв снизилось до 0.8±0.1 %, запасы гумуса в 0-20-сантиметровом слое таких почв составляют в настоящее время 19-20 т/га (в целинных – 50-70 т/га). Дерново-луговые и луговые почвы центральной поймы в меньшей степени подвержены деградации при освоении и быстрее самовосстанавливаются. Однако и в них по сравнению с целинными наблюдают тенденцию к уменьшению содержания гумуса и его запасов в верхнем 0-20-сантиметровом слое почвы. В групповом составе гумуса освоенных почв снизилась доля гуминовых кислот. Для многих пастбищных и сенокосных участков в настоящее время характерна деградация травостоя, проявляющаяся в замещении высокопродуктивных видов злаков щучкой дернистой, значительной закочкаренности, выбитости, включении в состав травостоя ядовитых растений (чемерица Лобеля). Например, в долине р. Печора урожайность естественных сенокосов снизилась до 9-11 ц /га сена. На улучшенных сенокосах она составляет 17-18 ц/га [5], в то время как в 30-х годах биологическая продуктивность (БП) печорских лугов находилась на уровне 39-40 ц/га сухой надземной фитомассы. Последнее свидетельствует о том, что, несмотря на неблагоприятные агрохимические свойства (с точки зрения общепринятых параметров оценки плодородия) – высокую кислотность, ненасыщенность основаниями, незначительное содержание элементов питания [2], целинные пойменные почв долины р. Печора являлись основой существования в течение длительного исторического периода весьма продуктивных фитоценозов, структура и видовой состав которых в процессе эволюции максимальным образом адаптировались к соответствующим условиям экотопов. Создание сеяных многолетних агроценозов позволяет получать высокие урожаи сена за счет большой надземной массы высеваемых злаков – тимофеевки и овсяницы (рис. 1). Биологическая продуктивность таких лугов составляет 39-42 ц/га сухой надземной фитомассы. Однако достоверная разница в продуктивности сеяных и целинных лугов отмечена нами только на участках с почвенным покровом, представленным аллювиальной луговой почвой. На дерновых и дерново-луговых почвах в связи со значительным варьированием продуктивности учетных площадок не наблюдали различий, существенных для 5 %-ного уровня значимости, в урожайности луговых ценозов целинного и освоенного участков поймы. Ботанический состав сеяных лугов отличается крайней бедностью. По сравнению с целинными пойменными лугами в сеяных травостоях первого года существования практически полностью отсутствуют виды растений группы бобовых, в то время как доля их в фитоценозах на целинных пойменных поч-вах составляет 5-12 % (рис. 2). Максимальное содержание бобовых зафиксировано на ключевых участках с дерново-луговой почвой. К четвертому году существования сеяных лугов продуктивность их вновь приближается к продуктивности целинного фитоценоза и происходит постепенное восстановление ботанического состава травостоя, характерного для целинных пойменных лугов. Следует отметить, что прерывание естественного дернового процесса из-за разрушения дернины при распахивании поймы и, следовательно, уменьшение величины подземной фитомассы сеяных лугов способствуют снижению размеров биологического круговорота веществ в сеяных агроценозах по сравнению с целинными травостоями. В последнем десятилетии ХХ в. произошло существенное изменение в использовании пойменных угодий в северных регионах, в том числе и в РК. В связи с проблемами экономического характера уменьшился объем производства сельскохозяйственной продукции [1], резко снизилось внесение минеральных удобрений и химических мелиорантов, в том числе и на сенокосы и пастбища, произошло выбытие сельскохозяйственных угодий из оборота. Широко распространено мнение, что снижение продуктивности кормовых угодий, в первую очередь, обусловлено уменьшением объемов использования средств химизации, которое привело к тенденции возрастания в РК площадей кислых почв, почв с низким содержанием подвижных форм калия. Это, без сомнения, справедливо для пахотных угодий, расположенных на кислых, бедных элементами питания растений подзолистых почвах. Однако в отношении пойменных лугов наши данные свидетельствуют об обратном. В долине р. Печора на участке с условно целинными почвами, который до 1991 г. включительно ежегодно выкашивали, а в последующие четыре года практически не использовали в качестве сенокоса, произошло возрастание содержания в почвах подвижных форм фосфора и калия (рис. 3), так как вся надземная фитомасса лугов включалась в биологический круговорот на фоне сохранения высокой кислотности и тенденции повышения содержания гумуса. В то время как в почвах освоенной поймы в условиях продолжающегося ежегодного сенокошения на фоне резкого уменьшения объемов вносимых удобрений наметилась тенденция к снижению элементов питания. При этом продуктивность пойменных лугов по годам наблюдений достоверно не различалась, за исключением дерновой целинной почвы (рис. 1). Детальные исследования, проведенные в долине р. Вычегда, показали, что продуктивность пойменных лугов (рис. 4), в первую очередь, обусловлена гидрологическим режимом аллювиальных почв и характером паводка. Величина надземной фитомассы травостоев прирусловых валов (почва дерновая супесчаная на песчано-супесчаном аллювии – Дс), высоких грив центральной поймы (почва дерновая среднесуглинистая на песчано-супесчаном аллювии – Дсс), глубоких межгривных понижений (почва лугово-болотная – Л-Б) лимитирована либо дефицитом, либо избытком влаги и относительно стабильна по годам наблюдений, в то время как на остальных участках пойменной террасы она тесно связана со сроками паводка. В годы с поздним половодьем и поздним освобождением пойменной террасы от полых вод (как это наблюдали в 1998 и 1999 гг.) травостои не успевают набрать массу к началу сеноуборочных работ (I декада июля) и величина продуктивности таких лугов, приуроченных к дерновым легко-глинистым на супесчано-суглинистом аллювии (Длг), дерново-луговым (Д-Л) и луговым (Л) почвам (рис. 4), достоверно ниже, чем в 1997 и 2000 гг., для которых был характерен ранний паводок. Однако к концу вегетационного сезона (середина августа) вне зависимости от сроков половодья, биологическая продуктивность лугов на дерново-луговых и луговых почвах во всех геоморфологических областях пойменной террасы выравнивается и в долине нижнего течения р. Вычегда составляет около 45-55 ц/га. Проведение сеноуборочных работ с учетом паводкового режима (смещение сроков сенокоса на две-три недели в годы с поздним паводком) позволило получать достаточно стабильный урожай сена. Таким образом, в условиях Севера вполне возможно рациональное использование пойменных угодий, предусматривающее сохранение и поддержание как почвенного плодородия, так и видового разнообразия пойменных лугов. Тем более, что на основе многолетних исследований сотрудники Института биологии разработали научно обоснованные адаптивные подходы к использованию пойменных ландшафтов, строго дифференцированные с учетом типа поймы, свойств и режимов аллювиальных почв. В частности, прирусловые валы со сложным рельефом и комплексным почвенным покровом, в структуре которого преобладают дерновые слоистые, рыхлосвязные супесчаные или легкосуглинистые почвы с маломощным гумусовым горизонтом и низким содержанием гумуса, необходимо выделять в особо охраняемые территории, как почвозащитные барьеры и места сбора ценных лекарственных растений. В центральной части поймы, где в структуре поч-венного покрова преобладают луговые и дерново-луговые почвы, необходимо рекомендовать регламентированное сенокосно-пастбищное использование со строгим соблюдением сроков сенокошения и введением сенокосооборотов. Для восстановления деградированных пойменных угодий следует опираться на рекомендации, разработанные Институтом биологии Коми НЦ УрО РАН, Архангельской опытной станцией луговодства и Нарьян-Марской сельскохозяйственной опытной станцией, которые предусматривают внесение небольших доз минеральных удобрений, подсев трав в дернину, создание кулис, загонную пастьбу скота. Болотные почвы должны оставаться в своем естественном состоянии, поскольку они являются геохимическими барьерами, мощными биологическими фильтрами, блокирующими поступающие с водоразделов вещества и препятствующими загрязнению почвенного покрова центральной, прирусловой поймы и речных вод. ЛИТЕРАТУРА 1. Агробиологические ресурсы Республики Коми и их рациональное использование / Коллектив авторов. Сыктывкар, 1999. 229 с. 2. Лаптева Е.М., Балабко П.Н. Особенности формирования и использования пойменных почв долины р. Печора. Сыктывкар, 1999. 204 с. 3. Кораблева Л.И., Бойко Т.А. Природное и антропогенное зафосфачивание аллювиальных почв // Научные основы оптимизации и воспроизводства аллювиальных почв Нечерноземной зоны РСФСР. М., 1991. С. 89-102. – (Науч. тр. Почв. ин-та им. В.В. Докучаева). 4. Кораблева Л.И., Слуцкая Л.Д. Последствия агрогенной эволюции и регулирование плодородия аллювиальных почв // Там же. С. 16-23. 5. Анализ использования минеральных и органических удобрений в хозяйствах госагропрома Коми АССР с 1966 по 1985 гг. Сыктывкар, 1987. 96 с. – (Тр. Проектно-изыскательской станции химизации Гос-агропрома Коми АССР). v
Логотип -
Начало -
Общие
сведения -
Структура -
Научная деятельность 3188 посещений с 21.09.2001 |