Агроэкологическая специфика Украины

Почвы

Украина характеризуется значительным разнообра­зием почвенного покрова: выявлено около 650 видов почв, описаны наименования и дана характеристика 1217 поч­венных разностей.

Н.Б. Вернардер, Д.А. Тютюник, Д.Н. Ковалишин выделяют 7 основных типов почв Украины, каждый из ко­торых в свою очередь включает ряд подтипов. Это — дер­ново-подзолистый и дерновый тип (с дерново-подзо­листыми, дерново-подзолистыми оглеенными, дерново-боровыми подтипами); бурый лесной и буроподзолистый с буристыми лесными (буроземами), подзолисто-буро-земными, лугово-бурыми, оглеенными; серый лесной с се­рыми лесными оглеенными); черноземный и каштановый с черноземами и каштановыми почвами; коричневый, луго­вой и болотный; солонцовый, солончаковый и солодовый типы почв. В районах низкогорья Карпат и в Предкарпатье распространены подзолисто-буроземные, буро-подзолис­тые, луго-бурые оглеенные почвы, которым присущи вы­сокая кислотность и значительное количество обменного алюминия.

В лесостепной зоне, а также в Южных районах По­лесья расположены переходные от дерново-подзолистых к черноземным почвам — серые лесные. В зависимости от интенсивности проявления лесного или степного процесса почвообразования они подразделяются на светло-серые, серые и темно-серые; характеризуются невысоким содер­жанием гумуса, повышенной кислотностью. На заболочен­ных массивах формируются серые лесные оглеенные поч­вы. Регулирование водного режима этих почв является важным направлением повышения их плодородия. Значи­тельно распространены в Украине черноземные и кашта­новые почвы. Наиболее плодородны из них — черноземы — занимают в республике наибольшую площадь (на них размещено около 60% сельскохозяйственных угодий Ук­раины). Они широкой полосой (в границах Лесостепи и Степи) протянулись с востока на запад. Это наиболее пло­дородные почвы Украины, богаты гумусом (4-9%), опти­мально увлажнены, темно-серого цвета, их толщина дости­гает 1-1,5 м. Формирование подтипов черноземов строго подчиняется широтной географической зональности. Так, в границах Лесостепи формируются черноземы типичные мало- и среднегумусные, в северной подзоне Степи — чер­ноземы обыкновенные, в южной подзоне Степи — черно­земы южные.

В сухой южной Степи распространены темно-каштановые почвы, в ариадных условиях причерномор­ских и присивашских степей — даже каштановые.

На юге, в районах с субтропическим климатом зале­гают коричневые и красно-коричневые почвы (на южном склоне главной гряды Крымских гор).

В целом почвы Украины характеризуются исключи­тельно высоким природным плодородием, среди них наи­более плодородные типичные черноземы, обычные черно­земы и южные черноземы (эти почвы соответственно за­нимают 18,1; 27,2 и 8,9% общей площади пахотных земель Украины). Почти 10% пахотных земель приходится на оподзоленные и деградированные черноземы, около 6% — черноземы и дерново-скелетные на плотных породах, чер­ноземы на супесчаных и песчаных породах, луго-черно-земные почвы. Значительные площади приходятся на дер­ново-подзолистые (около 7%), оподзоленные (5%) и серые лесные (6,7%), которые характеризуются относительно вы­соким естественным плодородием. Распространены также каштановые (около 9%), луговые (2%), дерново-оглеенные (1,3%), буроземные (4%) и другие почвы.

Климат

Практически на всей территории Украины (кроме крайней южной ее части) преобладает умеренно-континентальный климат, на западе влажность воздуха значительно выше, чем на востоке. Заметно отличается и температурный режим: вегетационный период длительнее на западе, где климат более влажный и мягкий.

В отдельные годы наблюдаются значительные от­клонения большинства параметров климатических харак­теристик от средних многолетних.

Весной особенно в юго-восточной части Украины, довольно часто бывают суховеи, а нередко и «черные бури». Сравнительно небольшая территория Украины ха­рактеризуется значительными колебаниями температурно­го и ветрового режимов. В Украине среднегодовая ско­рость ветров наиболее низкая в Полесье и дальше на юг их сила возрастает.

Среднегодовая скорость ветра над территорией Ук­раины составляет 3-4 м/сек, в том числе на юго-востоке и северо-западе — 5-6 м/сек.

Значительную роль в формировании климата играет температурный режим, который характеризуется значи­тельными колебаниями. Температура воздуха наиболее хо­лодного месяца (января) практически везде (кроме берега Крыма) отрицательная -2…7,5°С; средняя продолжитель­ность безморозного периода колеблется от 260 до 270 дней; в северной части Крыма до 170 дней на северо-востоке. Наблюдаются существенные отклонения от среднегодичных температур. Абсолютные максимумы темпе­ратур составляют +36…+42°С летом на юге, абсолютные минимумы зимой соответственно -30°С на юге и -40°С на востоке. Температурный режим как летом, так и зимой, а также в осенний и в весенний периоды существенно меня­ется в территориальном отношении.

Значительное влияние на климат Украины и его диф­ференциацию оказывает объем выпадающих осадков, а так­же и распределение их по регионам, месяцам и времени года. Наибольшее их количество выпадает в Карпатах (до 1 600 мм в год). На территории этот показатель колеблется от 700-750 мм — на северо-западе, до 300-350 мм — на северо-востоке. В засушливые годы количество осадков значитель­но уменьшается: в прибрежных районах Азовского и Чер­ного морей — до 100 мм, в степных — до 150-200 мм и лесостепных — до 250-350 мм.

На формирование баланса влаги и увлажненности территории непосредственно влияет относительная влаж­ность воздуха. Среднегодовой ее показатель составляет 65-70%, причем в летние месяцы снижается до 55-60%, а в засушливые годы на юго-востоке даже до 10%.

Осадки выпадают преимущественно летом. Зимой выпадает снег, толщина его покрова составляет 10-17 см; в южных и западных частях Украины снежный покров в ре­зультате таяния возобновляется несколько раз. Отдельные зимы здесь бывают вообще бесснежными. В летние меся­цы в части областей, особенно южных и юго-восточных, преобладает сухая погода, характеризующаяся высокой испаряемостью, которая значительно превышает количест­во выпадающих осадков. Влага в почве накапливается пре­имущественно в осенний, зимний и весенний периоды; 30-50% всех осадков имеют атлантическое происхождение. Дефицит влаги в почве и прилегающем к ней воздушном слое является существенным фактором, который отрица­тельно влияет на урожайность сельскохозяйственных культур в ряде областей Украины.

В Украине имеет место значительное колебание количества выпадающих осадков и их распределение по территории в течение года. Наибольшие амплитуды в объеме выпадающих осадков бывают на юге. За тот или иной месяц здесь может выпасть 30-50% годовой суммы осадков; однако на следующий год в этом месте вообще осадков может не быть. Период без осадков (особенно осенью),   часто   достигает   2-3   месяцев.   В   весенне-осенний период на юге и юго-востоке бывают суховеи, пыльные бури. Суховеи обычно продолжаются 25-30 дней, а пыльные бури — 3—8 дней в году. Преимущест­венно равнинная и открытая поверхность Украины непо­средственно влияет на климатические процессы, проис­ходящие на ее территории и приводящие к частым сме­нам воздушных масс, которые подходят с разных сторон и приносят сюда или холод севера, или тепло юга, то влагу запада, или низкую относительную влажность воз­духа востока.

Имеют место такие наиболее общие территориаль­ные особенности климата: температура воздуха возрастает с севера на юг (летом с запада на восток), относительная влажность воздуха — с востока на запад, а также с юга на север. В целом умеренно-континентальный теплый, и с динамичным увлажнением климат Украины, в большей или меньшей степени благоприятен для возделывания ос­новных сельскохозяйственных культур.

Рельеф

Для Украины характерна преимущественно равнин­ная территория с небольшими высотами. На такие террито­рии приходится почти 90% площади, в том числе на низ­менности — 70%. Средние высоты равнинной части отно­сительно небольшие и составляют около   170 м. Лишь отдельные вершины Карпат достигают высоты 1 700-2 000, а Крыма — 1 500 метров над уровнем моря.

Рельеф Украины благоприятен для проектирования жолого-ландшафтной пространственной структуры.

Микрорельеф — мелкие формы рельефа, зани­мающие незначительные площади (от нескольких квад­ратных дециметров до нескольких сотен квадратных мет­ров), с колебаниями относительных высот в пределах од­ного метра.

Широко развиты склоновые формы рельефа, кото­рые принято характеризовать уровнем крутизны, формой и экспозицией.

Влияние рельефа на амплитуду температуры возду­ха связано с тем, что в вогнутых формах рельефа (ложби­ны, котловины и т.д.) днем воздух застаивается и прогре­вается, а ночью охлажденный воздух стекает со склонов на дно. В результате суточные колебания воздуха в вогнутых формах рельефа выражены более резко по сравнению с равниной. Выпуклые формы рельефа (холмы) обдуваются ветром, воздух над ними не застаивается и меньше прогре­вается. Здесь менее резко колеблется температура воздуха. Эти особенности суточной динамики температуры необхо­димо учитывать при размещении сельскохозяйственных культур, выбирая для размещения теплолюбивых растений те формы рельефа, на которых отмечаются меньшие коле­бания температуры воздуха и почвы и, следовательно, они будут менее подвержены воздействию пониженных темпе­ратур и заморозков.

Относительная влажность воздуха, ее динамика яв­ляются важнейшими показателями оценки условий произ­растания сельскохозяйственных растений. Необходимо учитывать, что ее величину оптимизируют лесные масси­вы, лесополосы, водоемы, луга. Обычно относительная влажность воздуха повышена в растительном покрове. Так, в посевах высокостебельных культур (сорго, подсолнеч­ник, кукуруза) она в ясные, безветренные дни может быть на 20-30% выше, чем над оголенной почвой.

Весьма существенное влияние на сельскохозяйст­венные растения оказывает атмосферное давление.

Влияние это, в частности, проявляется в воздейст­вии на содержание углекислого газа в приземном слое воз­духа. Известно, что зеленые растения при помощи свето­вой энергии создают в процессе фотосинтеза из углекисло­го газа и воды органическое вещество. У поверхности почвы воздух содержит в два-три раза углекислого газа больше, чем над растительным покровом. При такой кон­центрации С02 фотосинтез происходит активнее. К тому же углекислый газ поддерживает тепловой баланс почвы, уменьшая ее охлаждение.

Водные ресурсы

Украина слабо обеспечена водными ресурсами. За­пасы пресной воды составляют на одного жителя всего лишь 1 тыс. куб.м. На ее территории насчитывается около 73 тыс. речек, преимущественно небольших и лишь около 125 из них имеют длину около 100 км. Одной из наиболь­ших водных артерий, протекающих по территории Украи­ны, является Днепр с притоками: Припять, Десна, Сулла, Ворскла, Самара и другие. Бассейн Днепра занимает 65% площади республики. Средний годовой сток Днепра со­ставляет 53,5 куб. км. В Украине имеется около 3 тысяч озер, в том числе 30 озер площадью 10 кв. км и более, соз­дано около 27 тыс. прудов.

Обобщая изложенные данные необходимо отме­тить, что в связи с интенсификацией растениеводства значительно ухудшился баланс гумуса в черноземах, возросла в почве концентрация вредных веществ, увеличилась засоленность и кислотность почв, нарушены воз­душный и водный режимы. У черноземов уменьшается мощность гумусового слоя, ухудшаются физико-хими­ческие характеристики. Что приводит их к прогресси­рующей деградации. Это относится и к другим почвен­ным типам.

В последнее время резко ухудшилась экологическая обстановка на сельскохозяйственных угодьях Украины, что связано со значительным загрязнением поверхностных и грунтовых вод. Практически всюду использование пес­тицидов приводит к их накоплению в почвах, особенно при интенсивных технологиях. Длительное использование больших доз минеральных удобрений способствовало зна­чительному накоплению в почвах остротоксических ве­ществ: фтора, хлора, нитратов. В связи с резким увеличе­нием площади эродированных почв, дегумификации паш­ни, которая составляет 6% (0,57 т/га в год), катастро­фического роста в почве концентрации пестицидов, остат­ков минеральных удобрений, тяжелых металлов и др. Осо­бо важное значение имеет проектирование и внедрение эколого-ландшафтной   пространственной   структуры   Ук­раины, которая будет включать примерно около 10 ланд­шафтных типов и 720-750 ландшафтных ячеек. При проек­тировании будут обозначены ландшафтные ассоциации и провинции. Это позволит перейти к ландшафтному расте­ниеводству, оптимизации структуры экосистем ландшафт­ной ячейки; внесению в почву только органических и есте­ственных минеральных удобрений, к биологической и аг­ротехнической защите агроценозов от болезней, вреди­телей и сорных растений.

Это тем более необходимо сделать, так как все страны Западной Европы, кроме Норвегии и Финляндии, имеют более благоприятные биоклиматические условия (таблица 15).

15. Биоклиматические условия (по П.П. Вавилову)

Биоклимат и чески е показатели Страны

Украина

США

Европей­ские

Длительность безмороз­ного периода, дней

90-180

150-270

150-240

Сумма активных темпе­ратур, °С

1500-4000

2500-8000

1500-4000

Количество осадков, мм

250-600

800-1000

900-1000

В сравнении с большинством стран Европы и США биопотенциал растениеводческих регионов Украины в 2,6-3 раза ниже. Значительная часть нашей территории отно­сится к районам так называемого критического растение­водства, где получение урожая связано с риском. Этим, в частности, объясняется и значительная нестабильность в производстве растениеводческой продукции. Так, в Степ­ной зоне, особенно южной подзоне, при засухе недобор ее составляет до 50% и более. Это положение может услож­ниться в перспективе, так как по прогнозам следует ожи­дать дальнейшего повышения глобальной температуры воздуха, что приведет к учащению засух (до 5 в 10 лет). Поэтому необходимость разработки и внедрения ланд­шафтного растениеводства несомненна.

Агроэкологические зоны

В связи с теоретическим обоснованием ландшафт­ного растениеводства и новых агротехнологии, возможным проектированием эколого-ландшафтной пространственной структуры весьма актуально определение границ и площа­дей агроэкологических зон, подзон и провинций Украины (рис. 10).

В результате обстоятельного анализа почвенной Карты, карты растительности, количества выпадающих осадков, температуры и других данных нами на почвен­ной карте Украины обозначены границы четырех агро-экологических зон: Полесья, Лесостепи, Степи и Карпат­ских гор. Эти агроэкологические структуры пролегают по территориям 15 областей Украины. Границы агроэколо-гических зон, подзон и провинций нами были перенесены на административную карту и затем определены площади указанных агроэкологических емкостей в областях. Так, в Полесье входят Волынская область; 27,5% Львовской; 66,1% Житомирской; 42,9% Киевской; 5,6% Хмельниц­кой; 97,1% Ривненской; 70,6% Черниговской; 39,4% Сум­ской и 100% Тернопольской областей.

К Лесостепи относятся 39,2% территории Львов­ской области; 2,9% Ривненской; 94,4% Хмельницкой; 33,9% Житомирской; 57% Киевской; 29,4% Черниговской; 60,6% Сумской; 24,7% Одесской; 9,2% Николаевской; 56,1% Кировоградской; 95,8% Полтавской; 30% Харьков­ской; 26,4% Ивано-Франковской; 59,1% Черновицкой об­ластей, Винницкая и Черкасская области.

К Степи принадлежат 75,3% территории Одесской; 90,8% Николаевской; 43,9% Кировоградской; 4,2% Пол­тавской; 70% Харьковской областей, а также Херсонская, Запорожская, Днепропетровская, Донецкая, Луганская об­ласти и Автономная Республика Крым.

В состав агроэкологической зоны Карпатских гор входят 33,3% Львовской; 73,6% Ивано-Франковской; 40,9% Черновицкой областей и Закарпатская область.

Обозначены границы западной, центральной и вос­точной подзон, Полесья; западной, центральной и восточ­ной подзон Лесостепи; северной и южной подзон Степи; в Степной зоне выделены провинции: Северо-Крымская, Крымских гор и Донецкого кряжа (табл. 16).

Анализируя данные, помещенные в таблице, необ­ходимо отметить, что агроэкологическая зона Полесья за­нимает 18,3% площади Украины, Лесостепи — 32,7%, Карпатские горы — 5,3% и Степи — 43,7%.

В агроэкологической зоне Степи обозначены три агроэкологических провинции: Донецкого кряжа, Северо-Крымская и Крымских гор.

Уточнение площадей агроэкологических зон, подзон и провинций будет способствовать более тщательному обо­значению 10 ландшафтных типов и 720-750 ландшафтных ячеек, выделению ландшафтных ассоциаций и провинций.

Ландшафтные агротехнологии являются оптималь­ной и динамичной составляющей эколого-ландшафтной про­странственной структуры (экологической конструкции), ко­торая способствует повышению ее устойчивости и био­энергетического потенциала природного саморегулиро­вания. При этом наиболее полно используется эффект био­агрофизической корреляции специфики агроценозов и ди­намичных экологических условий.

 

16. Площадь агроэкологических зон, подзон и провинций Украины
Агроэкологические емкости Соотноше­ния, %

Площадь су­ши на 01.01.1996 г., тыс. га.

1

2

3

Украина

100

57936,2

Зона Полесья:

18,3

10602,3

западная зона

10,4

6025,4

центральная зона

2,8

1622,2

восточная зона

5,1

2954,7

Зона Лесостепи:

32,7

18945,1

западная подзона

3,2

1854,0

центральная подзона

17,0

9859,0

восточная подзона

12,5

7232,1

Зона Карпатских гор

5,3

3070,6

Окончание табл. 16

 

 

Окончание табл. 22

1 2
() шмая пшеница на зеленый корм

1,24

Однолетние травы, просо

1,10

Озимая пшеница на зерно

1,35

Сахарная свекла

1,59

Кукуруза на зерно

1,56

Корнеплоды

1,60

Кукуруза на силос

1,47

Ячмень

1,23

Овес

1,20

Яровая пшеница, гречиха

1,10

Картофель

1,61

Подсолнечник                                                                1,39

Овощи                                                                                 1,60

Люцерна, эспарцет                                                           0,60

В приходную часть включается гумус, образован­ный за счет органики (р). Рассчитывается он умножением количества внесенного навоза на ту часть гумуса, что об­разуется при внесении 1 тонны. Расходная часть гумуса в почве за ротацию севооборота или годы севосмена опре­деляется размерами его минерализации под отдельными культурами.

Баланс гумуса в почве по полям севооборотов и севосменов рассчитывается как разность между его приходом от корневых и пожнивных остатков, органи­ческих удобрений и минерализацией при выращивании сельскохозяйственных культур. При этом принимается во внимание вынос из почвы минеральных веществ на образование урожая. Отмечается, что для бездефицит­ного баланса гумуса необходимо на каждый гектар пашни вносить не менее десяти тонн органических удобрений. Важным показателем оценки плодородия почв является баланс питательных веществ с учетом потребности различных сельскохозяйственных культур, их урожайности.

 Биогумус (вермикомпост)

Основой естественных процессов почвообразования является жизнедеятельность почвенной микрофлоры, мик­рофауны и мезофауны. При этом 70% «живой органики» приходится на долю дождевых червей. Заглатывая, измель­чая и смешивая в процессе питания мертвые и гниющие ор­ганические вещества с минеральными частицами, перевари­вая их и обогащая собственной микрофлорой, ферментами и др. они выделяют копролиты. Содержание высококачест­венного гумуса в копролитах достигает 11-20%.

Прекрасным кормом для червей является навоз всех видов домашних животных, отходы масло- и жиро-комбинатов, крахмало-паточной, пивоваренной, целлюлоз­но-бумажной и другой промышленности. Необходимость ускорения утилизации органических отходов вызвала к жизни принципиально новую отрасль животноводства — вермикультуру, т.е. хозяйственное разведение дождевых червей. Вермикультура в США, Европе. Азии, Австралии превратилась в процветающую отрасль животноводства. Пройдя через кишечник червей, бросовая органика транс­формируется в прекрасное органическое удобрение биогу­мус, или вермикомпост, который на 70% состоит из копро-литов и идеально отвечает, прежде всего, экологическим требованиям. Биогумус по содержанию гумуса в 4-8 раз превосходит другие органические удобрения, в том числе навоз. По сравнению с другими органикосодержащими удобрениями он богаче усвояемым калием в 10-11 раз, фос­фором — в 7 раз, кальцием и магнием — в 2 раза, по микро­элементам и содержанию микрофлоры в 1000 раз, к тому же он насыщен биологически активными веществами.

Если для «созревания» традиционных компостов требуется 1-1,5 года, то вермикомпост готов к примене­нию уже через 3-4 месяца. Выход вермикомпоста из 1 т навоза достигает 600 кг без потерь питательных веществ.

Лгрогсхническая и агрохимическая ценность 100 кг био­гумуса равнозначна 1000 кг обычного стойлового навоза как органического удобрения. Поэтому вместо 30-50 т на­воза достаточно один раз в 3-4 года внести 3-4 т/га биогу­муса без ослабления конечного эффекта.

При переходе к ландшафтному растениеводству оказывается возможным не только значительно сократить, но и полностью исключить применение минеральных удо­брений. Поэтому большие надежды на вермикомпост воз­лагают сторонники отказа от применения минеральных удобрений, химических средств защиты растений и других синтетических препаратов. Следует отметить, что в отли­чие от других видов натуральных удобрений, зачастую со­держащих не до конца «перепревшее» органическое веще­ство (сырой гумус и модер), вермикомпост включает толь­ко конечную фазу гумуса — так называемый «мулль», наиболее ценный в агрохимическом отношении. Поэтому он может применяться на всех почвах и под любые куль­туры.

Согласно данным американских, японских и других ученых при внесении вермикомпоста прибавки урожая озимой пшеницы, кукурузы, сахарной свеклы и картофеля составляет соответственно 20-25, 30-40, 10-20 и до 70%. Несомненно, получение биогумуса имеет важное значение для ландшафтного растениеводства Степи Украины.

 Моделирование управления почвенным плодородием

Понятие моделирование происходит от латинского «модулис» (образец). Модели традиционно служат основ­ной формой представления информации. Необходимо от­метить, что в настоящее время еще нет цельной и непроти­воречивой теории управления почвенными плодородием, логично объединяющей решение этой глобальной задачи в пространственно-временном значении на стратегическом, оперативном и тактическом уровнях, однако имеются все предпосылки для решения этой задачи в ближайшие годы.

Считают, что моделирование микропроцессов дол­жно стать наряду со стационарными исследованиями од­ним из самых главных методов изучения сущности плодо­родия почв. Установлено общее направление разработки моделей, где выделяются следующие этапы:

  1. 1)постановка задачи;
  2. 2)построение модели;
  3. 3)отыскание решения;
  4. 4)верификация (проверка);
  5. 5)практическое использование.

Под управлением плодородием почв понимается целенаправленное изменение его составляющих для до­стижения желаемого (планируемого) функционального со­стояния. Моделирование управления плодородием пред­полагает наличие трех информационных блоков, характе­ризующих соответственно: планируемое или желаемое состояние почвы, ее фактическое или исходное состояние, количественные характеристики внутренних и внешних связей. В Почвенном институте им. В.В. Докучаева разра­ботан автоматизированный банк моделей плодородия. Кроме справочных задач, банк ведет работу с моделями прогноза в диалоговом режиме. Разработанное математи­ческое обеспечение может передаваться в другие органи­зации для ведения региональных или локальных банков. Разработана также методика и технология общей почвенно-экологической оценки и бонитировки почв в отноше­нии различных сельскохозяйственных культур. Она вклю­чает три раздела:

1)   подготовку почвенно-агрохимических и агро­климатических данных по хозяйствам;

2)   почвенно-экологическую оценку;

3)   бонитировку почв в отношении различных сель­скохозяйственных культур.

Следует помнить, что нет почв вообще плодород­ных, а есть почвы конкретно плодородные для отдельных культур или групп растений. Культуры отличаются морфолого-биологическими особенностями и предъявляют к почвам неодинаковые требования. В этой связи сельскохо­зяйственные культуры по-разному отзываются на гумусное состояние почвы, ее объемную массу и структурность, ме­ханический состав, содержание влаги, реакцию среды, карбонатность, засоление и солонцеватость и т.д. Следова­тельно, почва для одних растений может быть плодород­ной, для других малоплодородной. И сейчас уже речь должна идти о коэффициенте тождественности или соот­ветствия   конкретной   специфики   почвы   морфолого-биологическим особенностям возделываемых растений.

Параметры гумусного состояния почв для оценки их плодородия должны включать не только статистические признаки, но и показатели, характеризующие трансформа­ционные процессы. Необходимо отметить, что весь спектр органических соединений почв от исходных растительных остатков до гумусовых соединений на всех этапах их тран­сформации играет конкретную, хотя и различную по на­правлению и объему роль в формировании плодородия почв.

Следует помнить и о том, что почва является со­ставным компонентом экосистемы. По мнению некоторых ученых, она может рассматриваться как «память» биогео­ценоза (экосистемы, ландшафта). Знание изменений в па­хотных почвах, вызываемых человеком и природой, необ­ходимо для разработки основ ландшафтного растениевод­ства, максимального использования не только антропо­генного плодородия, но и постоянно возобновляемого естественным почвообразовательным процессом. Восстанов­ленное плодородие обычно оказывается не адекватным имевшемуся, поскольку деформация его, даже временная, приводит к известной потере части информации, накоп­ленной в почве в процессе ее естественного развития.

Важное значение при ландшафтизации растение­водства в Украине имеет изучение и сравнительная оценка динамики почвенного плодородия при современном уров­не производства, а также учет особенностей почв и много­летней урожайности сельскохозяйственных культур для обоснования с помощью ЭВМ целевого использования па­хотных земель. В связи с необходимостью более эффек­тивного использования биопочвенного потенциала Украи­ны и возможным экологическим макро- и микрорайониро­ванием сельскохозяйственных культур необходима систематизация и дифференциация почв на мало-, средне-, высокоплодородные для конкретных культур, сортов и гибридов. Это позволит обоснованнее производить их раз­мещение и чередование, создавать более продуктивные агрофитоценозы. Больше того, каждое хозяйство должно иметь карты наиболее целесообразного размещения куль­тур с учетом почвенного плодородия и рельефа местности.

 Эрозия и плодородие почвы

Ландшафтное растениеводство предусматривает внедрение почвозащитных технологий возделывания рас­тений, основанных на современных методологических принципах систем управления плодородием почв. Необхо­димо отметить, что особенности водного баланса, темпера­турный режим и характер осадков во многом определяют направленность воздействия и структуру противоэрозион-ных систем; они влияют на специфику мер по регулирова­нию стока и защиты почв, на состав почвозащитных культур и лесомелиоративных пород, а также на выбор прие­мов противоэрозионной агро- и гидрокультуртехники.

Известно, что при потере (смыве) до половины верх­него аккумулятивного (гумусового) горизонта почвы отно­сят к слабосмытым; почвы, утратившие больше половины горизонта А, относят к среднесмытым. Если же эрозией уничтожен полностью или частично переходный горизонт почвы, ее относят к сильносмытым. Очень сильносмытыми почвами называются такие, на которых распахивается го­ризонт С.

Сочетание тепла, влаги и большой распаханности территории с малым количеством защитных угодий (паст­бищ, лесополос, лесов и т.д.) определяет наиболее высо­кую опасность эрозионного разрушения. Дифференциро­ван эрозионный процесс на склонах разной экспозиции. Выделяются теневые склоны (северная экспозиция) со слабым проявлением эрозии и освещенные (южная экспо­зиция) с более выраженным разрушением. Склоны восточ­ной экспозиции иссушаются раньше, чем западной. Изме­няется интенсивность эрозионных процессов в зависимо­сти от крутизны и профиля склонов и т.д.

Почвы Степи Украины подвержены действию вод­ной и ветровой эрозии, поэтому организация территории должна быть противоэрозионной. Как отмечают Л.Я. Но-ваковский и другие, ее основными принципами являются взаимоувязанность, комплексность и зональность. При этом прямолинейная организация территории характерна для равнинного типа рельефа. Контурную организацию территории рекомендуется применять преимущественно на склоновых землях с размещением границ полей, рабочих участков, полевой дорожной сети, других линейных эле­ментов по контуру, то есть параллельно горизонталям. Это оказывает значительное влияние на прекращение смыва почвы.

Контурно-мелиоративная организация территории предусматривает размещение севооборотов и севосменов в пределах пашни с однородными экологическими условия­ми, дифференцированные многолетние древесные насаж­дения, сенокосы и пастбища, согласующиеся с интенсив­ностью и характером этих угодий. Она основывается на принципах экологической сбалансированности среды не­сельскохозяйственных земель и обеспечении при этом ра­ционального использования и охраны земельных, водных и растительных ресурсов.

По интенсивности и характеру использования сель­скохозяйственные угодья подразделяют на три группы, участки других земель — по направленности их природо­охранного обустройства (также на три группы).

К первой группе пахотных земель относят неэроди-рованные и слабоэродированные участки на склонах до 3°.

Ко второй — преимущественно среднесмытые, час­тично слабосмытые, редко — не смытые, с уклоном 3-7°. К третьей группе относят склоны крутизной свыше 7°. Все обрабатываемые земли разделяют на три технологические группы по типу их использования:

  • плакорная (равнинная) часть землеиспользования и скло­ны до 3° насыщают зерновыми и пропашными культура­ми;
  • на склонах 3-7° размещают интенсивные севообороты зернотравяного вида;
  • сложный рельеф со склонами более 7° подлежит дли­тельному залужению.

Границы между указанными группами фиксируются различными обозначениями. Многолетние плодовые на­саждения подразделяют на участки на склонах до 5° (1-ю группу), в пределах которых насаждения размещают прямо­линейно или прямолинейно отрезками; на склонах 5-10° (2-я группа) производят контурное размещение насаждений параллельно горизонталям; склоны выше 10° (3-я группа), обычно террасируют под насаждения.

На естественных кормовых угодьях к 1-й группе относят участки на склонах до 7° интенсивно используе­мые и подвергающиеся коренному улучшению, ко 2-й — склоны ограниченного полосного использования, с запре­щением выпаса скота, с уклонами 7-18°, к 3-й группе — с уклонами 18-25°, крайне ограниченного использования с поверхностным улучшением или же трансформируемые лесонасаждениями. Несельскохозяйственные угодья диф­ференцируют на:

•      эрозионноопасные (берега рек, водоемов, оврагов и

др-);

  • неэрозионноопасные (лесные насаждения, заповедники и др.);
  • гидрографическую сеть (русла рек, аккумулирующие противоэрозионные пруды и др.).

Контурно-мелиоративная организация территории, расчленяя пахотные земли на отдельные участки в соответ­ствии с экологическими и технологическими особенностя­ми, благоприятствует нормальному функционированию аг-роэкосистем. В то же время граница между полевыми и почвозащитными севооборотами, соответствующая направ­лению горизонталей, позволяет производить обработку почвы и посев сельскохозяйственных культур по контуру. Это имеет несомненное влагонакопительное и почвозащит­ное значение. Контурно-мелиоративная организация терри­тории предполагает изменение структуры посевных площа­дей, а значит и производства растениеводческой продукции, что приведет к уточнению специализации хозяйства.

В Степной зоне Украины, где ощущается острый недостаток влаги, основной задачей, как отмечают специа­листы, является создание полевой гидрографической сети в виде водозадерживающих сооружений (валов-канав валов-террас). Почвенный покров степи подвергается совме­стному действию водной и ветровой эрозии. В этих случа­ях полевая гидрографическая сеть должна включать сис­тему защитных лесомелиоративных насаждений. При этом лесополосы рекомендуется создавать одно-, двух-, трех­рядными, как правило, по сухому откосу земляного соору­жения. Если же направление господствующих ветров па­раллельно расположению линейных гидротехнических со­оружений, то необходимо дополнительно размещать поле­защитные лесополосы, обеспечивающие защиту земель от дефляции. Следовательно, контурно-мелиоративная органи­зация территории способствует оптимизации формирования высокопроизводительных фитоценозов и повышению бу­ферное™ эколого-ландшафтной пространственной структу­ры. Урожайность зерновых и других сельскохозяйственных культур в значительной степени зависит от содержания в почве легкоусвояемых форм питательных веществ. Пред­ставляет интерес расчет доступных для растений питатель­ных   веществ   на   эродированных   почвах,   предлагаемый УкрНИИПА. Прежде всего, на черноземах обыкновенных малогумусных   слабо-,   средне-   и   сильноэродированных, уточняются данные о качестве почв (таблица 23).

23. Влияние эродированное™ почвы на содержание гумуса и питательных веществ в пахотном слое

(УкрНИИПА, 1987)

Чернозем обыкновенный Гумус, ‘%

Валовое содержа­ние, %

Подвизкпые

формы,

мг/ЮОг

почвы

помер

Р,0, К,0

РзО;

К:0
Неэродированный 4,7

0,38

0,14 1,71

1,8

40,9
Слабоэродированный 3,2

0,29

0,13 1,67

1,5

30,9
Среднеэродированный 3,0

0,27

0,11 1,51

0,9

18,1
Сильноэродированный 2,8 :

0,26

0,11 1,31

1,0

17,0

Из этих данных следует, что эродированные черно­земы имеют невысокое потенциальное и эффективное пло­дородие. Расчет баланса питательных веществ производит­ся за ротацию севооборота или количество лет севосмена. Особое внимание уделяется наиболее полному учету по­ступления и потерь питательных веществ в системе почва-растение. Это особенно касается азота, отличающегося вы­сокой динамичностью.

В приходной части баланса наряду с поступлением питательных веществ с удобрениями и посевным материа­лом учитывается поступление азота и калия с атмосфер­ными осадками (при 70% продуктивных осадков на 1 га пашни поступает 12 кг азота и II калия). В расходной части баланса кроме выноса питательных веществ растениями учитывают потери азота из минеральных удобрений в про­цессе денитрификации 15% и 10% — от сорняков. К рас­ходным статьям баланса относят потери питательных ве­ществ в результате эрозии, которые могут достигать 50 кг д.в. При внедрении комплекса противоэрозионных агро­технических мероприятий потери питательных веществ в расходной части можно не предусматривать.

Итак, контроль за приходными и расходными стать­ями позволит получать бездефицитный баланс питатель­ных веществ на эродированных почвах. Учеными разрабо­таны и рекомендуются различные приемы борьбы с водной и ветровой эрозиями. Особое значение приобретает полос­ное размещение сельскохозяйственных культур при кон­турном размещении границ угодий и полей. Считается, что в этом случае более полно будут использованы защитные свойства сельскохозяйственных культур, так как чередова­ние в полосах позволяет сочетать разные по эрозионной опасности агрофоны и проективное покрытие почвы по фазам развития растений. На полосах с разной шерохова­тостью, проективным покрытием, агротехническим нанорельефом и водопроницаемостью полнее происходит водопоглощение и торможение скорости ветра.

Регионы Степи Украины, подверженные действию пыльных бурь, территориально совпадают с районами час­той   повторяемости   суховеев.   Учитывая   опасные   эро­зионные периоды и преобладающие направления эрози­онных ветров, превышающих критическую скорость на­чала дефляции, необходимо правильно ориентировать на местности ветропонижающие препятствия, которые, в за­висимости от длительности противоэрозионного воздейст­вия, разделяют на постоянные (лесные полосы и др.) и временные (кулисы высокостебельных культур, полосы трав и др.). Однако следует помнить, что не существует ни одного универсального приема, обеспечивающего надеж­ную защиту обрабатываемой почвы от ветровой и водной эрозий. Только комплекс агротехнических, лесомелиора­тивных, гидротехнических и научно обоснованных органи­зационно-хозяйственных мероприятий с привязкой к кон­кретным зональным и хозяйственным условиям (каждого отдельного поля или участка) обеспечит успех в охране почвенного плодородия и повышении урожайности возде­лываемых культур.

В этой связи, прежде всего, необходимо правильно выделить различные по степени эродированное™ и по­тенциальной опасности смыва и выдувания поля и участки, установить их рациональное использование в зависимости от конкретных условий. Принять решения о мерах защиты от смыва и выдувания можно только после детального об­следования почв специалистами.

 Бонитировка почв

Оценочные или бонитировочные таблицы рассчи­тываются по 100-балльной разомкнутой или замкнутой шкале. Если при расчете баллов в качестве эталона берут показатели свойств тех почв, на которых урожайность сов­падает со среднеобластной, то при оценке их в 100 баллов получают разомкнутую шкалу. Если за эталон принимаются наилучшие по показателям почвы (их свойства, урожай­ность и т.д.), оцениваемые в 100 баллов, то получают замк­нутую шкалу. Предметом бонитировки почв является наи­более мелкая, выделяемая в конкретных условиях, таксо-метрическая единица (вид или разновидность).

К основным типам почв относят черноземные, каш­тановые, бурые пустынно-степные, сероземные, краснозе­мы, засоленные (солончаки, солонцы, солоди) и поймен­ные (аллювиально-дерновые) и др.

Подтип — это группа почв в пределах типа, отли­чающаяся выраженностью основного процесса почвооб­разования. Черноземы подразделяются на подтипы: чер­ноземы оподзоленные, выщелоченные, типичные, обык­новенные, южные. Вид — группа почв внутри подтипа, выделяемая по степени развития почвообразовательных процессов и степени оподзоленности, засоления, мощности гумусного слоя, количеству гумуса. Например, среди чер­ноземов выделяют такие виды:

•      по мощности гумусного горизонта — сверхмощные
(120 см), мощные (80-120 см), среднемощные (40-80
см), маломощные (40 см);

•     по содержанию гумуса в пахотном горизонте — тучные
(9%), среднегумусовые (6-9%), малогумусовые (4-6%),
слабогумусовые (4%).

Разновидность отражает механический состав поч­вы: песчаная рыхлая, супесчаная, суглинистая средняя, глинистая легкая и т.д. Характеристики разновидностей почв помещены в таблице 24.

; Механический состав почвы в полевых условиях устанавливается пробой на «скатывание шнура». Для этого почву увлажняют до консистенции пасты, хорошо пе­ремешивают и раскатывают шнур толщиной примерно 3 мм, затем сворачивают его в кольцо диаметром около 3 см. В зависимости от вида кольца и шнура делают за­ключение о механическом составе почвы. Глина-шнур легко свертывается в кольцо без трещин. Тяжелый сугли­нок — шнур легко скатывается, при свертывании в коль­цо дает трещины.

24. Содержание физической глины (частицы <0,01 мм) и физического песка (частицы >0,01 мм) в разновидностях чернозема, %

Разновидность почвы

Физическая глина

Физический песок

Песчаная рыхлая

0-5

95-100

Песчаная связная

5-10

90-95

Супесчаная

10-20

80-90

Суглинистая легкая

20-30

70-80

Суглинистая средняя

30-45

55-70

Суглинистая тяжелая

45-60

40-55

Глинистая легкая

60-75

25-40

Глинистая средняя

75-85

15-25

Глинистая тяжелая

85

15

Средний суглинок — шнур легко образуется, но при свертывании в кольцо распадается.

Легкий суглинок — шнур распадается на части при малейшей попытке свернуть его в кольцо.

Супесь — шнур при скатывании распадается на час­ти. Песок — шнур не образуется.

Полное название почвы должно отражать все клас­сификационные единицы. Например, чернозем (тип), обы­кновенный (подтип), среднемощный (вид), тяжелосугли­нистый (разновидность).

 

Понравилась статья? Поделиться с друзьями: