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)

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.

Окончание табл. 16

Окончание табл. 22

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)

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, %

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).