close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

Коськова Юлия Андреевна. Агроэкологическая оценка почвенного покрова западной зоны Орловской области

код для вставки
2
3
Содержание
Введение ....................................................................................................................... 5
Глава 1. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ АГРОЭКОЛОГИЧЕСКОЙ
КЛАССИФИКАЦИИ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ ЗЕМЕЛЬ .......................... 8
1.1. Сущность агроэкологической оценки земель и еѐ значение в современном
земледелии ................................................................................................................ 8
1.2. Принципы агроэкологической классификации земель.............................. 14
Глава 2. АГРОЭКОЛОГИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ЗЕМЕЛЬ КАК ОСНОВА
СОВРЕМЕННЫХ АДАПТИВНО-ЛАНДШАФТНЫХ СИСТЕМ ЗЕМЛЕДЕЛИЯ19
2.1. Причины внедрения агроэкологической оценки сельскохозяйственных
земель ...................................................................................................................... 19
2.2. Принципы агроэкологического моделирования, основные виды
агроэкологических моделей .................................................................................. 24
2.3. Внедрение компьютерных технологий в агроэкологическую оценку земель
.................................................................................................................................. 32
Глава 3. МЕТОДОЛОГИЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ..................................................... 35
Глава 4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ .......................................................... 38
4.1. Теоретические основы агроэкологической классификации
сельскохозяйственных земель Орловской области ............................................ 38
4.1.1. Ландшафтно-экологический анализ территории западной зоны
Орловской области............................................................................................. 38
4.1.2. Процесс эрозии почвы как элемент агроэкологической оценки земель
западной зоны Орловской области ................................................................... 41
4.1.3. Растительность как элемент агроэкологической оценки земель
западной зоны Орловской области ................................................................... 46
4.1.4. Почвообразующие породы как элемент агроэкологической оценки
земель западной зоны Орловской области ...................................................... 48
4.1.5. Агроклиматические условия как элемент агроэкологической оценки
земель западной зоны Орловской области ...................................................... 49
4
4.2. Агроэкологическая оценка почвенного покрова западной зоны Орловской
области .................................................................................................................... 51
4.2.1. Результаты мониторинга плодородия почв западной зоны Орловской
области ................................................................................................................ 63
Заключение ................................................................................................................ 77
Список литературы ................................................................................................... 80
5
ВВЕДЕНИЕ
К
настоящему
времени
в
Орловской
области
функционирует
многоотраслевой аграрный комплекс, включающий более 350 организаций
разных форм собственности, объединяющий производство разнообразной
сельскохозяйственной продукции, ее переработку и реализацию. Согласно
опубликованным отчетным материалам, в регионе сложилась современная
система земледелия, производящая почти 12% валового регионального продукта и
обеспечивающая работой почти 10% населения. В отрасли зарегистрировано 230
крупных и средних предприятий (в том числе агрохолдинги, агрофирмы)
имеющих
в
своем
применяющих
распоряжении
современные
тысячи
интенсивные
гектаров
технологии
пашни
в
и
успешно
основном
для
производства зерна пшеницы, рапса, подсолнечника. Согласно последней
сельскохозяйственной переписи в области производят различную продукцию
более 1200 - крестьянских (фермерских) хозяйства, и порядка 145 тыс. личных
подсобных хозяйств. На территории 126,9 тыс. садоводческих (огороднических)
участков, жители городов и поселков региона для личного потребления
производят в основном овощи и фрукты.
Одной из серьезных проблем сельскохозяйственной отрасли является не
только внедрение современных интенсивных технологий, но и соответствие
произведенной продукции экологическим параметрам, что возможно при учете
плодородия почвенного покрова, агроэкологической оптимизации агротехнологий
и комплексной агроэкологической оценке сельскохозяйственных угодий. Для
агроэкологической оценки уровня плодородия пашни, характеристик конкретного
землепользования
и
климатических
условий
территории,
относительно
урожайности группы зерновых культур И.И. Кармановым [17] был предложен
почвенно-экологический индекс (ПЭИ).
В
связи
географического
с
большой
положения
пестротой
Орловской
почвенного
покрова,
области
границе
на
с
учетом
степной
и
лесостепной зоны ее территория разделена на зоны: западную, центральную и
6
юго-восточную. Зоны Орловской области выделены на основе агропочвенного
районирования учитывающего почвенно-географическое деление территории с
детальной
агрономической
характеристикой
почв,
природных
и
производственных условий в границах административных районов.
В западной зоне Орловской области в настоящее время с целью повышения
эффективности сельскохозяйственного производства внедряются современные
агрогеоинформационные системы, проводится картирование и учет земельных
угодий, на основе обобщения результатов научных исследований проводится
агроэкологическая оценка их плодородия, что и составляет актуальность нашего
исследования.
Цель исследований – провести агроэкологическую оценку почвенного
покрова районов западной зоны Орловской области, изучить агрономические
характеристики основных типов почв и рассчитать их почвенно-экологические
индексы
Задачи исследований:
1. Изучить теоретические основы и сущность агроэкологической оценки
земель, и ее значение в современном земледелии;
2.
Проанализировать
особенности
ландшафта,
территорию
распространения, генетическую, комплексную и агрономическую характеристику
почв западной зоны Орловской области;
3. Установить динамику и характер изменений показателей плодородия;
4. Привести комплексные характеристики и агроэкологическое состояние
почв Западной зоны Орловской области.
Объекты и методы исследований. Объектами исследований были:
материалы почвенных и земельных ресурсов зоны, структура и результаты
сельскохозяйственной деятельности административных районов западной зоны;
материалы почвенно-агрохиммелиоративных и радиационных обследований
земель западной зоны, результаты агрохимического обследования пашни
в
Орловской области, обслуживаемой Центрами химизации «Орловский» и
«Верховский» агроклиматические параметры западной зоны Орловской области.
7
Основные
методы
исследования:
эмпирический
метод
(наблюдение
за
процессом), метод анализа работ; теоретический метод (изучение научных
источников по статистической отчѐтности и по интернет - ресурсам).
Научная новизна работы.
Впервые на основе метода Шишова Л.Л. и др. (1999) с учетом методических
разработок Карманова И.И. и Булгакова (2012) проведена оценка ПЭи западной
зоны Орловской области, дано сравнение ПЭи по двум турам.
На основании изучения материалов и с учетом структуры почвенного
покрова сделали заключение о состояние почвенного покрова западной зоны
Орловской области.
Теоретическая
и
практическая
значимость
работы.
Материалы
исследования позволят расширить перечень имеющихся научных данных об
агроэкологическом состоянии почвы, характер параметров состояния почвы и
происходящих процессов в агроландшафтах как ресурса сельскохозяйственной
деятельности.
8
Глава 1. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ АГРОЭКОЛОГИЧЕСКОЙ
КЛАССИФИКАЦИИ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ ЗЕМЕЛЬ
1.1. Сущность агроэкологической оценки земель и еѐ значение в
современном земледелии
Современные системы земледелия, можно отнести к искусственно
созданным экосистемам, имеющим специально разработанные соподчиненные
элементы, предназначенные к выполнению определенных экономических и
социальных задач на ограниченной территории.
В буквальном смысле, это сочетание сельскохозяйственных ландшафтов
(обрабатываемых полей и искусственных пастбищ, частных огородов и садов,
всевозможных луговых ассоциаций и лесных насаждений и т.п.). По данным
ФАО, в настоящее время такие постоянно поддерживаемые и совершенствуемые
земледельцами и учеными агроэкосистемы, имея площадь около 1,5 млрд. га
(примерно 10% всей поверхности суши) на 90% обеспечивают население
продуктами питания [1].
Следует отметить коренное различие агроэкосистем и аналогичных
природных экосистем, несмотря на то, что в этих системах главную роль играют
растения, развивающиеся под действием солнечной энергии, но для успешного
развития культурных растений, отличающихся большей продуктивностью, им
необходима дополнительная забота человека, обеспечивающего их удобрениями
и средствами защиты, соответствующей их биологическим особенностям
агротехнологией [4].
Главная цель агроэкосистем это гарантированное получение высоких
урожаев культурных растений соответствующего качества, и эта цель часто
входит в противоречие с природной средой. Для достижения заявленной цели,
которая может реализоваться только с применением современных интенсивных
агрономических технологий, земледельцам приходится вносить большие дозы
минеральных удобрений, активно влиять на свойства почвы и даже изменять
структуру сельхозугодий вплоть до воздействия на окружающие ландшафты.
9
В настоящий период, на современном этапе развития человеческого
общества, с учетом исследований ведущих ученых аграриев проблемы сельского
хозяйства необходимо решать только с учетом экологического состояния земель,
и за счет их научно-обоснованного использования. По мнению профессора
Кирюшина В.И., «необходимо перевести землепользование на экологическую
основу», т.е. привести его в «соответствие с законами экологии путем создания
оптимальной системы природопользования и таким образом реализовывать
модель устойчивого развития» [20: 7].
Для решения этой актуальной проблемы необходимо изучить и определить
допустимый уровень воздействия человека на окружающую природную среду, на
земельные и растительные ресурсы и в первую очередь на процессы
почвообразования на трансформацию свойств почв. Требуется разработать и
установить пороги рационального воздействия на окружающие природные
комплексы, определить пределы их устойчивости. Можно заключить, возникла
необходимость перевода современного сельского хозяйства на экологическую
основу.
Сложность изучения данной проблемы связана с многообразием в нашей
стране форм собственности, наличием разных способов хозяйствования на земле,
а также активного внедрения западных аграрных технологий и комплексов мер,
направленных на дальнейшею интенсификацию землепользования, не всегда
учитывающих природные и экономические особенности отечественных регионов
[17].
В настоящий момент также актуальна проблема правильного сочетания в
регионе, районе, отдельном предприятии сельскохозяйственных отраслей,
оптимизация землепользования при одновременном сохранении экологического
каркаса природных комплексов, и в первую очередь земельных ресурсов.
Решить эту проблему можно за счет изучения предшествующего
сельскохозяйственного опыта региона, на основе рекомендаций научных
учреждений, своевременного проведения агроэкологической и кадастровой
оценки земель [31, 35, 41, 51].
10
Главной целью агроэкологической оценки земель — является анализ
биологических, агротехнических и других требований сельскохозяйственных
культур к условиям произрастания с агроэкологическими условиями изучаемой
территории. Другими словами - это оценка климата района, наличия ресурсов и
первую очередь почвенного плодородия, в отношении конкретной культуры или
группы культур. При этом устанавливается возможность возделывания изучаемой
культуры, определяется, на сколько, будет экономически выгодно выращивать ту
или иную культуру на определенной территории [1].
Касаясь, изучения почвенного плодородия, можно утверждать, что это в
основном сводится к анализу наличия элементов (факторов) плодородия в
определенной
почве,
и
их
соответствию
требованиям
планируемой
к
выращиванию культуре [6].
Согласно современным подходам к элементам (факторам) почвенного
плодородия относят практически все физические, химические и биологические
свойства почв. Важно иметь в виду, что то или иное свойство почвы может
оказывать как положительное, так и отрицательное (лимитирующее) влияние на
уровень ее потенциального или эффективного плодородия в зависимости от его
качественного и количественного проявления [6: 62].
Тщательное проведение агроэкологической оценки земель, и грамотное
изучение показателей почвенного плодородия отдельных полей позволяет
исследователям с большой достоверностью выяснить, насколько пригодно
конкретное
поле
севооборота
для
выращивания
той
или
иной
сельскохозяйственной культуры. При проведении оценки различающихся
участков земель учитывают агрономически значимые параметры, определяют
всевозможные ландшафтные связи между ними, учитывают особенности
круговорота веществ и энергии в их пределах. Без своевременного проведения
такой оценки, земледелец может напрасно засевать культуру на поле, но она
будет плохо развиваться, давать низкую продуктивность и в результате приведѐт
хозяйство к убытку или даже к экономическому банкротству [8].
Агроэкологическая оценка земель определяет не только экономические
11
показатели доходности выращивания сельскохозяйственных культур, но и цену
земли, бонитет почв, прибыль с гектара и т.д., а в целом социоэкологические
условия жизни людей. Используется этот показатель и при расчете экологоэкономической ущерба, например, от деградации земель и т.д.
Важно для грамотного проведения агроэкологической оценки роли
сельскохозяйственных культур знать их требования с позиций метаболизма к
агроклиматическим,
почвенным,
геоморфологическим,
литологическим,
гидрологическим и другим условиям, что позволит выявить возможность их
возделывания в определенных районах, то есть определить их агроэкологические
ареалы [9: 67]. В то же время следует признать наиболее важными их
требованиями к гидротермическим и почвенным условиям, которые в сочетании с
всесторонней оценкой почвенных и ландшафтных особенностей территории,
определяет ее ресурсный потенциал, что создает адекватную основу для
формирования в дальнейшем адаптивно-ландшафтных систем земледелия [8: 31].
Особенно важны данные о климате территории, например, только при
оптимальной среднесуточной в течение вегетационного периода температуре
растения продуцируют наивысший урожай.
Адаптивно-ландшафтные
системы
земледелия,
опирающиеся
на
агроэкологическую оценку, требуют также новой организация территории
основанной на изменении структуры земельных угодий, на учете ландшафтных и
почвенно-климатических
условиях,
что
обеспечит
наиболее
выгодное
землепользование и наивысшую биологическую продуктивность возделываемых
культур.
Из требований, предъявляемых растениями к почвенным условиям, следует
отметить
рН
среды,
уровень
влагообеспеченности,
наличие
влаги
в
корнеобитаемом слое и величина запасов в 100 см слое почвы общей и
продуктивной влаги. Если запасы продуктивной влаги ниже 100 мм или выше 200
мм, то они не являются оптимальными для большинства культур. В тоже время
более 250 мм и менее 50 мм влаги в почве отрицательно влияют на рост и
развитие растений и в конечном итоге существенно снижают урожайность.
12
Особое место при оценке почвенных условий отводится физическим
свойствам почвы. В первую очередь, оцениваются требования культурных
растений к гранулометрическому составу, плотности и пористости почвы.
Гранулометрический состав и плотность почвы (объемная масса) определяют в
значительной мере систему обработки почвы, ее пищевой, водный и воздушный
режимы, а также биологическую активность.
Зерновые сплошного сева и пропашные культуры по-разному реагируют на
плотность почвы. Для большинства зерновых культур оптимальная объемная
масса находится в пределах 1,1 — 1,3 г/см3, тогда как для пропашных - в пределах
1,0 — 1,2г/см3, что соответствует 55 — 60% общей порозности [10: 95].
В свою очередь культурные растения положительно влияют на свойства
почвы, на ее структурное состояние, баланс гумуса, запасы в почве элементов
питания, биологическую активность и т.д. С позиций экологии очень важны
показатели биологической активности почвы, характеризующие и оценивающие
ее как биологическую систему, отслеживающие ее изменения под влиянием
негативного антропогенного воздействия (повреждения токсикантами).
Из
агрономического
опыта
известно,
что
способствуют
структурообразованию посевы многолетних трав (особенно бобово-злаковые
травосмеси) и озимых зерновых. В тоже время возделывание пропашных и
технических культур несколько уменьшает количество агрономически ценных
агрегатов [8].
Исследователи (Блисов Т.М., Булгаков Д.С., Васенов И.И., Черников В.А. и
др.) отмечают закономерность, чем больше в почве остается после выращивания
культур корневых и пожнивных остатков, тем это лучше для плодородия почвы.
Количество корневых остатков и их химический состав оказывают существенное
влияние на баланс гумуса и запасы в почве элементов питания. Положительно
влияют на свойства почвы, возделываемые на полях многолетние травы и
кукуруза, соответственно меньше влияние на почвенное плодородие пропашных
культур и льна. Следует признать, количество растительных и корневых остатков
зависит от системы удобрений и технологий возделывания. Наилучший баланс
13
гумуса складывается под многолетними травами на черноземах [11].
В агроэкологической оценке земель, особая роль отводится также мощности
почвенного гумусового слоя в связи с активным его участием в формировании
урожая. От этого показателя зависит система обработки почвы, а также
стабильность обеспечения растений элементами питания и влагой. Именно по
этому показателю определяют уровень почвенного плодородия почв и судят о
экологической стабильности почвы как компонента биосферы и фактически
планируют будущую урожайность.
На картограммах представляют или процентное содержание гумуса в
пахотном слое, или его запасы в слое 0-100 см. Важен также качественный состав
гумуса,
который
характеризуется
отношением
С:
N,
т.е.
показывает
обогащенность гумуса азотом. По отношению углерода гуминовых кислот к
углероду фульвокислот определяется тип гумуса.
Также по содержанию гумуса в почве судят об уровне плодородия почв.
При содержании в почве гумуса > 10 % говорят о очень высоком плодородии
почвы, о высоком плодородии почвы говорят при содержании в почве 6 — 10 %.
Среднее плодородие соответствует — 4 — 6 %; Низкое соответствует — 2 — 4
%, и очень низкое — <2 [11: 74].
Содержание в почве гумуса определяет питательный режим почвы,
формирует условия потребления выращиваемыми растениями элементов питания,
и в конечном итоге их рост и развитие. Разные культурные растения предъявляют
существенно различающиеся требования к наличию в почве элементов питания.
Зерновые культуры потребляют большое количество азота и соответственно
увеличивают урожай при высоком его содержании в почве. Пропашные требуют
высокое содержание в почве калия.
Отличаются потребности растений в элементах питания по фазам роста и
развития. Влияют на уровень потребления растениями элементов питания и
другие свойства почвы, например, гранулометрический и минералогический
состав. Следует признать, что на продуктивность агроценозов влияют не только
факторы плодородия почвы, но и сложный комплекс условий и явлений
14
окружающей среды. Проблема успешного функционирования агроэкосистем
связана не только с почвенным плодородием, но носит глобальный характер [5].
Современное сельское хозяйство базируется не только на интенсификации и
специализации сельскохозяйственного производства, но и на основе высокой
культуры земледелия, которая способствуют не только охране почв, но и
обеспечивает
возрастание
их
плодородия
путем
улучшения
комплекса
агрономических свойств почвы. Это достигается за счет научно обоснованных
севооборотов,
сбалансированной
системы
удобрений,
рациональной
разноглубинной обработке почвы, создающей гомогенный пахотный горизонт.
Цель современного земледелия способствовать возникновению и протеканию в
почве почвообразовательного процесса, происходящего под естественными
луговыми ассоциациями и формирующего плодородные почвы [5].
При агроэкологической группировке, земли соединяют в группы на основе
единой цепи миграции вещества и энергии с учетом законов и правил
функционировая единой геосистемы. Предлагаемая группировка включает:
ландшафтно-экологический анализ территории, агроэкологическую оценку почв,
агроэкологическую
типизацию
и
классификацию
земель,
агрогеоинформационные системы по агроэкологической оценке земель [3].
1.2. Принципы агроэкологической классификации земель
В связи с развитием земледелия, в конце ХХ века возникла потребность в
разработке
агроэкологической
типологии
земель,
и
профессором
В.И.
Кирюшиным с учетом работ ряда предшествующих исследователей была
разработана новая агроэкологическая типология земель.
В основе предложенной типологии, лежит агроэкологический тип земель,
понимаемый как территория с однородными по условиям возделывания
сельскохозяйственной культуры или близких по экологическим требованиям
культур [2].
Согласно
предложенной
и
внедренной
классификации
каждый
агроэкологический тип имеет свой адрес и представляет собой агроландшафт в
15
его структурно-функциональной иерархии с присущими ему особенностями
энергомассопереноса.
В качестве первичного структурного элемента агроэкологического типа,
лежит элементарный ареал агроландшафта (ЭАА), представляющий собой
участок на элементе мезорельефа, со своим элементарным почвенным ареалом
или элементарной почвенной структурой при одинаковых геологических,
литологических и микроклиматических условиях.
Согласно определению, главным условием организации типа земель
является совпадение агроэкологических требований культур с такими же
параметрами земель. Количество агроэкологических требований или параметров,
которые должны быть предварительно ранжированы в определенной структурной
иерархии, зависит от уровня интенсификации производства [8]. На основе
организации
типов
земель
на
территории
нашей
страны
проводится
агроэкологическое районирование, которое призвано интегрировать ландшафтное
и экологическое направления развития современного сельского хозяйства.
Агроэкологический тип земель включает агроэкологические группы земель,
разряды, классы, подклассы, роды, подроды и виды земель [2].
Агроэкологические группы земель организуют по ведущим параметрам,
таким как условия влагообеспеченности, степень проявления процессов эрозии,
условия переувлажнения, возможность затопления, засоления, различных солей и
т.д. Присутствие и действие факторов, лимитирующих урожайность культурных
растений.
После проведенной аналитической работы на территории изучаемого
района выделяют преобладающие, так называемые плакорные земли, чаще всего
расположенные
на
преимущественно
отложениях
с
равнине
и
автоморфными
ограниченным
агроклиматических
рактеристикам» [20].
ресурсов
характерные
зональными
для
почвами
перераспределением
по
отношению
зоны
к
на
осадков
«являющиеся
четвертичных
и
других
среднемноголетним
ха-
16
В основном с этих земель начиналось сельскохозяйственное освоение
территории, исторически зарождалось земледелие, формировались традиционные,
так называемые зональные системы земледелия с определенным набором
районированных культур.
На территории Орловской области, сильно расчлененной эрозионной сетью
(коэффициент
расчленения
территории
более
0,15
км/км)
в
составе
сельскохозяйственных земель диагностируются смытые почвы, расположенные
на склонах, занимающие большие площади и разделенные на специальные
агроэкологические группы. На таких почвах со сниженным плодородием в
течение вегетационных сезонов, отмечается дефицит продуктивной влаги,
периодически происходят почвенные засухи, растения плохо развиваются и
снижают урожай. В связи с этим, технологии возделывания культурных растений
на склоновых землях, требуют введения специальных противоэрозионных
мероприятий и приемов обработки, дифференцированных с учетом степени
расчлененности территории и в зависимости от планируемых к освоению
севооборотов. Агроэкологическая группировка этих земель, то есть выделение
эрозионных групп, требует определенных исследований, знание особенностей
местности, таких как показатели горизонтального расчленения, литологогеоморфологических условий, величина и крутизна склонов и т.д. [21].
При агроэкологической группировке земель, учитывают также и экологогидрологические условия климата района, в связи с тем, что они крайне
необходимы для роста и развития культурных растений и могут лимитировать
уровень урожая. Повсеместно в изучаемых районах кроме плакорных земель,
встречаются излишне переувлажненные территории, для которых необходимы
мелиоративные
мероприятия
по
их
осушению
и
последующего
сельскохозяйственного освоения. Степень увлажнения земель может быть
различной
(слабо
переувлажнѐнной,
средне
переувлажненной,
сильно
переувлажненной) и именно она определяет набор мелиоративных мероприятий
необходимых для их осушения [17].
17
На слабо переувлажненных землях, а это обычно слабодренированные
равнины с полу гидроморфными почвами, можно ограничиться только запретом
на возделывание наиболее чувствительных к избыточному увлажнению культур.
Часто это необходимо только в годы с превышением среднегодовой нормы
осадков. На таких землях проводят частичное улучшение, которое достигается
культур техническими работами, например, путем выравнивания микрорельефа
планировкой, кротованием, применением глубокой обработки почвы. Коренное
осушение таких земель проводится, только если планируются посадки
многолетних плодовых культур.
На средне переувлажненных землях, для регулирования водного режима
почв и успешного возделывания культурных растений требуется сооружение
открытого или закрытого дренажа. Без проведения таких мелиоративных работ
эти земли могут использоваться только как малопродуктивные пастбища и
сенокосы [11].
Если
возникает
производственная
необходимость
освоения
сильно
переувлажненные земель, то требуется проведение многолетних дорогостоящих
мелиоративных мероприятий, обеспечивающих возможность регулирования
водного режима и возделывания любых сельскохозяйственных культур.
В особые группы выделяют пойменные и литогенные земли, обладающие
определенными свойствами и требующие специальной агротехники. Почвы,
сформированные на литогенных отложениях, наследуют минералогический и
химический состав древних почвообразующих пород, и чаще всего их
неблагоприятные свойства, например, будут слишком плотные, бесструктурные с
большим количеством физической пыли. Почвы, в основе которых морские
монтмориллонитовые глины, имеют высокую глыбистость и трещиноватость, но в
связи
с
их
высокой
набухаемостью
и
связностью
обладают
низкой
водопроницаемостью, и, следовательно, неблагоприятным водным режимом [8].
Также в специальные группы выделяют песчаные и щебнистые земли,
овражно-балочного комплекса и солонцовые земли различного засоления и
гидрогеологического режима.
18
На следующем этапе рассматриваемой классификации, агроэкологические
группы подразделяют на разряды I и II порядка. Разряды I порядка выделяют в
зависимости от абсолютной высоты местности над уровнем моря и существенно
влияющей на экологические условия и в первую очередь на режимы почвы.
Разряды II порядка характеризуют основные морфологические типы рельефа
сельскохозяйственных районов.
Разряды соответственно подразделяют на классы земель, которые выделяют
в зависимости от происхождения и свойств почвообразующих пород. В свою
очередь, классы делят по гранулометрическому составу на подклассы. Роды
земель выделяются по преобладающим мезо формам рельефа, наличию и
проявлению различных элементов склонов. Разделение родов на подроды
проводят в зависимости от крутизны склонов, которая существенно влияет на
режимы почвы, определяет возможность качественного проведения полевых
работ и возможность использования интенсивных технологий [5].
В качестве образца агроэкологической классификации земель лесостепной
зоны, можно привести пример, выделения агроэкологических групп земель для
западной зоны Орловской области без дальнейшего их подразделения. Зона
расположена на территории среднерусской провинции лесостепной зоны России.
На территории зоны плакорные земли, представлены серыми лесными почвами.
Также
встречаются
массивы
дерново-подзолистых
почв
и
черноземов
оподзоленных.
По долинам малых рек и на водораздельных пространствах отмечены не
широкие полосы лугово-черноземных почв, сформированные на рыхлых
четвертичных отложениях, преимущественно глинистого и тяжелосуглинистого
механического состава [4].
Зона характеризуется очень расчлененным мезо рельефом, на котором
расположены умеренно-эрозионные земли, с горизонтальным расчленением 0,5 ...
1,0 км/км и средними уклонами от 1 до 3°, в той или иной степени повреждѐнные
процессами водной эрозии, а в отдельные годы в слабой степени - процессами
дефляции. От плакорных земель первой группы, эти земли отличаются
19
пониженным плодородием. Склоны восточной и южной экспозиции отличаются
интенсивным весенним поверхностным стоком, в той или иной степени
повреждены эрозионными процессами, характеризуются меньшим содержанием
гумуса и повышенной плотностью пахотного горизонта (1,32 — 1,36 грамм/см3),
неблагоприятным водным режимом. Содержание гумуса в пахотном слое
снижено на 10 — 30% по сравнению с не смытыми аналогами. В наибольшей
степени ухудшаются гидротермические условия земель, расположенных на
южных склонах [5].
На более крутых склонах, крутизной от 3° до 5° располагаются
слабосмытые черноземы оподзоленные и темно-серые лесные почвы и дерновоподзолистые
почвы,
сформированные
на
четвертичных
отложениях.
Коэффициент расчленения в пределах 1,0 — 1,5 км/км. В наибольшей степени
проявление разрушающего действия водной эрозии отмечается на южных
склонах.
К группе средне смытых почв относятся дерново-подзолистые и серые
лесные почвы, а также оподзоленные черноземы, расположенные на склонах
крутизной 5° — 7° с коэффициентом горизонтального расчленения более 1,5 —
2,0 км/км образовавшиеся на рыхлых четвертичных отложениях [5].
На склонах крутизной более 7° с характерными сложными эрозионными
ландшафтами, и с коэффициентом горизонтального расчленения более 2 км/км,
располагаются сильно эродированные дерново-подзолистые и серые лесные
почвы, сформированные на рыхлых четвертичных отложениях и маломощном
элювии коренных пород.
В некоторых районах выделяют группы лугово-черноземных солонцеватых
почв на четвертичных породах, подстилаемые третичными засоленными
водопроницаемыми породами. Отдельную группу составляют аллювиальные
дерново-слоистые
почвы
механического состава [16].
прирусловых
пойм
преимущественно
легкого
20
Глава 2. АГРОЭКОЛОГИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ЗЕМЕЛЬ КАК ОСНОВА
СОВРЕМЕННЫХ АДАПТИВНО-ЛАНДШАФТНЫХ СИСТЕМ
ЗЕМЛЕДЕЛИЯ
2.1. Причины внедрения агроэкологической оценки сельскохозяйственных
земель
В настоящее сложное экономическое время, перед агропромышленным
комплексом
страны
стоит
непростая
задача
обеспечения
населения
продовольствием, а отечественной промышленности соответствующим сырьем.
Важное значение, имеет не только охрана почв, как важнейшего компонента
биосферы, но не менее важна проблема рационального их использования для
выполнения
поставленных
целей,
что
возможно
только
на
основе
агроэкологической оценки почв, то есть оценке почвенного потенциала
земельных массивов в пределах конкретных ландшафтов и формирование
современных адаптивно-ландшафтных систем земледелия.
Категорией, которой оперируют специалисты
в области
сельского
хозяйства, является плодородие почвы, характеризующее производственную и
соответственно экономическую ценность земли, но этот важнейший природный
ресурс
в
процессе
хозяйственной
деятельности
обычно
претерпевает
значительные чаще всего отрицательные изменения. По этой причине снижается
урожайность возделываемых культур, падает доходность сельскохозяйственного
производства и происходит заброс пахотных земель [12].
В недалеком прошлом степень эксплуатации пашни, при полном
игнорировании систем земледелия, в ряде регионов России, в том числе и
Орловской области значительно превышала экологически допустимые нормы, что
привело к негативным экологическим последствиям. Сопутствовало этому,
характерная для региона повышенная, даже внутри отдельного поля, пестрота
почвенного
плодородия,
объясняемая
его
относительной
геологической
молодостью, большим разнообразием почвообразующих пород, неоднородным
рельефом, использованием экстенсивных технологий земледелия [16].
21
Согласно
стратегии
социально-экономического
развития
агропромышленного комплекса РФ на период до 2020 года [48], «экологизация
земледелия должна стать одним из основных приоритетов аграрной политики
государства», для чего необходимо «повсеместное внедрение рациональной
территориальной
организации
окружающей
среды,
которая
должна
гармонизировать природные, экономические и социально демографические
процессы».
Для
перевода
постепенного
поврежденных
восстановления
малопродуктивных
утраченного
земель,
плодородия,
за
с
целью
счет
менее
интенсивного использования с последующей их охраной необходима адекватная
оценка по понятным легко осуществляемым критериям. В настоящий момент
кроме бонитировки почв необходимо осуществлять качественную оценку земель,
за
счет
проведения
земельно-оценочных
работ
с
одновременным
картографированием регионов, выделение их по природным свойствам в
отношении определенных групп сельскохозяйственных культур [50].
При проведении данных работ возникают серьезные проблемы:
- необходимо для объективной оценки последствий сельскохозяйственной
деятельности на плодородие почвы, выбрать четко определяемые параметры,
описывающие настоящее состояние объекта изучения его экологическое
положение и дающие объективную информационную базу за счет многолетних
исследований;
- изучение этих материалов должно позволять определять последствия
негативных
процессов,
характеризовать
трансформацию
естественного
почвообразовательного процесса, оценить глубину произошедших изменений
свойств почвы и окружающей природной среды;
-
необходим
на
основании
определяемых
показателей
единый
интегрированный показатель дающий возможность сравнивать экологическое
состояние различных почв в разных регионах страны и измеряемый по закрытой
100-балльной шкале [49].
Разнообразие природно-климатических условий страны, разная структура
22
земельных угодий, разнообразные технологические и эколого-ландшафтные
характеристики
существенно
усложняют
разработку
методики
расчета
интегрированного показателя экологического состояния почв.
Попытки
разработать
аналогичную
универсальную
методику
осуществлялись учеными МГУ в 60-е гг. ХХ в., позволившие им выделить «типы
земель как территории с однородными природными условиями аграрного
производства», со временем эволюционировали и позже работами исследователей
(Кирюшин, 1993, 2000, 2003, 2005; Карманов, 1990, 1995; Каштанов, Лисецкий,
Швебс, 1994, Лопырев, 1995 и др.) определяются как агроэкологические типы
земель.
При этом разные исследователи, строили классификацию почв на основе
наиболее информативных и хорошо исследованных показателях: валовый и
подвижный фосфор, обменный калий, гумус, лабильный гумус, содержание
физической глины, мощность гумусового горизонта, средневзвешенный диаметр
водоустойчивых агрегатов, коэффициент структурности, отношение углерода
гуминовых кислот к общему углероду [42].
До
широкого
внедрения
в
научные
прикладные
исследования,
компьютерных технологий исследователям приходилось работать с большими
массивами разнообразной информации, и часто возникали сложные трудно
решаемые технические проблемы. Применение ГИС-технологий и особенно
тематических слоев, с использование корректных цифровых моделей рельефа,
климата, свойствами почв позволили выйти на новый уровень научных
разработок объективизировать и провести агроэкологическую типизацию земель
их картографическую привязку совместить их с кадастровыми картами земельных
участков Росреестра, отражающими категории земель, правда только некоторых
регионов и в настоящее время эта работа продолжается [28].
Следует признать, с окончанием этой работы, в настоящее время
существуют определенные методические трудности, связанные с отсутствием
объективной информации. Продолжаются дискуссии о свойствах различных
почвенных горизонтов, и какие горизонты (0 — 20, 20 — 50, 50 — 100 см)
23
картографировать. Неясен вопрос о профильном распределении отдельных
свойств, характер распределения вещественных компонентов почвы [42].
По мнению В.В. Медведева (2012), использование для оценочных целей
данных, которые не отражают «динамику почв и почвенного покрова и не
учитывают современные почвообразовательные процессы, дает ошибочное
представление об агрономических характеристиках и может поставить под
сомнение результаты земельно-оценочных работ» [30]. Поэтому, по мнению
профессора, необходимо отражать динамику почвенного плодородия на текущем
этапе землепользования, это позволит «зафиксировать трудно обратимые
трансформации плодородия, которые проявятся через десятилетия, но уже
отражены в старопахотных почвах». В результате многолетних исследований
почвенного покрова доказаны быстрые изменения основных почвенных почв под
воздействием антропогенной деятельности (Лисецкий, 2000, 2008; Чендев, 2008,
2011; Муха, 2004; Крупеников, 2005, 2008; Горячкин, 2008 и др.).
В многоукладном сельском хозяйстве происходит переход на интенсивные
технологии часто за счет гербицидов, инсектицидов, фолиантов, увеличивается
антропогенная нагрузка на почвы за счет выбросов токсических веществ
промышленными предприятиями, транспортом и т.д. Не всегда осуществляется
государственными
службами,
постоянный
контроль,
за
экологическим
состоянием почвенного покрова на землях сельскохозяйственных поселений и
предприятий, отсутствуют методики определения в природной среде новых
разнообразных химикатов, нет средств регулирования и выведения их из почвы,
воды растений.
24
2.2. Принципы агроэкологического моделирования, основные виды
агроэкологических моделей
Различные модели (таблица 1) широко используются в естественных и
сельскохозяйственных науках. Модель является «абстрактной характеристикой
той или иной сложной изучаемой системы», и позволяет в вероятностных
ситуациях воссоздать ту или иную объективную обстановку [37].
Модель необходима, в первую очередь, чтобы избежать различных
неблагоприятных
последствий,
и
выработать
взвешенное
управленческое
решение. В настоящее время модели необходимы при управлении сложными
системами.
С появлением и развитием компьютерных технологий появись различные
по сложности и классификации типы моделей, позволяющие изучать различные
процессы или системы той или иной сложности, физические или технические
объекты [37].
В настоящее время «под моделью понимается некий объект-заместитель,
который в определенных условиях заменяет изучаемый объект-оригинал,
воспроизводя при этом наиболее существенные его свойства». В процессе
разработки модели допускается некоторое упрощение характеристик объекта, но
сохраняются свойства и параметры, подвергающиеся изучению. Успешно
работают модели, имитирующие процессы фотосинтеза и транспирации,
происходящие в растениях, явления, протекающие в почве и приземном воздухе и
т.д. Единой общепризнанной классификации моделей нет, но их можно легко
разделить на математические и физические.
В сельском хозяйстве не смотря на его сложность и специфику,
естественную сезонную цикличность, моделирование использует различные
методы. Начиналось моделирование в экономике и управлении, но к настоящему
времени широко применяется в растениеводстве, земледелии и почвоведении,
являясь действенным способом прогнозирования и принятия управленческих
решений [27].
25
В аграрном производстве принято выделять три временных уровня
принятия решений. В первый уровень выделены многолетние перспективные и
проектные
решения,
нескольких
лет.
последствия
Этому
уровню
которых
сказываются
соответствуют
на
модели,
протяжении
описывающие
многолетние проектные решения, рассчитанные на большие территории,
например мелиоративные и землеустроительные высоко затратные работы.
Модели
позволяют
спрогнозировать
и
предотвратить
отдалѐнные
последствия мелиорации земель или действие землеустроительных мероприятий
на окружающие природные комплексы. Использование таких моделей поможет
оценить вероятность проявления негативных последствий, влияющих на
плодородие почв или экологическую ситуацию в агроландшафте. Например,
изменение уровня грунтовых вод, вторичного засоления и заболачивания и т.д.
[46].
Ко второму уровню относятся модели, признанные решать задачи в
предстоящий
сельскохозяйственный
год
и
существенно
влияющие
на
экономические результаты производственной деятельности. Модельные расчеты
позволяют по многим показателям оценивать и выбирать агротехнологии,
анализировать их экономические показатели, подбирать сорта культурных
растений, знать их урожайность в целом в сельскохозяйственном предприятии
или на конкретном поле [41].
Модели позволяют подбирать новые сорта к конкретным почвенноклиматическим условиям, оценивать перспективные сорта и их урожайность,
оценивать эффективность действия тех или иных агротехнических мероприятий и
приемов на уровень урожая и его качество, на экономические показатели и в
первую очередь на себестоимость и экономику хозяйства в целом. Большое
количество
теоретических
моделей,
использующих
современные
методы,
опирающиеся на объективные данные, характеризующие почвенное плодородие,
помогают
определить
оптимальные
дозы
минеральных
удобрений,
обеспечивающих высокий урожай, и в тоже время не наносящих вред
окружающей природной среде [41].
26
К третьему уровню относятся оперативные решения, признанные решать
проблемы, возникающие в процессе повседневной работы и связанные с
управлением процессом формирования
урожая. Сюда относятся
модели
содержащие расчеты определяющие сроки наступления той или фазы роста
растений и опирающиеся на сумму активных температур в конкретном
вегетационном
сезоне
и
позволяющие
своевременно
корректировать
мероприятия, входящие в агротехнологии [51].
Наличие этих уровней характерно для агроэкосистем, включающих
сложные многоуровневые непрерывные процессы и технологии, работающие с
живыми организмами.
Систематизация методов моделирования агроэкологических процессов по
иерархическим уровням организации агроэкосистем.
(на основе [Мадепе, 1994; «Агроэкология...», 2004] - из [Васенев, 2004])
Таблица 1.
Система
Преобладающие модели
Методы анализа
1+4
Статистические,
Область, регион
картографические и
Массовые анализы,
концептуальные модели
космоаэросъемка, ГИС1
основных процессов
1
ГИС - геоинформационные системы, СПП - структуры почвенного покрова, Т^К. динамический рефлектометр, СРК. - радар для анализа проницаемости почв.
27
То же + гидрологические и
балансовые модели
1+3
Район, округ,
группа
агроландшафтов
(статистические,
То же + гидрологические
функциональные)
методы, геостатистика, хроно- и
региональнотипологические
агроряды, вложенные ключевые
формы процессов и режимов
участки агроэкосистем
функционирования, развития и
использования агроэкосистем
Детерминистские и
1+2
стохастические модели
Агроландшафт,
изменения агроэкосистем и
хозяйсво
агроэкологических функций почв
и земель, геостатистические и
То же + морфогенетический и
биогеохимический мониторинг,
детальный анализ СПП*
гидрологические модели
1+1
2Ю, 3Ю -модели,
Поле, рабочий
участок
функциональные модели
То же + агрохимический
боковых потоков, модели
мониторинг, балансовые
посевов, доми-нирующих
расчеты, Т^К, СРК*
процессов и режимов
Модели продукционного
Элементарный
ареал
агроэкосис.
процесса, движения и
Морфогенетический анализ
трансформации веществ - на
профиля почв, структуры
основе моделей уровня (|-1) и
ареала, режимные наблюдения п
анализа внутрипольного
зИи, Т^К.
варьирования агроэкосистем
28
Модели продукционного
1-1
Элементарный
ареал
агроэкосис.
процесса, движения и
Морфогенетический анализ
трансформации веществ - на
профиля почв, структуры
основе моделей уровня (|-1) и
ареала, режимные наблюдения п
анализа внутрипольного
зИи, Т^К.
варьирования агроэкосистем
Механические и описательные
1-2
модели движения и
Пед, корешок
трансформации растворов и
веществ в растении и почве,
движение растворов по
Компьютерная томография,
микроморфология, микрохимия,
микровегетационные опыты
макропорам и сосудам
Механические и описательные
1-3
модели движения и
Микроагрегат,
трансформации веществ во
микроорганизм
внутрипедной массе почвы, в
растении и микроорганизме, на
Ядерный магнитный резонанс,
микроморфология, микрохимия,
микро-биологические опыты.
их границах
1-4
Пора
/грануломет.
частица, клетка
Исследователи,
Электрохимические и
Субмикроскопическая техника,
биохимические модели
химия растворов методы
(детерминистские
физхимии, биохимии, биологии
/механические)
клетки
занимающиеся
разработкой
и
реализацией
агроэкологических моделей (таблица 2), признают высокую коррекционную связь
между климатическими показателями и урожайностью культурных растений,
29
причем во всех климатических зонах. Уже разработаны и опубликованы
математические
модели,
полученные
с
использованием
комплексов
компьютерных программ, опирающиеся на агроклиматические ресурсы регионов
России и позволяющие с высокой долей вероятности определить оптимальные
дозы внесения удобрений, систему методов борьбы с сорняками, вредителями и
болезнями, сроки и нормы посева семян и т.д. Причем регрессивные модели
учитывают
пространственную
неоднородность
агроландшафта,
пестроту
почвенного плодородия и позволяют оперативно определить эти перечисленные
показатели дифференцированно по элементам и частям для отдельного поля
севооборота [41].
При разработке компьютерных программ используются многолетние
архивные материалы, содержащие агрометеорологическую информацию о
средней годовой температуре, среднемесячной максимальной и минимальной
температуре, сумме осадков по месяцам года и т.д. Важны сведения о
продолжительности вегетационного периода, сумме активных температур, сроках
начала и конце вегетации и т.д. Учитывается вероятность и сроки проявления
неблагоприятных климатических явлений, таких как засухи и суховеи наличие
процессов ветровой и водной эрозии.
30
Рабочая систематика агроэкологических моделей оценки земель и
землепользования (из Васенев, 2004). Таблица 2.
Критерии (оси координации)
Число
Характер ранжирования
рангов
1. Пространственное варьирование существенно / не существенно
объектов анализа (оценки)
(для данной оценки)
2. Основная концепция временной
организации базы данных исходных
характеристик почв
статическая
4.
Принципиальный
оценки
(использование
динамическая
/
динамическая
(база данных)
3. Базовая временная концепция статическая
оценки пригодности земель
/
(оценка)
алгоритм использование
частных использование (частных оценок
земель)
5. Определение пригодности земель
варианту использования
2
качества
2
земель)
классы пригодности (согласно
физическим и экономическим
до 6
критериям оценки)
6. Степень однородности объекта однородный
/
сложный
анализа (земельного участка)
(земельный участок)
7. Масштаб объекта оценки
крупный / мелкий (масштаб)
8. Число объектов оценки
2
не
/
оценок функционального качества функционального
2
один /
оценки)
несколько (объектов
2
непр.*
2
31
качественные / количественные
9. Детальность расчетов
(оценки)
10. Детальность описания
механистические
/
функциональные
(модели
непр.*
непр.*
анализа)
11.
Структурно-функциональная
иерархия объекта оценки
педон / регион
непр.*
_____________
* — непрерывный (континуальный) ряд параметров координации по данной
оси.
На основании анализа массива многолетних метеорологических данных, с
помощью моделей, ученые делают выводы об особенностях климата региона,
разрабатывают сценарии возможного его изменения, дают рекомендации о
пригодности региона к возделыванию высокоурожайных культур и в целом о
реальной продуктивности агроландшафта [39].
В
настоящее
время
разработана,
основанная
на
данных
по
агроэкологической оценке земель и внедряется в Орловской области «система
комплексного агроэкологического анализа земель и локальных информационносправочных систем по оптимизации земледелия и землепользования», называемая
агрогеиоинформационной системой (АгроГИС).
Система включает электронные картосхемы землепользования сельских
хозяйств,
информационно-справочные
базы
почвенно-агроэкологических
и
экономических данных по хозяйствам сельхоз товаропроизводителям, базы
данных с агроэкологическими требованиями культур и технологий, электронные
атласы агроэкологического состояния земель и т.д. [32].
Система может в реальном времени обрабатывать, классифицировать и
анализировать разнообразную информацию характеризирующую почвенный
покров, его потенциальное плодородие, выявлять проявления негативных
32
процессов, условия их преодоления, включая средневзвешенные показатели
агроэкологической оценки почв и их параметров [Васенѐв и др., 2002; Рожков,
Васенѐв, 2003; Хахулин, Васенѐв, 2003].
К настоящему времени информационно-справочные системы, основанные
на агроэкологических моделях, позволяют учитывать пестроту почвенного
плодородия
земель
сельскохозяйственных
предприятий,
оптимизировать
структуру их земельных угодий, успешно внедрять в земледелие интенсивные
технологии, адаптированные к местным агроландшафтам и таким образом
повышать экономическую эффективность отрасли за счет создания устойчивых
агроэкосистем.
2.3. Внедрение компьютерных технологий в агроэкологическую оценку
земель
Агроэкологическая
оценка
земель
осуществляется
на
соответствие
биологических требований сельскохозяйственных культур к экологическим
условиям произрастания, с учетом требований интенсивных агротехнологий. Это
возможно за счет проектирования компьютерных математических моделей, с
использованием ГИС - технологий позволяющих на основе многократного
анализа
выбрать
наиболее
приемлемый
вариант.
Важным
моментом,
агроэкологической оценки земель с использованием компьютерных технологий,
является тщательный выбор опорных диагностических показателей способных
обоснованно охарактеризовать район исследования.
При подготовке агроэкологической оценки земель в первую очередь
изучают почвенно- и/или ландшафтно-географическую характеристику района
исследования.
В
последующем,
изучают
структуру
и
особенности
административно-хозяйственной организации территории (район, хозяйство).
Подробно рассматривают сильные и слабые стороны объекта исследования, его
структурно-иерархическую организацию (простой, сложный, состав и краткая
характеристика базовых элементов). На следующем этапе работ формулируют и
описывают предназначенные к решению оценочные задачи, прослеживают и
оценивают функциональные связи между ними [27].
33
На наш взгляд, разработчикам компьютерных программ необходима
объективная оценка характерных особенностей почвенно- и/или ландшафтногеографических показателей изучаемого района. Для этого требуется поиск и
изучение данных многолетних исследований, анализ опубликованных отчетов и
литературных материалов, что очень важно с точки зрения объективности
получаемых результатов оценки и разработки рекомендаций по районированию
культур и внедрению интенсивных технологий возделывания. В связи с
многоукладной экономикой страны, необходимо также изучение особенностей
структуры административно-хозяйственной организации изучаемой территории и
региона, это позволит определить, в первую очередь, управляемость процессом
внедрения предлагаемых рекомендаций, перспективы разработанного проекта и
объективно оценить будущие экономические результаты [20].
Работа будет существенно ускорена, если уже проведена предварительная
подготовка, существует база данных необходимых для разработки проекта.
Хорошо если у предприятий района существуют экологические паспорта,
проведено агроэкологическое районирование территории, определено положение
основных
агроэкологических
координат
(почвенно-географических,
ландшафтных, агроклиматических).
В связи с поставленными перед проектом задачами, используемыми
программами,
необходимая
структурно-иерархической
исходная
информационная
организацией
объекта
база
увеличиваться
может
изучения,
или
сокращаться, но оценочных данных должно быть достаточно для характеристики
объекта и выработки объективных агроэкологических решений.
В программах широко используют признанные и работающие нормативные
базы данных, проверенные шкалы и эталонные значения диагностических
показателей федерального, регионального и локального уровня [17].
В первую очередь, необходимо использовать данные полученные или
самостоятельно, или с их разрешения другими учеными, работающими в районе
исследования. Для характеристики агрономических свойств почвы и оценки
почвенного плодородия, особенностей возделывания культурных растений,
34
сортов,
норм
удобрений,
технологий
выращивания
важно
использовать
материалы полевых опытов и экспериментов полученных или в районе
исследования или в аналогичных почвенно-климатических условиях [13].
В качестве региональных материалов используют опубликованные научные
данные
и
литературные
источники
(региональные
системы
земледелия,
рекомендации по земледелию и растениеводству и т.д., географические и
агроклиматические
справочники,
агроэкологические,
агрохимические,
агрофизические, экономические нормативы и коэффициенты, используемые в
алгоритмах оценки). Если региональные материалы не удалось обнаружить,
можно пользоваться федеральными материалами, базами знаний других регионов,
опираться на опубликованные республиканские данные по разрабатываемой
проблеме.
С учетом опубликованных материалов для объективной агроэкологической
оценки необходимо сотрудничать с научными коллективами, занимающимися
данной проблемой.
35
Глава 3. МЕТОДОЛОГИЯ ИССЛЕДОВАНИЯ
С учетом принципов современных агроэкологических исследований любая
исследовательская работа начинается с четкого определения целей.
Основной
целью
выполняемой
работы
является
проведение
агроэкологической оценки почвенного покрова западной зоны Орловской области
и вычисление почвенного экологического индекса. В работе проводилась
объективная оценка текущего состояния почвенного покрова, выявление
динамики изменения почвенных свойств, выявление негативных проявлений и
разработка методов их преодоления.
Для оценки агроэкологического состояния земель использовали почвенноклиматические характеристики территории, а также агрохимические показатели,
характеризующие свойства почв зоны.
Использовали доступные материалы агрохимических обследований и
почвенных
съемок,
проводимых
различными
научно
исследовательскими
организациями. Широко использовали методические рекомендации, посвященные
изучаемой проблеме.
Для выполнения поставленных задач анализировались данные почвенных
обследований
территории
западной
зоны
Орловской
области,
которые
проводились, начиная с 60 годов прошлого века.
Картографической основой служили как планы внутрихозяйственного
землеустройства
отдельных
землепользователей,
так
и
различные
картографические материалы, посвященные районам исследования.
Агрохимическое обследование почвенного покрова проводилось согласно
"Методических указаний по проведению комплексного мониторинга плодородия
земель сельскохозяйственного назначения" М.МСХ РФ, 2003 г. Отбор смешанных
образцов проводился согласно ГОСТа 28168-89 "Почвы. Отбор проб".
Выполнение лабораторных исследований почвенных образцов проводилось
согласно документам центра "Орловский" в соответствии с НТД:
36
ГОСТ 26204-91. Почвы. Определение подвижных соединений фосфора и
калия по методу Чирикова в модификации ЦИНАО.
ГОСТ 26213-91. Почвы. Методы определения органического вещества.
ГОСТ 26483-85. Почвы. Определение рН солевой вытяжки.
Основные методы исследования: эмпирический метод (наблюдение за
процессом), метод анализа работ; теоретический метод (изучение научных
источников по статистической отчѐтности и по интернет - ресурсам). В работе
широко использовались теоретические и методические наработки в области
аграрной экологии, статистические данные, справочная и административная
документация, государственные и отраслевые стандарты, оценочные шкалы и
нормативы, учитывающие европейские стандарты.
Почвенно-экологическая оценка проведена по методике Шишова Л.Л. и др.
(1999) с учетом методических разработок Карманова И.И. и Булгакова (2012). На
основании свойств почвы, климатических показателей местности с учетом
особенностей территорий районов вычисляется почвенно экологический индекс
(ПЭи) по формуле (1) [56]:
(1)
где ПЭи — почвенно-экологический индекс;
V — плотность сложения (объемная масса) почвы (в среднем для метрового
слоя) г/см3;
2 — максимально возможная плотность почв при их предельном
уплотнении, г/см3;
П — «полезный» объем почвы (в метровом слое);
Дс — дополнительно учитываемые свойства почв;
2 t° > 10° — среднегодовая сумма температур более 10 °С;
КУ — коэффициент увлажнения (Р - поправка к этому коэффициенту);
КК — коэффициент континентальности;
А — итоговый агрохимический показатель.
37
Величину 12,5 вводят в формулу для того, чтобы привести определѐнную
совокупность экологических условий к 100 еденицам почвенно-экологического
индекса.
38
Глава 4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
4.1. Теоретические основы агроэкологической классификации
сельскохозяйственных земель Орловской области
4.1.1. Ландшафтно-экологический анализ территории западной зоны
Орловской области
При сельскохозяйственном освоении природных ландшафтов происходило
значительное
изменение
растительного
покрова.
Согласно
имеющимся
историческим документам, (Планы Генерального Межевания (1778 — 1790 гг.)
лесная растительность занимала более 50% территории бывшей Орловской
губернии [47]. В настоящее время лесом покрыто около 6 % территории области
— 180 тыс. га. В основном леса располагаются в районах, относящихся к
западной зоне. Максимальные площади леса сохранились в Дмитровском районе
— 24,6%. В Знаменском районе они занимают 22,4 % площади района, в
Xотынецком — 14,3%, в Мценском — 12,8% и в Шаблыкинском — 10,1%. Самая
благополучная агроэкологическая ситуация в настоящий период фиксируется на
территории лесной зоны в Дмитровском, Знаменском и Хотынецком районах, что
по всей видимости связано с малой распаханностью земель до 60%, а в отдельных
сельскохозяйственных поселениях даже 25%.
Отсталое экстенсивное сельское хозяйство, особенно в течение 19 — 20
века, способствовало развитию неблагоприятной экологической ситуации,
степень остроты которой в некоторых регионах достигла критических значений.
Устойчивость сельскохозяйственных земель к негативным антропогенным
нагрузкам оказалась в значительной степени снижена, в связи с развитием
эрозионных процессов, деградацией плодородия почв, загрязнением почвенного
покрова радио нуклеотидами, быстрым сокращением площади лесов, ухудшение
качества атмосферного воздуха и вод [39].
Территория Орловской области находится в центре Среднерусской
возвышенности и условной границей разделена с северо-запада на юго-восток на
два агроклиматического района. Следует отметить, в связи с компактностью
территории области различия в климатических факторах северного и южного
39
районов незначительны, но большие различия наблюдаются в почвенном покрове
и именно они определяют набор возделываемых сельскохозяйственных культур.
Основная часть области относится к северному району, а приблизительно ¼
часть
—
к
южному.
В
южном
расположены
три
юго-восточных
административных района: Ливенский, Должанский, Колпнянский, и частично
приграничные
Покровского,
районирование
сельскохозяйственные
Верховского
и
учитывается
предприятия
Краснозоренского
при
Малоархангельского,
районов.
специализации
Географическое
сельскохозяйственного
производства, но не совпадает с сельскохозяйственным делением области на
экономические зоны [42].
Современный характер рельефа западной зоны Орловской области
определялся геологическим строением местности и действием водных потоков в
древние геологические периоды (пермский, триасовый). Разрушение рельефа в
юрском и меловом периодах прерывалось наступающими древними морями,
отложившими на местности песчано-глинистые и мергельно-меловые толщи. В
верхнемеловую эпоху после очередного природного катаклизма и поднятия
местности
(третичный
и
четвертичный
периоды)
территория
области
освободилась от моря, вышли на поверхность бывшие морские отложения
(лессовидные суглинки, супеси, мергельно-меловые породы и пески) и вновь
стали подвергаться эрозионным процессам. Образовались многочисленные
сильно разветвлѐнные овраги, переросшие в последующем в балки, долины,
поймы рек. Древние лощины и балки, врезанные в юрские глины, неглубокие
(глубина крупных балок не превышает 20 метров), в большинстве случаев дно
балок занято высоко продуктивными лугами, но местами балки заболочены и
заросли осокой и камышом [50].
Окончательно рельеф области сформировался после последнего, так
называемого Московского оледенения, он стал холмистый с максимальной
высотой 282 метра над уровнем моря на северо-востоке (Новодеревеньковский
район). Второй высокий участок находится в западной зоне на территории
Сосковского (277 м) и Шаблыкинского районов (270 м).
40
С точки зрения ландшафтоведения, рельеф области представляет собой
полого-холмистую равнину с различной степенью расчленения речными
долинами, террасами, балками и оврагами. На территории региона, активно
действуют современные процессы водной эрозии, являющиеся существенной
экологической
проблемой
и
снижающие
экономическую
эффективность
сельскохозяйственного производства. Особенности сложного рельефа местности
учитываются не только непосредственно в сельскохозяйственной деятельности,
но и в мелиорации земель, сооружении водоемов различного назначения, при
строительстве мостов, особенно дорог с твердым покрытием, так как требуют
значительных дополнительных капитальных вложений [42].
В соответствии с ГОСТом от 17.87.1.02.88 «сельскохозяйственным
ландшафтом
называется
ландшафт,
используемый
для
целей
сельскохозяйственного производства, формирующийся и функционирующий под
его влиянием» и выделяемый на основе сочетания агроэкологических факторов,
обеспечивающих функционирование системы земледелия на определенной
агроэкологической группе земель.
В сельскохозяйственном производстве региона используются все типы
ландшафтов,
выделяемые
в соответствии
с
почвенно-биоклиматическими
условиями. Различают зональные и интразональные типы ландшафтов, которые
подразделяются на подтипы по подзональным признакам (подтипам почв,
группам растительных формаций). Например, лесостепной тип делится на
северный, средний и южный подтипы.
Следующей единицей классификации ландшафтов, используемой при
агроэкологической характеристике территории, являются роды, выделяемые с
учетом генетического типа рельефа и структуры морфологических комплексов. В
свою очередь роды по литологическому составу почвообразующих пород
разбивают на подроды [39].
В земледелии обычно опираются на обобщающие показатели, например,
элементарный ареал агроландшафта (ЭАА), выделяемый как «часть мезорельефа,
41
представленная
элементарной
почвенной
структурой
и
аналогичными
геологическими и микроклиматическими условиями».
В соответствии с классификацией полное название ландшафта части
западной
зоны
континентальный
водноледниковый
Орловской
области
звучит
(восточно-европейский)
увалисто-волнистый
как:
бореальный
южно-таежный
ландшафт
под
умеренноморенно-
сосновыми
и
мелколиственными лесами на слабо-, средне-, дерново-подзолистых почвах.
4.1.2. Процесс эрозии почвы как элемент агроэкологической оценки земель
западной зоны Орловской области
Серьезной экологической проблемой Орловской области является водная
эрозия развитию которой способствуют климатические факторы. Предпосылками
активного развития в регионе эрозионных процессов являются: сложный рельеф с
большими перепадами высот местности (160 — 270 метров над уровнем моря),
наличие на склонах малоплодородных легкоповреждаемых водными потоками
типов почв, большие запасы на момент начала снеготаяния воды в снеге, бурное
весеннее снеготаяние, глубокое промерзание почвы, ливневый характер летних
осадков, рыхлость и легкая размываемость почвообразующих пород, вырубка
леса,
высокая
степень
распаханности
территории,
игнорирование
хозяйствующими на земле субъектами почвозащитных приемов и технологий.
По подсчетам департамента сельского хозяйства администрации Орловской
области, к настоящему времени в регионе под оврагами находится около 10 тыс.
га, учтено более 930 тыс. га смытых и эрозионно-опасных земель, в том числе
порядка 800 тыс. га пашни, а это почти 40 % территории. Для большинства
административных районов зоны не редкость крутые, почти отвесные склоны
активно развивающихся оврагов занимающих десятки гектаров. Изучением
развития процессов водной эрозии, причем впервые в мире, на территории
Орловской области начал заниматься в двадцатые годы прошлого века, будущий
профессор МГУ А.И. Козменко [36].
42
1.
Кромский район
2.
Орловский район
3.
Урицкий район
4.
Троснянский район
5.
Знаменский район
6.
Мценский район
7.
Хотынецкий район
8.
Сосковский район
9.
Болховский район
10. Шаблыкинский район
11. Дмитровский район
Всего по Западной зоне
93,4
131,3
70,6
75,4
49,6
146,8
58,1
32,2
79,4
60,2
85,1
882,1
41,0
44,1
39,1
41,0
32,7
38,5
34,1
27,2
35,4
19,0
19,2
371,2
44,0
33,6
55,3
54,4
66,0
26,2
58,7
84,5
44,6
31,6
22,6
42,0
34,8
34,5
32,9
34,8
29,3
35,2
14,1
22,0
21,6
11,1
16,9
287,2
84,9
78,2
84,1
84,2
90,0
91,4
41,5
81,5
61,0
58,3
88,0
77,4
23,7
20,3
17,6
23,7
19,2
24,1
10,8
11,0
14,8
7,3
11,9
184,4
%
68,1
58,9
53,5
68,1
65,5
68,5
76,6
50,0
68,5
65,8
70,4
64,3
8,2
12,2
12,7
8,2
7,3
10,1
3,0
7,0
5,4
2,0
3,2
79,3
%
23,6
35,4
38,6
23,6
24,9
28,7
21,3
31,8
25,0
18,0
18,9
27,6
сильносмы
тые
площадь
%
среднесмы
тые
площадь
слабосмыт
ые
площадь
%
Повреждено водной эрозией
площадь
Районы
Эрозионно
опасные
земли
площадь
№
Площадь сельхозугодий
Таблица 3. Характеристика эродированности сельхозугодий районов Западной зоны Орловской области
2,9
2,0
2,6
2,9
2,8
1,0
0,3
4,0
1,4
1,4
1,8
23,1
%
8,3
0,5
7,9
8,3
9,6
2,8
2,1
18,1
6,5
12,6
10,6
8,1
43
Он первым начал изучать проявление факторов эрозии в условиях
лесостепи, а также разрабатывать систему противоэрозионных мероприятий,
включая посадки противоэрозионных лесных полос. В дальнейшем данной
проблемой успешно занимались многочисленные ученики и последователи
признанного ученого, работали они и на территории будущей западной зоны. К
пятидесятым
годам
экспериментальный
прошедшего
материал,
века,
позволивший
был
накоплен
определить,
и
большой
выделить
особенности проявления эрозии на малоплодородных дерново-подзолистых и
светло серых почвах зоны, провести классификацию условий, способствующих
проявлению вредоносных эрозионных процессов, разработать рекомендации по
их
предотвращению.
Проведенная
работа
способствовала
за
счет
использования агротехнических приемов, и в первую очередь вспашке поперек
склона, снизить уровень повреждения почвенного профиля размывами, помогла
регулировать поверхностный и внутрипочвенный сток [31].
В то же время следует отметить, что и сейчас водная эрозия продолжает
наносить существенный вред почвенному покрову, снижать его плодородие,
влиять на уровень урожая и вызывать многочисленные экологические
проблемы. В вышерасположенной таблице (Таблица 3) представлены данные
по районам зоны, показывающие площади потенциально эрозионно опасных
земель и приведены площади пашни в той или иной степени уже смытые и
требующие дорогостоящих мероприятий для их восстановления. В целом по
западной зоне к эрозионно опасным землям отнесено 42,0% сельхозугодий, от
40% до 90% пашни по районам зоны пашни в той или иной степени уже смыто.
Потери почвы в зоне ежегодно достигают 10,0 т/га или до 1 см поверхностного
слоя.
В значительной степени этому способствует сильно расчлененный рельеф
западной зоны, характер которого представлен на следующей таблице (Таблица
4).
Анализируя сгруппированные данные, можно заключить, что только
36,1% сельхозугодий расположено на относительно выровненной территории,
44
то есть имеет крутизну до 1 градуса, вся остальная часть сельскохозяйственных
угодий находится на склонах той или иной крутизны, экспозиции и формы.
В среднем по изучаемым районам 55,9% в той или иной степени
используемых земель, располагается на склонах от 2 до 5 градусов, что требует
применение противоэрозионных технологий и уже предъявляет определенные
вполне обоснованные ограничения, например, на них нельзя возделывать
высокодоходные пропашные культуру и т.д. Земли же крутизной более 10
градусов обязательно отводятся под многолетнее, искусственное залужение,
или засаживают рекомендуемыми для каждого случая лесными культурами
[55].
Следует особо отметить, сельскохозяйственные угодья со сложным
рельефом, являются препятствием для внедрения агрономических технологий и
в первую очередь ограничивают использование высоко клирентсной техники.
Водоразделы зоны разделены на отдельные сельскохозяйственные поля
площадью 50 и более гектаров сравнительно широкие, плоские, с пологими
склонами, удобные для использования современной высоко производительной
сельскохозяйственной техники. Водораздельные плато с крутизной менее 2º
представляют собой единственные практически эрозионно-безопасные участки
пахотных земель (Система ведения сельского хозяйства в Центральночерноземной полосе 1980).
45
Распределение сельхозугодий районов Западной зоны
Орловской области по уклонам (в градусах)
Таблица 4.
2
3
4
35,1
27,0
23,0
124,0
108,7
31,8
58,5
104,8
68,1
85,2
909,2
%
площадь
(в тыс.
га)
Всего по Западной зоне
50,3
39,9
29,3
площадь
(в тыс.
га)
Кромский район
Орловский район
Урицкий район
Троснянский район2
Знаменский район3
Мценский район
Хотынецкий район
Сосковский район4
Болховский район
Шаблыкинский район
Дмитровский район
%
Свыше 10
6 - 10
площадь
(в тыс.
га)
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
11.
Районы
2–5
0-1
площадь
(в тыс.
га)
№
Площадь
сельхозуго
дий
(в тыс. га)
143,5
147,7
127,2
%
%
80,1
90,2
83,6
55,8
61,1
65,7
8,9
15,9
13,7
6,2
10,8
10,8
4,2
2,4
1,6
2,9
1,1
0,5
25,6
53,8
77,2
42,2
62,3
38,8
13,0
5,0
10,5
4,6
2,0
1,0
1,6
2,8
35,3
32,4
30,8
33,7
47,6
36,1
58,0
30,9
43,2
55,3
45,4
50,7
11,2
3,0
9,1
10,7
4,4
10,7
0,3
1,8
2,1
0,3
2,6
2,5
308,3
33,3
505,4
55,9
79,8
8,9
15,4
1,9
По вновь образованному в 1985 году Троснянскому району Орловской области данных не обнаружено.
По вновь образованному в 1985 году Знаменскому району Орловской области данных не обнаружено.
По вновь образованному в 1985 году Сосковскому району Орловской области данных не обнаружено.
46
Несмотря на определенный спад в конце 20 начале 21 века уровня
сельскохозяйственного
производства
в
регионе,
проблема
развития
эрозионных процессов не исчерпана. В настоящий момент земледелие
области в основном перешло на интенсивные технологии по производству
зерновых культур, проблема проявления на пашне вредоносных эрозионных
процессов по объективным причинам не решена. В большой степени
повреждены земли, относящиеся к водосбору Десны, но смытые почвы
отмечаются во всех районах, относящихся к западной зоне, а это
Дмитровский, Сосковский, Урицкий, Шаблыкинский, Хотынецкий и другие
районы.
По
данным
учѐных
старейшей
в
России
Новосильской
противоэрозионной станции, сильно смытыми почвами (с гумусовым
горизонтом, уменьшенным более чем на 30%) занято в области не менее 20 %
площади пашни.
4.1.3. Растительность как элемент агроэкологической оценки земель
западной зоны Орловской области
Развитию
эрозионных
процессов
способствует
высокая
сельскохозяйственная освоенность западной зоны, все равнинные территории
с оподзоленными черноземами, серыми лесными и дерново-подзолистыми
почвами давно распаханы, и к настоящему времени только 15% территории
покрыто естественной растительностью, в том числе 9% лесом и
кустарником. Травянистый тип растительности, в основном представлен
разнотравными степями, пойменными и суходольными лугами вторичными
по своему происхождению приуроченными к поймам рек и балкам.
Ботаническое
обследование
сохранившихся
в
Дмитровском
районе
(Долбенкинское урочище «Сухая катынь») степных участков и пустошей
занятых многолетней травянистой растительностью показало наличие около
80 видов на 1 м², что говорит об их разнообразии. Все выявленные виды
относятся к разнотравью, а это тимьян Маршалла, шалфей луговой, шалфей
поникший, качим метельчатый, синяк красный. На некоторых степных
участках Шаблыкинского района (Окрестности села Сомово) встречаются
47
тимьян обыкновенный (богородская трава), зонтик, ясменник. Из злаков
встречаются типчак, тонконог, ковыль волосатик. Из семейства бобовых
растений обычны астрагал пушисто цветковый, клевер горный. Показателями
развитости степи являются колокольчики, подмаренник, козлобородник,
нивяник обыкновенный и др. [56].
В целом следует отметить, естественный растительный покров в
настоящее время уцелел только в заповедных зонах по склонам балок и
оврагов. Сохранились в западной зоне, также небольшие лесные массивы,
сосновые боры и дубравы, находившиеся до революции в помещичьей
собственности в Дмитровском, Шаблыкинском, Хотынецком районах и
имеющие в настоящее время важное научное и природоохранное значение.
На
большей
части
области
природный
ландшафт
в
результате
земледельческой деятельности трансформировался в агроландшафт.
Значительную положительную экологическую роль выполняют позже
высаженные леса и искусственные лесополосы, расположенные в западной
зоне области, в приделах перечисленных районов. Лесные массивы особенно
хвойные, в основном искусственного происхождения и располагаются на
возвышенных, и сильно расчлененных территориях на малоплодородных
почвах легкого гранулометрического состава. Встречаются разреженные
еловые леса по многочисленным заболоченным балкам, где на склонах
отмечаются выходы легких почвообразующих пород и часто вычленяются на
поверхность грунтовые воды [50].
Широколиственные леса зоны представлены березово-осиновыми,
сосново-березовыми и дубовыми лесами, произрастающими на суглинистых
породах (лессах, лессовидных суглинках), а дубовые боры ограничены более
бедными породами – песчаными и супесчаными. Наряду с этими давно
произрастающими в области породами, в процессе создания в 60 годах
прошлого века, противоэрозионных лесных полос, были завезены из других
районов несвойственные лесостепи лесные породы, но к настоящему
времени хорошо акклиматизировавшиеся. Это акация белая (Robinia
48
pseudoacacia),
орех
маньчжурский
(Juglans
лиственница
manshurica),
сибирская (Larix sibirica), клен американский (Acer negundo), ясень
американский (Fraxinus pensyl) (Тюрюканов 1990) [47].
4.1.4. Почвообразующие породы как элемент агроэкологической оценки
земель западной зоны Орловской области
Коренные горные породы, располагающиеся на территории области
легко обнаруживаются на склонах балок и на береговых обрывах рек. В
основном
они
представлены
девонскими
известняками,
меловыми
отложениями и глинисто песчаными отложениями юрского периода
различной мощности. С поверхности перекрываются сплошным покровом
четвертичных отложений мощностью от 2 до 25 метров в виде лессовидных
суглинков или лессов. На водоразделах и на крутых склонах балок
обнаруживаются песчано-глинистые толщи с вкраплениями кварцитового
песчаника, что изменяет цвет и механический состав почв, увеличивая
количество песка в лессовидных глинах [54].
Велика экологическая роль почвообразующих пород, служащих
субстратом, на основе которого в результате почвообразовательного
процесса происходит формирование почвы. Породы за счет инертных
минеральных компонентов определяют физические и технологические
свойства почвы и соответственно ее водный, воздушный и тепловой режимы.
В тоже время другие сложные частицы почвообразующих пород, в
результате почвообразовательного процесса распадаются на разнообразные
химические соединения и элементы, которые определяют агрохимические
свойства и пищевой режим почвы.
По верховьям реки Оки и левым притокам Десны основной
почвообразующей
породой
является
типичный
лесс,
состоящий
из
перемешанных обломков различных минералов и представляющий собою
пылеватый суглинок, легко повреждаемый эрозией от снеготаяния и от
сильных
ливней.
Большинство
типов
почв
области
в
результате
почвообразовательного процесса сформировалось на основе внеледниковых
лессовидных отложений. Они делятся две группы: лесс в собственном
49
смысле этого названия, и лессовидные суглинки и глины. Последние хотя и
обладают сходством с лессом, но недостаточно типичны, чтобы их можно
было назвать лессом. В первую очередь, они отличаются по механическому
составу, они более глинисты, т.е. содержат большее количество мельчайших
глинистых частиц и менее однородны по размерам отдельных частиц по
сравнению с лесом. Верхние горизонты темнее по окраске, более вязки
сильнее
выщелочены и
этим отличаются от ниже расположенных
горизонтов. При выходе лессовидных суглинков на земную поверхность они
легко размываются водными потоками, а при наличии большой толщи в
местах их залегания возникают многочисленные глубокие овраги (Хитрово
1925, Новиков, Петелько 2000) [53].
В балках и поймах рек почвообразующие породы служащие основой
лугово-черноземных
пойменных
почв
чаще
всего
представлены
современными аллювиальными отложениями из глины и песка, иногда с
примесью гравия и галечника.
Именно повышенное содержание карбонатов кальция в лессовидных
отложениях, является определяющим фактором формирования серых лесных
почв. Например, для Урицкого района по информации Новикова (2003),
"основными почвообразующими породами являются лессовидные суглинки
(нормальные или карбонатные, выщелоченные, оподзоленные и оглеенные)
тяжело и среднесуглинистые, реже легкосуглинистого механического состава
и супесчаные" они служат основой для образования серых, светло-серых и
дерново-подзолистых
лессовидные
суглинки
почв.
желто
Реже
бурого
встречающиеся
цвета,
"выщелоченные
комковатой
структуры,
уплотненные, микропористые" обеспечивают формирование темно-серых
лесных почв и частично оподзоленного чернозема. Оглеенные лессовидные
суглинки, из-за наличия закисных форм железа сизого, зеленовато-голубого
или синеватого цвета служат почвообразующей породой для луговых и
пойменных почв.
50
На территории Дмитровского, Болховского, Сосковского, Урицкого,
Шаблыкинского и Хотынецкого районов западной зоны на отдельных
участках выявлены супеси и кварцевые пески серовато-беловатого цвета.
Почвы, сформированные на этих почвообразующих породах при их
трансформации в пашню малоплодородны, требуют больших доз удобрений
и
специальной
агротехники. Чаще всего
их
в середине 20
века
трансформировали в искусственно выращенный лес. Таким образом,
сформированы основные лесные массивы (около 70 тыс. га), расположенного
в Хотынецком районе природного национального парка «Орловское полесье»
[43].
Материнские почвенные породы Орловской области в основном
относятся к породам после третичного возраста, а именно ледниковым и
внеледниковым. Все эти породы в зависимости от крупности зерна делятся:
на рыхлые, среднеобломочные и мелко-глинистые, что отражается на
свойствах, формирующихся на их основе почв.
4.1.5. Агроклиматические условия как элемент агроэкологической оценки
земель западной зоны Орловской области
Особенностью климата западной зоны является ежегодно
проявляющаяся в мае-июне засуха и суховеи слабой интенсивности,
губительные для посевов яровых зерновых и пропашных культур. При
атмосферной засухе, наступающей в условиях повышенной среднесуточной
температуры, совпадающей с продолжительным отсутствием осадков, в
почве может возникать дефицит доступной для растений влаги. В
дальнейшем
при
продолжительной
атмосферной
засухе
наблюдается
значительное иссушение корнеобитаемого слоя почвы, и постепенно
наступает почвенная засуха, которая значительно влияет на рост и развитие
культурных растений. В исключительных случаях, могут проявляться
одновременно оба типа засухи, и тогда наступает смешанная засуха, которая
является наиболее опасной для вегетирующих растений [45].
Устойчивый
снежный
покров
устанавливается
по
средним
многолетним данным 3 декабря, и разрушается в среднем 13 апреля. В
51
отдельные много снежные годы, средняя толщина снежного покрова на
стационарных метеорологических площадках Орловской области достигает в
поле 37 — 57 см, а в лесных полосах 85 — 92 см, но в малоснежные годы
толщина снежного покрова равна 12 — 16 см. Согласно специальным
наблюдениям, если принять слой снега на водоразделе за единицу, то на юговосточных склонах он будет равен 0,5, северо-восточных — 1, юго-западных
— 1,5, на северо-западных — 2 [22].
В связи с пересеченным рельефом местности, наличием или
отсутствием
лесополос,
снежный
покров
распределяется
крайне
неравномерно, на водоразделах снега меньше в оврагах больше, что
соответственно
отражается
и
на
глубине
промерзания
почвы.
По
многолетним наблюдениям метеорологов, почва промерзает в среднем на
глубину 65-85 см, но в зависимости от толщины снежного покрова эта
глубина может существенно меняться по годам, в которые проводились
исследования.
В условиях западной зоны Орловской области, в наибольшей степени
подвержены процессам водной эрозии дерново-подзолистые и светло серые
лесные почвы, расположенные на склонах, в связи с тем, что они имеют
относительно низкое плодородие, пылеватую не водопрочную структуру,
большую
плотность
повреждаются
и
низкую
эрозионными
связность
процессами.
пахотного
О
слоя
степени
и
легко
многолетнего
проявления эрозии на таких почвах свидетельствует наличие развитой
эрозионной сети, размывов склонов долин и балок на этих почвах.
Оподзоленные черноземы также значительно подвергаются процессам
водной эрозии [42].
4.2. Агроэкологическая оценка почвенного покрова западной зоны
Орловской области
Почвенный покров Орловской области (таблица 5), отличается крайней
неоднородностью, и традиционно подразделяется на 3 основные почвенные
зоны:
западную,
центральную
и
юго-восточную.
Согласно
этой
52
классификации к западной зоне в соответствии с однородностью почвенного
покрова относятся 7 районов: Болховский, Дмитровский, Знаменский,
Сосковский, Урицкий, Хотынецкий и Шаблыкинский. В зоне преобладают
светло-серые, серые и темно-серые лесные почвы. Кромский, Мценский,
Орловский и Троснянский районы с преобладанием темно-серых почв уже
относятся к центральной зоне [36].
Почвенный покров западной зоны характеризуется крайней сложностью
структуры, высокой контрастностью и неоднородностью, что связано с
разнообразным рельефом, и одновременным действием дернового и
подзолистого почвообразовательного процесса. Встречаются сочетания
черноземов, серых лесных, серых лесных глеевых, дерново-подзолистых,
болотных и других почв. Касаясь вопроса генезиса основных зональных
типов почв региона, и особенностей расположения почвенного покрова на
территории западной зоны, то следует отметить их прямую связь с
растительными экоценозами, существующими в прошлом в данной
местности. По мнению ученых, на территории региона исторически
сформировались
и
взаимно
конкурировали
две
разнокачественные
растительные формации – лес и степь. Под влиянием этих формаций
сформировались присущие им типы почв.
Под степной растительностью, в условиях семигумидного климата с
большой сезонной контрастностью, при периодически промывном водном
режиме
на
почвообразующих
породах,
содержащих
карбонаты,
сформировались наиболее плодородные для региона почвы - черноземы, и
степь оказалась «гигантской солнечной батареей, превращающей энергию
света в ценнейшее органическое вещество», в гумус, определяющий
потенциальное плодородие почвы и именно в степи в будущем возникла
«хлебная цивилизация» [36].
53
Таблица 5. Характеристика почвенного покрова западной зоны
Орловской области (усредненные морфологические признаки и свойства по
материалам почвенных обследований)
Содержан
Мощност
Занимае
Содержан
ие
ь
рН
мая
Почвы
гумусового ие гумуса физическо
площад
й глины
горизонта
ь (%)
(см)
%
Дерново5,7
20
1,7
21,7
4,3
подзолистые
Светло-серые
18,5
20
2,3
28,4
5,3
лесные
Серые лесные
41,8
91
3,8
34,2
5,4
Темно-серые
24,5
85
5,4
41,9
5,3
лесные
Черноземы
4,2
106
6,1
52,5
5,8
оподзоленные
Черноземы
0,2
124
6,6
58,6
6,2
выщелоченные
Лугово135
5,6
29,9
черноземные
Черноземы
3
116
7,9
43,6
влажно-луговые
Пойменные
Разнообразная
0,2
по
150
видовому
4,5
составу
27,7
степная
травянистая
растительность, с преобладанием корневой биомассы, почвообразующие
породы богатые минеральными элементами, благоприятный баланс тепла и
влаги обусловили формирование в регионе черноземов с довольно мощным
гумусовым профилем и высоким содержанием гумуса [19].
На территории западной зоны области, в ряде районов сформировались
оподзоленные черноземы, как переходный тип к темно серым лесным
почвам. Оподзоленные черноземы формируются на почвообразующих
породах легкого механического состава и чаще всего небольшими массивами
приурочены к водораздельным пространствам, к речным террасам, граничат
с балками и поймами рек.
Главной морфологической особенностью данного подтипа черноземов,
является четкое разделение по окраске гумусового профиля на две части в
54
связи с тем, что они формировались под естественной лугово-степной
растительностью при промывном водном режиме [15]. В профиле легко
выделить хорошо прокрашенную гумусом, но укороченную верхнюю часть
гумусовой толщи, и более светлую растянутую нижнюю, с явными
признаками подзолистого процесса в виде белесой мелкокристаллической
кремнеземистой присыпки по граням агрегатов. Встречаются отдельные
белесые пятна, языки и натеки.
Ниже оподзолистого горизонта формируется глинисто-иллювиальный
горизонт
В,
выделяясь
коричневато-бурой
окраской,
уплотненным
сложением, ореховато-призматической структурой. На гранях структурных
агрегатов обычно обнаруживаются, кутаны (выцветы, корочки, потеки)
покрытые налетом SiO2. С глубины 100 — 120 см в почвенном разрезе,
наблюдается присутствие карбонатов в виде дутиков, куколок, журавчиков.
Наличие карбонатов подтверждается бурным вскипанием почвы от капель
соляной кислоты [14].
Оподзоленные черноземы западной зоны, в связи с их многолетней
агрономической обработкой, чаще всего обыкновенной плужной вспашкой,
претерпели существенные генетические изменения, что отразилось в
динамике как морфологических, так и морфогенетических свойств.
В первую очередь трансформировалась верхняя часть почвы за счет
образования пахотного горизонта. В большинстве случаев он выделяется
более светлой окраской, за счет снижения содержания гумуса, обычно серого
или темно-серого цвета, с пылеватой структурой, тогда как аналогичные
черноземы, диагностируемые на целине, обычно темно-серые или почти
черные. Также у черноземов разрушается структура и подпахотного
горизонта.
По
наблюдениям
старопахотные
черноземы
при
интенсивном
сельскохозяйственном использовании, особенно до глубины обработки (20
— 22 см), выделяются ухудшением агрофизических свойств, уменьшением
коэффициента структурности, значительным увеличением фракций крупных
55
глыб и пыли, снижением водопрочности. Наблюдается превращение
агрономически ценной зернистой структуры за счет увеличения размеров
агрегатов и их прочности в орехово-комковатый тип [19].
На полях с многолетней плужной обработкой, проводимой на одну и ту
же глубину, в почвенном разрезе выделяется уплотненный горизонт так
называемой «плужной подошвы» существенно влияющий на режимы и
свойства почвы.
Согласно исследованиям ученых в результате сельскохозяйственного
использования в оподзоленных черноземах западной зоны, наблюдаются
негативные
изменения
морфологических
свойств
отражающих
их
агроэкологическую ценность.
В первую очередь, следует обратить внимание на качественные
изменения гумусовых горизонтов: уменьшение содержания и ухудшения
качества гумуса, изменение окраски почвенного профиля, появление
антропогенного
уплотненного
горизонта
так
называемой
«плужной
подошвы» отрицательно влияющей на почвенное плодородие почвы. В
настоящее время по данным центра химизации «Орловский (Материалы 8
тура) эти почвы имеют в гумусовом слое, в среднем около 5,7%
органического вещества, при запасах в метровой толще около 400 т/га, тогда
как их целинные аналоги до 6 — 6,5%, а в некоторых случаях более [26].
Исследователями отмечаются ухудшения физических свойств почвы
уменьшение мощности гумусового профиля, разрушение агрономически
ценных структурных агрегатов, процентное увеличение в почве крупных
глыб и фракции мелкой пыли, появление на гранях глыб кутан с налетом
SiO2 даже в горизонте АВ. Почвы быстрее пересыхают в весеннее время с
образованием корки, и одновременным ухудшением технологических
свойств, уменьшением водопроницаемости и порозности, но нарастанием
твердости и плотности сложения, изменении глубины залегания карбонатов,
характера миграционных процессов» [25].
В процессе активного вовлечения оподзоленных черноземов в
56
сельскохозяйственное производство, произошло формирование агроземов,
отмечаются качественные изменения, происходящие в гумусовом профиле,
отражающие в первую очередь распределение гумуса по горизонтам и
определенную потерю органического вещества. Согласно современным
наблюдениям в результате антропогенного воздействия в настоящее время в
почвах возникла совокупность процессов, сформировавших либо новый
горизонт, либо новую систему горизонтов. По мнению исследователей, в них
изменяются почвенные режимы и в первую очередь водный режим [32].
Все
перечисленное
выше
свидетельствует
о
том,
что
при
окультуривании оподзоленных черноземов отмечается изменение водного
режима,
нарушение
процесса
гумусообразования,
что
приводит
к
вымыванию за пределы почвенного профиля водорастворимых гумусовых
соединений и в конечном итоге приводит к укорачиванию гумусового
профиля.
Почвенный покров западной зоны Орловской области характеризуется
большой
пестротой
и
неоднородностью,
различные
почвенные
разновидности располагаются небольшими массивами. Кроме оподзоленных
черноземов повсеместно встречаются другие оподзоленные почвы, такие как
темно-серые лесные почвы, серые лесные почвы, светло-серые лесные почвы
и дерново-подзолистые почвы.
При переходе от оподзоленных черноземов к серым лесным и дерновоподзолистым почвам усиливается подзолистый процесс, уменьшается
мощность гумусовых горизонтов и содержание питательных веществ
необходимых для роста выращиваемых сельскохозяйственных культур.
Светло-серые лесные почвы по многим свойствам приближаются к
подзолистым почвам и являются как бы переходными от черноземов к
подзолистым и дерново-подзолистым почвам [35].
Формирование
оподзоленных
черноземов,
по
мнению
ученых,
происходило под пологом лиственных лесов при постепенном зарастании
степных участков с типичными и выщелоченными черноземами. В
57
дальнейшем, в результате развития процесса оподзоливания черноземов
сформировались на карбонатных почвообразующих породах серые лесные
почвы [53].
Оподзоленные
старопахотные
черноземы,
сформировались
на
карбонатных лессовидных и покровных суглинках и глинах. В их профиле
выделяются следующие генетические горизонты.
А – темно-серый делится на два горизонта: Ап
— пахотный с
комковато-рассыпчатой или глыбистой структурой и А2 подпахотный с
комковато-зернистой структурой с хорошо заметной кремнеземистой
присыпкой.
В – темно-серый с буроватым оттенком, усиливающимся к низу; с
крупно комковато-зернистой, а к низу комковато-ореховатой структурой с
кремнеземистой присыпкой. Подразделяется на два горизонта В1 и В2 по
окраске.
ВС – неоднородной серовато-бурой окраски, плотный, с ореховатой
или ореховато-призматической структурой, по поверхностям структурных
отдельностей отмечаются иллювиальные пленки.
С – горизонт почвообразующей породы, выщелоченной от карбонатов,
палево-бурой (иногда с красноватым оттенком) окраски, призматической
структуры, уплотнен.
Ск – карбонатная почвообразующая порода. Более пористая, менее
плотная, в верхней части содержит обычно обильные выделения СаСО3 в
виде карбонатных трубочек.
В западной зоне Орловской области на некоторых полях оподзоленные
черноземы в результате многолетней обработки имеют меньшую мощность
гумусовых горизонтов (А+В) и особенно горизонтов ВС.
Содержание гумуса у оподзоленных черноземов коррелирует с их
механическим составом. Меньше 4% гумуса у почв, имеющих супесчаный и
легкосуглинистый механический состав. Наибольшее содержание гумуса
равное 4-6% у тяжелосуглинистых и глинистых аналогов, в некоторых
58
почвах до 6% и более.
По сообщению Афанасьева у оподзоленных черноземов в результате
проведенных анализов выявлена слабая кислотности pH солевой вытяжки в
пределах 5 — 6, а насыщенность основаниями — в пределах 80 — 90%.
Однако встречаются оподзоленные черноземы с почти нейтральной средой
их pH солевой вытяжки равна 6 — 6,5, а насыщенность основаниями —
выше 90%. Среди оподзоленных черноземов лесостепи, нередко встречаются
почвы, где слабая кислотность сохранилась только в пахотном слое, а
реакция подпахотного слоя и более глубоких горизонтов уже близка к
нейтральной [56].
Оподзоленные
черноземы
и
темно-серые
лесные
почвы,
сформированные в аналогичных климатических условиях определенного
района, бывают очень близки между собой по генезису, свойствам и
агрономической характеристике. В основном эти подтипы различаются
только по интенсивности проявления процесса оподзоливания, темно-серые
лесные почвы преобладают по количеству кремнеземистой присыпки и
пленки коллоидов над оподзоленными черноземами. Но еще первые
почвоведы, изучающие эти почвы И.Г. Фрейберг и М.Г. Румницкий (1926),
при выделении этих двух типов почв учитывали не только интенсивность
проявления оподзоливания, но и строение гумусового профиля, процентное
содержание гумуса, глубину залегания карбонатов определяемую по линии
вскипания.
Впервые серые лесные почвы были описаны В.В. Докучаевым (1883,
1886) под названием «типичных лесных земель». Формируются в результате
вяло протекающего почвообразовательного процесса в связи с неустойчивым
увлажнением, благоприятном тепловом режиме, присутствия кальция.
Серые лесные почвы имеют площадь около 900 тысяч гектаров, и
наряду с черноземами в лесостепи Среднерусского Черноземья играют
важную роль в сельскохозяйственном производстве. В основном они
распаханы и заняты посевами зерновых, технических и кормовых культур,
59
подходят для возделывания овощей и для выращивания садов.
Массивы серых лесных почв Орловской области, и в частности в
административных районах, относящихся к западной зоне, сформировались
на
четвертичных
покровных
лессовидных
суглинках
в
угодьях
расположенных на пересеченной местности по приводораздельным склонам
рек Неруссы, Оки, Навли, Цона, многочисленных балок и оврагов, частично
покрыты
дубравами
и
борами,
выполняющими
водоохранную
и
противоэрозионную функцию [28].
В тоже время в связи с сильным расчленением рельефа, и сочетанием
других эрозионных факторов, они сильно повреждаются процессами водной
эрозии и в той или степени утрачивают естественное плодородие. По
многолетним данным ученых Новосильской противоэрозионной станции на
сильно смытых серых лесных почвах, снижение урожая зерновых культур
достигает 55 — 70 процентов, на средне смытых на 35 — 40, и на слабо
смытых на 20 — 30 процентов [21].
По данным почвенных обследований земельных угодий западной зоны
более 50% пашни занято серыми лесными почвами. В основном это серые и
светло-серые почвы. Серые лесные в основном встречаются в западной и
центральной зонах и составляют — 22,2% пашни. Темно-серый подтип
лесных почв встречается во всех районах области и в сумме это 23,8%
пашни. По современной классификации подразделяются на светло-серые
освоенные (Апах 20 — 25 см, с содержанием гумуса 1,5%); светло-серые
лесные окультуренные (Апах 20 см, гумуса 4 — 5 %); серые лесные освоенные
(Апах 20 — 25 см и более, гумуса 2 — 3,5 %); темно-серые лесные освоенные
(гумуса 3 — 4 %).
Несмотря на то, что темно серые, серые и светло серые почвы
относятся к одному почвенному типу, они существенно отличаются по своим
свойствам.
Светло-серые
лесные
почвы
отличаются
наибольшей
оподзоленностью и наименьшей мощностью гумусового горизонта. У серых
лесных почв наблюдается ослабление подзолистого и усиление дернового
60
процесса. В переходном горизонте темно-серых почв преобладают признаки
гумусового горизонта. Различия в содержании гумуса составляют 2 — 3 раза.
Например, у темно-серых лесных почв суглинистого механического состава,
содержание гумуса находится в пределах 5 — 9%, у серых лесных почв того
же механического состава 3 — 5%, у светло-серых 2 — 3%. Отличаются они
соответственно и по мощности гумусового горизонта. У светло серых лесных
почв своими параметрами он совпадает с глубиной плужной обработки и
очень
редко
превышает
25
см,
что
сильно
затрудняет
процесс
окультуривания почвы.
По этой причине активно рекомендуемое в бывшем СССР увеличение
пахотного горизонта до 25 — 27см, происходило за счет обедненного
органическим веществом подпахотного горизонта и не давало должного
эффекта, а наоборот снижало качество сельскохозяйственных земель.
Следует признать, углубление пахотного горизонта серых лесных почв,
сформированных на тяжелосуглинистых почвообразующих породах, и
имеющих гумусовый горизонт 30 — 40 см, совмещенное с внесением
больших
доз
органических
удобрений,
обеспечивало
существенную
прибавку урожая в частности сахарной свеклы и картофеля.
Главный
морфологический
признак
серых
лесных
почв
—
дифференциация их профиля на 2 по-разному гумусированных слоя.
По сообщению Лутырцева, «у серых лесных почв, сформированных на
лессах, в профиле отчетливо выражена элювиальная часть, которая включает
верхний перегнойно-элювиальный горизонт А и переходный горизонт А1 А2.
Почвы обоих горизонтов имеют густую белесую присыпку и непрочную
структуру» (Лутырцев 1973).
Профиль тяжелосуглинистой темно-серой почвы представлен на
почвенном
разрезе,
выполненном
в
окрестностях
села
Сомово
в
Шаблыкинском районе Орловской области.
Мощность гумусового горизонта 52 см. Вскипание почвенных
карбонатов происходит на глубине 120 — 130 см.
61
А(Е)пах 0 - 22 см — пахотный темно-серый, распыленно пороховидной
структуры;
А1(Е) 22 - 30 см — темно-серый, пороховидно-зернистой структуры,
присутствует кремнеземистая присыпка;
В(I) 30 - 52 см — темно-серый с буроватым оттенком, комковато
ореховатой структуры, поверхность почвенных отдельностей покрыта
кремнеземистой присыпкой и пленкой иллювия;
ВС (I) 52 - 72 см — серовато-бурый, крупно ореховатой структуры,
пленки иллювия;
ВС 72 - 97 см — переходный, ореховато-призматической структуры;
С (К) 97 - 136 см и глубже — буровато-желтый лессовидный суглинок
с карбонатными трубочками по ходам корней.
На формирование того или иного подтипа почв оказывает влияние
механический составом почвообразующих пород оказывающий влияние на
режимы, водно-физические и воздушные свойства, валовый химический
состав и агрохимические показатели почв.
Степень насыщенности основаниями и кислотность серых лесных почв
имеют
существенное
учитывается
при
агроэкологическое
разработке
системы
значение,
удобрений.
и
обязательно
Насыщенность
основаниями серых лесных почв в целинном состоянии (то есть под лесом)
обычно находится в пределах 75 — 90%, но при их сельскохозяйственном
использовании она снижается. Кислотность почв при их распашке также
увеличивается, что требует проведения известкования.
Лучшие
агроэкологические
показатели
и
высокое
плодородие
отмечаются у почв, сформированных на почвообразующих породах
среднесуглинистого механического состава. Их характеризует лучшее
сложение, невысокая плотность пахотного горизонта, объемная масса в
пределах 1,20 — 1,35 г/см3, общая порозность 60 — 70%, высокое
содержание элементов питания. В целом большинство исследователей
отмечают, что ухудшение агрономических свойств почв, а следовательно, и
62
плодородие почв убывает от темно-серых к светло-серым.
По многократным сообщениям профессора Ахтырцева в валовом
химическом составе элювиальной части серых лесных почв «преобладает
SiO2 (84%) и R2O3 (10 — 12%), много калия (2,4%) и натрия (1%).
Иллювиальный горизонт очерчен неясно и почти одинаков с материнской
породой по своему составу. Он содержит 36 — 38% физической глины и 25
— 27% ила. Количество SiO2 составляет 80 — 81%, R2O3 — 14%.
Содержание калия и натрия такое же, как в элювиальных горизонтах»
(Ахтырцев 1973).
В западной почвенной зоне Орловской области встречаются дерново
подзолистые почвы имеющие следующее строение почвенного профиля: АО
— (АОА1) — А1 — А2В — В — ВС — С. Они легко диагностируются по
морфологическим признакам и в первую очередь по дифференциации
профиля на две части -элювиальную и иллювиальную. У этих почв четко
обособлен гумусово-элювиальный горизонт А1 мощностью более 5 см. С
увеличением степени оподзоленности в пахотном горизонте содержание
гумуса уменьшается, возрастает гидролитическая кислотность, снижается
сумма поглощенных оснований и степень насыщенности ППК катионами Са
+2
и Мg+2. Многие свойства почв зависят от свойств почвообразующих пород.
Содержание гумуса в основном фульватного состава, в суглинистых
разновидностях 3 — 6%, в песчаных и супесчаных 1,5 — 3% и резко
снижается с глубиной (в горизонте А2 только 0,2 — 0,5 %). Степень
насыщенности основаниями 40 - 70%. Имеют кислую реакцию в пределах 3,3
— 5,5 единиц рН. Отличаются неблагоприятными физическими свойствами,
слабо оструктурены, имеют низкое естественное плодородие [23].
На территории районов западной зоны встречаются также луговочерноземные почвы и пойменные почвы. Основными морфологическими
признаками этих почв являются: мощный гумусированный профиль,
насыщенный корнями, темной, почти черной окраски, с хорошо выраженной
зернистой структурой, благоприятным сложением. Отсутствие явно видимых
63
признаков элювиально-иллювиальной дифференциации горизонтов, затечная
граница между горизонтами, наличие карбонатного горизонта и различных
карбонатных
новообразований.
Потенциал
данных
почв
для
сельскохозяйственного использования крайне высок, учитывая их структуру,
а также отличные агрономические свойства. Содержание гумуса в данных
разновидностях почв достигает 10%. Вместе с тем сельскохозяйственное
использование данных почв сопряжено с достаточно масштабными и
трудоемкими мелиоративными мероприятиями предназначенные для их
осушения и регулирования водного режима [26].
Одна из серьезных экологических проблем почв западной зоны
используемых в сельскохозяйственном производстве, это их сильное
иссушение в вегетационный период, когда снижение запасов почвенной
влаги доходит уровня влажности близкой к влажности завядания. Особенно
сильное иссушение происходит под интенсивными пропашными культурами
с глубоко проникающей в почвенную толщу корневой системой. При
дождливой осени и хорошем весеннем промачивании почвы талыми водами,
дефицит запасов продуктивной влаги исчезает, но при сухой осени, глубоком
промерзании почвенной толщи, препятствующем проникновению в почву
талых вод, дефицит почвенной влаги сохраняется. В случае размещения на
таких почвах зерновых культур, особенно яровых зерновых, в частности
яровой пшеницы наблюдается снижение уровня урожая и ухудшение
экономических показателей земледелия.
4.2.1. Результаты мониторинга плодородия почв западной зоны
Орловской области
В Орловской области к настоящему времени проведено 8 туров
почвенных обследований, что позволяет выявить динамику изменения
почвенного
плодородия.
Результаты
многолетних,
очень
затратных
исследований ФГБУ «ОРЕЛАГРОХИМРАДИОЛОГИЯ» представлены в
нижерасположенных сводных таблицах.
Изучив и сравнив материалы агрохимического обследования почв
западной зоны IV тура (1983 — 1988 гг.) и VIII тура (2007 — 2014 гг.) можно
64
проанализировать изменения состояние плодородия пашни за прошедший
между исследованиями период.
В первую очередь, рассмотрим данные, характеризующие рН (таблицы
6 и 7), которая зависит от содержания в почве растворимых минеральных,
органических и органоминеральных соединений.
К настоящему времени все обследованные почвы зоны, имеют кислую
реакцию, и их кислотность между обследованиями увеличивается, но это
увеличение следует признать незначительным. В некоторых районах
увеличение уровня кислотности, особенно на почвах крупных агрохолдингов
и фирм меньше, что связано с проведением специалистами этих
предприятиях соответствующих агрохимических мероприятий. На полях
через 3 — 5 лет проводится известкование, под посевы вносятся в основном
физиологически щелочные удобрения.
В целом следует признать, что кислотность большинства почв зоны
является препятствием для возделывания высокодоходных для региона
культур, таких как яровая пшеница, подсолнечник, кукуруза.
Таблица 6. Кислотность пашни западной зон Орловской области IV тур
Ср.
кисл.
Сл.
Кисл.
39,7
27,0
рН
Близ.
К
нейтр
4,8
4,0
17,9
17,4
42,5
2,2
17,2
Шаблыкинский
50,8
5,2
Сосковский
Урицкий
39,8
Болховский
Обсле
д.
Площ
адь
79,5
Сил.
Кисл
.
6,3
Знаменский
45,9
Хотынецкий
Наименование
района
1,7
Итого
кисл.
Почв
73,0
Ср.
взве
ш.
5,0
4,6
2,0
39,3
5,1
15,3
5,5
2,3
34,7
5,2
15,3
17,5
8,3
4,5
38,0
5,2
0,3
25,8
9,0
3,2
1,5
35,1
5,0
55,3
0,8
26,6
21,3
5,1
1,5
48,7
5,1
Дмитровский
63,8
1,7
32,0
23,1
5,1
1,9
56,8
5,1
Троснянский
51,4
0,0
24,8
20,5
4,9
1,2
45,3
5,1
Кромской
65,8
0,5
21,2
29,0
9,5
5,6
50,7
5,3
Орловский
116,1
0,5
21,9
57,6
25,0
11,1
80,0
5,4
Мценский
99,4
1,3
34,6
43,2
12,6
7,7
79,1
5,2
Всего
по области
1658,8
22,9
503,2
857,2
206,2
69,3
1383,3
5,2
%
100,0
1,4
30,3
51,7
12,4
4,2
83,4
Нейт
р.
65
Наименование
района
Обслед. площадь
Оч. сил. кисл.
Сил. кисл.
Ср. кисл.
Сл. кисл.
Близ. к нейтр
Нейтр.
Итого кисл. почв
Ср. взвеш.
Таблица 7.Кислотность пашни западной зон Орловской области VIII тур
рН
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
Болховский
54,2
0,1
3,5
20,8
20,7
7,0
2,1
45,1
5,1
Знаменский
37,9
0,0
2,6
10,1
15,9
6,3
3,0
28,6
5,3
Хотынецкий
33,3
0,1
0,4
7,3
16,5
6,1
2,9
24,3
5,3
Шаблыкинский
33,70
0,5
2,4
13
11,6
4,2
2
27,5
5,1
Сосковский
30,2
0,0
0,5
12,8
14,1
2,3
0,5
27,4
5,1
Урицкий
40,1
0,0
0,5
8,4
17,4
11,6
2,2
26,3
5,4
Дмитровский
54,3
0,9
6,7
28,8
13,4
2,9
1,6
49,8
4,9
Троснянский
47,3
0,1
7,6
28,5
8,9
1,5
0,7
45,1
4,9
Кромской
57,5
0,0
0,5
20,3
29,5
5,0
2,2
50,3
5,2
Орловский
88,9
0,1
1,7
20,7
46,4
14,4
5,6
68,9
5,3
Мценский
68,8
0,4
2,7
24,4
26,3
10,4
4,6
53,8
5,2
Всего
1423,9 2,2 29,6 316,5 752,6 267,9 55,1 1100,9 5,29
по области
77,3
%
100,0 0,2 2,1 22,2 52,9 18,8 3,9
В IV туре самыми кислыми почвами оказались почвы Орловского и
Кромского районов. Матереалы VIII тура показали, что их стало чуть больше
– это Урицкий, Знаменский, Хотынецкий и Орловский районы.
Можно сделать обоснованный вывод, в почвах западной зоны особенно
в течение последнего десятилетия двадцатого века, отмечается значительное
снижение содержания органического вещества.
По данным В.Т. Лобкова с соавторами, в западной зоне 44,6% почв
пашни содержат гумуса даже меньше среднего по зоне. По их мнению,
66
наиболее высокие темпы дегумификации пахотных почв отмечены на
протяжении 1992 — 1999 гг.
Согласно материалам IV тура (1983 — 1988 гг.) обследований,
усредненное содержание гумуса в почвах западной зоны равнялось 4,4%, то
по материалам VIII тура (2007 — 2014 г.г. только 3,9%, что является
существенным и показывает падение плодородия почв (Таблицы 8 и 9).
Самое низкое значение приходится на Дмитровский район в IV туре, более
обеспеченными по гумусу являются Знаменский и Орловский районы. В VIII
туре Дмитровский район так же остается менее обеспеченным по гумусу,
хотя и немного и увеличен. Орловский и Знаменский так же сохранили
лидирующие позиции по гумусу, но в общем по западному району видим
снижение плодородия.
Следует признать, что усредненные данные по содержанию гумуса в
почвах, сглаживают изменения в содержании органического вещества в
отдельных типах почв и различия на отдельных полях севооборотов, и
несколько искажают реальную картину падения почвенного плодородия.
Изучая по опубликованным литературным материалам качественный
состав органического вещества почв западной зоны, можно отметить
положительное влияние на этот показатель почвообразующих пород богатых
катионами кальция и магния, которые способствуют образованию гуматов
особенно кальция. Следует признать, что в тоже время образуются и
подвижные соединения - фульваты алюминия, железа мигрирующие в
нижележащие горизонты, и обуславливающие дифференциацию почвенного
профиля. Для почв зоны характерны процессы лессиважа, но процессы
разрушения минералов на месте, вследствие нейтрализации большой части
гумусовых кислот выражены незначительно [46].
При соблюдении положений интенсивных технологий возделывания
культур, обеспечивающих высокую урожайность и предусматривающих
большие дозы вносимых минеральных удобрений, в западной зоне
основными процессами почвообразования является гумусонакопление,
67
Низкое
Ниже сред
Среднее
Выше сред
Высокое
Оч высокое
Ср. взвеш.
Таблица 8. Содержание гумуса в пашне западной зон Орловской области
IV тур
2
3
4
5
6
7
9
Болховский
4,5
50,0
14,9
10,1
0,0
79,5
3,8
Знаменский
3,9
13,3
18,8
8,4
1,5
45,9
4,6
Хотынецкий
5,0
16,4
15,5
4,3
1,3
42,5
4,1
Шаблыкинский
12,3
17,2
18,9
2,0
0,4
50,8
3,5
Сосковский
4,2
27,9
7,5
0,1
0,1
39,8
3,2
Урицкий
3,8
26,2
24,9
0,4
0,0
55,3
3,8
Дмитровский
12,6
43,7
6,8
0,5
0,2
63,8
2,9
Троснянский
1,4
24,4
23,9
1,6
0,1
51,4
4,0
Кромской
3,7
25,6
29,7
5,0
1,8
65,8
4,3
Орловский
3,6
28,8
57,5
20,3
5,9
116,1
4,9
Мценский
14,4
47,3
32,9
4,8
0,0
99,4
3,6
69,4
367,9
542,5
650,1
28,9
0,0
5,2
4,2
22,2
32,7
39,2
1,7
Наименование
района
1
Всего по
области
%
формирование резервов питательных и зольных элементов в пахотном
горизонте и постепенное перерождение почв западной зоны в современные
агроземы,
Данное
обеспечивающие
заключение
великолепные
подтверждается
экономические
успешной
результаты.
агрономической
деятельностью в западной зоне области крупных агрофирм и агрохолдингов
таких как «Орловская нива» и «Мираторг».
В зависимости от типа почвы от 15 до 75% находящихся в них фосфора
содержится
в
виде
труднорастворимых
природных
неорганических
соединений: фосфатов кальция, железа, алюминия, содержащегося в
глинистых минералах.
68
Таблица 9. Содержание гумуса в пашне западной зоны
Орловской области VIII тур
Гумус
Оч
высокое
Ср.
взвеш.
6
7
9
2,60
0,0
0,0
3,3
18,00
3,50
1,00
0,0
4,3
15,50
12,80
2,30
0,50
0,0
4,0
7,10
17,10
8,60
0,80
0,10
0,0
3,2
Сосковский
2,20
19,40
8,40
0,20
0,0
0,0
3,4
Урицкий
2,20
20,40
16,70
0,80
0,0
0,0
3,8
Дмитровский
6,40
39,20
8,10
0,40
0,20
0,0
3,1
Троснянский
4,40
25,00
13,90
1,20
2,10
0,70
3,9
Кромской
1,30
32,60
20,90
2,60
0,10
0,0
3,9
Орловский
1,50
23,20
52,00
10,60
1,00
0,60
4,7
Мценский
6,40
32,40
25,70
4,20
0,10
0,0
3,9
50,00
302,90
658,30
400,4
0
10,80
1,50
5,03
3,51
21,27
46,23
28,12
0,76
0,11
Наименование
района
Низк
ое
Ниже
сред
Среднее
1
2
3
4
5
Болховский
13,00
22,90
15,70
Знаменский
3,00
12,40
Хотынецкий
2,20
Шаблыкинский
Всего
по области
%
Выше
Высокое
сред
В виду этого он недоступен для большинства культурных растений, так
как находится преимущественно в малоподвижных формах и часто
определяет уровень урожая. Многочисленные исследователи сообщают, что
если вносятся высокие дозы минеральных фосфорных удобрений на поля с
кислыми почвами, даже фосфор, вносимый с удобрениями, усваивается
растениями с низкой эффективностью [40]. Разрушение ранее существующих
организационных
хозяйствующих
структур
(колхозов,
совхозов)
их
реформированием, перераспределением прав собственности на имущество
сельскохозяйственных предприятий, нарушением технологий возделывания
культур, повышение цен на минеральные удобрения на минеральные
69
удобрения
приводит
к
снижению
норм
внесения
удобрений,
и
соответственно частичной минерализации почвенного гумуса.
Оч низкое
Низкое
Среднее
Повышен.
Высокое
Сред. Взвеш.
Таблица 10. Содержание доступного фосфора в пашне западной зоны
Орловской области IV тур
Болховский
4,8
26,7
33,7
8,3
6,0
7,4
Знаменский
2,1
13,9
22,8
4,2
2,9
7,4
Хотынецкий
0,9
4,5
16,4
11,1
9,6
11,3
Шаблыкинский
0,1
1,3
17,5
15,6
16,3
13,1
Сосковский
0,0
2,5
11,7
14,3
11,3
12,8
Урицкий
0,9
4,7
28,3
13,1
8,3
10,3
Дмитровский
0,5
1,5
19,6
20,6
21,6
13,4
Троснянский
0,0
2,3
22,7
13,5
12,9
12,0
Кромской
0,8
3,7
23,5
19,8
18,0
12,3
Орловский
0,9
10,5
50,2
21,1
33,4
11,8
Мценский
1,6
14,0
40,2
23,6
20,0
10,7
17,9
370,6
719,6
308,8
241,9
9,4
1,1
22,3
43,4
18,6
14,6
Наименование
района
Всего
по области
%
Обычно даже в год в внесения фосфорных удобрений в почву средняя
их доступность для большинства культур находится в пределах 10 до 30%.
По своему влиянию на условия роста растений фосфор занимает второе
место после азота. Содержание фосфора в почвах достигает 0,05-0,15%, а его
запасы в метровом слое почвы в зависимости от их типа составляет от 3,8 до
22,9 т/га. Проведенными анализами удалось выяснить, что наименьшее
количество фиксируется в дерново-подзолистых почвах, а это около 4 т/га.
Касаясь динамики содержания доступного фосфора в разных типах почвы
70
западной зоны, то можно отметить связь его содержания с другими
элементами плодородия почвенного покрова.
Таблица 11. Содержание доступного фосфора в пашне западной зоны
Орловской области VIII тур
Р2О5
Наименование
района
Оч
низкое
Низкое
Среднее
Повы
шен.
Высок
ое
Оч
выс
Сред.
взвеш.
1
2
3
4
5
6
7
9
Болховский
0,9
12,1
24,5
9,8
6,6
0,3
9,1
Знаменский
1,0
8,5
18,7
5,8
3,9
0,0
8,6
Хотынецкий
0,0
0,5
10,3
12,5
8,2
1,8
13,4
Шаблыкинский
0,3
2,7
14,6
9,5
6,6
0,0
11,0
Сосковский
0,0
0,7
13,3
8,9
6,5
0,8
12,0
Урицкий
0,1
3,5
15,2
11,1
8,8
1,4
11,9
Дмитровский
0,7
4,1
26,7
13,9
8,4
0,5
10,5
Троснянский
0,0
3,9
15,6
17,2
10,4
0,2
12,4
Кромской
0,8
5,4
25,5
16,6
8,8
0,4
10,6
Орловский
0,7
9,6
36,6
20,0
17,2
4,8
11,6
Мценский
0,3
5,8
28,7
18,4
14,4
1,2
11,4
8,3
252,3
674,1
297,8
158,6
32,8
9,65
0,6
17,7
47,3
20,9
11,1
2,3
Всего
по области
%
По данным из таблиц (Таблицы 10 и 11) можно отметить, что в
Болховском и Знаменском районах в обоих турах отмечается среднее
содержание фосфора в пашне, в остальных районах значение придерживается
повышенного уровня. Если сравнивать IV и VIII туры, то в VIII туре видно
небольшое повышение содержание фосфора по всем районам западной
области. Анализируя динамику содержания доступного фосфора на пашнях
зоны, можно сделать вывод о его дефиците в период вегетации культурных
растений почти на всех типах почв. Для гарантированного получения
71
наивысшей урожайности большинства культур его недостаток необходимо
своевременно устранять внесением в форме минеральных удобрений.
Содержание калия в почве сильно зависит от их механического
состава, и, например, в суглинистых почвах калия 2-2.5%, т.е. значительно
больше, чем азота и фосфора.
Общий (валовой) калий содержится:

в составе первичных и вторичных минералов;

в обменно-поглощенном и необменно-поглощенном виде;

в виде различных солей почвенного раствора;

в составе пожнивно-корневых остатков и в микроорганизмах.
Таблица 12. Содержание калия в пашне западной зоны Орловской области
Оч низк
Низк.
Среднее
Повышенное
Высокое
Ср. взвеш.
IV тур
Болховский
1,3
48,8
19,9
6,4
3,1
8,2
Знаменский
1,9
38,1
3,9
1,4
0,6
6,6
Хотынецкий
2,6
22,9
10,7
3,8
2,5
8,4
Шаблыкинский
1,6
32,1
10,5
4,1
2,5
8,1
Сосковский
0,1
22,8
11,7
3,8
1,4
8,5
Урицкий
0,2
32,4
15,6
4,6
2,5
8,5
Дмитровский
1,0
31,1
17,7
8,9
5,1
9,4
Троснянский
0,1
26,3
14,7
6,2
4,1
9,3
Кромской
0,5
33,2
21,7
6,9
3,5
8,9
Орловский
0,4
39,5
44,7
18,6
12,9
10,5
Мценский
0,0
32,2
41,0
17,4
8,4
10,3
9,8
429,8
534,3
455,2
229,7
9,3
0,6
25,9
32,2
27,4
13,8
Наименование
района
Всего
по области
%
72
В почвах калий находится в различных формах (необменнопоглощенный (фиксированный), обменно-поглощенный и водорастворимый)
между которыми существует подвижное равновесие. Растения в основном
поглощают калий в водорастворимых формах, который пополняется за счет
обменно-поглощенных, снижение концентрации последних возмещается за
счет фиксированной формы. Иногда этот процесс может идти в обратном
направлении.
Оч низк
Низк.
Среднее
Повыше-ное
Высокое
Оч высо-кое
Ср. взвеш.
Таблица 13. Содержание калия в пашне западной зоны
Орловской области VIII тур
Болховский
1,3
24,2
16,8
7,8
2,9
1,2
9,6
Знаменский
0,8
26,3
8,2
2,2
0,4
0,0
7,5
Хотынецкий
1,1
13,7
12,2
4,4
1,4
0,5
9,4
Шаблыкинский
5,5
16,1
6,6
3,4
1,5
0,6
8,0
Сосковский
0,3
16,0
9,9
2,7
1,1
0,2
8,7
Урицкий
0,4
14,5
16,2
5,6
2,7
0,7
10,1
Дмитровский
1,7
17,0
18,6
8,7
5,2
3,1
11,1
Троснянский
1,4
12,5
14,7
9,4
5,9
3,4
12,1
Кромской
0,2
17,8
26,6
10,1
2,6
0,2
10,1
Орловский
0,6
29,2
40,0
13,4
4,6
1,1
10,1
Мценский
0,6
10,7
27,0
18,0
8,9
3,6
12,5
14,1
232,0
399,9
480,3
241,9
55,7
10,7
1,0
16,3
28,1
33,7
17,0
3,9
Наименование
района
Всего
по области
%
Из данных таблиц (таблицы 12 и 13) видно среднее по значению
содержания калия в западном районе в обоих турах. IV тур показал, что
самым низким по обеспечению является Знаменский район, самым высоким
73
Орловский и Мценский. В VIII туре больше всего калия содержится также во
Мценском районе, помимо него отмечено небольшое повышение в
Троснянском и Дмитровских районах. В Орловском видно небольшое
снижение содержание гумуса. В динамике прослеживается небольшое
повышение уровня калия в пашне западной зоны по турам.
Анализируя почвенный покров западной зоны можно заключить, что
преобладающими почвами являются подтипы серых лесных почв, так как в
сумме они занимают 84,8% площади пашни, обладающие невысоким
естественным
плодородием.
С
целью
получения
высокого
урожая
культурных растений и поддержания надлежащего качества, на этих почвах
требуется, в первую очередь, нейтрализация их кислотности, внесения
высоких доз минеральных удобрений, прежде всего азотных, фосфорных,
калийных. Для поддержания плодородия почвы зоны нуждаются во
внедрении
комплекса
агроэкологических
мероприятий,
включающего
фитосанитарные мероприятия, выращивание различных сидеритов и т.д. [39].
На основании анализа материалов агрохимических обследований почвенного
покрова западной зоны можно отметить следующие негативные явления:
1) за последние 20-25 лет систематических наблюдений за основными
агрохимическими показателями почв, выявлено их ухудшение, отмечается
отрицательная динамика содержания элементов питания в пахотном слое;
2) в связи с несоблюдением системы противоэрозионных мероприятий
наблюдается
активное
развитие
эрозионных
процессов
на
сельскохозяйственных землях;
3) фиксируется техногенное загрязнение почв вредными веществами и
радионуклидами;
4)
отмечается
удобрений
и
нарушение
химических
рекомендуемых
мелиорантов
с
систем
применения
сельскохозяйственными
предприятиями западной зоны, что приводит к повсеместному снижению
плодородия почвы.
74
Механический состав почв зоны достаточно разнообразен, но в целом
характеризуется преобладанием тяжелых и средних суглинков. Согласно
сообщениям Тимошенко Н.В. в направлении с запада на восток происходит
смена лѐгких и средних суглинков тяжелыми. На юго-востоке отмечается
преобладание глинистых почв. На северо-западе и западе области по
долинам рек Вытебети, Неруссы, Навли отмечаются небольшие участки
супесчаных и песчаных почв.
Серые лесные почвы имеют площадь 296600 га (41% площади пашни)
и являются основными сельскохозяйственными землями. Подтип тѐмносерых лесных почв занимает площадь 185500 га (21%), и они находятся на
втором месте. На третьем месте по площади находятся светло-серые лесные
99860 га (9,1%). И наиболее плодородные для зоны чернозѐмы оподзоленные
занимают только 73610 га (7,6%) [44].
В настоящий момент очень важно грамотно оценить почвенные
ресурсы зоны и выработать методы рационального их использования. Это
возможно на основе моделирования. В настоящее время модели почвенного
плодородия (МПП) опираются, на традиционные виды районирования, в том
числе: на природно-сельскохозяйственное, земледельческое и почвенноагрономическое,
в
основе
которых
—
агроэкологические
аспекты
плодородия.
Следует признать, точность моделирования зависит от наличия
исходной информации, ее объективности, возможности получения и т.д.
Сложность получения исходной информации связана с тем, для расчетов
необходимы данные специальных, многолетних, очень затратных полевых
опытов, которые в западной зоне Орловской области не проводились.
Поэтому в наших расчетах мы вынуждены использовать материалы
почвенных пассивных экспериментов, опирающихся на принцип типичности
почвенного покрова и метод идентификации допускающий определенную
степень формализации. Следует признать, что это огрубляет МПП,
75
уменьшает их точность и корректность, но обеспечивает приближенное
решение задачи.
Таблица 14. Почвенно-экологический индекс по данным IV тура.
Троснянский
Кромской
Орловский
Мценский
1,09
1,05 1,12
1
1,14
1,14
1,15
1,09
0,55 0,57
0,56
0,54
0,52
0,55
0,49
0,56
0,56
0,57 0,54
1,04
1,04
1,04
1,04
1,04
1,04
1,04
1,04
1,04
Урицкий
Знаменский
Болховской
Сосковский
1,14
Хотынецкий
1,15
Показатели
2-V
0,62
П
0,97
Коэффицент на
степень водной
эрозии почв
0,83
Коэффицент на
гумус
Итоговый
почвенный
показатель
Коэффицент на
содержание
подвижного
фосфора
Дмитровский
Шаблыкинский
Районы
1,12
1
1
Коэффицент на
содержание
подвижного
калия
1
0,96
1
1
1
1
1
1
1
1
1
Коэффицент на
кислотность
0,94
1
1
1
0,94
1
1
1
1
1
1
1,04
1,04
0,97
1,04
1,04
1,04
1,04
1,04
1,04
59,2
67,7 67,7
68,9
65,2
Итоговый
агрохимический
показатель
0,94 0,96
Итоговый
климатический
показатель
Почвенноэкологический
индекс
9,3
60,1 63,6
67,7
65,2
58,6 66,4
76
Таблица 15. Почвенно-экологический индекс по данным VIII тура.
1
1,05
1,12
1
1,12
1,12
1,15 1,12
0,52 0,56
0,55
0,49
0,52
0,55
0,49
0,55 0,55
0,57 0,55
1
1
1,04
1,04
1,04
1,04
1,04
1,04
1,04
1,04
1,04
Коэффицент на
содержание
подвижного
калия
1
1
1
1
1
1
1
1,04
1
1,04
1
Коэффицент на
кислотность
1
1
1
1
1
1
0,94
0,94
1
1
1
Итоговый
агрохимический
показатель
1
1
1,04 1,04
1,04
1,04
0,97
1,01
1,04
1,08
1,04
55,2
64,5
66,4
71,5
66,4
0,62
П
0,97
Коэффицент на
степень водной
эрозии почв
0,83
Коэффицент на
гумус
Итоговый
почвенный
показатель
Коэффицент на
содержание
подвижного
фосфора
Итоговый
климатический
показатель
Почвенноэкологический
индекс
Мценский
Урицкий
Знаменский
Болховской
2-V
Орловский
Кромской
1,12
Сосковский
1,05 1,14
Показатели
Хотынецкий
Троснянский
Дмитровский
Шаблыкинский
Районы
9,3
60,4 65,1
66,4
59,2
62,8
66,4
Судя по таблицам (таблицы 14 и 15) можно увидеть, что в IV туре
наибольший
почвенно-экологический
индекс
содержат
Хотынецкий,
Троснянский и Кромской районы. Наименьший показатель принадлежит
Сосковскому и Дмитровскому районам. В VIII туре динамика меняется и
наибольший почвенно-экологический индекс принадлежит уже Орловскому
77
району. Наименьшие показатели остаются также в Дмитровском районе,
меньше стало и в Шаблыкинском. В целом можно отметить, что спустя с
1988 года, при проведении анализов IV тура почвенно-экологический индекс
в целом по западному району незначительно снизился по сравнению с VIII
туром. Снижении ПЭи можно отметить в Хотынецком, Шаблыкинском,
Дмитровском, Троснянском и Кромском районах.
78
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Теоретической
основой
исследования
послужили
научные
и
методические разработки в области агроэкологической оценки почв.
Можно сделать обоснованный вывод, в почвах западной зоны особенно в
течение последнего десятилетия двадцатого века, отмечается значительное
снижение содержания органического вещества. Согласно материалам IV тура
(1983 — 1988 гг.) обследований, усредненное содержание гумуса в почвах
западной зоны равнялось 4,4%, то по материалам VIII тура (2007 — 2014 г.г.
только 3,9%, что является существенным и показывает падение плодородия
почв. Самое низкое значение приходится на Дмитровский район в IV туре,
более обеспеченными по гумусу являются Знаменский и Орловский районы. В
VIII туре Дмитровский район так же остается менее обеспеченным по гумусу,
хотя и немного и увеличен. Орловский и Знаменский так же сохранили
лидирующие позиции по гумусу, но в общем по западному району видим
снижение плодородия.
В то же время на территории зоны широко представлены почвы в той или
иной степени поврежденные процессами эрозии, больше половины, подвержена
слабой водной эрозии благодаря расчлененности рельефа и активной
повсеместной сельскохозяйственной деятельности. Наблюдаются пятнистости
и комплексы с широким участием эродированных почв. По нашему мнению на
пашнях зоны, даже на склонах крутизной 2о, необходимо внедрение
противоэрозионного комплекса мероприятий и выведения смытых почв из
полевых севооборотов. Все обследованные почвы зоны, имеют кислую
реакцию, и их кислотность между обследованиями увеличивается, но это
увеличение следует признать незначительным. В IV туре самыми кислыми
почвами оказались почвы Орловского и Кромского районов. Матереалы VIII
тура показали, что их стало чуть больше – это Урицкий, Знаменский,
Хотынецкий и Орловский районы. Поэтому большая часть почв нуждается в
известковании.
79
В основном в зоне распространены серые лесные почвы, для получения
больших урожаев требующие высоких доз минеральных удобрений, так как
наблюдается небольшая нехватка калия и фосфора. По полученным данным
можно отметить, что в Болховском и Знаменском районах в обоих турах
отмечается среднее содержание фосфора в пашне, в остальных районах
значение придерживается повышенного уровня. Если сравнивать IV и VIII
туры, то в VIII туре видно небольшое повышение содержание фосфора по всем
районам западной области. Анализируя динамику содержания доступного
фосфора на пашнях зоны, можно сделать вывод о его дефиците в период
вегетации культурных растений почти на всех типах почв. Из данных таблиц
видно среднее по значению содержания калия в западном районе в обоих турах.
IV тур показал, что самым низким по обеспечению является Знаменский район,
самым высоким Орловский и Мценский. В VIII туре больше всего калия
содержится также во Мценском районе, помимо него отмечено небольшое
повышение
в
Троснянском
и
Дмитровских
районах.
В
динамике
прослеживается небольшое повышение уровня калия в пашне западной зоны по
турам. Однако этого всѐ равно не достаточно для полноценного обеспечения
почвы калием и фосфором.
Светло-серые
почвы
приурочены
к
самым
верхним
частям
приводораздельных пространств и положительным формам микрорельефа. В
средних частях пологих склонов они сменяются серыми лесными почвами, и
темно-серыми в том числе слабоэродированными. Эти структуры почвенного
покрова агрономически однородны. Около 8% площади пашни занимают
оподзоленные черноземы наиболее плодородные почвы зоны.
Вычисление почвенно-климатического показателя по районам зоны
показало, что он не отличается в пределах зоны. В IV туре наибольший
почвенно-экологический
индекс
содержат
Хотынецкий,
Троснянский и
Кромской районы. Наименьший показатель принадлежит Сосковскому и
Дмитровскому районам. В VIII туре динамика меняется и наибольший
почвенно-экологический индекс принадлежит
уже Орловскому району.
80
Наименьшие показатели остаются также в Дмитровском районе, меньше стало
и в Шаблыкинском. В целом можно отметить, что спустя с 1988 года, при
проведении анализов IV тура почвенно-экологический индекс в целом по
западному району незначительно снизился по сравнению с VIII туром.
Снижении ПЭи можно отметить в Хотынецком, Шаблыкинском, Дмитровском,
Троснянском и Кромском районах.
На основании изучения материалов и с учетом структуры почвенного
покрова можно заключить, что состояние почвенного покрова западной зоны
Орловской области находится в основном в удовлетворительном состоянии.
Вычисление почвенного экологического индекса показало, что в IV туре
наибольший
почвенно-экологический
индекс
содержат
Хотынецкий,
Троснянский и Кромской районы. Наименьший показатель принадлежит
Сосковскому и Дмитровскому районам. В VIII туре динамика меняется и
наибольший почвенно-экологический индекс принадлежит уже Орловскому
району. Наименьшие показатели остаются также в Дмитровском районе,
меньше стало и в Шаблыкинском. В целом можно отметить, что спустя с 1988
года, при проведении анализов IV тура почвенно-экологический индекс в целом
по западному району незначительно снизился по сравнению с VIII туром.
Снижении ПЭи можно отметить в Хотынецком, Шаблыкинском, Дмитровском,
Троснянском и Кромском районах.
81
Список литературы
Агроэкологическая оценка земель и оптимизация землепользования
1.
/ Черногоров А.Л., Чекмарев П.А., Васенев И.И., Гогмачадзе Г.Д. — М.:
Издательство МГУ. — 2012. — 268 с.
Агроэкологическая оценка земель, проектирование адаптивно-
2.
ландшафтных систем земледелия и агротехнологий. /Под редакцией академика
РАСХН В.И. Кирюшина, академика РАСХН А.Л. Иванова: Методическое
руководство. — М.: ФГНУ «Росинформагротех», 2005. — 784с.
Агроэкология.
3.
Методология,
технология,
экономика
/В.
А.
Черников, И. Г. Грингоф, В. Т. Емцев и др. Под ред. В. А. Черникова, А. И.
Чекереса. — М.: КолосС, 2004. — 400 с.
Акимова Т.А, Хаскин В.В. Экология. Человек - Экономика - Биота -
4.
Среда. — М.: ЮНИТИ-ДАНА, 2008. — 495с.
5. Баздырев Г.И., Туликов А.М., Сафонов А.Ф. Земледелие. Практикум.
— М.: Инфра-М, 2015. — 424 с.
Блисов Т.М., Магамбетов И.С. Агроэкологическая оценка почв и
6.
продуктивность пахотных земель //«3i: intellect, idea, innovation - интеллект,
идея,
инновация»:
многопрофильный
научный
журнал
Костанайского
государственного университета им. А. Байтурсынова - № 3, сентябрь 2014 г. —
С. 50 — 57.
7.
Богачев А.И. Зональное размещение и выбор рациональной
региональной специализации как основа финансовой устойчивости сельского
хозяйства области // Развитие АПК: проблемы реализации национальных
проектов: материалы научно- практической конференции молодых ученых 27
— 28 февраля 2007г. — Орел: изд-во ОрелГАУ, 2007 — с. 35 — 38.
8.
Булгаков Д.С. Агроэкологическая оценка пахотных почв — М.:
Почвенный институт им. В.В. Докучаева, 2002. — 252 с.
9. Васенев И. И., Мешалкина Ю.Л., Грачев Д.А. Геоинформационные
системы в почвоведении и экологии. – М.: РГАУ — МСХА, 2010. — 189 с.
10. Васенев И.И., Васенева Э.Г. Перспективы использования цифровых
82
почвенных карт и специализированных систем поддержки принятия решений
для агроэкологической оптимизации земледелия в условиях ЦентральноЧерноземного
региона
России
//
Цифровая
почвенная
картография:
теоретические и экспериментальные исследования. — М., 2012. — С. 155 —
176.
11.
Васенев
И.И.,
Панова
Е.И.
Современные
достижения
в
оптимизации агроландшафтов и организации устойчивых агроэкосистем: Учеб.
пособие — М., 2008. — 105 с.
12.
Герасимова М.И. Деградация почв: методология и возможности
картографирования / М.И. Герасимова, Н.А. Караваева, В.О. Таргульян
//Почвоведение. — 2000. — № 3. — С. 358 — 365.
13.
Дабахова
Е.В.
Эколого-агрохимическая
оценка
применения
различных систем удобрения на светло-серой лесной почве: Автореф. дис. ...
канд. с.-х. наук: ВНИИ «Агроэкоинформ» / Е.В. Дабаова. — М., 1998. — 21 с.
14. Добровольский Г.В., Урусевская И.С. География почв. — М.: МГУ. —
2004. — 400 с.
15.
Калинин А.И. Экологические аспекты фосфатного режима дерново-
подзолистых
почв
на
покровных
суглинках.
//Экологоагрохимические,
технологические аспекты развития земледелия Среднего Поволжья и Урала. —
Казань, 1995. — С. 46 — 52.
16.
Карманов И.И. Оценка плодородия почв //Методика комплексной
агрономической характеристики почв. — М.: Почв. ин-т им. В.В. Докучаева,
1985. — С. 12 — 23.
17.
Карманов
И.И.,
Булгаков
Л.С.
Методика
почвенно-
агроклиматической оценки пахотных земель для кадастра // - М.: Изд-во ООО
АПР, 2012. - 121 с.
18. Кидин В.В., Дерюгин И.П., Кобзаренко В.И. Практикум по
агрохимии. — М.: КолосС, 2008. — 599 с.
19.
Кирюшин В.И. Агрономическое почвоведение. — М.: КолосС,
2010. — 687с. — (Учебники и учеб. пособия для студентов высш. учеб.
83
заведений).
Кирюшин В.И. Агроэкологическая оценка земель и почвенно-
20.
ландшафтное картографирование для проектирования адаптивно-ландшафтных
систем
земледелия
//
Теория
адаптивно-ландшафтного
земледелия
и
проектирование агроландшафтов. — М.: КолосС, 2011. — С. 159 — 204.
21.
Козмин В.М. Агроэкологическая оптимизация плодородия почв,
загрязненных радионуклеотидами в Центральной лесостепи / Автореф. дис.
...докт. с.-х. наук. 03.00.16. Орел, 2006. — 43 с.
22.
Концепция развития агропромышленного комплекса региона. —
Орел, 2003. – 184 с
23.
Королева И.Е. Критерии выбора показателей устойчивости почв к
агроистощению по фосфору и калию // Устойчивость почв к естественным и
антропогенным воздействиям. — М: Почвенный ин-т им. В.В. Докучаева
РАСХН, 2002. — С. 38.
24.
Кулиджанов Г.В. Экологическое состояние почвенного покрова
Одесской области // Агроекологічний журнал. — 2010. — № 4. — С. 60 — 64.
25.
Куст Г.С. Почвы — многофункциональный ресурс и природное
богатство. Ресурсология почв и почвенно-экологическая оценка //Почвы в
биосфере и жизни человека: монография. — М.: ФГБОУ ВПО МГУЛ, 2012. —
С. 322-356.
26.
Лобков В.Т., Козмин В.М., Макеева Т.Ф. Гумусовое состояние
пахотных почв Орловской области / В.Т. Лобков, В.М. Козмин, Т.Ф. Макеева.//
Образование, наука и производство. — 2014, №2. — С.97 — 103.
27.
Лопырев М.И., Макаренко С.А. Агроландшафты и земледелие. —
Воронеж, 2001.
28.
Маринина
О.А.
Обоснование
диагностических
признаков
почвенного плодородия в лесостепной и степной зонах для рационального
использования земель сельскохозяйственного назначения //Автореферат канд.
дисс. 25.00.26. — М.: 2014. — 23 с.
29.
Маринина
О.А.
Совершенствование
почвенно-экологического
84
мониторинга для рационализации использования земель сельскохозяйственного
назначения //Материалы ежегодной международной научной конференции
студентов и аспирантов, посвященной памяти профессора Г.П. Дубинского
«Географические исследования: история, состояние, перспективы». — Харьков.
— 2011. — Вып. 4. — С. 151 — 153.
30.
оценки
Медведева О.В. Методические рекомендации по осуществлению
эколого-экономической
эффективности
проектов
намечаемой
хозяйственной деятельности. — М.: Изд. «СОЮЗЭКСПЕРТИЗА» ТПП
РОССИИ, 2004. — 84 с.
31. Методика агроэкологической типизации земель в агроландшафте /Ред.
Васенѐв И.И. — М.: Россельхозакадемия, 2004. — 80 с.
32. Методические указания по проведению комплексного мониторинга
почв земель сельскохозяйственного назначения /Под ред. Л.М. Державина и
Д.С. Булгакова). — Изд-во: Росинформагротех, 2003 г. — 240 стр.
33.
Методы агроэкологического мониторинга на реперных участках. —
М., Россельхозакадемия, ЦИНАО, 2002. — 57 с.
34.
Милащенко Н.З., Соколов О.А., Брайсон Т., Черников В.А.
Устойчивое развитие агроландшафтов. — Т. 1, 2. — Пущино: ОНТИ ПНЦ РАН,
2000.
35.
Минкина Т.М. Методические аспекты почвенно-экологического
мониторинга // Плодородие — 2002. — № 5 (8). — С. 33 — 35.
36.
Миронова,
И.В.
Эколого-хозяйственный
баланс
земель
агроландшафтов Орловской области / И.В. Миронова / Проблемы региональной
экологии.
2012.
—
№1.
—
с.74
—
—
78.
http://www.pochva.com/?content=3&book_id=0625
37.
Морев Д.В., Васенев И.И. Агроэкологическая оценка земель в
условиях повышенной пестроты почвенного покрова Владимирского Ополья
//АгроЭкоИнфо
(электронный
https://istina.msu.ru/journals/93455/
журнал),
том
1,
№
23,
с.
2
—
85
38.
Моськин Р. В. Территориальная организация сельской местности
Центральной России / Автр. канд. дисс. 25.00.24. — М., 2006. — 19 с.
39.
Организационно-экономические
основы
стимулирования
рационального использования сельскохозяйственных земель и производство
экологически
безопасной
продукции
(методическое
пособие).
—
М.:
ВНИИЭСХ. — 2006. — 302с.
40.
Поветкина Н.Л. Состояние и резервы калия и фосфора в серых
лесных почвах Владимирского ополья Ярославской области — Дисс. на соиск
канд биол. наук… — М., 2008. — 158. //Научная библиотека диссертаций и
авторефератов disserCat — http://www.dissercat.com/content/sostoyanie-i-rezervykaliya-i-fosfora-v-serykh-lesnykh-pochvakh-vladimirskogo-opolyayarosla#ixzz4iC9esWum
41. Полевой А.Н. Базовая модель оценки агроклиматических ресурсов
формирования
продуктивности
сельскохозяйственных
культур.
//Метеорология, климатология и гидрология. — № 48. — 2004. — С. 195 — 205.
42.
Польмакова Н.В., Коломейченко А.С. Анализ эффективности
использования
земельных
ресурсов
Орловской
области
на
основе
инновационных технологий 2015 — http://uecs.ru/uecs-83-832015/item/37922015-11-06-06-42-31
43.
Постановление главы администрации Орловской области от 01
июня 1998 г. №293 «Об утверждении положения о проведении инвентаризации
и оценке земель в Орловской области» — http://docs.cntd.ru/document/974203998
44. Посыпанов Г.С. Растениеводство. Практикум. — М.: НИЦ ИНФРА-М,
2015. — 255 с.
45.
Применение и верификация почвенно-экологического индекса при
оценке структур почвенного покрова пахотных угодий / Д.С. Булгаков [и др.] //
Почвоведение. — 2013. — № 11. — С. 1367 — 1376.
46.
Природные ресурсы и окружающая среда России. Аналитический
доклад / Под ред. Б.А. Яцкевича, В.А. Пака, Н.Г. Рыбальского. – М.: Изд-во
«НИА Природа» и РЭФИА, 2001.
86
47.
Радыгина В.И. Флора и растения Средней России / Матер. научн.
конф. Орел, 3 — 5 окт. — 1997. — С.6 — 7.
48.
Распоряжение Правительства Орловской области от 24 мая 2017 г.
N 203-р «Об утверждении Инвестиционной стратегии Орловской области
«Открытый
Орел»
на
период
до
2020
года»
—
ГАРАНТ.РУ:
http://www.garant.ru/hotlaw/orel/1115210/#ixzz4jZbJnEWs
49.
Рейнгард Я.Р. Агроэкологическая оценка почвенного покрова и
районирование территории Омской области. — Омск: Изд-во ФГОУ ВПО Омск
ГАУ, 2008. — 158 с.
50.
Тимошенко Н.В. Геоэкологический анализ природных условий
Орловской области: дис. канд. геогр. наук — Воронеж, 1999. — 152 с.
//Научная
библиотека
диссертаций
и
авторефератов
disserCat
—
http://www.dissercat.com/content/zoologicheskie-yadra-kak-strukturnye-elementyekologicheskoi-seti-na-primere-orlovskoi-oblas#ixzz4k3wRaNFG
51.
Титова В.И., Дабахова Е.В., Дабахов М.В. Рекомендации по оценке
экологического
состояния
почв
как
компонента
окружающей
среды
/Нижегородская гос. с.-х. академия. — Н. Новгород: НГСХА, Изд-во ВВАГС,
2004. — 68 с.
52.
Тооминг
Х.Г.
Экологические
принципы
максимальной
продуктивности посевов. — Л.: Гидрометеоиздат, 1984. – 264 с.
53.
Устойчивое
развитие
сельских
территорий.
—
М.:
ФГНУ
«Росинформагротех». — 2004. — 312с.
54.
Черников В.А., Милащенко Н.З., Соколов О.А. Экологическая
безопасность и устойчивое развитие. Книга 3. Устойчивость почв к
антропогенному воздействию. — Пущино: ОНТИ ПНЦ РАН, 2001.
55. Шеин
Е.В.,
Иванов
А.Л.,
Бутылкина
М.А.,
Мазиров
М.А.
Пространственно- временная изменчивость агрономических свойств комплекса
серых лесных почв в условиях интенсивного сельского хозяйства //
Почвоведение, 2001. № 5. — С. 578 — 584.
87
56.
Шишов Л.Л., Дурманов В.И., Карманов И.И., Ефремов В.В.
Теоретические основы и пути регулирования плодородия почв // М: —
Агропромиздат, 1991 — 304 с.
88
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа