98434

АГРОПОВЕННЫЙ МОНИТОРИНГ НА ДЕФЛЯЦИОННООПАСНЫХ ЗЕМЛЯХ ПОЛЕСЬЯ

Дипломная

Лесное и сельское хозяйство

Агроэкологический анализ современного состояния земель мелиорированных территорий Полесья. Краткая характеристика условий формирования почвенного покрова в Полесье. Современная структура земельных угодий. Динамика почвенного покрова и характеристика дефляционноопасных почв. Экономические и экологические последствия осушения болот и разрушения торфяного слоя.

Русский

2015-11-03

36.09 MB

1 чел.

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ

БЕЛОРУССКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

ГЕОГРАФИЧЕСКИЙ ФАКУЛЬТЕТ

Кафедра почвоведения и земельных информационных систем

ДЫДЫШКО

Сергей Васильевич

АГРОПОВЕННЫЙ МОНИТОРИНГ НА ДЕФЛЯЦИОННООПАСНЫХ ЗЕМЛЯХ ПОЛЕСЬЯ

Дипломная работа

                                                                  Научный руководитель:

                                         кандидат сельскохозяйственных наук,

                                                                  доцент А.Ф. Черныш

Допущена к защите

«___» ____________ 2015 г.

Зав. кафедрой почвоведения и земельных информационных систем

доктор сельскохозяйственных наук, профессор Н.В. Клебанович

Минск, 2015


ОГЛАВЛЕНИЕ

       

ВведенИЕ…………………………………………………………………...

3

ГЛАВА 1. Агроэкологический анализ современного состояния земель мелиорированных территорий Полесья……………………………………….............................................

5

1.1 Краткая характеристика условий формирования почвенного

покрова в Полесье……………………………………………………..........

5

1.2 Современная структура земельных угодий…………………………...

7

1.3 Динамика почвенного покрова и характеристика дефляционноопасных почв…………………………………..........................

9

1.4 Экономические и экологические последствия осушения болот и разрушения торфяного слоя…………………………………………………

10

ГЛАВА 2. Характеристика ОБЪЕКТОВ АГРОПОЧВЕННОГО МОНИТОРИНГА И МЕТОДИКА его Проведения………………….

13

  2.1 Объекты исследований………………………………………………..

13

  2.2 Методика мониторинга………………………………………………..

17

   2.3 Метеорологические условия проведения мониторинговых наблюдений…………………………………………………………………...

44

ГЛАВА 3. НЕКОТОРЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ АГРОПОЧВЕННОГО МОНИТОРИНГА НА ДЕФЛЯЦИОННООПАСНЫХ ЗЕМЛЯХ ПОЛЕСЬЯ ……………………………………………………………………

20

   3.1 Оценка неоднородности почвенного покрова………………………

   3.2 Водно-физические свойства почв объектов мониторинговых наблюдений и уровень их окультуренности………………………………..

   3.3 Производительная способность почв мелиорированных территорий……………………………………………………………………

   3.4 Количественная оценка дефляционной опасности территории ключевых участков…………………………………………………………...    

20

 23

 27

 29

ГЛАВА 4. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ АГРОПОЧВЕННОГО МОНИТОРИНГА ДЛЯ ОПТИМИЗАЦИИ ЗЕМЛЕПОЛЬЗОВАНИЯ …...

 4.1 Мероприятия по борьбе с ветровой эрозией……………………….....      

 4.2 Организация территории в дефляционноопасных агроландшафтах...

 4.3 Формирование севооборотов и структуры посевных площадей в районах распространения ветровой эрозии………………………………...

 4.4 Особенности применения удобрений на дефлированных почвах…...

ЗАКЛЮЧЕНИЕ………………………………………………………………

33

 78

 99

 

 88

 45

 

 78

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ………………………...

 

 34

РЕФЕРАТ

 Работа: 80 с., 20 рис., 3 табл., 20 источников.  

ПОЧВЫ, ПОЧВЕННЫЙ ПОКРОВ, ДЕФЛЯЦИОННАЯ ОПАСНОСТЬ, ДЕГРАДАЦИЯ ПОЧВЕННОГО ПОКРОВА, АГРОТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ГРУППЫ ЗЕМЕЛЬ, СЕВООБОРОТЫ

Объект  почвенный покров мелиорированных территорий Полесской почвенно-экологической провинции. Цель исследований – обеспечение развития мониторинговых наблюдений за изменением компонентного состава почвенного покрова осушенных территорий Полесья и количественной оценки интенсивности процессов ветровой эрозии на обрабатываемых землях. Методы исследования: наблюдение, сравнение, измерение, эксперимент, обобщение, анализ, исторический, описательный, математическая статистика.

В пределах исследуемых районов создана репрезентативная сеть мониторинговых наблюдений за изменением компонентного состава почв дефляционноопасных мелиорированных территорий. Для этого подобраны ключевые участки и стационарные площадки наблюдений, заложены почвенные разрезы, выполнены необходимые картометрические измерения по разновременным материалам крупномасштабных исследований, проведены наблюдения за динамикой влажности, физическим свойствам и производительной способностью почв, определена количественная оценка дефляционной опасности, даны рекомендации по рациональному использованию дефляционноопасных земель и приведен комплекс мероприятий по предотвращению и ослаблению дефляции почв.

Результаты, полученные в ходе исследований, в последующем послужат основой для разработки экологически безопасной и экономически эффективной системы землепользования в Полесском регионе.

РЭФЕРАТ

Работа: 32 с., 20 мал., 3 табл., 20 крыніц.

ГЛЕБЫ, ГЛЕБАВАЕ ПОКРЫВА, ДЭФЛЯЦЫЙНАЯ НЕБЯСПЕКА, ДЭГРАДАЦЫЯ ГЛЕБАВАГА ПОКРЫВА, АГРАТЭХНАЛАГІЧНЫЯ ГРУПЫ ЗЕМЛЯЎ, СЕВАЗВАРОТЫ

Аб'ект глебавае покрыва меліярыраваных тэрыторый Палескай глебава-экалагічнай правінцыі. Мэта даследаванняў забеспячэнне развіцця маніторынгавых назіранняў за змяненнем кампанентнага складу глебавага покрыва асушаных тэрыторый Палесся і колькаснай ацэнкі інтэнсіўнасці працэсаў ветравой эрозіі на апрацоўваемых землях. Метады даследавання: назіранне, параўнанне, вымярэнне, эксперымент, абагульненне, аналіз, гістарычны, апісальны, матэматычная статыстыка.

У межах даследуемых раёнаў створана рэпрэзентатыўная сетка маніторынгавых назіранняў за змяненнем кампанентнага складу глеб дыфляцыйннанебяспечных меліярыраваных тэрыторый. Для гэтага падабраны ключавыя ўчасткі і стацыянарныя пляцоўкі назіранняў, закладзены глебавыя разрэзы, выкананы неабходныя картаметрычныя вымярэнні па розначасовых матэрыялах буйнамаштабных даследаванняў, праведзены назіранні за дынамікай вільготнасці, фізічных уласцівасцяў і прадукцыйнай здольнасцю глеб, вызначана колькасная адзнака дэфляцыйнай небяспекі, дадзены рэкамендацыі па рацыянальным выкарыстанні дэфляцыйнанебяспечных зямель і прыведзены комплекс мерапрыемстваў па прадухіленні і паслабленн і дэфляцыі глебаў. Вынікі, атрыманыя ў ходзе даследаванняў, у наступным паслужаць асновай для распрацоўкі экалагічна бяспечнай і эканамічна эфектыўнай сістэмы землекарыстання ў Палескім рэгіёне.

ABSTRACT

Paperwork: 80 p., 20 Fig., 3 tab., 20 sources.

SOIL, TOPSOIL, DEFLATIONARY DANGER, DEGRADATION OF SOIL, AGRICULTURAL TECHNOLOGY GROUP LAND, CROP ROTATIONS

Object the soil cover on reclaimed areas of the Polesie soil-ecological province. The research focused on the development of monitoring for changes in the component composition of soil drained areas of woodland and quantitative assessment of the intensity of the processes of wind erosion on cultivated land. Research methods: observation, comparison, measurement, experiment, synthesis, analysis, historical, descriptive, mathematical statistics.

Within the study areas have been established a representative network of monitoring observations by the change in the component composition of the soil deflationary reclaimed areas. For this selected key areas and stationary platforms of observation, soil cuts, made necessary cortometrajes measurements on multi-temporal content of large-scale studies conducted by monitoring moisture, physical properties and productive capacity of soils, the quantitative assessment of deflationary risk, recommendations for the rational use deflationary lands and the complex of measures for the prevention and attenuation of soil deflation.

The results obtained during the research, can later serve as the basis for the development of environmentally safe and efficient system of land use in Polissya region.


Введение

Белорусское Полесье является уникальной физико-географической провинцией с большими подземными богатствами, мягким климатом, разнообразными растительными ресурсами, сложным и контрастным почвенным покровом, неповторимыми природными ландшафтами. Вместе с тем это регион с широким распространением болот и заболоченных земель. Естественно, что во многих районах Брестской и Гомельской, в меньшей степени – Минской и Могилевской областей, где доминируют полесские ландшафты, земледелие носило по существу островной характер, обусловленный наличием торфяных болот, общей площадью около 2,5 млн га. Все эти обстоятельства сыграли решающую роль в проведении осушительных мелиораций, начатых еще в конце 19-го века и продолженных во все возрастающих объемах в середине и конце 20-го века. К началу 80-х годов, например, площадь осушенных земель в Белорусском Полесье достигла          1,3 млн га. В результате в ряде районов (Ганцевичском, Лунинецком, Пинском, Ельском, Житковичском, Лельчицком, Калинковичском, Петриковском, Октябрьском, Любанском, Солигорском) земледелие на 60-80% размещается на осушенных землях.

Последствия обширной мелиорации, проведенной в Полесье, сопровождающейся существенными изменениями водного, воздушного, теплового режимов в сочетании с техногенными воздействиями объективного и субъективного характера, зачастую носят негативную окраску и способствуют нарушению экологического равновесия. К ним относятся изменения в годовом распределении и объеме осадков, появление поздних весенних и ранних осенних заморозков, прогрессирующая деградация торфяно-болотных почв, резкое возрастание неоднородности почвенного покрова, пыльные бури и, как итог – снижение производства сельскохозяйственной продукции. В цепи этих негативных явлений развитие эрозионных процессов, ярким проявлением которых являются пыльные бури, занимает едва ли не первоочередное место. Масштабам распространения дефляции благоприятствует явное преобладание на территории Полесья дефляционно неустойчивых почвообразующих пород – песчаных и торфяных (осушенных). По данным Института почвоведения и агрохимии НАН Беларуси, при современном характере использования обрабатываемых земель Полесья ежегодные потери мелкозема почвы с дефляционными процессами составляют около 10 т/га в год.

Ветровая эрозия является одним из наиболее распространенных видов деградации почв, наносящих большой экономический и экологический ущерб. Она относится к числу тех глобальных проблем, актуальность которых не только не уменьшается в ходе исторического развития, но и приобретает все большую остроту.

Проблема эрозии почв актуальна для Беларуси, так как особенности рельефа, геоморфологии, характер почвообразующих пород и интенсивная антропогенная нагрузка на почвенный покров обусловили значительное ее развитие. Проведенные исследования показывают, что на пахотных землях ежегодно с одного гектара выносится ветром в среднем 10-15 тонн твердой фазы почвы, 150-180 кг гумусовых веществ, безвозвратно теряется до 10 кг азота, 4-5 кг фосфора и калия, 5-6 кг кальция и магния. Потери гумуса и элементов питания, ухудшение агрофизических, биологических и агрохимических свойств отрицательно сказываются на производительной способности почв.

Деградация почвенного покрова осушенных и сопредельных территорий в результате антропогенного воздействия повлекла за собой деградацию всех составляющих полесских ландшафтов, привела к нарушению их средообразующих функций на всей территории Полесья. И для того, чтобы сохранить этот уникальный регион Беларуси необходимо принять специальные меры. В частности, необходима организация и ведение агропочвенного мониторинга на осушенных территориях. Предполагается создание репрезентативной сети наблюдений на дефляционноопасных землях, установление направленности изменения структуры почвенного покрова в интенсивных системах земледелия и количественную оценку интенсивности процессов ветровой эрозии при различном сельскохозяйственном использовании обрабатываемых земель.

В связи с этим целью данной работы является обеспечение развития мониторинговых наблюдений за изменением компонентного состава почвенного покрова осушенных территорий Полесья, подвергающихся ветровой эрозии. 

Объектом исследований является почвенный покров мелиорированных территорий Полесской почвенно-экологической провинции (Жабинковского, Ивацевичского, Пинского и Лунинецкого районов).

 В процессе исследований необходимо решить следующие задачи:

  1.  Провести сравнительный агроэкологический анализ современного состояния земель Полесья.
  2.   Охарактеризовать объекты агропочвенного мониторинга и определить методические подходы его проведения на дефляционноопасных землях.
  3.   Выявить закономерности в изменении компонентного состава почв ключевых объектов мониторинговых наблюдений на основе разновременных почвенных карт.
  4.   Провести количественную оценку дефляционной опасности почв мелиорированных территорий и дефляционного потенциала ветра при различных пороговых скоростях.
  5.   Выполнить анализы почвенных образцов для определения агрофизических и агрохимических свойств.
  6.   Определить  основные водно-физические свойства исследуемых почвенных разновидностей, их производительную способность.
  7.   На основе результатов агропочвенного мониторинга разработать комплекс мероприятий по предотвращению и ослаблению дефляции почв, который включает организационно-хозяйственные, агротехнические и лесомелиоративные меры борьбы.
  8.    Дать представление об агротехнологических группах сельскохозяйственных земель Полесья.
  9.   Разработать программу по рациональному землепользованию, опираясь на формирование экологически и экономически обоснованных дифференцированных севооборотов и структуры посевных площадей, а также эффективной системы внесения органических и минеральных удобрений для каждой агротехнологической группы земель.

Результаты, полученные в ходе исследований, послужат основой для разработки экологически безопасной и экономически эффективной системы землепользования в Полесском регионе.

Необходимо отметить, что в настоящее время предпринимаются огромные усилия для изучения процессов ветровой эрозии и разработки эффективных мер борьбы с ней. Успешное решение этой, несомненно глобальной и экологически ярко выраженной проблемы, в значительной степени зависит от учета региональных особенностей возникновения и развития эрозионных процессов. Это стимулирует разработку приемов защиты почв от ветровой эрозии на основе детальной почвенно-экологической характеристики территории, установленных количественных параметров устойчивости почв к ветровой эрозии и нормативной оценки противоэрозионной роли элементов почвозащитного земледелия.

Исходными данными для выполнения работы явились результаты полевых экспериментальных исследований, фондовые материалы Института почвоведения и агрохимии НАН Беларуси, материалы крупномасштабных почвенных обследований, выполняемых институтом «Белгипрозем», а также рекомендации по проектированию противоэрозионных комплексов и использованию дефляционноопасных земель в Полесской почвенно-экологической провинции.

1.1  Краткая характеристика условий формирования почвенного покрова  в  Полесье

Полесье занимает обширное пространство площадью более 130 тыс. км2 на территории Польши, Украины, Беларуси и Брянской области России. Белорусская часть Полесья занимает значительную часть Брестской, Гомельской, небольшую часть на юге Минской и юго-западе Могилевской областей. На севере ограничивается холмисто-равнинными пространствами центральной части Беларуси, на юге – Украинским Полесьем. Простирается с запада на восток на 500 км, с севера на юг почти на 200 км.

Белорусское Полесье представляет в общем плане огромную заболоченную низину, простирающуюся от Буга до Сожа. Своеобразие рельефа региона определяется широким развитием сильно заболоченных аллювиальных, озерных, озерно-аллювиальных и водно-ледниковых равнин с разнообразными формами эоловой аккумуляции (рисунок 1.1). 

 

Рисунок 1.1 – Геоморфология Белорусского Полесья [сост. авт. по 10]


Сохранившиеся повышенные участки краевых ледниковых образований, в частности, Мозырская гряда, Юровичская возвышенность, Хойникско-Брагинские высоты, Загородье имеют ограниченное распространение, и образуют вытянутые в широтном направлении полосы, придающие рельефу Полесья волнистый характер  (рисунок 1.2).

На наиболее пониженной части Полесской низины (100-130 м) распространены болота и заболоченные участки с песчаными дюнами, мелкими холмами, озерными котловинами и древними береговыми валами Припяти и ее притоков, частично переработанными эоловыми процессами. Помимо эолового фактора в формировании современного почвенного покрова большую роль играет деятельность Припяти и ее главных притоков, заключающаяся в создании плодородных пойменных дерновых заболоченных почв.

Почвенный покров формируется на почвообразующих породах различного генезиса, представленных преимущественно породами легкого гранулометрического состава – песками, в меньшей степени супесями водно-ледникового, древне- и современного аллювиального, озерного происхождения. Ограниченное распространение имеют лессовидные и моренные суглинки. Последние чаще встречаются на небольшой глубине, особенно в северной части региона, образуя, таким образом, двучленное строение почвообразующих пород. Зато широкое распространение получили органогенные породы, представленные преимущественно мелкозалежными торфяниками.

В результате приближения подземных вод из более глубоких слоев к поверхности происходит обогащение почвенных вод, почв и растений отдельными химическими элементами и СаСО3.

В климатическом отношении Полесье отличается наиболее высокими температурами лета и зимы. Средняя температура июля +18-19 0С, максимальная – +39 0С; июльские изотермы вытянуты с запада на восток в широтном направлении; январские изотермы имеют почти меридиональное направление   (-4 0С на западе и -7 0С – на востоке; абсолютный минимум – минус 36 0С).

Вегетационный период – самый длинный в Беларуси – 192-209 суток. Период с температурой выше 10 0С – 151-160 суток, за этот период накапливается тепла на 150-200 0С больше, чем в Центральной провинции. Годовая сумма осадков составляет 550-600 мм. Коэффициент увлажнения местами ниже 0,8 [9]. Относительная влажность – 78-80%, среднее количество сухих дней (с влажностью менее 30%) – 79. Раз в 10 лет выпадает более 660 мм осадков, в особенно засушливые годы – менее 400 мм. Средняя мощность снегового покрова – 13-16 см, продолжительность залегания его – 70-111 суток. В теплый период выпадает 70 % осадков. Средняя скорость ветра – 3,2-4,0 м/с, среднее количество дней с ветром более 15 м/с – 3,1-4,2 суток. Преобладают ветра западных и северо-западных направлений.

Естественная растительность региона представлена лесами, лугами, болотами. На водоразделах и надпойменных террасах чаще распространены сосновые и широколиственно-сосновые леса.

Широколиственные леса, преимущественно дубовые, типичны для моренных возвышенностей, а также надпойменных террас. На пониженных богатых местоположениях – ясенево-дубовые и ясеневые, на низинных болотах характерны массивы черноольховых и пушистоберезовых лесов. В пойме произрастают дубравы и ольсы, на вырубках – березовые и осиновые леса.

В пойме Припяти и Горыни распространены заливные луга с разнотравно-злаковыми, осоково-разнотравными и разнотравно-бобовыми ассоциациями. Для низинных малопродуктивных лугов характерны разнотравно-осоково-моховые и злаково-осоково-разнотравные ассоциации. Более крупные массивы болот сосредоточены в Брестской области (Выгоновское, Дикое, Поддубичи, Большой лес, Сухое Болото, Морочно, Гричин, Островское и др.) – всего насчитывается 459 болот, при этом наиболее заболочены Лунинецкий и Ганцевичский районы. В Гомельской области выделяют 1459 болот (Погонянское, Булев Мох, Василевичи, Гала, Людово, Кандаль-Еловец-Ольхово, Ипа-Вишневское и др.). На стыке областей находятся обширные Ольманские болота.

Гидротехническими мелиорациями затронуты многие болота. Наибольшие площади осушенных земель находятся в Березовском, Ганцевичском, Дрогичинском, Ивацевичском, Кобринском, Лунинецком, Малоритском районах Брестской области, и Калинковичском, Ельском, Петриковском, Светлогорском, Хойникском – Гомельской области.

Белорусское Полесье резко отличается от остальной части республики особенностями природных условий, составом и строением почвенного покрова, общим направлением его развития. Разнообразие природных факторов, их частая изменчивость в пространстве, усугубленные мощным действием антропогенного фактора, обусловили формирование многокомпонентного, сложного и контрастного почвенного покрова. Почвенный покров формируется на почвообразующих породах различного генезиса, представленных преимущественно породами легкого гранулометрического состава – песками, в меньшей степени супесями водно-ледникового, древне и современного аллювиального, озерного происхождения. Ограниченное распространение имеют лессовидные и моренные суглинки (рисунок 1.3). На территории региона представлены все генетические типы почв республики, развивающиеся преимущественно на экологически неустойчивых породах (рисунок 1.4).


Рисунок 1.3 – Почвообразующие породы Полесья  [сост. авт. по 10]

Рисунок 1.4 – Почвы Полесья (по материалам почвенно-экологического районирования) [сост. авт. по 10]

Почвенно-экологическое районирование основывается преимущественно на свойствах почвенного покрова по отношению к эрозии – основному фактору потенциальной деградации и экологической неустойчивости  почв в условиях Беларуси. В основу районирования положены сведения о почвах, полученные в результате корректировки почвенных обследований. Главный критерий – характер почвенного покрова с учетом геоморфологии, литологии, агротехнологического состояния земель и пригодности для возделывания различных полевых культур.

Так, согласно материалам почвенно-экологического районирования, к  возвышенным участкам приурочены дерново-подзолистые почвы, занятые преимущественно пашней. Широкое распространение на территории региона получили дерново-подзолистые заболоченные почвы, разделяющиеся в зависимости от степени выраженности избыточного увлажнения на слабоглееватые, глееватые и глеевые (рисунок 1.4).

Дерновые заболоченные почвы более широко распространены в Брестской области. На пашне они встречаются здесь во всех районах.

Широко распространенные на территории региона торфяно-болотные почвы являются преимущественно почвами низинного типа. Они характеризуются в основном малой (до 1 м) мощностью торфяной залежи.

Уникальное положение в регионе занимают распространенные в Столинском, Житковичском, Пинском районах почвы, классифицируемые как дерново-перегнойно-карбонатные или палеопойменные, приуроченные к низкой надпойменной террасе р. Припяти. Они обладают рядом оптимальных параметров плодородия и поэтому считаются самыми плодородными почвами региона и республики.

1.2 Современная структура земельных угодий

Современная структура земельных угодий Полесского региона в значительной степени обусловлена характером почвенного покрова и его составом. Доминирование в почвенном покрове ряда районов песчаных почв обуславливает крайне низкую степень сельскохозяйственной освоенности их территории. Низкая сельскохозяйственная освоенность (23-30%) характерна для Ганцевичского, Житковичского, Мозырского, Петриковского, Брагинского, Хойникского районов. В последних двух районах это связано с сильным загрязнением территории радионуклидами. В таких районах наблюдается высокий процент лесистости – 52-57%. В ряде районов (Ивацевичский, Лунинецкий, Малоритский и др.) повышение степени сельскохозяйственной освоенности обеспечивается за счет большой площади осушенных земель [13].

Большие площади осушенных земель находятся в Кобринском, Лунинецком, Калинковичском, Любанском, Солигорском и других районах. Свыше 50 тыс. га осушенных земель отмечено в Дрогичинском, Ивановском, Ивацевичском, Петриковском, Речицком районах, что составляет 18-35% их территории.

В районах проведения исследований доля осушенных земель в общей площади земель районов составляет 27-33%. Доля осушенных земель в составе сельскохозяйственных угодий здесь превышает 50%, а в Лунинецком районе – 70% (рисунок 1.5). В составе пахотных угодий мелиорированные земли занимают около половины  площадей (таблица 1.1).

Таблица 1.1 – Распределение осушенных земель в районах проведения исследований

Наименование района

Общая

площадь осушенных земель, га

в том числе

Доля  осушенных земель в составе с.-х. угодий, %

Доля осушенных земель в составе пашни, %

всего с.-х. земель:

пахотные

луговые угодья

Жабинковский

23002

21883

12117

9738

47,9

39,9

Ивацевичский

54825

51010

23888

24809

50,4

44,3

Лунинецкий

75032

63785

30292

31682

70,2

65,8

Пинский

89769

82432

35549

46630

59,9

52,5

Рисунок 1.5 – Доля осушенных сельскохозяйственных земель в районах Белорусского Полесья, %

Для  структуры сельскохозяйственных угодий Полесского региона характерно либо преобладание пахотных угодий над кормовыми, либо их примерно равное соотношение. Лишь в одном районе – Столинском – отмечено преобладание в структуре сельскохозяйственных кормовых угодий (55%) над пахотными.

В ряде районов (Ганцевичский, Жабинковский, Ивановский, Лунинецкий, в меньшей степени Лельчицкий, Малоритский, Любанский, Солигорский, Хойникский) практически все сельскохозяйственные земли находятся в интенсивном использовании. В остальных районах фиксируются различные значения интенсивности использования сельскохозяйственных земель.

   В исследуемых районах изучение сложившейся структуры угодий показало, что наиболее высокой сельскохозяйственной освоенностью характеризуется территория Жабинковского района, где  сельскохозяйственные земли занимают 65,7% (рисунок 1.6).                                             

44,4

18,0

17,0

20,8

20,6

13,6

15,1

20,6

17,4

49,5

42,8

30,3

8,4

12,3

15,3

12,2

9,2

10,9

11,2

0,7

0,3

0,5

0,4

1,5

1,5

1,0

2,9

1,8

0%

20%

40%

60%

80%

100%

Жабинковский

Ивацевичский

Лунинецкий

Пинский

1

2

3

4

5

6

7

Наименее освоены территории Ивацевичского и Лунинецкого районов (31,9% и 32,6%). Более высокий удельный вес в этих районах занимают земли лесного фонда (49,5% и 42,8%). От 16,9% в Жабинковском районе до 28% земель в Пинском не включены в интенсивное хозяйственное использование и представлены древесно-кустарниковой растительностью, болотами и прочими землями [13].

1 – пахотные земли; 2 – многолетние насаждения; 3 – луговые земли; 4 – земли государственного лесного фонда; 5 – земли, покрытые древесно-кустарниковой растительностью; 6 – болота;    7 – прочие земли

Рисунок 1.6 Наличие и распределение земель в районах Брестской области с высоким удельным весом мелиорированных земель, % [13]

В структуре сельскохозяйственных угодий Жабинковского района преобладают пахотные земли – 44,4%. Доля пашни в Ивацевичском и Лунинецком районах составляет 17-18%. На долю улучшенных и естественных кормовых угодий в этих районах приходится 13,6-15,1% территории. В Жабинковском и Пинском районах кормовые угодья занимают по 20,6%.  Менее 1% сельхозугодий отведено под многолетние насаждения.

1.3. Динамика почвенного покрова и характеристика  дефляционноопасных почв

Разнообразие природных факторов, их частая изменчивость в пространстве, усугубленные мощным действием антропогенного фактора (проведенные в середине 20-го века широкомасштабные гидротехнические мелиорации сопровождались радикальным изменением режима, состава и свойств почв) обусловили формирование многокомпонентного (систематические списки почвенных карт многих сельскохозяйственных предприятий землепользователей превышают 100 разновидностей), сложного (размеры почвенных контуров составляют 1-3 и более гектаров) и контрастного (в пределах рабочих участков и полей зачастую соседствуют осушенные, торфяно-болотные и минеральные почвы) почвенного покрова.

О динамике почвенного покрова свидетельствуют результаты сопоставления материалов крупномасштабного почвенного обследования I, II и III туров [3, 6, 7]. Выяснилось, что в 2000 году в составе  пахотных земель площадь дерново-подзолистых почв в Ивацевичском и Пинском районах уменьшилась на 11,8 и 8,6%, в Жабинковском – незначительно увеличилась (2,6%), а в Лунинецком осталась на том же уровне (таблица 1.2).

По-прежнему наиболее распространенными являются дерново-подзолистые заболоченные почвы, хотя их площади уменьшились: в Лунинецком районе – на 22,5%, в Жабинковском – на 11,7%, в Пинском – на 1,8%, в Ивацевичском – на 1,4%. Широко распространены в этих районах дерновые заболоченные почвы, площадь которых за период обследования увеличилась. Все эти изменения обусловлены значительной трансформацией почвенного покрова, применением более современной картографической основы, использованием аэрокосмических методов.

Совершенно другой характер носят изменения торфяно-болотных почв. Так,  их площадь в Лунинецком районе сократилась на 11,6%, в Ивацевичском  – на 3,7%, в Пинском – на 1,5%. Появились совершенно новые почвы – антропогенно-преобразованные. В частности, в Ивацевичском районе зафиксировано на пашне уже 3584 га (7,4% площади пашни), Лунинецком – 6144 га (16,5%), Пинском – 1011 га (1,7%).


Эти изменения почвенного покрова связаны, в большей степени, с хозяйственной деятельностью человека, когда интенсивный характер использования осушенных земель в качестве пахотных угодий превращает высокоплодородные торфяно-болотные почвы после сработки торфа, его дефляции в низкоплодородные торфяно-минеральные, остаточно-торфянистые и просто минеральные, в данном случае – песчаные почвы.

Помимо данного ярко выраженного антропогенного фактора экологическое состояние почвенно-земельных ресурсов в исследуемых районах в значительной степени определяется преобладанием почв легкого гранулометрического состава и осушенных торфяников, которые характеризуются повышенной дефляционной опасностью и весьма чувствительны к мелиоративному воздействию.

Почвы легкого гранулометрического состава (песчаные и рыхлосупесчаные) наиболее широко распространены в исследуемых районах  (таблица 1.3). Их суммарное количество по данным последнего тура почвенного обследования в Жабинковском районе составляет 95,6%,  в Ивацевичском – 69,6, Лунинецком – 59,6, Пинском – 73,6%. При этом количество песчаных почв за 30-летний период значительно увеличилось – от 5,6% в Лунинецком районе до 39,9% в Пинском.  В определенной степени это увеличение связано с деградацией осушенных торфяно-болотных почв и появлением зачастую на их месте минеральных. В Ивацевичском и Лунинецком районах ощутимо снизились площади торфяно-болотных почв – на 3,6 и 11,5% соответственно. Во всех исследуемых районах появились торфяно-минеральные почвы, площадь которых составляет: в Жабинковском районе – 100 га (0,4%),  в Ивацевичском – 1900 (3,9%), Лунинецком – 4800 (12,9%), Пинском – 600 га (1,0%).

Несмотря на общую равнинность и относительно слабую расчлененность рельефа территории Беларуси, ее почвенно-геоморфологические и климатические условия создают объективные предпосылки для развития эрозионных процессов. В почвенном покрове юга Беларуси широкое распространение получили песчаные и осушенные торфяные почвы, характеризующиеся высокой податливостью к ветровой эрозии. Все эти факторы обусловили  формирование значительной доли дефляционноопасных земель в пределах Полесского региона, которые на пашне составляют         1010,2 тыс. га или 40% ее общей площади [12]. При этом распространение дефляционноопасных земель носит отчетливо выраженный территориально-дифференцированный характер, который определяется морфологическими особенностями рельефа, а также составом и генезисом почвообразующих пород природных ландшафтов.




В подавляющем большинстве административных районов количество дефляционноопасных земель на пашне превышает 50%, а в отдельных районах (Калинковичском, Мозырском, Светлогорском, Ганцевичском, Ивацевичском, Малоритском, Пинском) их площади колеблются в интервалах 72-79%. Максимальная величина дефляционноопасных земель зафиксирована на пахотных угодьях Октябрьского и Лунинецкого районов – 84-85%. В этих же районах в составе дефляционноопасных земель наибольшая доля принадлежит по сравнению с другими районами торфяно-болотным почвам – 32-37%.

Согласно данным последнего тура почвенного обследования, в 2001 году дефляционноопасными являлось около 61% пашни Жабинковского района, 73,1% – Ивацевичского, 85,1 – Лунинецкого, 73,0% – Пинского района  (таблица 1.4, рисунок 1.7). В период с 1985 по 2001 год во всех исследуемых районах увеличилась доля дефляционнопасных земель –  на  3,7-9,8%.

Рисунок 1.7 – Доля дефляционноопасных сельскохозяйственных земель в районах Белорусского Полесья, %

В связи с доминированием равнинного рельефа и широким распространением водопроницаемых пород опасность развития водной эрозии выражена слабо. В целом же совместное действие эрозионных и дефляционных процессов уже стало в отдельных районах Полесья ощутимым экологическим фактором. При развитии дефляционных процессов из пахотного горизонта выдувается большая часть питательных веществ, в результате чего снижается продуктивность почв и происходит падение урожайности основных сельскохозяйственных культур. Снижение урожайности на дефляционноопасных почвах колеблется от 5-20% на почвах слабо подверженных дефляции до 30-60% на сильнодефлированных почвах [17].

1.4 Экономические и экологические последствия осушения болот и разрушения торфяного слоя

Негативные экономические последствия изменений торфяных почв в результате их длительного сельскохозяйственного использования будут неизбежны, но нарастать они будут постепенно по мере уменьшения доли торфяных почв и возрастания доли деградированных торфяных почв. Суть экономических последствий будет заключаться в следующем.

Известно, что главными факторами плодородия торфяных почв являются высокие запасы влаги и азота. В результате деградации по мере разрушения торфяного слоя роль этих факторов снижается, и возникает необходимость дополнительных капиталовложений в земельные угодья для поддержания плодородия на высоком уровне.

Следует ожидать снижение баллов бонитета на больших площадях, и в связи с этим неизбежен недобор урожаев сельскохозяйственных культур, что приведет к уменьшению производства продуктов животноводства. Как показали расчеты, уже к 2010 году балл бонитета на пашне снизился с 55,8 до 52,5, а к 2020 году снизится до 49,9. Процессы уменьшения баллов бонитета торфяных почв будут иметь место во всех административных областях и на всех сельскохозяйственных угодьях.

Снижение уровней грунтовых вод на территориях, прилегающих к мелиорированным болотам, часто приводит к снижению плодородия песчаных почв, ранее использовавшихся под пашню, и появлению вторично развеваемых песков. В связи с появлением малоплодородных развеваемых песков на месте бывших торфяных почв можно прогнозировать выбытие из сельскохозяйственного оборота таких земель и потерю рабочих мест для сельского населения.

Для сохранения валовых объемов производства сельскохозяйственной продукции сельским производителям придется увеличивать долю капиталовложений в использование других земель с целью компенсации недобора урожаев на ранее мелиорированных торфяных почвах.

Другие экономические потери будут связаны с ухудшением общей экологической ситуации и микроклимата на мелиорируемых территориях. Суть экологических последствий в результате осушения болот и деградации торфяных почв будет состоять в следующем.

Хозяйственное использование болот не представляло собой значительной опасности, пока оно было ограничено небольшим количеством локальных объектов. Однако осушение торфяных болот на больших территориях для сельского хозяйства и торфяной промышленности создают угрозу крупных негативных экологических последствий общеевропейского уровня.

Следует принять во внимание, что в Украинском Полесье осушено более 500 тыс. га торфяных болот, для которых также характерны все вышеуказанные негативные процессы деградации торфяного слоя. Таким образом, суммарная площадь осушенных торфяных почв по обе стороны Припяти составляет около 1,2 млн га. Кроме этого, в Белорусском и Украинском Полесьях осушено около 4 млн га минеральных заболоченных почв, преимущественно супесчаных и песчаных. Следовательно, вся осушенная площадь для использования в сельском хозяйстве составляет в Полесье более 5 млн га [4].

Имеющихся данных достаточно, чтобы сделать вывод о начале формирования деградированной зоны на территории Полесской низменности. Если не принять должных мер, то в условиях столь сильного иссушения постепенное смыкание деградированных очагов может привести к формированию большой деградированной зоны, внешне похожей на полупустынную, с развеваемыми песками, что фактически будет означать крупную региональную катастрофу.

В растительном покрове происходят процессы замены влаголюбивой растительности степными видами. По данным ведущих белорусских ботаников, в результате осушительной мелиорации исчезают травяные фитоценозы болот и заболоченных пойм, резко изменяется соотношение пойменных луговых сообществ, значительные изменения претерпевает лесная растительность: происходит увеличение площади сосновых лесов, резко сокращаются площади дубовых, ясеневых, кленовых, ильмовых, еловых и черноольховых лесов. В Полесье уже появилось около 400 видов растений, характерных для лесостепной и степной зон.

Осушительная мелиорация болот Полесья обусловила коренные изменения в состоянии животного мира, значительное сокращение численности и территориальное перераспределение многих видов животных, особенно водоплавающих птиц в связи с уничтожением их местообитаний.

Разрушение торфяного слоя вызывает ряд негативных процессов и явлений на прилегающих к мелиорированным торфяникам землях и приводит к нарушению экологического равновесия в природной среде: падению уровня грунтовых вод, пересыханию малых рек, выпадению ценных растительных ассоциаций, ухудшению микроклимата, увеличению эвтрофикации вод в реках и озерах. Уничтожаются естественные местообитания болотных и околоводных видов биологического разнообразия, находящиеся на больших трансконтинентальных путях перелетов птиц: Днепровском в направлении север-юг и Полесском, вдоль р. Припять в направлении запад-восток.

При интенсивном развитии процессов минерализации водорастворимые продукты разложения торфа попадают в водоприемники и загрязняют воду, которую потребляет население далеко за пределами мелиоративных объектов. По рекам Припять и Днепр в Черное море с осушенных болот ежегодно поступает около 1,5 млн тонн минеральных и до 700 тыс. тонн агрессивных водорастворимых органических веществ.

Осушение болот обусловливает возникновение пожароопасных ситуаций. Пожароопасными являются все выработанные торфяные месторождения с действующей осушительной сетью, осушенные торфяные почвы, а также разрабатываемые торфяные месторождения. В республике, по данным Министерства по чрезвычайным ситуациям, за последние 10 лет ежегодно происходит от 2,5 до 8 тыс. торфяных пожаров на площадях от 2 до 12 тыс. га.

Существенно изменилась и климатическая функция болот. Осушение ослабляет способность болот смягчать колебания температуры и влажности воздуха, как на самих болотах, так и на прилегающих территориях. Уже теперь обычным явлением в Полесье стали атмосферные засухи, поздневесенние и ранневесенние заморозки, наносящие большие убытки экономике.

Помимо непосредственного воздействия на микроклимат болота оказывают значительное косвенное влияние на глобальные климатические изменения, воздействуя на количество и состав парниковых газов атмосферы. Иссушение и перегрев воздушных масс над площадями, исчисляемыми миллионами гектаров, могут отрицательно сказаться на климате Европы, что может сопровождаться усилением таяния снегов в Альпах и частыми наводнениями.

Полное разрушение торфяного слоя на больших территориях представляет собой угрозу крупных негативных климатических, экономических и экологических изменений в Центральной Европе и перестройки в худшую сторону всего комплекса биоразнообразия.

Без преувеличения можно сказать, что сохранение органогенного слоя осушенных торфяных почв и предотвращение формирования большой деградированной территории в Полесье является крупной общеевропейской проблемой, требующей коллективного международного сотрудничества.

Таким образом, можно констатировать, что за период между первым и третьим турами почвенных исследований в структуре почвенного покрова изучаемых районов произошли существенные изменения, которые выражаются, прежде всего, в заметном сокращении площадей торфяно-болотных почв (на  63% в Ивацевичском районе и на 11,7% в Лунинецком районе). Вместе с тем, в процессе крупномасштабного картографирования выделены новые антропогенно-преобразованные почвы, площади которых в отмеченных районах достигают 7,4-16,5%. Отмечена устойчивая тенденция увеличения площадей дефляционноопасных почв. Эти изменения обусловливают необходимость регулярных мониторинговых обследований почвенного покрова  с высоким удельным весом осушенных почв [8].

ГЛАВА 2.  ХАРАКТЕРИСТИКА объектов агропочвенного мониторинга И методика ЕГО проведения

2.1 Объекты исследований

Разнообразие почвенного покрова, распространение и интенсивность дефляционных процессов явились предпосылками для выполнения в Институте почвоведения и агрохимии НАН Беларуси почвенно-экологического районирования территории Полесья, в соответствии с которым выделено восемь почвенно-экологических районов (рисунок 2.1). Белорусское Полесье резко отличается от остальной части республики особенностями природных условий, составом и строением почвенного покрова, общим направлением его развития  (таблица 2.1).

Таблица 2.1 Природно-экологические условия территории Беларуси [19]

Природно-экологические

условия

Белорусское

Полесье

По республике

Агроклиматические условия

Сумма t  > +10,  оС

Сумма осадков за период с       t > +10оС

ГТК

2430

330

1,3

2320

350

1,5

Морфометрия рельефа

Склоны крутизной  < 3о, %

Средняя длина склонов, м

Склоны крутизной 3-5о, %

Средняя длина склонов, м

Склоны крутизной  > 5о, %

Средняя длина склонов, м

95,1

383

3,3

308

1,6

236

65,4

390

27,6

322

7,0

271

Почвы (% от общей площади сельхозугодий)

Глинистые и суглинистые

Супесчаные

Песчаные

Торфяные

Эродированные

2,7

39,5

47,4

10,4

4,5

25,9

48,4

20,3

5,4

9,4

Мелиоративное состояние земель

Заболоченность, %

Завалуненность, %

Контурность, га

64,3

7,1

15,9

42,4

26,6

11,6

Для Полесья характерна выраженная неоднородность почвенного покрова, когда размер почвенных контуров нередко не превышает 1 га. Она обусловлена преимущественно разным уровнем залегания грунтовых вод, их химическим составом, в отдельных случаях пестротой почвообразующих и подстилающих пород, эрозионными или дефляционными процессами.

Почвенно-экологические провинции: I – Северная (Поозерье); II – Центральная (Белорусская гряда с приледниковыми равнинами); III – Южная (Полесье)

Районы с наибольшей интенсивностью                       

проявления водно-эрозионных процессов               

(> 10 % в составе пашни) 

 

1. Браславско-Глубокско-Городокский

1.1. Браславский

1.2. Россонско-Городокский

1.3. Поставско-Глубокско-Лепельский

5. Витебско-Лиозненский

10. Оршанско-Могилевский

11. Мстиславско-Дубровенский

12. Ошмянский

13. Воложинско-Минский

21. Гродненско-Волковысский

24. Новогрудско-Кореличско-Слуцкий

39. Мозырско-Хойникско-Брагинский

Районы с высокой и очень высокой

дефляционной опасностью

32. Ивацевичско-Лунинецко-Петриковский

33. Октябрьско-Светлогорский

37. Малоритский

40. Столинско-Лельчицко-Наровлянский

Рисунок 2.1 Почвенно-экологическое районирование Беларуси [7]

Полесский регион относится к мелиорированным и прилегающим к ним землям плоских водно-ледниковых и древнеаллювиальных равнин, сложенных рыхлыми наносами, отличающихся наиболее интенсивным изменением почв и почвенного покрова вследствие снижения уровня грунтовых вод, изменения баланса питательных веществ, усиления выноса элементов питания из верхних горизонтов, развития ветровой эрозии.

Одним из наиболее опасных проявлений дефляционных процессов являются пыльные бури. Анализ данных за последние 40 лет  показал, что максимальное количество пыльных бурь, зафиксированных в Беларуси, приходится на Белорусское Полесье (рисунок 2.2). Это является основанием  ведения здесь агропочвенного мониторинга на дефляционноопасных землях.

Рисунок 2.2 Число пыльных бурь и их средняя продолжительность по почвенно-экологическим провинциям и Беларуси в целом [17]

Степень возможной трансформации почвенного покрова, интенсивность проявления дефляционных процессов определяет содержание наблюдений в агропочвенном мониторинге и подход к выбору объектов наблюдений.

Выявить региональные изменения в структуре почвенного покрова на мелиорированных территориях возможно проведением крупномасштабных почвенных обследований. Наиболее целесообразная периодичность наблюдений 1 раз в 10 лет. В первую очередь обследованию подлежат территории с наиболее динамичным почвенным покровом, подверженным мелиоративному воздействию. В пределах республики к ним относятся следующие районы (рисунок 2.3).

 

Рисунок 2.3 Территории с наиболее динамичным почвенным покровом [сост. автором по 16]

Объектами мониторинговых наблюдений явились почвенные разновидности стационарных площадок, расположенные на пахотных землях в пределах СПК «Мичуринск» Ивацевичского района, Полесской опытной станции мелиоративной и луговодства Лунинецкого района (ПОСМЗиЛ), ОАО «Парохонское» Пинского района и ЧУАП «Озяты» Жабинковского района (рисунок 2.4, 2.5). Почвенный покров всех стационарных площадок представлен рядом осушенных торфяных, антропогенно-преобразованных торфяно-минеральных и дерновых заболоченных зональных почв [19].

Дерновые заболоченные почвы занимают на пахотных землях Республики Беларусь около 275 тыс. га. Наиболее  широко они представлены в Брестской области, на которую приходится 51,2 % всех площадей дерновых заболоченных почв. Как правило, они располагаются на окраинах массивов торфяно-болотных почв или в замкнутых понижениях с близким залеганием грунтовых вод. Близкое залегание грунтовых вод обуславливает присутствие в профиле почв ясных признаков оглеения или сплошных глеевых горизонтов.


а)

б)

расстояние между меридианами координатной сетки – 1860 м; параллелями – 1860 м

а) СПК «Мичуринск» Ивацевичского района;    б) ОАО «Парохонское» Пинского района

Рисунок 2.4 Схема расположения стационарных площадок мониторинговых наблюдений [3]

а)

б)

расстояние между меридианами координатной сетки – 1860 м; параллелями – 1860 м

а) ПОСМЗиЛ Лунинецкого района;  б) ЧУАП «Озяты» Жабинковского района

Рисунок 2.5 Схема расположения стационарных площадок мониторинговых наблюдений [3]

В морфологическом строении дерновых заболоченных почв хорошо прослеживаются следующие признаки: четко выраженный мощный гумусовый горизонт темного цвета с хорошей зернисто-комковатой структурой и в разной степени оглеенными нижележащими горизонтами (рисунок 2.6). В естественном состоянии эти почвы заняты в основном низкопродуктивными сенокосами и пастбищами, однако при проведении осушительных работ их потенциальные возможности к производству сельскохозяйственной продукции резко возрастают.

Дерновые заболоченные почвы

                Дерново-глееватая песчаная                              Дерново-глеевая супесчаная  

                            осушенная                               осушенная

УГВ – 160 см

(СПК «Мичуринск»)

УГВ – 96 см

(ОАО «Парохонское»)

                                                                                   

Рисунок 2.6 – Профили дерновых заболоченных почв стационарных объектов мониторинговых наблюдений

  Торфяно-болотные почвы занимают около 246 тыс. га пахотных земель республики. Они наиболее распространены в Брестской, Гомельской и Минской областях. Характерной особенностью болотного процесса почвообразования, формирующего эти почвы, является преобладание накопления органического вещества над разрушением, ведущее к образованию торфа и оглеению минеральной части почвы. Торфяно-болотные почвы – самые богатые по запасам органического вещества, определяющего их потенциальное плодородие, наличие азота и влаги, физические и агрохимические свойства.

По мощности торфяного слоя выделяют тофянисто-глеевые почвы (до 30 см), торфяно-глеевые почвы (30-50 см), торфяные маломощные (50-100 см), среднемощные (100-200 см) и мощные (более 200 см) (рисунок 2.7).

На территории республики доминируют торфяные почвы низинного типа (11% от общей площади республики), из них около 50% осушено, из которых 31% используется в пашне. Большая часть этих почв располагается в Полесском регионе, где они в своем большинстве представлены маломощными торфяными почвами. В исследуемых районах торфяно-болотные почвы занимают от 20 до 35% пахотных земель.

ТОРФЯНО-БОЛОТНЫЕ ПОЧВЫ

                УГВ 64 см                                                                 УГВ 95 см

      (СПК «Мичуринск»)                        (СПК «Мичуринск»)

Иловато-торфяная                      Торфянисто-глеевая

Рисунок 2.7 – Профили торфяно-болотных почв стационарных объектов мониторинговых наблюдений

С конца 20 века в качестве самостоятельного типа почв выделяют антропогенно-преобразованные почвы. Преобразование торфяно-болотных почв приводит к образованию дегроторфяных почв, которые подразделяются на торфяно-минеральные, содержащие 50-20% органического вещества в пахотном слое, минеральные остаточно-торфяные (20-5%) и минеральные постторфяные – менее 5% (рисунок 2.8) [19].

Антропогенно-преобразованные почвы

Дегроторфяная торфяно-минеральная почва

                      УГВ 100 см                                                  УГВ 105 см

               (ОАО «Парохонское»)                       (ПОМСЗиЛ)

   

Рисунок 2.8 – Профили антропогенно-преобразованных почв стационарных объектов мониторинговых наблюдений

К характерным признакам антропогенно-преобразованных почв можно отнести утрату или сильную трансформацию отдельных типологических признаков первоначальных почв. В Полесском регионе основной вид воздействия на почвенный покров – проводимая в разное время осушительная мелиорация.

2.2  Методика мониторинга

Мониторинговые наблюдения за изменением компонентного состава почвенного покрова осушенных территорий Полесья, подвергающихся процессам ветровой эрозии, осуществляются в соответствии с  «Указаниями по ведению агропочвенного мониторинга земель». В отмеченных выше хозяйствах подобраны ключевые участки площадью 55-100 га, на которых ведется интенсивное сельскохозяйственное производство. Все участки используются в полевых севооборотах с возделыванием основных сельскохозяйственных культур. В пределах ключевых участков выбраны стационарные площадки размером от 1,4 до 5,9 га, характеризующие почвенный покров и мелиоративное состояние ключевых участков. Для ключевых участков и стационарных площадок выполнена привязка на местности.

В пределах стационарных площадок проложены почвенно-геоморфологические профили, призванные зафиксировать изменения микрорельефа осушенных территорий в процессе антропогенного воздействия. Уточнение структуры почвенного покрова проводилось путем закладки опорных почвенных разрезов и почвенно-геоморфологических профилей.

Программа наблюдений за изменением компонентного состава почвенного покрова стационарных площадок включает следующие виды наблюдений [16]:

  1.  Изучение изменений структуры почвенного покрова. Контролируемые показатели: количество и площадь почвенных контуров, сложность, контрастность и неоднородность.
  2.  Оценка изменений основных свойств и режимов. Контролируемые показатели: содержание влаги, содержание подвижных форм фосфора и калия, степень окультуренности почв, агрофизические свойства (плотность, пористость).
  3.  Наблюдения за интенсивностью проявления дефляции. Контролируемые показатели:  скорость ветра (м/сек), количество дней с относительной влажностью воздуха менее 30%, дефлируемость почв, дефляционный потенциал ветра для пороговых скоростей 5, 10 и 15 м/с.
  4.  Изучение производительной способности почв.

Для определения указанных выше показателей на всех почвенных разновидностях производился отбор смешанных почвенных образцов. Для оценки производительной способности почвенных разновидностей выполнялся учет урожая возделываемых культур в производственных посевах в 8-10-кратной повторности.

Наблюдения за изменением компонентного состава торфяных почв проводились  на подобранных ключевых участках на территории Пинского, Ивацевичского, Лунинецкого и Жабинковского районов. Подбор ключевых участков осуществлялся по материалам крупномасштабных почвенно-геоботанических обследований. Предпочтение отдавалось территориям, претерпевшим наибольшие изменения в процессе хозяйственного использования.  

В пределах стационарных площадок проведена детальная характеристика почвенного покрова. Исследования показали, что на подобранных участках представлены почвы 3-х типов: дерновые заболоченные, торфяно-болотные и антропогенно-преобразованные почвы.

На основании материалов разновременных почвенных исследований выполнена оценка изменения структуры почвенного покрова  путем расчета коэффициентов внутреннего расчленения (Квр.), контрастности (Кконтр.) и неоднородности (Кнеодн.). Коэффициент внутреннего расчленения определялся путем деления длин контуров, за исключением внешних границ, секущих почвенные контуры, на площадь ключевого участка. Контрастность характеризует степень качественной дифференциации почвенного покрова, т. е. степень различия свойств почв, образующих почвенный покров. Величина ее устанавливалась по шкале контрастности по трем основным свойствам, характерным для почв Беларуси: генетическому типу, степени увлажнения и гранулометрическому составу. Средневзвешенный показатель контрастности по участку определялся делением на площадь рабочего участка суммы произведения площадей почвенных разновидностей на показатели контрастности их свойств по отношению к преобладающей по площади почве по каждой из характеристик. Неоднородность почвенного покрова – комбинированный показатель, включающий расчленение и контрастность, – рассчитывается путем перемножения этих двух коэффициентов.

Указанные коэффициенты служат оценочными критериями агропроизводственных условий территории.  Оптимальными и допустимыми являются величины Кконтр.0-1,5 и 1,6-3,0; Кнеодн. – менее 1,5 и 1,6-7,5 соответственно. Критические условия характеризуются величинами Кконтр. более 4,5 и Кнеодн. более 18,0. Промежуточное положение занимают неудовлетворительные условия [16].

Развитие дефляционных процессов зависит от целого ряда факторов (климатического, геоморфологического, почвообразующих пород и почв, растительности, антропогенного и т.д.). В ряду перечисленных показателей, непосредственно способствующих развитию дефляции, важное место занимают особенности ветрового режима, которые могут значительно усиливать или, наоборот, ослаблять угрозу развития ветровой эрозии. Эти особенности были учтены посредством расчета интегрального показателя «дефляционный потенциал ветра (ДПВ)».  Дефляционный потенциал ветра  (ДПВ) рассчитывается по следующему уравнению:

  

             (1)       

           

где: ДПВ (Bi)  – дефляционный потенциал ветра для i-й пороговой скорости;

ui – средняя скорость ветра для j-й скоростной градации, м/с;  

fj – повторяемость ветров j-й скоростной градации от общего числа наблюдений за месяц, %

uoi – пороговая скорость ветра, м/с; 0,001 – коэффициент пропорциональности.                                                          

Дефляционный потенциал ветра определялся при его пороговых скоростях 5, 10 и 15 м/с для апреля, мая, сентября и октября месяцев, как наиболее дефляционноопасных.

Противодефляционная устойчивость характеризует степень подверженности почвенного покрова дефляции. Чем выше этот показатель, тем более устойчива почва к ветровой эрозии.

Для расчета относительной характеристики противодефляционной устойчивости почв стационарных площадок (Пд) использовалась формула:

Пд=24,7+0,9а+0,3b–0,4d+C0,85,                                                 (2)                                                                                       

 

где: а – содержание ила (<0,001 мм ), %;

b – содержание мелкого песка (0,05-0,25 мм), %;

d – содержание крупного песка (>0,25 мм), %;

C – содержание гумуса, %.

 

2.3 Метеорологические условия проведения мониторинговых наблюдений

Метеорологические условия ведения мониторинговых наблюдений на ключевых участках по данным метеостанций Пинск (для участка «Парохонское»), Брест (для участка «Перелумье»), Полесской болотной (для участка ПОСМЗиЛ) и Ивацевичи (для участка «Мичуринск») представлены в таблице 2.2.

Судить о влагообеспеченности вегетационного периода можно по величине гидротермического коэффициента (ГТК). Для Брестского района средний многолетний ГТК составил 1,46, Пинского – 1,37, Ивацевичского – 1,50, Лунинецкого – 1,52, то есть условия года оптимальны для произрастания сельскохозяйственных культур (рисунок 2.9).

По влагообеспеченности вегетационного периода в Брестском районе 2008 и 2010 годы были слабозасушливыми, так как гидротермический коэффициент составил ниже 1,3, а 2007 и 2009 годы – оптимальные.

В Пинском, Ивацевичском, Лунинецком районах все годы, за исключением 2010-го, влажные (ГТК равен 1,61-1,85).

Только в 2010 году наблюдался небольшой недостаток влаги. ГТК в Пинском районе составил 1,18, Ивацевичском – 1,26, Лунинецком – 1,33. Особенно остра нехватка влаги ощущалась в конце июня – начале июля, что привело к снижению урожайности основных сельскохозяйственных культур.


Рисунок 2.9 – Значения гидротермического коэффициента по годам наблюдений

Таким образом, в пределах исследуемых районов создана репрезентативная сеть мониторинговых наблюдений за изменением компонентного состава почв дефляционноопасных мелиорированных территорий. Для этого подобраны ключевые участки и стационарные площадки наблюдений, заложены почвенные разрезы, выполнены необходимые картометрические измерения по разновременным материалам крупномасштабных исследований, проведены ежегодные наблюдения за динамикой влажности, физическим свойствами и производительной способностью почв объектов исследований.   

Глава 3. результаты агропочвенного мониторинга на дефляционноопасных землях полесья

3.1. Оценка неоднородности почвенного покрова

С целью изучения изменений компонентного состава мелиорированных земель были проведены картометрические исследования территории ключевых участков СПК «Мичуринск» Ивацевичского района и ЧУАП «Озяты» Жабинковского района,  ПОСМЗиЛ Лунинецкого района и «Парохонское» Пинского района (масштаб 1:10 000).  Площадь ключевого участка в ЧУАП «Озяты» составляет 196 га, СПК «Мичуринск» – 156,2 га, ПОСМЗиЛ – 195 га, «Парохонское» – 386,6 га.

Анализ изменения компонентного состава и расчет коэффициентов,  его характеризующих, для территории ключевого участка ЧУАП «Озяты» проводился по материалам крупномасштабного картографирования, выполненных в 1981 и 1997 годах (рисунок 3.1). В 1981 году  на ключевом участке выделялось 7 почвенных разновидностей, относящихся к трем типам почв (рисунок 3.2). Наибольшую площадь занимали торфяно-болотные почвы различной мощности – около 128 га. Дерново-глееватые и дерново-глеевые почвы охватывали 52,5 га (таблица 3.1).

Рисунок 3.1 – Изменение показателей неоднородности почвенного покрова ключевого участка ЧУАП «Озяты» Жабинковского района (по материалам разновременных почвенных карт) [19]

В 1997 году на ключевом участке проведенными обследованиями выявлено 9 почвенных разновидностей, из них три – антропогенно-преобразованных почв, общей площадью 58,1 га.  Площади торфяных почв за 16 лет сократились до 68,5 га или на 30%.


Таблица 3.1 – Сравнительная оценка показателей структуры почвенного покрова на ключевых участках

Номер почвенной разновидности в легенде карты

Количество почвенных контуров

Площадь почвенных контуров, га

Длина внутренних границ почвенных контуров, см

Коэффициент внутреннего расчленения, (Квр.)

контрастность

Коэффициент контрастности (Кконтр)

Коэффициент неоднородности (Кнеод)

по генетическому типу

по увлажнению

по гранулометри-ческому составу

ЧУАП «Озяты» Жабинковского района – 196 га, 1981 г.

99

3

13,9

129,29

0,64

3

1

3

2,23

1,47

177

3

24,3

2

1

3

197

2

28,2

2

1

2

247

2

21,8

0

0

0

251

2

26,9

0

0

0

254

1

52,6

0

0

0

258

1

28,3

0

0

1

ЧУАП «Озяты» Жабинковского района, 1997 г.

99

3

11,2

129,36

0,66

0

0

0

3,10

2,05

177

3

33,5

1

0

0

197

4

24,2

1

0

0

247

1

15,5

3

2

3

251

1

22,0

3

2

3

254

1

31,0

3

2

3

376

2

34,8

0

0

0

377

1

3,3

0

0

0

381

3

20,0

0

0

0

СПК «Мичуринск» Ивацевичского района – 156,25 га , 1961 год

251

2

23,4

51,0

0,33

0

0

0

0,32

0,10

254

1

80,1

0

0

0

258

1

49,5

0

0

1

СПК «Мичуринск» Ивацевичского района, 1984 год

247

2

6,0

235,7

1,5

3

2

3

3,40

5,08

251

3

10,1

3

2

3

254

1

12,5

3

2

3

258

1

32,6

3

2

4

375

6

24,2

0

0

0

377

1

67,7

0

0

0

381

4

3,1

0

1

0

СПК «Мичуринск» Ивацевичского района, 1993 год

247

1

2,1

270,3

1,7

3

2

3

2,40

4,16

251

1

9,8

3

2

3

254

2

16,8

3

2

3

258

1

15,0

3

2

4

376

2

1,1

0

0

0

377

3

77,4

0

0

0

378

5

22,7

0

0

0

381

7

4,0

0

1

0

382

7

7,4

0

1

0

Расчеты коэффициентов внутреннего расчленения, контрастности и неоднородности показали значительное увеличение сложности структуры почвенного покрова, произошедшее за 16 лет. При практически одинаковом коэффициенте внутреннего расчленения ключевого участка – 0,64-0,66 – контрастность почвенного покрова выросла в 1,4 раза. Такое значительное увеличение контрастности связано прежде всего с тем, что широкое распространение в 1997 году на участке получили деградированные торфяные почвы, приравниваемые по своим свойствам к минеральным и характеризующиеся высокой контрастностью в ряду исследуемых разновидностей. В этой связи, коэффициент неоднородности, характеризующий состояние структуры почвенного покрова, составил 2,05 (рисунок 3.1). Такое значение коэффициента неоднородности характеризует агропроизводственные условия ключевого участка как допустимые, однако по значению коэффициента контрастности почвенного покрова они приближаются к неудовлетворительным.

На территории ключевого участка СПК «Мичуринск» общей площадью 156,2 га в 1961 году выделялось три разновидности почв: торфяно-глеевые, торфяные маломощные, занимающие около 50% исследуемой территории, и среднемощные почвы (рисунок 3.3, таблица 3.1). За 23 года площадь среднемощных торфяников сократилась почти в 4 раза, маломощных – в 2 раза. В три раза уменьшилась площадь торфяно-глеевых почв. В 1984 году на месте сработанного торфяника появилось 3 разновидности антропогенно-преобразованных почв, образовался незначительный массив торфянисто-глеевых почв, примыкающих к торфяно-глеевым.

Наибольшие площади – около 45% – в 1984 году занимали дегроторфяные минеральные почвы с содержанием органического вещества 10,1-20,0%. На 39% территории участка сохранялись торфяные почвы различной мощности.

К 1993 году на ключевом участке выделялось уже 9 почвенных разновидностей. Торфяные почвы различной мощности занимали 28% территории участка. Деградированные минеральные остаточно-торфяные почвы составили 112,5 га или 72%, что свидетельствует о значительном усложнении структуры почвенного покрова. Если в 1961 году на участке было 4 почвенных контура, то в 1993 году их количество выросло до 31.

Для ключевого участка СПК «Мичуринск» изменение показателей, характеризующих структуру почвенного покрова, носит более выраженный характер, нежели в ЧУАП «Озяты».

Самая высокая неоднородность почвенного покрова выявлена обследованиями 1984 года, что связано с высоким удельным весом наиболее контрастных почв (торфяно-болотных). Коэффициент контрастности составил 3,40, а неоднородности – 5,08. В дальнейшем произошло некоторое снижение неоднородности почвенного покрова при одновременном увеличении коэффициента внутреннего расчленения (рис 3.4).



Рисунок 3.4 – Изменение показателей неоднородности почвенного покрова  ключевого участка СПК «Мичуринск» Ивацевичского района (по материалам разновременных почвенных карт) [19]

Преобладание на участке неконтрастных между собой  разновидностей дегроторфяных почв позволяет говорить о снижении неоднородности почвенного покрова в 1993 г. в целом [10, 19].

Агропроизводственные условия по величине коэффициента контрастности оцениваются как неудовлетворительные, а по коэффициенту неоднородности – как допустимые.

На территории участка ПОСМЗиЛ Лунинецкого района в соответствии с первым туром почвенно-геоботанических обследований территория была представлена торфяными и торфяно-глеевыми почвами. В 1984 году на исследуемом участке выделялось 6 почвенных разновидностей (рисунок 3.5). Торфяно-болотные почвы были представлены тремя разновидностями: торфяными среднемощными (номер почвенной разновидности 258) и маломощными (№ 254) и торфяно-глеевыми (№ 251). Общая площадь, занимаемая торфяными почвами на участке, составляла 113,1 га. Уже во втором туре почвенных обследований на участке диагностированы торфяно-минеральные почвы. Общее количество почвенных контуров на участке достигало двадцати одного. За последующие 14 лет количество почвенных контуров увеличилось более чем в 2 раза – до 48-ми. В 1998 году на участке выделено уже 5 разновидностей деградированных торфяных почв (№№ 374-381) общей площадью 82,2 га. На участке полностью исчезли торфяные почвы с мощностью более 1 м (№ 258), хотя в 1984 году их площадь составляла 25,1 га или 12,8% всего участка. Значительно увеличились площади торфяно-глеевых почв, в основном, за счет сработки среднемощных и маломощных торфяных.



Картометрические исследования разновременных почвенных карт ключевого участка «Парохонское» Пинского района выявили наиболее существенные изменения в структуре почвенного покрова, произошедшие за период с 1964 по 1997 год (рисунок 3.6). При проведении первого тура почвенно-геоботанических обследований территория ключевого участка находилась в естественном состоянии и была представлена комплексом   торфяных почв различной мощности. Во время второго тура на участке выделялось 5 почвенных разновидностей, представленных 18 контурами. Максимальную площадь занимали торфянисто-глеевые почвы (№ 247), площадь которых составляла 33% территории участка. На 40% территории сохранялись торфяные маломощные и среднемощные почвы. Неравномерная сработка торфяной залежи привела к формированию минеральных куполообразных повышений, занятых дерново-карбонатными глееватыми почвами. На ключевом участке такие почвы занимали около  10% территории.

За 17 лет количество разновидностей увеличилось на 5, а количество контуров с 18 до 82, то есть в 4,5 раза, причем многие из них занимают площадь менее 1 га.  Максимальную площадь стали занимать деградированные разновидности – около 40% площади ключевого участка. Торфяно-болотные почвы различной мощности в 1997 году были представлены 19 почвенными контурами. Уменьшение мощности торфяной толщи привело к тому, что максимальную площадь из торфяно-болотных занимают торфяно-глеевые почвы. Площадь торфянисто-глеевых почв сократилась до 1,5 га.

Основное увеличение неоднородности почвенного покрова ключевого участка обусловливают многочисленные островки – 54 контура – минеральных дерново-карбонатных почв.

Одним из факторов увеличения неоднородности почвенного покрова мелиорированных территорий может быть назван микрорельеф.

При проведении осушительной мелиорации происходит изменение исходного рельефа территории, что обусловлено, в первую очередь, неравномерностью сработки первоначальной торфяной залежи. В результате значительно понижаются абсолютные отметки высот поверхности осушенных территорий, возрастают относительные высоты, увеличивается глубина и густота расчленения рельефа. Одновременно происходит образование или значительное углубление уже существующих замкнутых западин. На мелкозалежных торфяниках появляются минеральные повышения, что в значительной степени изменяет и усложняет структуру почвенного покрова осушенных территорий. С изменением рельефа связано повышение контрастности почвенного покрова по степени увлажнения и гранулометрическому составу.



Для изучения рельефа территорий объектов мониторинговых наблюдений в пределах стационарных площадок проложены почвенно-геоморфологические профили, осуществлена их привязка в соответствии с имеющейся методикой. Проведено нивелирование поверхности с определением относительных превышений в пределах линии профиля (рисунок 3.7-3.9).

Результаты нивелирования дневной поверхности стационарных площадок показали, что для их территории характерны значительные колебания относительных высот. Сработка торфа привела к формированию выраженных повышений, занятых минеральными дерновыми заболоченными почвами с достаточно мощным гумусовым горизонтом. На относительно пониженных  участках расположены торфяные почвы. Срединное положение занимают деградированные минеральные остаточно-торфянистые почвы. Максимальные относительные превышения на стационарных площадках составляют 55,1-120,8 см.

Проведенные полевые исследования  показали, что наибольшие колебания относительных превышений зафиксированы на стационарных площадках ОАО «Парохонское» и СПК «Мичуринск» – до 120 см, что еще раз подтверждает связь микрорельефа с усиливающейся неоднородностью почвенного покрова.

Для стационарной площадки ОАО «Парохонское» неоднородность почвенного покрова выражена слабо. Здесь выделяется 4 почвенных разновидности и столько же контуров. Наибольшее количество почвенных разновидностей зафиксировано в пределах стационарной площадки СПК «Мичуринск» Ивацевичского района. Здесь профиль длиной 140 м проходит по пяти почвенным разновидностям и 6 контурам. Наименьшее количество почв отмечено в ПОСМЗиЛ, где максимальные площади занимают дегроторфяные почвы с остаточным содержанием органического вещества 30,0-20,1% [16].

По почвенным профилям произведен отбор образцов через каждые 20 м для определения остаточного содержания органического вещества (рисунок 3.7-3.9). Это позволило уточнить типовую принадлежность почв стационарной площадки, и оценить степень деградации торфяных почв.

Содержание органического вещества в поверхностном слое торфяно-глеевых (торфяно-иловато-глеевых) почв колеблется от 53 до 65%. Почвы, которые в полевых условиях были отнесены к торфянисто-глеевым, после выполнения анализов по определению содержания органического вещества в 10-ти сантиметровом слое были диагностированы как дегроторфяные торфяно-минеральные остаточно-оглеенные сильноминерализованные (ОВ 30,0-20,1%).





Деградированные остаточно-торфянисто-глеевые почвы значительно уступают разновидностям торфяно-болотных почв по содержанию органического вещества. В почвах стационарных площадок этот показатель составляет 15-28%. Наибольшая минерализация отмечена на стационарной площадке ПОСМЗиЛ Лунинецкого района, где запасы органического вещества наименьшие.

Оценка содержания органического вещества в конкретных точках позволяет при проведении дальнейших измерений определить темпы минерализации на стационарных объектах.

За четыре года наблюдений агрохимические свойства исследуемых почв практически не изменились. Только в дегроторфяных почвах несколько снизилось содержание органического вещества, что свидетельствует о процессах минерализации. Однако четырех лет недостаточно, чтобы оценить влияние использования мелиорированных почв на их свойства.

3.2 Водно-физические свойства почв объектов мониторинговых наблюдений и уровень их окультуренности

Известно, что длительное использование мелиорированных торфяных почв приводит к ухудшению их водно-физических свойств или даже к их полной деградации.

Оптимальными показателями плотности для торфяных почв является интервал от 0,25 до 0,45  кг*м-3. В 2007 году  так  характеризовались иловато-торфяная почвы СПК «Мичуринск» Ивацевичского района  (0,42-0,46 кг*м-3), а также торфяно-иловато-глеевая почва ПОСМЗиЛ Лунинецкого района. Эти почвы относятся к торфяно-болотным (таблица 3.2).

На всех торфяно-минеральных разновидностях наблюдалось уплотнение пахотного слоя, как следствие механического привнесения в торфяной горизонт частиц песка, припахиваемого в процессе обработки деградированных торфяных почв, а также в результате дефляции, при которой в первую очередь теряются частицы торфа. Высокая зольность – 70-78% дегроторфяных почв с остаточным содержанием органического вещества от 30 до 10% почв обусловили резкое увеличение плотности пахотного горизонта до                 0,60-0,80 кг*м-3.

Дерновые заболоченные почвы, входящие в стационарные площадки, характеризовались оптимальной плотностью для возделывания сельскохозяйственных культур – 0,7-1,0 кг*м-3.

Хорошие показатели плотности обеспечили благоприятный воздушный режим, оцениваемый  по величине пористости и пористости аэрации, на всех почвах объектов наблюдений.

Таблица 3.2 – Водно-физические свойства исследуемых почв на объектах наблюдения (2007-2010 годы)

Почва

Год

Водно-физические свойства

плот-ность, кг*м-3

влаж-ность, %

запасы влаги, мм

порис-тость, %

порис-тость аэрации, %

1

2

3

4

5

6

7

СПК «Мичуринск», Ивацевичский район

Дерново-глееватая

2007

0,92

40,4

74

62

25

2008

1,22

5,1

12

47

41

2009

0,90

30,1

54

63

36

2010

0,85

30,52

52

65

39

Дерново-глеевая

2007

0,68

57,9

79

72

33

2008

1,01

18,3

37

57

39

2009

0,95

33,0

63

60

29

2010

0,80

36,32

58

66

37

Дегроторфяная

(ОВ 30,0-20,1%)

2007

0,63

100,0

126

71

8

2008

0,54

63,2

68

75

41

2009

0,44

86,4

76

80

42

2010

0,53

64,19

68

76

42

Торфянисто-глеевая

2007

0,46

129,0

119

78

19

2008

0,39

131,9

103

81

30

2009

0,49

106,8

105

76

24

2010

0,63

53,46

67

69

35

Иловато-торфяная

2007

0,42

157,6

132

77

11

2008

0,33

175,5

116

82

24

2009

0,37

138,2

102

80

29

2010

0,40

108,49

87

78

35

ПОСМиЛ, Лунинецкий район

Дерново-глееватая

2007

1,00

6,3

13

74

68

2008

1,01

18,8

38

58

39

2009

1,19

22,0

52

50

24

2010

1,21

12,3

30

50

35

Дегроторфяная

(ОВ 30,0-20,1%)

2007

0,71

45,8

65

68

35

2008

0,66

24,3

32

52

36

2009

0,74

81,2

120

61

1

2010

0,60

56,0

67

72

38

Торфяно-иловато-глеевая

2007

0,31

100,3

62

84

53

2008

0,43

54,8

47

78

54

2009

0,55

98,5

108

71

17

2010

0,40

149,6

120

79

19

СПК «Парахонское», Пинский район

Дерновая перегнойно-глеевая

2007

0,90

24,3

44

60

38

2008

0,99

21,6

43

56

35

2009

1,07

18,8

40

52

32

2010

1,02

14,1

29

54

40

Дегроторфяная мине-ральная остаточно-торфяная (ОВ 10-20%)

2007

0,86

36,3

62

64

33

2008

0,51

92,2

94

79

32

2009

0,76

36,6

56

69

41

2010

0,88

19,8

35

64

47

Продолжение таблицы 3.2 – Водно-физические свойства исследуемых почв на объектах наблюдения (2007-2010 годы)

1

2

3

4

5

6

7

Дегроторфяная

(ОВ 30,0-20,1%)

2007

0,89

33,2

59

59

29

2008

0,45

109,6

99

79

30

2009

0,66

40,1

53

69

43

2010

0,65

44,6

58

70

41

Перегнойно-торфяная

2007

0,39

153,2

119

78

18

2008

0,35

149,7

105

80

28

2009

0,38

146,9

112

79

23

2010

0,35

118,0

83

81

40

Оптимальная влажность торфяных почв составляет 210-220 весовых процентов, влажность завядания – 90-95 весовых процентов.

Наблюдения показали, что в конце вегетации влажность пахотного горизонта торфяных почв была значительно ниже оптимальной. На дегроторфяной почве в пределах ПОСМЗиЛ и ОАО «Парохонское» она была даже ниже влажности завядания. Низкая влажность почвы обусловлена высокой температурой воздуха и низким количеством осадков в период уборки сельскохозяйственных культур. Это могло стать причиной развития дефляционных процессов, но почва еще не была защищена растительностью.

В 2008 году наиболее благоприятными для произрастания культурных растений были условия, сформированные на дерновых  заболоченных почвах – пористость в пределах 47-58% и плотность – 0,92-1,13 кг*м-3, пористость аэрации – 35-41% (таблица 3.2).

Торфяные разновидности почв характеризовались очень высокими значениями пористости и низкой плотностью пахотного слоя. Почва была чрезмерно вспушена, что способствовало развитию дефляционных процессов.

Наиболее высокой плотностью среди дерновых разновидностей характеризовались почвы площадки «Мичуринск» Ивацевичского района – 1,01-1,22 кг*м-3 в слое 0-20 см, наиболее низкой – стационарной площадки ОАО «Парохонское» (0,99 кг*м-3).

Содержание влаги в почве оказывает влияние также и на формирование урожая сельскохозяйственных культур. Оптимальной в начале вегетации считается полевая влажность на уровне 75-100% от величины полной влагоемкости, в дальнейшем – 75-80% от полной влагоемкости

Самая высокая  влажность пахотного слоя торфяных разновидностей в период уборки наблюдалась на стационарных площадках  «Парохонское» и «Мичуринск» – в пределах 109-150 весовых процентов.

В почвах всех стационарных площадок содержалось мало влаги, что указывает на вероятность протекания интенсивной минерализации торфа. При этом приведенные данные показали существенную разницу в характере увлажнения почвенных разновидностей, что, несомненно, повлияло на формирование их производительной способности.

Влажность минеральных почв определяется, в  первую очередь, характером выпадения осадков. Большое значение имеет показатель влагообеспеченности корнеобитаемого слоя.

К концу вегетации в 2008 году наиболее низкие значения влажности почв в слое 0-20 см в период уборки возделываемых культур на минеральных разновидностях отмечены на площадке «Мичуринск», самые высокие  – «Парохонское».

В 2009 году  в период уборки сельскохозяйственных культур полевая влажность была значительно ниже величины полной влагоемкости. Особенно неблагоприятные условия складывались на дегроторфяных разновидностях в пределах стационарных площадок «Парохонское», где полевая влажность составляла менее 35% от величины полной влагоемкости (37-40%). Более высокими значениями влажности характеризуются почвы на стационарной площадке ПОСМЗиЛ и Мичуринск.  Отметим, что в этот период развитие дефляционных процессов маловероятно, так как почва была покрыта растительностью. На всех площадках полевая влажность торфяных разновидностей была выше, чем дегроторфяных почв.

Оценка влажности пахотного слоя дерновых заболоченных почв на стационарных площадках показала значительную неравномерность увлажнения этих почв.  В период уборки влажность пахотного слоя дерновых заболоченных почв на  стационарной площадке «Мичуринск» отмечалось избыточное увлажнение (полевая влажность превышала наименьшую влагоемкость (25-30%)). На участках, расположенных в Пинском и Лунинецком районах, низкая влажность почвы способствовала раннему созреванию урожая возделываемых зерновых культур.

Наиболее высокая плотность зафиксирована на дерновых заболоченных почв – 0,90-1,19 кг*м-3. Разновидности торфяно-болотных почв характеризовались достаточно низкой плотностью (0,37-0,55 кг*м-3). Наиболее уплотненная среди них торфяно-иловато-глеевая почва стационарной площадки ПОСМЗиЛ. Четкая зависимость между плотностью и содержанием органического вещества наблюдается также и на дегроторфяных почвах: наиболее плотные почвы с содержанием органического вещества 10-20%. При оценке плотности почвы отмечалось также  значительное увеличение – на 0,10-0,17 кг*м-3.

Закономерности, отмеченные для плотности почв, характерны также и для показателя пористости и пористости аэрации.

Изучение агрофизических свойств в конце вегетации 2010 года на стационарных площадках в Пинском, Лунинецком и Ивацевичских районах показало, что наиболее высокая плотность характерна для  дерновых заболоченных разновидностей – 0,76-1,24 кг*м-3 . Наименее плотными являются торфяно-болотные почвы, среди них самые плотные – иловато-торфяные (0,38-0,42 кг*м-3), менее плотные – перегнойно-торфяные (0,34-0,35 кг*м-3). Прослеживается также  уплотнение дегроторфяных почв с уменьшением содержания органического вещества в них. К примеру, в СПК «Парахонское» плотность пахотного слоя дегроторфяной торфяно-минеральной почвы (ОВ 30,0-20,1%) составила 0,62-0,67 кг*м-3, а дегроторфяной минеральной остаточно-торфяной (ОВ 10-20%) – 0,87-0,89 кг*м-3.

Закономерности, отмеченные для плотности почв, характерны также и для величины общей пористости. Наиболее  высокие значения пористости отмечены в СПК «Мичуринск» Ивацевичского района: дерново-глееватая – 64-66%; дерново-глеевая – 65-68; дегроторфяная (ОВ 30,0-20,1%) – 75-77;  торфянисто-глеевая – 67-71; иловато-торфяная – 77-79%.

Пористость аэрации – это показатель, зависящей как от плотности почвы, так и от количества выпавших осадков. В пределах стационарных площадок она изменялась: в СПК «Мичуринск» – от 31% до 45%; в СПК «Парахонское» – от 36 до 47%, в ПОСМЗиЛ – от 24 до 41%.

Одной из задач проводимых исследований являлось наблюдение за влажностью изучаемых почв. Следует отметить, что на двух стационарных площадках (ПОСМЗиЛ и «Парохонское») отбор проб почвы на влажность выполнялся синхронно. Существенных различий в величине полевой влажности на одинаковых почвенных разновидностях (дерновых и деградированных торфяно-минеральных) не получено. Только  перегнойно-торфяная почв в СПК «Парахонское» была менее влажная, чем в ПОСМЗиЛ. Поэтому и общие запасы влаги в пахотном слое в период уборки были приблизительно равные на одинаковых разновидностях. Из них самые высокие наблюдались на торфяных почвах: 120 мм в ПОСМЗиЛ и 81 мм в СПК «Парахонское».  

В пределах стационарной площадки в СПК «Мичуринск» самые низкие значения влажности отмечены в слое 0-20 см дерново-глееватой почве – приблизительно 30%. Общие запасы влаги составили 51 мм, чего достаточно для нормальной развития пшеницы. Дерново-глеевая почва была несколько влажнее (35-36%). Существенных различий в величине полевой влажности пахотного слоя торфянисто-глеевой  и  дегроторфяной почвой (ОВ 30,0-20,1%) не отмечено – соответственно 64% и 53%. Более высокие значения влажности выявлены  на иловато-торфяной почве (106-110%). А общие запасы влаги  составили здесь 89%.

За четыре года наблюдений плотность дерновых заболоченных почв несколько увеличилась на всех объектах мониторинга, за исключением СПК «Мичуринск», где плотность снизилась на 0,07 кг*м-3. Торфяно-болотные почвы по-прежнему характеризуются оптимальной величиной пористости – 0,25-0,45 кг*м-3. Из деградированных торфяно-минеральных разновидностей только в почвах с содержанием органического вещества 10-20% наблюдается увеличение плотности, что свидетельствует о продолжающихся процессах минерализации.

Оценка изменения мощности торфяного слоя на исследуемых объектах за годы исследований показала, что на всех стационарных площадках произошла «сработка» торфа. Мощность торфа снизилась на 1-4 см. Наиболее сильно торфяной слой срабатывается в ПОСМЗиЛ, так как там возделываются пропашные культуры (кукуруза). В пределах одной стационарной площадки «сработка» более интенсивна на деградированных почвах (таблица 3.3).

В первой декаде апреля до начала активной микробиологической деятельности на торфяных и деградированных торфяно-минеральных почвах осуществлен отбор образцов для определения подвижных форм азота (нитратный и аммонийный азот), степени разложения торфа и его зольности.

Содержание органического вещества в торфе также уменьшилось за четыре года наблюдений (на 0,3-2,1%). Это свидетельствует о процессах деградации торфяных почвах, которые наиболее интенсивны на территории  ПОСМЗиЛ в связи с применением пропашного севооборота.

Зольность торфяных почв объектов мониторинга увеличилась с 32,4-78,1% в 2007 году  до  30,9-79,3% в 2010 году, при этом зольность торфяных почв осталась практически на том же уровне, а на деградированных почвах доля минеральных веществ выросла на 0,9-2,3%.

По общепринятой методике степень разложения торфа и ботанический состав определяются для почв, зольность которых не превышает 50%. Поэтому данные анализы выполнены для иловато-торфяных и торфяных маломощных разновидностей стационарных площадок «Парохонское» и «Мичуринск». На стационарной площадке ПОСМЗиЛ Лунинецкого района зольность всех почвенных разновидностей более 50%, что указывает на высокую степень разложения органического вещества торфа и значительную деградацию торфяно-болотных почв.

Одним из показателей, характеризующих степень минерализации органического вещества торфа, является количество минерального азота в пахотном слое почв. На стационарных площадках ПОСМЗиЛ Лунинецкого района и «Парахонское» отмечено снижение содержания нитратного азота (NO3) с увеличением степени деградации. Это свидетельствует о том, что на торфяных разновидностях, где запасы органического вещества больше, его минерализация происходит более интенсивно, чем на дегроторфяных почвах.


На стационарной площадке «Мичуринск» Ивацевичского района наблюдалась обратная тенденция: наибольшее выделение нитратного азота (NO3) отмечено на торфянисто-глеевой почве, что может служить показателем наиболее интенсивной деградации органического вещества.

Наибольшее общее количество минерального азота отмечено на почвах стационарной площадки ПОСМЗиЛ в условиях интенсивного использования под пропашные культуры (кукурузу), что обусловлено в первую очередь высокими дозами азотных удобрений, вносимых под данную культуру.

3.3  Производительная способность почв мелиорированных территорий

Наряду с оценкой изменения основных свойств дефляционноопасных почв, определено влияние неоднородности почвенного покрова и степени деградации торфяных почв на их производительную способность. Оценка осуществлялась в производственных посевах на объектах мониторинга.

Условия увлажнения 2009 года определили невысокую урожайность на почвах, занимающих наиболее низкое гипсометрическое положение на всех объектах наблюдений (таблица 3.4).  

В СПК «Мичуринск» на иловато-торфяных почвах культурные посевы отсутствовали из-за высокого уровня грунтовых вод. В целом же продуктивность сельскохозяйственных культур составила 32,8-51,1 ц/га к. ед., из них самая высокая на торфянисто-глеевой почве.

В ОАО «Парохонское» низкая производительная способность отмечена на всех почвенных разновидностях – от 10,0 до 24,4  ц/га к.ед.

Значительные колебания урожайности зеленой массы кукурузы на различных почвенных разновидностях зафиксированы на территории ПОСМЗиЛ Лунинецкого района. Наибольшая урожайность (124,0 ц/га к.ед.) получена на дерново-глееватой песчаной почве, минимальная (81,1 ц/га к.ед.)  – на дегроторфяной торфяно-минеральной почве, где в первой декаде июля  из-за выпадения избыточного количества осадков сформировалась «вымочка». В момент уборки корневая система растений на всех разновидностях была открыта на 4-6 см, что свидетельствует о значительных потерях почвы вследствие ветровой эрозии [15, 19].  

В 2010 году на стационарных площадках ПОСМиЛ, «Парохонское» и «Мичуринск» возделывалась кукуруза на зеленую массу. Различия в погодных условиях, уровне агротехники, состоянии мелиоративных систем привели к формированию значительных различий в величине производительной способности изучаемых почв. Наименьшая урожайность отмечена на всех разновидностях стационарной площадки «Мичуринск»,  наибольшая – ПОСМЗиЛ.

Таблица 3.4 – Производительная способность почвенных разновидностей стационарных площадок мониторинговых наблюдений

Объект

Почва

2007

год

2008

год

2009 год

2010

год

В среднем за 4 года

ПОМСЗиЛ

Дерново-глееватая

124,0

116,7

60,7

83,4

96,2

Дегроторфяная торфяно-минеральная (ОВ 30,0-20,1%)

81,1

173,3

67,9

59,9

95,6

Торфяно-иловато-глеевая

117,0

168,0

69,0

37,4

97,9

«Парохон-

ское»

Дерновая перегнойно-глеевая

10,0

116,0

63,1

100,8

72,5

Дегроторфяная минеральная остаточно-торфяная (ОВ 10-20%)

17,3

124,7

55,7

73,3

67,8

Дегроторфяная торфяно-минеральная (ОВ 30,0-20,1%)

18,5

124,7

56,9

88,4

72,1

Перегнойно-торфяная

24,4

54,0

61,8

64,5

51,2

«Мичу-ринск»

Дерново-глееватая

32,8

56,0

28,3

31,7

37,2

Дерново-глеевая

48,7

18,7

39,4

39,3

36,5

Дегроторфяная торфяно-минеральная (ОВ 30,0-20,1%)

44,7

61,3

39,8

75,1

55,2

Торфянисто-глеевая

51,1

16,3

42,4

28,3

34,5

Иловато-торфяная

-

-

-

-

-

 Максимальный урожай зеленой массы сформировался на дегроторфяных разновидностях поскольку погодные условия  способствовали достаточному увлажнению в засушливый период и исключали подтопление – во влажный. На иловато-торфяной почве всходы кукурузы вымокли, что объясняется избыточным увлажнением в весенний период.

В 2011 году на стационарных площадках возделывались зерновые культуры. Максимальная урожайность сформировалась в пределах площадки ПОСМЗиЛ – от 60,7 до 69 ц/га к.ед. овса. Разница между почвенными разновидностями в пределах 11-12% [16].

На всех объектах наблюдений наибольшая продуктивность сформирована на разновидностях торфяных почв, наименьшая – на дерновых заболоченных почвах.

Значительная дифференциация урожайности культур наблюдалась в пределах стационарной площадки СПК «Мичуринск». Здесь был сформирован самый низкий урожай – 28,3-42,4 ц/га к.ед. Условия увлажнения текущего года обусловили минимальную производительную способность дерново-глееватой почвы.

Как и в предыдущие годы, на иловато-торфяной почве посевы отсутствовали, поскольку избыточное увлажнение весной не позволило своевременно подготовить почву к посеву.

В 2012 году на стационарных площадках ПОСМЗиЛ и «Парохонское» возделывалась кукуруза на зеленую массу. Самая высокая урожайность получена на дерновых заболоченных разновидностях – в ПОСМЗиЛ 83,4 ц/га к.ед. и 100,8 ц/га к.ед. в СПК «Парахонское» поскольку погодные условия  способствовали достаточному увлажнению в засушливый период и исключили подтопление в весенний период. Самая низкая урожайность кукурузы сформирована на торфяной почве.

В среднем за четыре года наблюдений самая низкая производительная способность почвенных разновидностей отмечена на стационарной площадке в СПК «Мичуринск» – 34,5-55,2 ц/га к.ед. Большое количество осадков в 2009-2012 годах определили невысокую производительную способность почв, занимающих наиболее низкое гипсометрическое положение: на иловато-торфяной почве всходы отсутствовали, а на торфянисто-глеевой почве получено всего 34,5 ц/га к.ед. в среднем за четыре года. Самая высокая продуктивность сельскохозяйственных культур сформирована на  дегроторфяной почве, где посевы не страдают как от избытка, так и от недостатка влаги – 55,2 ц/га к.ед.

На стационарной площадке в ПОСМЗиЛ в 2009, 2010 и 2012 годах возделывалась кукуруза, что отрицательно сказалось на свойствах торфяных почв, но, в то же время, обеспечило наибольшую производительную способность почв – 95,6-97,9 ц/га к.ед. Низкая разница между разновидностями (2-3%) свидетельствуют о том, что торфяные почвы по своим свойствам приближаются к минеральным (деградируют).

В ОАО «Парахонское» у перегнойно-торфяной  почвы самая низкая производительная  способность (51,2 ц/га к.ед.). Это связано с избыточным увлажнением в весенний период 2010 года, что привело к изреживанию посевов. Наибольшая продуктивность сельскохозяйственных культур получена на дерновой перегнойно-глеевой почве и дегроторфяной с остаточным количеством органического вещества 20-30% – приблизительно 72 ц/га к.ед.

В пределах стационарных площадок также проведены наблюдения за уровнем окультуренности исследуемых почвенных разновидностей. Содержание в почвах элементов питания растений (подвижных форм фосфора и калия) обусловливает величину эффективного плодородия и урожайность возделываемых культур (таблица 3.5).

Для торфяных почв среднему уровню плодородия соответствует содержание подвижных форм фосфора на уровне 200,1-600,1 мг/кг почвы, калия – 250,1-800,0 мг/кг, уровень рН – 4,51-5,0.

Таблица 3.5 – Агрохимическая характеристика почв стационарных объектов мониторинговых наблюдений

Почва

Горизонт

Глубина

отбора

образцов, см

Гумус,

%

Орга-ническое вещество, %

P2O5

K2O

Ca

Mg

pH

мг/кг

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

ОАО Парохонское Пинского района

Дерновая перегнойно-глеевая

Aп

0-30

1,30

55,6

159

548

34,5

5,06

A1G

30-38

11,55

186,2

151,8

2056

190,9

4,86

A1G

38-48

9,93

130

225

1797

253,9

5,08

BG

48-60

0,64

37,6

7,4

304

26,6

5,34

C

60-140

0,27

36

5,8

223

17,3

5,27

Торфяно-перегнойная

Aп 1)

0-20

67,7

517,4

263

14250

1351

5,35

Т2

30-40

72,2

460,8

591,2

11180

1006

5,36

Т3

70-80

81,4

84,4

93,1

11020

489

5,16

Дегроторфяная  мине-ральная остаточно-торфяная почва (ОВ 20,0-10,1 %)

А1

0-20

19,8

132

85,1

4170

268

5,42

BCg

20-97

0,41

45,2

23,3

197

27,3

5,49

CG

37-57

0,21

66,8

17,5

246

20,1

5,46

Дегроторфяная торфяно-минеральная остаточно-оглеенная (ОВ 30,0-20,1 %)

Aп

0-20

21,8

105,3

107,3

4840

319

5,31

CG

32-42

4,20

55,5

13,5

675

51,0

5,01

ПОСМЗиЛ Лунинецкого района

Торфяно-иловато-глеевая

Ап

0-25

52,7

913,2

752,7

11120

802

5,04

Т1

25-33

58,7

732,7

809

8430

593

5,25

Т2А1g

35-40

79,3

428,2

451

12230

892

5,37

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

Дегроторфяная торфяно-минеральная остаточно-оглеенная (ОВ 30,0-20,1 %)

Ап

0-25

28,3

125,2

737,2

5820

318

5,50

Т1

25-33

35,7

104,1

748

6520

402

5,25

Т2

35-40

26,5

62

151

5840

327

5,65

Дегроторфяная торфяно-минеральная остаточно-оглеенная (ОВ 30,0-20,1 %)

Ап

0-25

20,5

169,4

230

2373

205,8

4,96

А1

25-36

20,7

205,4

463,4

2546

180,5

4,76

G

36-140

6,7

57

786

62,9

5,29

Дерново-глееватая

Ап1

0-5

6,57

198,5

528,8

1238

228,4

5,47

Ап

5-25

7,53

165

318,8

1362

265,3

5,57

А1

25-30

5,46

138,3

229,1

1211

257,9

5,74

BG

30-48

0,38

44,8

34,1

241

56,6

6,00

СПК Мичуринск Ивацевичского района

Дерново-глееватая

Ап

0-25

6,96

10,5

207,7

2585

43,7

7,70

BG

25-35

1,14

4,4

101,5

1782

22,5

7,66

CG

58-120

0,09

17,1

27

417

7,8

8,12

Дерново-глеевая

Ап

0-22

13,6

206,1

672,5

2185

535,1

5,55

А1

22-35

13,9

115,3

380

2487

256,5

6,16

CG

35-120

0,56

60,8

7,5

331

19

5,60

Торфянисто- глеевая

Ап

0-23

39,8

77,5

136,3

9340

654

5,55

Т1

23-38

52,7

360,7

81,8

9330

292

5,24

CG

38-112

0,96

70

4,7

4365

17,9

5,36

Дегроторфяная торфяно-минеральная остаточно-оглеенная (ОВ 30,0-20,1 %)

Ап

0-23

28,1

148,2

153,6

3091

245,3

5,19

А1

23-31

15,1

131

151

2543

194,2

5,30

CG

31-70

6,4

82,2

22,2

400

21,7

5,58

Иловато-торфяная

Ап

0-27

54,7

637,6

619,1

10060

383

5,60

Т1

27-47

55,2

726,1

709

11480

432

5,66

Т2

47-63

81,7

418,5

610,3

10720

324

5,44

При содержании фосфора более 600,1 и калия более 800,1 мг/кг почвы плодородие торфяных почв оценивается как высокое. Для песчаных дерновых заболоченных почв оптимальными параметрами являются 160-200 фосфора и 140-200 мг/кг почвы калия. При таком содержании элементов питания растений почвы характеризуются высоким уровнем плодородия. Данные таблицы 2.3 показывают значительную неоднородность плодородия почв стационарных площадок. Содержание подвижных форм фосфора в пахотных горизонтах минеральных и торфяных почв ОАО «Парохонский» составляет соответственно 55,6 и 105,3-514 мг/кг почвы, калия 159 и 85-263 мг/кг почвы. Плодородие почв оценивается как среднее и низкое.

Различия в содержании подвижного фосфора более выражены на стационарной площадке ПОСМЗиЛ Пинского района в разновидностях торфяных и дегроторфяных почв, где оно колеблется от 125,2 до 913,2  мг/кг почвы. Более выровненное содержание калия (737-752 мг/кг почвы), что характеризует плодородие почвы как повышенное.

Самым низким плодородием характеризуются почвы стационарной площадки, расположенной на территории СПК «Мичуринск» Ивацевичского района. Минимальное содержание фосфора отмечено на дерново-глееватой почве – 10,5 мг/кг почвы. Однако содержание калия здесь соответствует среднему. Высоким плодородием отличается дерново-глеевая почва стационарной площадки, а из торфяных разновидностей – иловато-торфяная почва.

Дегроторфяные почвы с различным содержанием органического вещества на всех объектах наблюдений занимают промежуточное положение по плодородию.

За четыре года наблюдений особых изменений в уровне окультурености исследуемых почв не отмечено.

3.4 Количественная оценка дефляционной опасности  территории ключевых участков

Одним из факторов, способствующих возникновению дефляции, является относительная влажность воздуха, которая характеризует степень насыщения воздуха водяным паром. Интересной особенностью, влияющей на сезонную динамику дефляционных процессов, является годовой ход относительной влажности. Так, ее наименьшие значения приходятся не на самые теплые месяцы года, а на переходные весенние – апрель-май, когда нарастание температуры над сушей происходит относительно быстрее, чем рост влагосодержания в воздушных массах, приходящих с медленнее прогревающейся поверхности океана. Это приводит  к превалированию фактов проявления экстремальной дефляции, выражающейся в возникновении пыльных бурь, в этот период над другими месяцами года. Кроме того в данный период почва практически не защищена растительностью, что еще больше способствует проявлению дефляционных процессов. В целом, в холодную часть года (с октября по март) средние месячные значения относительной влажности находятся в пределах 80-90%, значительных колебаний влажности по территории республики не прослеживается. Весной с увеличением температуры воздуха относительная влажность уменьшается: от 78-83% в марте до 65-70% в мае, достигая, как уже отмечалось, минимума в годовом ходе. В летние месяцы относительная влажность воздуха начинает медленно увеличиваться, в среднем на 2-4% в месяц. Начиная с сентября месяца идет возрастание относительной влажности: в октябре – до 80-86%, а в ноябре – до 87-90%, что способствует уменьшению фактов экстремальной ветровой эрозии в Полесском регионе.

Наблюдения за относительной влажностью воздуха в дефляционноопасный период показали, что наибольшая вероятность возникновения пыльных бурь отмечалась в апреле-мае в Жабинковском, Лунинецком и Ивацевичском районах. Здесь отмечалось от 12 до 16 дней с относительной влажностью воздуха менее 30% (таблица 3.6).

Таблица 3.6 – Число дней с относительной влажностью воздуха менее 30% по данным метеостанций (2007-2008 годы)

Станция

апрель

май

июнь

июль

август

сентябрь

ВСЕГО

2007 год

Пинск

2

1

0

0

0

0

3

Брест

10

2

3

2

0

0

18

Полесская болотная

11

2

1

0

1

0

16

Ивацевичи

13

3

1

0

0

0

17

2008 год

Пинск

1

1

2

Брест

3

10

1

2

16

Полесская болотная

5

1

3

1

10

Ивацевичи

6

2

8

1

1

18

В 2008 году в районах размещения стационарных площадок мониторинговых наблюдений за дефляционноопасный период (апрель-сентябрь) отмечалось 36 дней с влажностью воздуха менее 30%. В такие дни, особенно при высокой температуре воздуха, происходит иссушение верхнего слоя торфяной почвы и существует высокая вероятность возникновения пыльных бурь. Особенно это актуально в наиболее дефляционноопасный период: в апреле-мае и сентябре. В сентябре 2008 года не отмечалось дней с влажностью воздуха менее 30%. Максимальное количество таких дней отмечено в апреле-мае на метеостанции Ивацевичи, характеризующей ключевой участок «Мичуринск» – 8.

В ряду перечисленных показателей, непосредственно способствующих развитию дефляции, важное место занимают особенности ветрового режима, которые могут значительно усиливать или, наоборот, ослаблять угрозу развития ветровой эрозии. Эти особенности были учтены нами посредством расчета интегрального показателя, каким является «дефляционный потенциал ветра» (ДПВ).

Исходными данными для расчета ДПВ послужили фактические наблюдения метеорологическими станциями за особенностями ветрового режима (таблица 3.7). Среднемноголетние значения ДПВ рассчитаны по материалам многолетних наблюдений за 53-летний период.

На стационарных объектах мониторинговых наблюдений в наиболее дефляционноопасный период преобладали ветры со скоростными градациями 3-5 м/с.

В 2008 году наибольшее количество ветров со скоростью 6-11 м/с отмечено в апреле месяце – 45 случаев. В географическом отношении такие ветры преобладали в пределах ПОСМЗиЛ Лунинецкого района. Здесь же в апреле отмечен единственный случай возникновения ветра со скоростью        12-15 м/с.

Таблица  3.7 Повторяемость скорости ветра по градациям, число случаев [19]

год

Метео-станция

Скорость ветра

3-5 м/с

6-11 м/с

12-15 м/с

апрель

май

сентябрь

апрель

май

сентябрь

апрель

май

сентябрь

2007

Ивацевичи

88

83

79

3

0

1

0

0

0

Полесская

68

72

82

34

32

15

3

0

0

Пинск

79

77

75

3

1

1

0

0

0

Брест

75

80

85

16

8

3

0

0

0

2008

Ивацевичи

38

11

24

6

0

0

0

0

0

Полесская

72

49

62

28

7

8

1

0

0

Пинск

16

4

0

1

2

0

0

0

0

Брест

39

20

31

10

0

0

0

0

0

Число случаев

240

248

240

240

248

240

240

248

240

Расчет дефляционного потенциала ветра для пороговых скоростей 5, 10 и 15 м/с показал, что в 2008 году этот показатель практически повсеместно был ниже, чем в 2007 году (таблица 3.8). Максимальные величины ДПВ при пороговой скорость 5 м/с пришлись на апрель и сентябрь, при скорости           10 м/с  – на май.

Таблица 3.8 – Дефляционный потенциал ветра (ДПВ) при его различных скоростных градациях [19]

Метеостанция

ДПВ при пороговой скорости 5 м/с

ДПВ при пороговой скорости 10 м/с

ДПВ при пороговой скорости 15 м/с

апрель

май

сентябрь

апрель

май

сентябрь

апрель

май

сентябрь

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

2007 год

Ивацевичи

5,25

4,79

4,73

0,31

0,00

0,31

0,00

0,00

0,00

Полесская

4,05

4,17

4,93

3,46

3,15

0,10

0,42

0,00

0,00

Пинск

4,73

4,47

4,49

0,31

0,10

1,53

0,00

0,00

0,00

Брест

4,47

4,63

5,11

1,63

0,79

0,10

0,00

0,00

0,00

2008 год

Ивацевичи

5,19

4,57

4,79

0,61

1,08

0,00

0,00

0,00

0,00

Полесская

4,21

3,84

4,79

2,85

4,82

0,79

0,14

0,00

0,00

Пинск

4,77

4,42

4,79

0,10

0,39

0,00

0,00

0,00

0,00

Брест

4,59

4,40

5,13

1,02

1,97

0,00

0,00

0,00

0,00

Среднемноголетнее значение

Ивацевичи

4,36

4,23

3,76

0,69

0,36

0,48

0,08

0,00

0,00

Полесская

5,58

5,61

5,35

1,79

0,81

1,50

0,02

0,00

0,01

Пинск

5,59

5,37

5,43

1,57

0,77

0,90

0,20

0,01

0,11

Брест

4,76

4,99

4,65

1,04

0,35

0,57

0,26

0,01

0,00

Наибольшие потери почвы в 2007 году отмечены в пределах ключевых участков ПОСМЗиЛ и «Мичуринск» (6,74-5,08 т/га), для которых были самые высокие показатели ДПВ (рисунок 3.10).

В 2008 году потери почвы на указанных участках были в 1,9 раз ниже и составили 2,6-3,5 т/га.

Рисунок 3.10 – Темпы дефляции на стационарных объектах мониторинговых наблюдений (за апрель, май, сентябрь месяцы) [19]

Самыми низкими потерями почвы с дефляцией характеризовался ключевой участок «Перелумье» Жабинковского района, где потери составили менее 1 т/га. Ключевой участок «Парохонское» характеризуется средними величинами потерь почвы с дефляцией – около 4 т/га.

Согласно исследованиям В.В. Жилко и Л.М. Ярошевича, на территории Полесья можно выделить пять категорий земель, характеризующихся различной степенью развития дефляции (рисунок 3.11).

Степень опасности: 1 – высокая; 2 – средняя; 3 – слабая; 4 – отсутствует;                      5 – осушенные торфяники

Рисунок 3.11 – Вероятность дефляции почв на Полесье [18]

Категории земель, характеризущиеся различной степенью развития дефляции:

1)  сильнодефляционноопасные – автоморфные рыхлопесчаные почвы;

2) среднедефляционноопасные – автоморфные почвы рыхлосупесчаного и связнопесчаного механического состава;

3) слабодефляционноопасные – автоморфные почвы супесчаного механического состава с близким залеганием суглинков и полугидроморфные связнопесчаные почвы;

4) недефляционноопасные – автоморфные почвы тяжелого механического состава, неосушенные торфяники, полугидроморфные почвы суглинистого и супесчаного механического состава;

5)  осушенные торфяники.

Таким образом, наиболее благоприятные предпосылки для развития дефляции сложились на осушенных торфяно-болотных, песчаных и супесчаных минеральных почвах. Наблюдается чаще в апреле-мае в форме повседневной или местной эрозии (возникает под воздействием воздушных потоков) и пыльных бурь (образуется при сильных ветрах, охватывающих значительную территорию и вовлекающих в воздушный поток большие массы почвы). В Гомельской области дефляционноопасными являются 27% пашни, в Брестской – около 20%. Серьезную опасность представляет ветровая эрозия в районах крупных торфоразработок, складирования отходов промышленных производств, в загрязненных радионуклидами районах.

ГЛАВА 4. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ АГРОПОЧВЕННОГО МОНИТОРИНГА ДЛЯ ОПТИМИЗАЦИИ ЗЕМЛЕПОЛЬЗОВАНИЯ

4.1 Мероприятия по борьбе с ветровой эрозией

Под противоэрозионной организацией территории понимают научно-обоснованную организацию состава, соотношения и размещения сельскохозяйственных земель, тесно увязанную с противоэрозионными мероприятиями, направленную на исключение развития процессов эрозии и производство максимального количества сельскохозяйственной продукции при минимальных затратах труда и средств. Она предусматривает создание противоэрозионных комплексов – сочетаний взаимоувязанных, правильно размещенных в рельефе мероприятий и приемов, направленных на сокращение интенсивности процессов эрозии, повышение плодородия почв и урожайности сельскохозяйственных культур.

Противоэрозионные мероприятия в первую очередь должны быть направлены на устранение причин, порождающих развитие эрозии почв, а также на повышение плодородия поврежденных почв, поднятие их производительности в целях получения высоких и устойчивых урожаев.

Комплекс мероприятий по предотвращению и ослаблению дефляции почв включает организационно-хозяйственные, агротехнические и лесомелиоративные меры борьбы.

Организационно-хозяйственные мероприятия предполагают рациональное распределение земельных угодий. В результате детального обследования выделяют площади развеваемых песков, ветроударные склоны и повышенные участки местности, где сильно развиты процессы дефляции.

Такие территории целесообразно засеять многолетними травами или отвести под посадку лесных и плодово-ягодных насаждений. Предотвращению ветровой эрозии способствуют почвозащитные севообороты и полосное земледелие. При нарезке полей севооборота длинные стороны следует ориентировать поперек активных эрозионных ветров. Это особенно важно, если в дальнейшем по границам полей предполагают посадку лесных полос.

В основу мероприятий по борьбе с ветровой эрозией почв положено правильное размещение на территории лесной и травянистой растительности и применение специальных обработок. В противоэрозионные мероприятия входят: соответствующая местным условиям система обработки почв, введение специальных севооборотов, применение нужных доз органических и минеральных удобрений, регулирование водного режима и т. д.

Поскольку эрозионные процессы возникают преимущественно на пахотных землях, основными мероприятиями по борьбе с этими процессами должны быть агротехнические: различные приемы обработки, посева, посадки, культивации, снегозадержания и регулирования снеготаяния, внесение повышенных доз органических и минеральных удобрений, широкое применение промежуточных культур и сидератов.

Агротехнические мероприятия по борьбе с дефляцией почв предусматривают безотвальную обработку почвы, которая позволяет сохранить на поверхности полей до 85% стерни и других растительных остатков. В зимнее время стерня защищает поле от дефляции и способствует равномерному распределению снега, что способствует более быстрому развитию всходов и устойчивости их к воздействию ветра.

На землях, подверженных ветровой эрозии, чистые пары заменяют занятыми, сидеральными и кулисными. Кулисы из высокостебельных растений предохраняют почву от выдувания весной и летом, а зимой способствует снегозадержанию.

Силу ветра ослабляет полосное размещение культур, когда чередуются однолетние культуры с полосами многолетних трав. Полосы располагают перпендикулярно к активным ветрам. Ширина полос зависит от степени подверженности почв эрозии и конкретных природных условий данной местности.

На эрозионноопасных территориях применяют почвозащитные севообороты. Многолетние травы в таких севооборотах занимают 50% площади пашни, то есть половину полос в каждом поле. Такого типа севообороты обеспечивают прекращение ветровой эрозии, позволяют получить более высокие урожаи зерновых культур и заготавливать большое количество ценных кормов для животноводства.

В борьбе с эрозией почв важное место отводится лесомелиоративным мероприятиям, так как применение агротехнических мер по задержанию стока и смыва почвы не всегда бывает достаточным для полного прекращения эрозии, особенно овражной и ветровой.

Лесные полосы на мелиорируемых землях целесообразно размещать вдоль канав перпендикулярно преобладающим ветрам. Эти полосы не только препятствуют развитию ветровой эрозии почвы, но и улучшают условия роста и развития сельскохозяйственных культур, защищая посевы летом от суховеев, всходы – от холодных весенних ветров. Ослабляя силу ветров, лесные полосы устраняют непродуктивное использование влаги из почвы, чем повышают относительную влажность в приземном слое воздуха.

Взрослые 20-30-летние лесные полосы защищают 30—40-кратную территорию. Лесные полосы не только защищают почву от эрозии, но создают более благоприятный микроклимат и обеспечивают прибавку урожая на 3—4 ц/га.

Полезащитные полосы высаживают в малолесных районах на водоразделах сильнорасчлененного рельефа по границам полей севооборотов или внутри их на расстоянии 500–600 м одна от другой, шириной 6–20 м, размещая их перпендикулярно направлению преобладающих ветров.

На пастбищах ветровая эрозия возникает от выбивания дерна скотом. На разбитых песках необходимо запретить выпас скота, устраивать скотопрогоны и засевать участки ценными кормовыми травами. Для предохранения пастбищ от выбивания следует периодически выделять участки с обедненным и засоренным травостоем для отдыха и подсева кормовых трав. Желательно обводнять пастбища и создавать лесополосы — «зонты» для предохранения от солнцепека и буранов.

Борьба с ветровой эрозией песчаных почв главным образом сводится к закреплению их лесопосадками (подвижных песков, в основном средне- и сильноразвеваемых ветром). Слабо и частично среднеразвеваемые песчаные и супесчаные почвы необходимо использовать в сельскохозяйственных целях, применив на них комплекс агротехнических и лесомелиоративных мероприятий по борьбе с эрозией почв. Это достигается путем внесения повышенных доз минеральных и особенно органических удобрений в виде суспензии торфа, посева сидератов, раннего и перекрестного сева, правильной пахоты без выворачивания на поверхность нижележащих рыхлых песков, снегозадержания, посадки лесополос.

Для предотвращения развития эрозии почв на торфяно-болотных почвах необходимо обеспечить оптимальную влажность верхних слоев почвы, для чего в осушительной системе необходимо предусматривать двухстороннее регулирование водного режима, обусловливающее постоянную капиллярную связь между верхними и нижними горизонтами почвы. Вместе с регулированием водного режима необходимо применять также агротехнические мероприятия, которые способствуют уменьшению степени проявления ветровой эрозии. Например, прикатывание почвы кольчатым катком перед севом зерновых культур или после сева. Этот прием способствует резкому уменьшению и даже полному прекращению развевания торфа ветром, то есть создает шероховатую поверхность почвы.

Наряду с ветровой эрозией на торфяно-болотных почвах проявляется так называемая биологическая эрозия почв, то есть механическая усадка и минерализация под влиянием мелиорации.

Толщина ежегодного отложения (накопление) торфа в естественных условиях колеблется от 0,5 до 2,3 мм, или 1,5 т/га в год. Скорость сработки торфа в условиях Беларуси на осушенных и освоенных под пашню торфяно-болотных почвах составляет 1–3 см в год, или 15–45 т/га.

Изменение структуры посевных площадей, особенно на маломощных (менее 1 м) торфяно-болотных почвах, путем резкого уменьшения пропашных и увеличения многолетних трав резко сокращает развитие эрозии, а также способствует восполнению минерализуемого органического вещества до 50%, тогда как под пропашными его восполняется только до 20%.

Успешное решение глобальной и экологически выраженной проблемы разработки эффективных мер борьбы с эрозией в значительной степени зависит от учета региональных особенностей возникновения и развития эрозионных процессов.

При размещении полей почвозащитные мероприятия дифференцируются по рабочим участкам. Каждый участок располагают на землях, однородных по рельефу, почвенному покрову и характеру эрозионных процессов, что дает возможность намечать определенный способ и условия его обработки и использования.

4.2 Организация территории в дефляционноопасных агроландшафтах

Противоэрозионная организация территории является основой почвозащитной системы земледелия и имеет главной целью рациональное использование ее составных частей с органической их увязкой между собой, а также с ландшафтными особенностями и характером использования каждого конкретного земельного участка. Она предполагает дифференцированное использование земельных ресурсов на основе учета особенностей агроландшафта. Такой подход реализуется путем разделения всех обрабатываемых земель на агротехнологические группы по возможной интенсивности сельскохозяйственного использования. Основным критерием разделения являются количественные показатели потенциальной эрозионной опасности.

Выделение агротехнологических групп земель в районах распространения ветровой эрозии определяется на основе типизации почвенного покрова и количественной оценки деградации (методические указания по прогнозу эрозионных процессов на обрабатываемых землях Беларуси).

Предварительная экспертная оценка дефляционной опасности территории устанавливается по удельному весу дефляционноопасных почв. К дефляционноопасным относятся рыхлосупесчаные, подстилаемые песками.  Песчаные автоморфные и осушенные заболоченные, а также торфяные и торфяно-минеральные почвы. В зависимости от удельного веса этих почв на пахотных угодьях (в %) выделяются следующие группы дефляционной опасности территории: I – менее 5 (очень слабая); II – 5,1-20 (слабая); III – 20,1-50 (средняя); IV – 50,1-70 (сильная); V> 70 (очень сильная).

Для равнинных территорий со сложной структурой почвенного покрова Белорусского Полесья дифференцированное использование земель реализуется через выделение контуров агротехнологических групп исходя из типа почвообразования, гранулометрического состава и степени увлажнения почв. С этой целью выполняется типизация почвенного покрова и оценка потенциальной дефлируемости каждой агротехнологической группы в зависимости от компонентного состава входящих в них почвенных разновидностей (таблица 4.1).  

Таблица 4.1 – Агротехнологические группы дефляционноопасных земель в агроландшафтах Белорусского Полесья

Типы земель

Дефляционная опасность почв, т/га

Состав почв, %

Дерново-подзолистые (автоморфные, временно избыточно увлажненные, оглеенные внизу, глееватые и глеевые осушенные)

Дерново-подзолистые заболоченные

Дерновые заболоченные

Дерново-карбонатные заболоченные

Торфяно-болотные низинные

Торфяно-болотные верховые

Торфяно-болотные деградированные

1. Приподнятые плоские заболоченные песчаные

1-3

30

40

70

50

50

20

20

10

10

2. Высокие волнистые песчаные

6-10

100

3. Низинные плоские заболоченные осушенные песчаные

8-13

60

60

30

10

10

30

4. Котловинные осушенные торфяные

10-12

10

40

50

80

10

10

5. Котловинные осушенные деградированные торфяно-песчаные

> 15

20

10

70

К первой агротехнологической группе земель относятся приподнятые плоские заболоченные песчаные земли с преобладанием дерново-подзолистых заболоченных (30-70%), дерновых заболоченных (20-50%) и небольшим удельным весом (10-20%) торфяно-болотных низинных почв. Потенциальная дефляционная опасность их составляет 1-3 т/га в год.

Вторая агротехнологическая группа высоких песчаных земель включает дерново-подзолистые песчаные автоморфные (около 30%), оглееные внизу (20-25%), временно избыточно увлажненные (около 15%), глееватые и глеевые осушенные (20-25%) почвы. Эта группа земель характеризуется средней и сильной дефляционной опасностью. Потенциально возможный перенос почвы ветром составляет 6-10 т/га в год.

Третья группа земель (низинные плоские заболоченные осушенные песчаные) объединяет песчаные дерновые заболоченные (около 60%), дерново-карбонатные заболоченные (около 30%) и торфяно-болотные деградированные (до 10%), а также торфяные низинные осушенные (до 10%) почвы. Характеризуется легким гранулометрическим составом, сильной неоднородностью и слабой устойчивостью к процессам ветровой эрозии. Потенциальная дефляционная опасность изменяется от 8 до 13 т/га в год.

К четвертой группе отнесены земли самой низкой гипсометрической ступени, то есть котловинные и котловинно-ложбинные. Преобладают осушенные торфяные маломощные почвы (50-80%) с присутствием осушенных дерновых заболоченных (10-40%) по периферии котловин или в виде небольших островов в центре. Характеризуется несложным и малоконтрастным почвенным покровом. Потенциально возможный перенос почвы ветром 10-12 т/га в год.

Пятая группа земель представлена котловинными осушенными деградированными торфяно-минеральными почвами, образовавшимися на месте сработанных маломощных торфяников в результате глубокого осушения и нерационального использования почвенного покрова в сельском хозяйстве. Основной фон почв этой группы (70%) составляют торфяно-минеральные, минеральные остаточно-торфянистые и минеральные постторфяные почвы. К небольшим сположенным буграм приурочены дерново-карбонатные почвы (около 20%), которые являются одним из компонентов этой группы земель и усиливают степень их неоднородности. Сохранившиеся в небольшом количестве (до 10%) маломощные торфяно-болотные низинные почвы ожидает в недалеком будущем трансформация в общий фон деградированных почв.

На небольших открытых пространствах, занятых данной группой земель, значительно возрастает дефляционная опасность. Потенциально возможный перенос почвы ветром может достигать максимальной величины (15 т/га и более). Распределение дефляционноопасных земель по агротехнологическим группам земель представлены в таблице 4.2.

Таблица 4.2 – Агротехнологические группы дефляционноопасных земель Белорусского Полесья

Область

Площадь пахотных земель, тыс. га (на 01.01. 04 г.)

Агротехнологические группы земель

Всего дефляционноопасных земель, тыс. га

в том числе по группам, % от площади пахотных земель

1. Плоские заболоченные песчаные

2. Высокие песчаные

3. Плоские заболоченные осушенные песчаные

4. Осушенные торфяные

5. Осушенные деградированные торфяные

Дефляция, т/га в год

1-3

6-10

8-13

10-12

> 15

Брестская

652,8

466,2

18,5

31,8

7,0

10,1

4,0

Гомельская

654,0

450,9

14,0

40,7

4,6

6,5

3,1

Минская

1073,7

93,1

1,8

1,7

1,4

2,7

1,1

Всего по РБ

4441,6

1010,2

5,2

11,1

2,0

3,1

1,3

Согласно данным таблицы, в Брестской области дефляционноопасными являются 71,4 % пахотных земель (466, 2 тыс. га из 652,8). В области преобладают первая и вторая агротехнологические группы земель, где дефляционная опасность составляет до 10 т/га в год. В Гомельской области дефляционноопасными являются 68,9 % пахотных угодий области. Здесь также наблюдается преобладание первой и второй агротехнологических групп земель. Для Минской области характерен сравнительно небольшой процент дефляционноопасных земель – 8,7 % от пахотных угодий области. В данном регионе преобладает четвертая агротехнологическая группа земель (2,7%), представленная осушенными торфяниками. Доля других групп немного меньше, но все они представлены в регионе.

Что касается показателей по республике в целом, то больше всего дефляционноопасных земель отмечено в Брестской области. Так, из 1010,2 тыс. га на данную область приходится 466,2 тыс. га, или 46%. На втором месте по данному показателю находится Гомельская область – 450,9 тыс. га, или 44,6%. На Минскую область приходится менее 10% дефляционноопасных пахотных земель от общего числа нарушенных пахотных земель по стране.

Выделенные группы земель отличаются на планах землепользования и служат основой адаптивного земледелия. В пределах выделенных групп земель формируются поля и  рабочие участки, устанавливается рациональный набор культур и их чередование, разрабатываются системы обработки почвы и удобрений и т.д.

4.3 Формирование севооборотов и структуры посевных площадей в районах распространения ветровой эрозии

Оптимизация землепользования на дефляционноопасных землях Полесья основывается на формировании экологически и экономически обоснованных дифференцированных севооборотов и структуры посевных площадей.

Важную роль в предотвращении деградации от эрозии играют сельскохозяйственные культуры и правильные севообороты. Растительность всех видов является мощным противоэрозионным фактором, который в наибольшей степени подвергается воздействию человека. Основной почвозащитный эффект оказывают наземные части растений.

По почвозащитной эффективности (способности) культуры разделены на три группы: 1) высокой почвозащитной эффективности – многолетние травы (первого года – 0,92, второго-третьего года – 0,98), озимые зерновые, озимый рапс (0,89); 2) средней почвозащитной эффективности – яровые зерновые и зернобобовые (0,36), однолетние травы (0,36), лен (0,25); 3) низкой почвозащитной эффективности – пропашные культуры (картофель, сахарная и кормовая свекла, кукуруза) (0,08).

Коэффициенты почвозащитной способности яровых зерновых и пропашных культур с учетом годовых потерь почвы более чем вдвое ниже по сравнению с коэффициентами, учитывающими потери почвы только за период вегетации данных сельскохозяйственных культур. Многолетние травы и озимые зерновые защищают почву практически круглый год.

На дефлированных и дефляционноопасных почвах Белорусского Полесья, представленных осушенными маломощными торфяниками (до 1 метра), исключается возделывание пропашных культур, а в севообороте предусматриваются посевы многолетних трав длительного пользования. Зерновые, преимущественно озимые, возделываются только в период перезалужения. На торфяниках с мощностью более 1 м размещаются травяно-зерновые севообороты (таблица 4.3).

Таблица 4.3 – Типы севооборотов и соотношение культур для технологических групп земель, подверженных процессам ветровой эрозии [15,28]

Агротехнологи

ческие группы

земель

Величина

дефляционной опасности, т/год

Тип севооборота

Соотношение культур, %

Нз*

Пропашные

Яровые

зерновые

Озимые

зерновые

Однолетние

травы

Многолетние травы

I

1-3

зернопропашные,

зернотравяно-пропашные

(плодосменные)

20,0

25,0

14,3

25,0

14,3

40,0

25,0

28,6

25,0

28,6

20,0

25,0

14,3

25,0

28,5

20,0

25,0

14,3

12,5

14,3

-

-

28,6

12,5

14,3

0,61

0,60

0,70

0,63

0,70

II

6-10

зернотравяные, зернотравяно-пропашные

(плодосменные)

-

-

12,5

6,3

25,0

25,0

37,5

12,4

25,0

12,5

12,5

25,0

37,5

25,0

-

6,3

12,5

37,5

37,5

50,0

0,75

0,74

0,74

0,82

III

8-13

зернотравяно-пропашные,

травяно-зерновые

12,5

-

-

12,5

12,5

12,5

12,5

25,0

25,0

-

12,5

-

62,5

50,0

62,5

0,82

0,85

0,88

IV

10-12

травяно-зерновые

-

-

-

-

10,0

10,0

12,5

12,5

10,0

20,0

25,0

12,5

10,0

-

12,5

12,5

70,0

70,0

50,0

62,5

0,90

0,89

0,85

0,88

V

10-15

травяно-зерновые

-

-

-

-

-

-

12,5

-

16,7

25,0

12,5

30,0

-

-

-

-

83,3

75,0

75,0

70,0

0,96

0,96

0,92

0,94

* Нз – нормативная оценка противоэрозионной роли севооборотов.

При использовании дефляционноопасных минеральных почв в полевых севооборотах важное место занимают сидеральные и промежуточные посевы (культуры), применение которых на фоне повышенных доз органических удобрений не только надежно защищают почву от дефляции, но и обеспечивают восстановление плодородия.

Как свидетельствуют данные таблицы, для почв 1-3 агротехнологических групп земель (заболоченных песчаных, высоких песчаных и осушенных песчаных) характерны зернопропашные и зернотравяно-пропашные севообороты. А для 4 и 5 агротехнологических групп (осушенные торфяные и осушенные деградированные торфяные почвы) необходимы травяно-зерновые севообороты.

Среднее соотношение возделываемых культур на агротехнологических группах земель в районах проявления ветровой эрозии представлены на рисунке 3.3.

Рисунок 3.3 – Среднее соотношение возделываемых культур на агротехнологических группах земель в районах проявления ветровой эрозии, %

Проанализировав рисунок, можно сделать вывод, что при переходе от первой группы земель к пятой постепенно меняется среднее соотношение возделываемых культур в севообороте – уменьшается доля пропашных (с 21% в первой группе до 5% в третьей и далее они вовсе исчезают из посевов), зерновых культур (с 51 до 25%), однолетних трав (с 18% в первой группе до 5% в четвертой),  и увеличивается доля многолетних трав (с 10 до 75%). Таким образом, в севооборотах 1-3 агротехнологических групп земель на песчаных почвах участвуют все четыре типа возделываемых культур, а в севооборотах 4 и 5 групп земель с торфяными почвами количество типов возделываемых культур сокращается до двух.

Структура посевных площадей на торфяных почвах и территориях с их преобладанием должна определяться с учетом удельного веса этих почв в землепользовании, а также с учетом их морфогенетических особенностей.

– все подтопляемые из-за неудовлетворительной работы мелиоративной сети площади торфяных почв необходимо исключить из состава пахотных земель и отводить только под луга длительного пользования;

– чем меньше торфяных почв в общей площади сельскохозяйственных земель хозяйства, тем относительно большая их доля отводится под луговые земли, а меньшая – под пашню;

– если торфяные почвы занимают менее 30% площади сельскохозяйственных земель хозяйства, их необходимо полностью отводить под культурные луга длительного пользования, независимо от остаточной мощности торфяного слоя;

– при условии, когда торфяные почвы составляют 30-50% площади сельскохозяйственных земель, то наряду с созданием культурных лугов, часть их площади возможно использовать под пахотные земли;

– при удельном весе торфяных почв в землепользовании хозяйства более 50% рекомендуется 30-50% использовать под луговые земли, 50-70% – под пашню;

– торфяно- и торфянисто-глеевые почвы, а также маломощные торфяные (до 1 м) рекомендуется отводить под бобово-злаковые и злаковые многолетние травы длительного пользования;

– торфяные почвы с глубокой и средней мощностью торфяного слоя (более 1 м) можно использовать как под культурные луга, так и в качестве пашни. Под пашню отводятся хорошоокультуренные с отрегулированным водным режимом торфяные почвы с использованием их в системе почвозащитных зернотравяных севооборотов. Основу таких севооборотов составляют многолетние травы, однолетние злаково-бобовые смеси и зерновые с максимальным насыщением подсевными и пожнивными культурами. Многолетние травы в структуре посевов севооборотов должны занимать не менее 50%.[16,29,30].

4.4 Особенности применения удобрений на дефлированных почвах

Система удобрения является важной составной частью почвозащитной системы земледелия и тесно связана с остальными ее элементами. Поэтому она разрабатывается, опираясь на запроектированную структуру севооборотов, запланированные способы обработки почвы, а также на планируемую продуктивность возделываемых культур. Применение удобрений согласуется с характером использования земель, технологией возделывания различных сельскохозяйственных культур и уровнем плодородия почв.

Система удобрения для дефлированных почв разрабатывается на основе балансовых методов определения оптимальной потребности в известковых и минеральных удобрениях, которые дают возможность планировать восстановление и сохранение  почвенного плодородия, а также уменьшать проявление эрозионных процессов.

Удобрения, особенно органические, являются одним из слагаемых в комплексе противоэрозионных мер. Эффективное их использование на почвах, подверженных дефляции, возможно только на фоне комплекса почвозащитных приемов, так как значительная часть применяемых удобрений может теряться в результате процессов эрозии.

На дефлированных почвах возрастает потребность в органических удобрениях, поскольку необходимо компенсировать ежегодную убыль органического вещества не только при минерализации, но и с ветровой эрозией. Система удобрений разрабатывается для каждой из выделенных агротехнологических групп земель.

На землях первой и второй агротехнологических групп под сельскохозяйственные культуры вносятся те дозы органических удобрений, которые рекомендованы для почв, не подверженных эрозии (50-60 т/га).

На землях третьей агротехнологической группы, где размещаются зернотравяные севообороты с насыщением многолетними травами 30-50%, органические удобрения рекомендуется вносить в дозах 40-50 т/га под две культуры севооборота (например, под озимые зерновые, озимый рапс, однолетние травы как предшественник пшеницы или ячменя).

На сильнодефлированных почвах (четвертая и пятая группа) положительный баланс гумуса возможно обеспечить за счет послеуборочных остатков многолетних бобовых и бобово-злаковых трав, занимающих более 50% в структуре посевных площадей. Органические удобрения рекомендуется применять под одну культуру севооборота в дозах 40 т/га.

Минеральные удобрения вносятся в дозах, рассчитанных на планируемый урожай с учетом нормативного выноса азота, коэффициентов их возврата, действия и последействия органических удобрений. Расчетные дозы фосфорных и калийных удобрений под озимые культуры вносятся при подготовке почвы к посеву, а под яровые зерновые – весной под предпосевную культивацию.

Таким образом, на дефляционноопасных легких и торфяных почвах Белорусского Полесья дозы органических и минеральных удобрений дифференцируются в зависимости от рекомендуемых культур для возделывания в каждой из выделенных категорий земель, уровня планируемого урожая и состояния агрохимических свойств.

Подводя итог, необходимо отметить, что в настоящее время предпринимаются огромные усилия для изучения процессов ветровой эрозии и разработки эффективных мер борьбы с ней. Успешное решение этой несомненно глобальной и экологически ярко выраженной проблемы в значительной степени зависит от учета региональных особенностей возникновения и развития эрозионных процессов. Это стимулирует разработку приемов защиты почв от ветровой эрозии на основе детальной почвенно-экологической характеристики территории, установленных количественных параметров устойчивости почв к ветровой эрозии и нормативной оценки противоэрозионной роли элементов почвозащитного земледелия.

Заключение

Обобщая все вышеизложенное, можно сказать, что в дипломной работе были раскрыты особенности почв Полесья как комплексного объекта природы. А так же решены поставленные задачи.

Согласно данным агроэкологического анализа современного состояния земель Полесья, можно констатировать, что за период между первым и третьим турами почвенных исследований в структуре почвенного покрова изучаемых районов произошли существенные изменения, которые выражаются, прежде всего, в заметном сокращении площадей торфяно-болотных почв (на 63% в Ивацевичском районе и на 11,7% в Лунинецком районе). Вместе с тем, в процессе крупномасштабного картографирования выделены новые антропогенно-преобразованные почвы, площади которых в отмеченных районах достигают 7,4-16,5%.

Отмечена устойчивая тенденция увеличения площадей дефляционноопасных почв. Согласно данным последнего тура почвенного обследования, дефляционноопасными являлось около 61% пашни Жабинковского района, 73,1% – Ивацевичского, 85,1% – Лунинецкого, 73,0% – Пинского района. Эти изменения обусловливают необходимость регулярных мониторинговых обследований почвенного покрова с высоким удельным весом осушенных почв.

В пределах исследуемых районов создана репрезентативная сеть мониторинговых наблюдений за изменением компонентного состава почв дефляционноопасных мелиорированных территорий. Для этого подобраны ключевые участки и стационарные площадки наблюдений, заложены почвенные разрезы с подробной морфолого-генетической характеристикой, выполнены необходимые картометрические измерения по разновременным материалам крупномасштабных исследований, проведены ежегодные наблюдения за динамикой влажности, физическими свойствами и производительной способностью почв объектов исследований.

Оценка степени трансформации органического вещества торфяных почв показала, что в настоящее время наиболее интенсивно происходит минерализация органического вещества торфяно-болотных почв, для которых характерно выделение значительного количества минерального азота. В дегроторфяных разновидностях отмечается затухание процессов минерализации, поскольку большая часть органического вещества уже минерализована. Наибольшей степенью разложения характеризуются почвы стационарной площадки ПОСМЗиЛ Лунинецкого района.

Наблюдения за влажностью пахотного слоя дефляционноопасных почв в весенний и осенний периоды, характеризующиеся наибольшей вероятностью проявления дефляции, показали, что, во все годы наблюдений в весенний период торфяные и дегроторфяные почвы были чрезмерно иссушены, что в значительной степени могло привести к развитию дефляционных процессов. Плотность и пористость торфяных почв были в целом благоприятны для роста и развития сельскохозяйственных культур.

Выраженность микрорельефа территории стационарных площадок обусловила различия в условиях увлажнения дерновых заболоченных, дегроторфяных и торфяных почв, что обусловило значительную дифференциацию урожайности возделываемых на стационарных площадках мониторинговых наблюдений сельскохозяйственных культур. Различия производительной способности в среднем за четыре года составили 2-3% на стационарной площадке ПОСМЗиЛ, 48-60% – на площадке «Парохонское» и   6-30% – на площадке «Мичуринск».

Оценка изменений компонентного состава почвенного покрова на ключевых участках ПОСМЗиЛ и «Парохонское» показала, что за период, прошедший между двумя последними турами почвенных обследований, неоднородность почвенного покрова возросла в 3-40 раз. При этом сложность увеличилась в 2-7 раз. Наиболее сложным почвенным покровом характеризуется ключевой участок «Парохонское» Пинского района. Уменьшение мощности торфяного слоя на этом участке по данным экспертной оценки превышало 4 см/год.

Что касается количественной оценки дефляционной опасности мелиорированных территорий, то наибольшие потери почвы в отмечены в пределах ключевых участков ПОСМЗиЛ и «Мичуринск» (6,74-5,08 т/га), для которых были самые высокие показатели дефляционного потенциала ветра. Самыми низкими потерями почвы с дефляцией характеризовался ключевой участок «Перелумье» Жабинковского района, где потери составили менее 1 т/га. Ключевой участок «Парохонское» характеризуется средними величинами потерь почвы с дефляцией – около 4 т/га в год.

По результатам агропочвенного мониторинга в данной работе приведен комплекс мероприятий по предотвращению и ослаблению дефляции почв, который включает организационно-хозяйственные, агротехнические и лесомелиоративные меры борьбы. Также были выделены пять агротехнологических групп земель исходя из типа почвообразования, гранулометрического состава и степени увлажнения почв. Для оптимизации землепользования в пределах каждой агротехнологической группы разрабатывались системы экологически и экономически обоснованных дифференцированных севооборотов и структуры посевных площадей, а также дозы внесения органических и минеральных удобрений.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

1. Бубен, И.И. Указания по ведению агропочвенного мониторинга / И.И. Бубен, Ю.П. Казаков, А.Ф. Черныш. – Минск: Госкомитет по земельным ресурсам, геодезии и картографии Республики Беларусь, 1999. – 55 с.

2. География почв Беларуси: учеб. пособие / Н.В. Клебанович и [др.]. – Минск: БГУ, 2011. – 183 с.

3. Государственный земельный кадастр Республики Беларусь (по состоянию на 1 января 2006 г.). – Минск, 2006. – 63 с.

4. Государственная программа развития Национальной системы мониторинга окружающей среды. – Минск: БелНИЦ «Экология», 2006.

5. Использование и охрана торфяных комплексов в Беларуси и Польше / под ред. В.И. Белковского. Минск, 2002. 279 с.

6. Медведев, В.В. Мониторинг почв Украины / В.В. Медведев; Нац. акад. аграрных наук Украины, Ин-т почвоведения и агрохимии им.                          А.Н. Соколовского. – Харьков: Мiськдрук, 2012. – 535 с.

7. Методика ведения мониторинга земель Беларуси. – Минск: «Белгипрозем», 1999. – 53 с.

8. Методические указания по проектированию почвозащитной системы земледелия с контурно-мелиоративной организацией территории в разных ландшафтных зонах Республики Беларусь / под ред. А.Ф. Черныша. – Минск, 1997. – 43 с.

9. Методические указания по прогнозированию водно-эрозионных и дефляционных процессов на обрабатываемых землях Беларуси / РУП «Институт почвоведения и агрохимии НАН Беларуси», – Минск, 2006. – 44 с.

10. Методические указания по диагностике и классификации почв, образовавшихся после сработки торфа / Западное региональное отделение ВАСХНИЛ, БелНИИ почвоведения и агрохимии, Белгипрозем.  – Минск, 1991. – 45 с.

11. Национальный Атлас Республики Беларусь – Минск: Белкартография,        2002. – 292 с.

12. Номенклатурный список почв Беларуси (для целей крупномасштабного картографирования) / Н.И. Смеян [и др.]. – Минск,       2003. – 43 с.

13. Определение среднемноголетних темпов дефляции в условиях Белорусского Полесья // Современные проблемы повышения плодородия почв и защиты их от деградации / мат. международ. науч.-практич. конф., посвященной 75-летию Института почвоведения и агрохимии НАН Беларуси  и III съезда почвоведов, Минск, 27-29 июня  2006 г.: А. Ф. Черныш, Ю.А. Чижиков. –  Минск, 2006. – С. 283-285.

14. Особенности ветрового режима как фактор, определяющий динамику дефляционных процессов // Почвоведение и агрохимия / Сб. науч. трудов: А.Ф. Черныш, Ю.А. Чижиков. – Минск,  2005. – №1(34). – С. 143-147.

15. Почвы сельскохозяйственных угодий Белорусской ССР: Методические рекомендации по качественной характеристике почв сельскохозяйственных угодий БССР. – Минск, 1979. – 220 c.   

16. Почвы сельскохозяйственных земель Республики Беларусь. Справочные материалы / под ред. Г.И. Кузнецова, Н.И. Смеяна. Комитет по земельным ресурсам, геодезии и картографии при Совете министров Республики Беларусь. – Минск, 2001. – 432 с.

17. Почвы Республики Беларусь: учеб. пособие для студентов агрономических специальностей учреждений, обеспечивающих получение высшего образования / А.И. Горбылева [и др.]; под ред. А.И. Горбылевой. – Минск: ИВЦ Минфина, 2007. – 184 с.

18. Природная среда Беларуси / под ред. В.Ф. Логинова. Минск: НОООО «БИП – С», 2002. – 424 с.

19. Проектирование противоэрозионных комплексов и использование эрозионноопасных земель в разных ландшафтных зонах Беларуси. Рекомендации / РУП «Институт почвоведения и агрохимии НАН Беларуси»;  под  общ. ред. А.Ф. Черныша. – Минск, 2005. – 52 с.

20. Романова, Т.А. Почвы Беларуси и их классификация в системе ФАО-WRB. Минск: Институт почвоведения и агрохимии НАН Беларуси,            2004. 428 с.

21. Смеян, Н.И. Классификация, диагностика и систематический список почв Беларуси / Н.И Смеян, Г.С. Цытрон. Минск, 2007. 220 с.

22. Чарныш А.Ф. Глебавае покрыва Палесся і яго дынаміка / Прыроднае асяроддзе Палесся: асаблівасці і перспектывы развіцця: зборнік навуковых прац: А.Ф. Чарныш, А.В. Юхнавец. Брэст «Акадэмія». 2006. – С. 141-145.

23. Черныш, А.Ф. Мониторинг земель / А. Ф. Черныш. – Минск: БГУ,         2003. – 98 с.

24. Фондовые материалы Института почвоведения и агрохимии НАН Беларуси по исследованиям дефляционноопасных земель Полесского региона за 2001-2013 гг.

25. Цытрон, Г.С. Антропогенно-преобразованные почвы Беларуси /       Г.С. Цытрон. Минск, 2004. 124 с.

26. Белорусское Полесье [Электроный ресурс] / Режим доступа: http://www.brestobl.com/priroda/poles/poles.html  – Дата доступа: 10.01.2015.

27. Охрана почв от водной эрозии и дефляции [Электроный ресурс] / Режим доступа: http://mse-online.ru/pochvovedenie/oxrana-pochv-ot-vodnoj-erozii-i-diflyacii.html  – Дата доступа: 11.03.2015.

28. Проблемы Полесья [Электроный ресурс] / Режим доступа: http://www.brestobl.com/priroda/poles/poles6.html  – Дата доступа: 21.01.2015.

29. Эрозия почв [Электроный ресурс] / Аналитические материалы. – Режим доступа: http://studopedia.ru/1_64726_eroziya-pochv.html. – Дата доступа: 24.02.2015.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

65979. Иностранные инвестиции в Российскую Федерацию 2007-2011 года 21.83 KB
  На сегодняшний день объем иностранных инвестиций в России оценивается в 265 миллиардов долларов. Для регулирования поступлений иностранных инвестиций в Российской Федерации в 1999 году был принят Федеральный закон № 160 который описывает права и обязанности...
65980. Инвестиционный рейтинг 91 KB
  Инвестиционный рейтинг - это оценка риска, который несет инвестор, вкладывая свои средства в те или иные обязательства. Чем выше рейтинг, тем ниже риск инвестиций и выше привлекательность данных обязательств для инвесторов.
65981. МЕЖДУНАРОДНЫЙ ВАЛЮТНЫЙ ФОНД И РОССИЙСКАЯ ФЕДЕРАЦИЯ 84 KB
  Сущность и функции международного валютного фонда Международный валютный фонд МВФ это специализированное учреждение ООН со штаб-квартирой в Вашингтоне США. Основа МВФ была заложена на Бреттон Вудской конференции ООН по валютно-финансовым вопросам 22 июля 1944 года.
65982. Организация экономического сотрудничества 56 KB
  Руководящим органом ОЭСР является совет представителей стран членов организации. В 1960е состав и географические рамки ОЭСР расширились и сейчас в организацию входят 34 государства в том числе большинство государств членов ЕС. На долю государств-членов ОЭСР приходится около 60 мирового ВВП.
65983. Группа Всемирного Банка 21.13 KB
  Условием членства во Всемирном банке является членство в Международном валютном фонде то есть каждая страначлен Международного банка реконструкции и развития должна прежде стать членом Международного валютного фонда.
65984. СТАБИЛИЗАЦИОННЫЙ ФОНД РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 27.53 KB
  Стабилизационный фонд (СФ) — специальный государственный фонд Российской Федерации, создаваемый и используемый в целях стабилизации экономики. Стабилизационный фонд Российской Федерации, основанный 1 января 2004 года, является частью федерального бюджета.
65985. Свободные экономические зоны. Оффшорные зоны 70 KB
  В самой общей форме под СЭЗ следует понимать часть территории страны где государство устанавливает особый режим управления наиболее благоприятный для деятельности иностранных и отечественных предпринимателей для привлечения внешних и внутренних инвестиций.
65986. Государственные инвестиционные программы. Инвестиционные программы Омской области 17.82 KB
  Инвестиции долгосрочные вложения государственного или частного капитала в собственной стране или за рубежом с целью получения дохода в предприятия разных отраслей предпринимательские проекты социально-экономические программы инновационные проекты.
65987. Финансовый рынок РФ анализ за 2009-2011 30.17 KB
  В 2009 году объем торгов на всех рынках РТС вырос на 5,59% по сравнению с 2008 годом и составил 799,3 млрд долларов. По итогам 2009 года рост основного индикатора российского фондового рынка Индекса РТС составил 128,6%, его значение на закрытие торговой сессии 31 декабря 2009 года составило 1 444,61 пункта.