Процессы естественного воспроизводства агрогенно нарушенных почв на территории Белгородской области в залежном режиме



Ежегодно немалая доля сельскохозяйственных земель выходит из сельскохозяйственного оборота по многим причинам. К ним относятся, с одной стороны, процессы деградации, часто вызванные антропогенным воздействием: водная эрозия, дефляция, опустынивание, засоление и др. С другой стороны, это экономические причины, которые приводят к забрасыванию непродуктивных земель, которые стали таковыми, в том числе, в результате нерационального их использования.

Основной проблемой кризисного состояния почвенных ресурсов Белгородской области является широкое распространение эродированных земель [7], по некоторым оценкам, до 60 % общего фонда [4]. Широкое распространение процессов деградации сельскохозяйственных земель на территории области связано с её геоморфологическими особенностями (значительная доля склоновых земель), климатическими факторами (прежде всего, весеннего периода), многовековым освоением, а также технологическими особенностями традиционного земледелия, снижающего противоэрозионную устойчивость агроландшафтов.

Объектами данного исследования являются почвы, деградировавшие вследствие длительной распашки в эрозионно опасных условиях.

Ввиду растущих темпов процесса деградации почв чрезвычайно важной и актуальной становится проблема их восстановления [5]. Однако рекультивация в регионе проводится только в отношении земель, нарушенных разработкой полезных ископаемых. Поэтому единственным экологически и экономически обоснованным способом возвращения плодородия деградированным агропочвам является их расширенное воспроизводство. Для оценки потенциальных возможностей этого процесса необходимо выяснить особенности данного процесса в естественных условиях.

В Белгородской области, несмотря на отсутствие залежных земель согласно официальным статистическим отчётам, такие земли (фактическая залежь, независимо от формы учёта данных выделов) довольно распространены, что подтверждается как расчётными и дистанционными [3], так и полевыми методами.

Для проведения оценки естественного воспроизводства агрогенно нарушенных почв, нами были проведены полевые исследования на территории области. Для идентификации залежных земель было опрошено местное население, агрономы. Наряду с этим проведено исследование (визуальное дешифрирование) космических снимков высокого разрешения, имеющихся в общедоступном сервисе Яндекс.Карты (https://yandex.ru/maps). Экспериментальные исследования постагрогенного восстановления почв проводились в Валуйском, Белгородском, Чернянском и Ровеньском районах Белгородской области, в которых распространение эродированных земель сильнее проявляется в условиях рельефа, глубоко расчлененного долинной и овражно-балочной сетью. Литологический фон исследуемых участков однородный и представлен четвертичными лёссовидными отложениями.

На исследуемых участках было заложено 7 разрезов с полным описанием, отобраны образцы постагрогенного (новообразованного) горизонта (АUра) и нижележащего пахотного горизонта (PU). В исследовании проведено сравнение свойств этих горизонтов. Согласно работе Д. И. Люри [2], данные горизонты можно сравнивать с точки зрения образования генетического профиля, т. е. если вышележащий горизонт обособляется от нижнего. Изучение постагрогенных изменений почвы, включая ее морфологические характеристики, представляет особую важность для разработки региональной системы воспроизводства плодородия почв и сохранения земель сельскохозяйственного назначения.

В почвенно-генетическом отношении исследованные объекты представлены агрочерноземами глинисто-иллювиальными и агрочерноземами миграционно-мицелярными с различной степенью эродированности.

В ходе исследований установлено, что в результате вывода сельскохозяйственных территорий из активного использования на месте агроценозов появляются постагрогенные фитоценозы, которые характеризуются абсолютно иным составом и структурой растительности. Постагрогенные сукцессии однозначно отражаются на динамике физических, морфологических, химических и микробиологических свойств новообразованного горизонта почвы [6].

Важным, объективно диагностируемым в профиле регенерационных почв (по окраске, структуре и переходу к нижележащему горизонту) морфологическим признаком протекания расширенного воспроизводства в исследованных почвах служит наличие постагрогенного гумусового горизонта. Новообразованные генетические горизонты содержат большое количество копролитов, густо пронизаны корнями, что способствует формированию мелкозернистой структуры. Гумусовый горизонт данных почв является гораздо менее уплотненным по сравнению с гумусовым горизонтом пахотных почв.

В результате проведения исследования было установлено, что в почвах залежей в режиме естественного воспроизводства почв был сформирован новообразованный (постагрогенный) гумусовый горизонт (AUpa) мощностью от 7 до 12 см. В залежном режиме новообразованные горизонты накладываются на эродированный профиль почв. В свою очередь, новообразованный гумусовый горизонт формируется из почвенного материала (PU).

Средняя линейная скорость формирования новообразованных гумусовых горизонтов в исследованных почвах за 6–15 лет воспроизводства в условиях залежи составила 9,02±2,21 мм/год. Эта скорость соответствует максимально зафиксированной в лесостепной зоне скорости роста гумусового горизонта чернозёмов в условиях рецентного почвообразования — на вновь экспонированной материнской породе [1]. С возрастом темпы воспроизводства гумусового горизонта нелинейно снижаются — до 2 мм/год в почвах старше 40-летнего возраста. Поэтому с точки зрения возвратной консервации-реабилитации почв нет необходимости выводить земли из сельскохозяйственного производства для воспроизводства плодородия в естественном режиме на период более 50 лет.

В качестве аналитических показателей степени преобразования материала пахотных горизонтов использованы содержание гумуса (по Тюрину) и общего азота (по Кьельдалю), в качестве расчётного — соотношение содержания углерода и азота (С/N). Результаты анализа представлены в табл. 1.

Таблица 1

Содержание гумуса иобщего азота впостагрогенных ипахотных горизонтах почв разновозрастных залежей

Название разреза	Горизонт	Глубина, см	Гумус,%	Азот общий,%	С/N
15Подгорное1 – залежь 6 лет	АUра	0–7	4,8	0,26	10,69
	PU	7–25	4,3	0,20	12,45
16Айдар1 – залежь 7–8 лет	АUра	0–8	4,2	0,204	11,96
	PU	8–20	3,4	0,164	12,01
16Двулучное1 – залежь 12–15 лет	АUра	0–12	5,4	0,22	14,23
	PU	12–26	4,7	0,23	11,87
15Стрелецкое1 – залежь 15 лет	АUра	0–8,5	4,2	0,25	9,76
	PU	8,5–24	3,5	0,23	8,83
16Лозное1 – залежь более 12 лет	АUра	0–10	4,5	0,235	11,11
	PU	10–24	3,8	0,188	11,70
15Стрелецкое2 – залежь 40 лет	АUра	0–11	4,4	0,22	11,59
	PU	11–22	3,3	0,19	10,05
16Холки1 – залежь более 40 лет	АUра	0–9	5,0	0,235	12,34
	PU	9–29	4,0	0,092	25,22

По данным исследований (см. табл. 1), заметно значительное увеличение содержания общего гумуса в восстановленном горизонте в сравнении с нижележащим. Эта тенденция становится особенно заметной на залежах возрастом более 10 лет, однако и на 7–8-летней залежи (16Айдар1) в постагрогенном горизонте содержание гумуса возросло на 24 относ. %. Фактически воспроизводство гумусного состояния ещё больше, так как содержание гумуса возрастает и в морфологически необособленной части горизонта PU.

Рассматривая содержание общего азота в исследованных образцах можно увидеть, что содержание данного элемента в восстановленном горизонте (AUpa) и нижележащем (PU) отличается. Практически во всех образцах содержание общего азота в регенерированном слое больше, что свидетельствует о естественном воспроизводстве данного показателя плодородия в постагрогенных почвах.

В тех случаях, когда в постагрогенном горизонте отношение C/N более широкое, чем в нижележащем, что может быть связано с накоплением детрита и различных прогумусовых веществ. Естественно, в них содержится большее количество углерода, чем в гумусовых веществах почвы. Общая тенденция такова, что с увеличением возраста отношение С к N расширяется.

Полученные результаты исследования позволяют сделать вывод о том, что на залежных землях естественный гумусово-аккумулятивный процесс почвообразования обеспечивает довольно интенсивное воспроизводство природных морфологических показателей и функциональных признаков почв, деградировавших в результате сельскохозяйственного использования.

Таким образом, можно обоснованно предполагать возможность использования потенциала естественного воспроизводства почв для их экологической реабилитации в экономически приемлемые сроки.

Литература:

1. Голеусов, П. В. Воспроизводство почв в антропогенно нарушенных ландшафтах лесостепи / П. В. Голеусов, Ф. Н. Лисецкий. — М.: ГЕОС, 2009. — 210 с.
2. Динамика сельскохозяйственных земель России в XX веке и по-стагрогенное восстановление растительности и почв / Д. И. Люри, С. В. Горячкин, Н. А. Караваева, Е. А. Денисенко, Т. Г. Нефедова. — М.: ГЕОС, 2010. — 416 с.
3. Китов М. В., Григорьева О. И., Цапков А. Н. О результатах оценки площади залежных земель в Белгородской области // Степной бюллетень, весна 2016. — № 46. — С. 29–35.
4. Лисецкий, Ф. Н. Оценка развития линейной эрозии и эродированности почв по результатам аэрофотосъемки / Ф. Н. Лисецкий, Л. В. Марциневская // Землеустройство, кадастр и мониторинг земель. — 2009. — № 10. — С. 39–46.
5. Махонина, Г. И. Скорость восстановления почвенного покрова на антропогенно нарушенных территориях (на примере археологических памятников Западной Сибири) / Г. И. Махонина, И. Н. Коркина // Экология. — 2001. — № 1. — С. 14–19.
6. Сорокина, О. А. Почвенно-экологический подход при оценке возможности использования залежей в различных стадиях сукцессий О. А. Сорокина, А. Н. Рыбакова // Вестник Красноярского государственного аграрного университета. — 2012. — № 5. — С. 134–140.
7. Уваров, Г. И. Деградация и охрана почв Белгородской области: Монография / Г. И. Уваров, В. Д. Соловиченко. — Белгород: «Отчий край», 2010. — 180 с.