Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Агрогенная трансформация почв Черноморского побережья Северо-Западного Кавказа при использовании под субтропические культуры

ВАК РФ 06.01.03, Агропочвоведение и агрофизика

Автореферат диссертации по теме "Агрогенная трансформация почв Черноморского побережья Северо-Западного Кавказа при использовании под субтропические культуры"

На правах рукописи

Беседина Тина Давидовна

Агрогеняая трансформация почв Черноморского побережья Северо-Западного Кавказа при использовании под субтропические

культуры

06.01.03 - агропочвоведение, агрофизика 06.01.07 - плодоводство, виноградарство

Автореферат

диссертации на соискание учёной степени доктора сельскохозяйственных наук

Краснодар 2004

Работа выполнена в государственном научном учреждении во Всероссийском научном исследовательском институте цветоводства и субтропических культур

Официальные оппоненты: доктор с.-х. наук, старший научный сотрудник

Бузоверов Анатолий Васильевич

доктор биологических наук, профессор Вальков Владимир Федорович

доктор с.-х. наук, старший научный сотрудник Проворченко Александр Владимирович

Ведущая организация: Северо-Кавказский зональный научно-исследовательский институт садоводства и виноградарства

Защита состоится 15 июня на заседании диссертационного совета

Д220 038.04 при Кубанском государственном аграрном университете по адресу: 350044, г. Краснодар,ул. Калинина, 13, главный корпус факс:202935.

С диссертацией можно ознакомиться государственного аграрного университета.

Автореферат разослан

«/Н» и^аЛ.

в библиотеке Кубанского

2004 г.

Учёный секретарь

диссертационного совета, профессор

Кобляков В.В.

Актуальность темы. Природно-климатические условия Черноморского побережья Северо-Западного Кавказа обусловили пестроту почвенного покрова и специализацию сельскохозяйственного производства: возделывание таких многолетних культур как виноград, плодовые и субтроплодовые породы, орехоплодные, чай и др. каждая из перечисленных культур имеет биологические особенности и специфику требований к почве, которые в основном и формируют технологии их выращивания.

Длительное возделывание монокультур приводит к одностороннему воздействию на почвы. К тому же, при вовлечении лесных- почв в сельскохозяйственное производство нарушается вся природная структура их формирования, в результате чего изменяется качественно и количественно почвенный профиль. Усиливаются процессы водной эрозии. Внесение минеральных удобрений в дозах для создания положительного баланса привело к негативным последствиям - внедрению их в большой круговорот и нарушению экологического равновесия не только в гидросфере, но и в атмосфере. К тому же почвы горных территорий особенно ранимы. Земли субтропиков России уникальны не только в связи с возможностью выращивания на них ценных культур, но и как несущие рекреационные функции для окружающей среды Северо-Западного Кавказа.

Цель и задачи исследования, Чаеводство, субтропическое плодоводство и виноградарство получили своё развитие на Черноморском побережье СевероЗападного Кавказа в 50-х - 80-х годах прошлого века, что и вызвало вовлечение в сельскохозяйственное производство значительное количество земель. В связи с этим была поставлена цель - выявить направленность и скорость изменений в почвенном покрове сельхозугодий побережья.

Согласно поставленной цели были определены следующие задачи: -определить структуру почвенного покрова современных сельхозугодий на

уровне почвенных подтипов; -установить влияние культуры чая и сопутствующих его культур в агроландшафтах на показатели почвенного плодородия бурых лесных почв кислых подтипов и желтозёмов; —выявить воздействие на бурые лесные слабоненасыщенные почвы

возделываемых культур: хурмы и фундука; -определить характер преобразований в дерново-карбонатных и коричневых почвах при выращивании винограда;

Научная новизна работы. Впервые выявлены особенности гидротермических условий бурозёмообразования на Черноморском побережье Северо-Западного Кавказа, обусловленные наличием, длительного (8 - 8,5 месяцев) активного уровня почвообразования при преобладании испарения над осадками. Промывной режим почв приурочен к уровню почвообразования 0 -10°.

Доказана направленность и скорость воздействия многолетних монокультур на весь комплекс свойств бурых лесных почв кислого и слабоненасыщенного подтипов, а также на желтозёмы, пойменные земли, дерново-карбонатные и коричневые почвы.

РОС. НАЦИОНАЛЬНАЯ БИБЛИОТЕКА .

Установлена взаимосвязь подвижного алюминия с обменной кислотностью в бурых лесных кислых почвах агроценозов.

Определена тесная связь рН водной вытяжки с суммой поглощенных оснований дерново-карбонатных почв.

Защищаемые теоретические положения.

- Агрогенная трансформация почв Черноморского побережья Северо-Западного Кавказа обусловлена спецификой технологий возделывания ведущих многолетних культур: чая, фундука, субтроплодовых и плодовых культур, винограда.

-Системное внесение минеральных удобрений под многолетние культуры приводит к необратимым изменениям катионнообменных свойств бурых лесных почв, для чего необходима разработка оптимальных доз удобрений рациональных и экологически безопасных.

-Возделывание чая на кислых и оподзоленных бурых лесных почвах приводит к аналогичным процессам, протекающим в краснозёмах:

1) эквивалентности (тесному взаимодействию) обменной кислотности с содержанием алюминия в солевой вытяжке;

2) обменная кислотность нижних горизонтов равна или больше гидролитической кислотности;

3) обменный алюминий в бурых лесных кислых почвах интенсивно поглощает фосфат-ионы.

-Особенности гидротермических условий почвообразования Черноморского побережья предопределили интенсивность минерализации' органических остатков и веществ и гидролиза вторичных минералов, что в основном привело к формированию почв тяжёлого механического состава.

Практическое значение. Анализ агрогепных изменений бурых лесных почв и желтозбмов выявил их диапюстические свойства, существенно влияющие на продуктивность насаждений чая, на основе которых проведено микрозонирование отрасли чаеводства в субтропиках России.

Характеристика почв побережья даёт количественные показатели свойств почв для их диагностики по подтипам при крупномасштабном почвенном обследовании.

Выявлены деградационные процессы в почвах побережья: дегумификация, ухудшение агрофизических свойств, уменьшение мощности почвенного профиля, развитие ускоренной эрозии. Содержание трав по типу паро-дерновой, дерновых систем защищает поверхность почвы от смывов, повышает содержание гумуса, питательных элементов и биологическую активность.

Апробация работы. Данная работа основана на материалах исследований с 1978 г. по 2003 г. при крупномасштабном почвенном обследовании города Геленджика и Туапсинского района, оценке земель всего побережья, постановке агромониторинга во влажных субтропиках, по плану НИР во ВНИИ цветоводства и субтропических культур, включая многофакторные полевые опыты по изучению системы питания фундука штамбовой формировки и хурмы восточной. Исследования проведены лично автором и при непосредственном участии в

лаборатории агрохимии и почвоведения, а также в отделе мелиорации и защиты почв от эрозии.

Основные результаты исследований опубликованы в журналах «Агрохимия», «Садоводство и виноградарство», на научных конференциях России, края и зоны, в трудах ВНИИЦиСК, СКЗНИИСиВ, в технических отчетах Краевому Комитету по Земельным ресурсам и землеустройству. Методика оценки почв под насаждениями чая, соавтором которой является соискатель, апробирована по всем специализированным хозяйствам зоны. Всего по изучаемой теме опубликовало 23 статьи.

Объем и структура работы. Диссертация изложена на 22Э страницах машинописного текста, содержит 113 таблиц, 56 рисунков, 56 приложений. Работа состоит из введения, четырёх глав, заключения, рекомендаций производству. Список использованной литературы насчитывает 204 источника, из них 7 на иностранных языках.

Автор данной работы чрезвычайно благодарна доктору с.-х. наук Козину В.К., коллективу института, в том числе лабораториям агрохимии и почвоведения, физиологии и биохимии растений, отделу мелиорации, проектно-изыскательской экспедиции за помощь в работе и консультации.

Особую благодарность хочется выразить Л.Ф. Дизенгоф и П.М.Бушипу

за их участие в становлении автора как исследователя.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

1. Антропогенное воздействие на почвенный покров, формы и масштабы агрогенной деградации, пути оптимизации.

Почвенное плодородие является материальной основой урожаев и характеризуется комплексом свойств. Всё острее встаёт проблема деградации почв, несущей эколого-экономический ущерб и ухудшающей социальные условия жизни, людей, утрате общеэкологических функций (Виноградов Б.В., Орлов В.А., Снакий В.В., 1993; Герасимов М.С., Караева НА, Таргульян В.О., 2000; Морковкин Г.Г., 2000).

Климат, горный рельеф Черноморского побережья обусловили потенциальную и ускоренную эрозию почв (Панкова Е.И., Новикова АФ., 2000). Основными причинами проявления эрозии являются нарушение и уничтожение верхних генетических горизонтов, потеря гумуса в 30-см слое почвы и снижение урожайности.

Генетический профиль почвы, формирующийся в естественных условиях для той или иной территории, представляет собой закономерно организованную систему, обусловленную природными факторами почвообразования (Солнцева Н.П., Герасимова М.И., Рубилина Н.Е., 1990). Но такие антропогенные воздействия, как плантаж, планировка, механическая обработка почвы, развивающаяся эрозия, приводят к уменьшению горизонта А, характеризуя иной почвенный вид на классификационном уровне (Добровольский Г.В., Гришина

$

Л.А., 1985; Смеян Н.И., Цытрон Г.С., 1996 и др.). Использование почв, как под полевыми, так и под плодовыми культурами сопровождается глубокой перестройкой почвы в целом (Семенюк Г.М, 1983; Наумов В.Д, 1996; Бузоверов А.В., 1998).

Возделывание чая в субтропиках России привело к увеличению всех форм кислотности, подвижности алюминия, снижению содержания валового и аморфного железа (Малюкова Л.С., 1997; Добежина СЗ., 1998).

2. Задачи, методы и условна проведелия исследований.

В задачи исследований входило: -определение структуры почвенного покрова (по основным подтипам) Черноморского побережья Северо-Западного Кавказа па оспове крупномасштабных почвенных обследований с 1975 по 2003 годы; -изучение влияния ведущих культур субтропиков на показатели почвешюго плодородия;

—установление скорости и направленности агрогенного воздействия на почвы Черноморского побережья Северо-Западного Кавказа.

Объектами исследований были типы почв: бурые лесные, дерново-карбонатные, желтозёмы, коричневые и аллювиальные, использованные под чаем, фундуком, фейхоа, хурмой, виноградом и семечковыми плодовыми культурами.

Почвенный покров города Геленджика изучен в процессе крупномасштабного почвенного обследования сельхозугодий в 1992 - 1996 гг., Туапсинского района - при оценке его земель (1990 -1994 гг.), города Сочи - при оценке земель (1987 - 1994 гг.) и (1993 - 1997 гг.), а также по темплану НИР ВНИИ цветоводства и субтропических культур, в том числе на базе двух многофакторных опытов. Использованы экспедиционный, полевой и лабораторный методы исследования.

Лабораторные анализы включали следующие виды: нитратный азот определяли днсульфофеноловым методом, аммиачный азот - с помощью реактива Несслера; подвижный фосфор - по Ониани, Чирикову и Мачигину; калий - по Масловой, Чириксву и Мачигину (Руководство по химическому анализу почв Е.В. Аринушкина, 1970). Гумус определяли по методу Тюрина с колориметрическим окончанием (1969), состав гумуса - по методу Кононовой и Бельчиковой (1957). Фракционный состав минеральных фосфатов определяли по методу Гинзбург - Лебедевой (1971). Влажность почвы - весовым методом, рН определен в солевой и водной вытяжке потенцпометрически, обметшая кислотность по Дайкухара, подвижный алюминий по Соколову, гидролитическая кислотность по Каппену, сумма обменных оснований по Каппену - Гильковицу, степень насыщенности основаниям - расчетным методом. Определение углекислоты почвенных карбонатов проводили ацидометрически. Обменные катионы вытесняли хлористым натрием, активные карбонаты по Друино - Гале.

Агрофизические показатели почвы изучали общеизвестными методиками (Вадюнина А.Ф., Корчагина BA, 1961; Васильев A.M., 1952; Качинский НА, 1958). Объёмную массу определяли в ненарушенном состоянии, удельную массу

- циклометрически, общую порозность путем расчета. Механический состав - по Качиискому с помощью шгаетки с пирофосфатом натрия, структурпый состав по Савинову - сухим и мокрым просевом. Водопроницаемость определяли методом заливаемых площадок прибором ПВН-00.

Бонитировка почв произведена по методике комплексной агроэко-логической оценка почв под многолетними насаждениями, разработанной отделом горной мелиорации и защиты почв от эрозии и лабораторией агрохимии и почвоведения ВНИИ цветоводства и субтропических культур (Козин В.К., Беседина Т.Д., Бушин ИМ., 1992).

Математическая обработка экспериментальных. данных проведена статистическим и дисперсионным анализами (Доспехов БА 1979). Результаты многофакторных опытов обработаны по программе «Agrochim».

Черноморское побережье Северо-Западного Кавказа имеет протяженность около 300 км от Новороссийска до границ с Абхазией и представляет собой узкую полосу до 800 м над уровнем моря, уникальную по субтропическим почвам (B.C. Столбовой, Б.В. Шеремет, 1997) и по специализации сельского хозяйства. С севера она ограничена грядами Большого Кавказа различной высоты, защищающими от проникновения холодных масс, с юга омывается тёплым морем, которые и создали климатические провинции - от средиземноморской (Геленджик) до влажно-субтропической (Сочи).

Рисунок 1 отображает гидротермические условия почвообразования,

Рисунок 1. Гидротерм ичесгие условия почвообразования на Черноморском побережье

Краснодарского края: О - осадки в мм;--температура воздуха в °С; ••• - относительная

влажность воздуха в %;--температура почвы в слое 0-20 см; <335 - К< 1;дддра> - К> 1;

условные температурные уровни почвообразования:

[Г] • < 0°С; [ТГ] - 0 - 10°С; [П1 |-10-20аС; ГТУП->:0°С.

температурный уровень почвообразования 0 - 10°С сопровождается промывным режимом почв, тогда как 10 - 20 °С и свыше 20°С протекают при временно промывном или сухом режиме увлажнения. Продолжительность активных периодов почвообразования от 7 до 8,5 месяцев и предопределила интенсивную минерализацию органических веществ и гидролиз вторичных минералов, которые и сформировали бурозёмы и желтозёмы. Осадки, горный рельеф и гидрография аерритории обусловили развитие эрозионных процессов. Потенциальная эрозия на побережье повсеместна, смыв почвы составляет 250 -1000 т/га в год. Различия в геологическом отпошепии привели к пестроте почвенного покрова.

Наибольшее распространение здесь приобрели бурые лесные (42%), аллювиальные (26,5%) и дерново-карбонатные (20%) почвы. Коричневые, желтозёмы и подзолисто-желтозёмные почвы встречаются фрагментарно. По каждому подтипу указанных типов почв представлено морфологическое описание, их использование, характеристика по мощности профиля, мехсоставу и степени эродированности, даны агрохимические и агрофизические показатели свойств.

3. Влияние сельскохозяйственного производства на почвенный покров влажных субтропиков Краснодарского края.

Антропогенный фактор воздействия на почвенный покров проявляется, прежде всего, путем вовлечения почв в сельскохозяйственное производство, имеющего свою специфику в зависимости от природно-климатических и экономических условий.

Сельскохозяйственное производство само по себе крайне сложно, оно вовлекает в свою сферу такие факторы, как люди, растения, животные, климат. Человеческая деятельность в значительной мере влияет на устойчивое развитие цивилизации, биоразнообразие в природе и сохранение плодородия почв в агроэкосистемах, в ряде случаев имеющих негативный характер. Наши знания об антропогенной трансформации почвенного покрова далеко ещё не полные (Любимова И.Н., 1998). Н.А. Караваева (2000) показала, что длительная

отлт7»ри1в чвптлптт ПЛ»*ИЛПЛ.ИЛ1МЛЯ1Т(*Г1Т* пппа гтполпч в> ч*чглчаиптп илмьллоа

^IVl WiuiM vWSMUVHtUI ilV 1% 11 JJIIVKV'KU^I 11Ц11VJVUW

лабильных свойств, органопрофиля, горизонтного строения профиля и эти явления обратимы. Трансформация же гранулометрического состояния, выщелачивание являются необратимыми процессами в итоге длительного культурного агрогенезиса. Morraut F.R. и Eswaran H. (1998) считают, что при ограничении вложений в сельское хозяйство, наблюдающемся сейчас и в будущем, необходимо не столько повышать продуктивность земель, сколько сохранять их устойчивое состояние. Mcissac Gregory (1996) считает, что естественное плодородие почв прерий сохраняется дольше, чем естественное плодородие лесных почв.

Сельскохозяйственное использование бурых лесных почв и желтозёмов под сады резко изменяет количественно и качественно биогенность и биологические

параметры, выравнивая их между типами почв (Казеев К.Ш., Козин В.К., Колесников СИ., Вальков В.Ф., 2002).

Изменения состояния почвы можно наблюдать по количественным и качественным показателям: по смене почвенного таксона, при изменении мощности гумусового горизонта, степени оглеения и т.д.; по прикладным функциям почв, по их плодородию, по экологической безопасности для человека, по пригодности к орошению, строительству.

Для каждого почвенного таксона может иметь место оптимальное сочетание диагностических почвенных показателей, хоторое до сих пор не определено для некоторых подтипов побережья (для кислого и кислого оподзоленного подтипа бурых лесных почв).

Изменение показателей свойств почв нами проведено по почвенным типам и подтипам, так как они формируются не только при определенных природно-климатических условиях, но и при определенном их сельскохозяйственном использовании.

3.1.1. Требования чайного растения к почвенным и рельефным условиям.

Чай долгое время был одной из ведущих культур в сельскохозяйственном производстве во влажных субтропиках России и занимает сейчас площадь 1536 га (по данным комитета по земельным ресурсам на 1 января 1998 года). Первая и ныне существующая чайная плантация была высажена И.А. Кошманом в 1901 году в Солох-Ауле в 30 км от Сочи на высоте 220 м над уровнем моря (Дараселия М.К. и др., 1989). Промышленные же насаждения возникли только с 1936 года.

Чайная плантация представляет собой агробиоценоз, состоящий из монокультуры, возделываемой на одном и том же месте 50 - 70 лет. В отличие от других монокультур (виноградники, сады) на чайной плантации при ежегодной шпалерной подрезке оставляется в междурядьях до 10 - 12 т/га растительных остатков, при периодических тяжёлых и полутяжелых подрезках поступает дополнительно до 50 т/га грубых растительных остатков. В результате образуется мощная подстилка, защищающая почву от смывов и потери влаги. Подобно лесной подстилке подрезочный материал чая способствует накоплению гумуса кислого характера (Бушин П.М., Беседина Т.Д., Прокопенко И.А., Ефимченко В.И., 1985).

Основная масса корней чайного растения находится в слое 30 - 70 см (Гвасалия В.П., 1975; Дараселия и др., 1989). Наибольшая концентрация активных корней (70 - 75%) сосредоточена в слое 30 - 50 см, остальная часть в более глубоких слоях. Поэтому плантации чая были размещены в основном на мощных видах почв.

Опыт возделывания чая в Грузии, Азербайджане и в Краснодарском крае показал, что высокий урожай чайного листа возможен только на кислых почвах. Мчедлидзе А.Б. (1990) указал оптимум рН солевой вытяжки для красноземов ратный 2,6 - 2,8, для субтропических подзолистых почв - 2,7 - 3,0. В методических указаниях по возделыванию чая в субтропиках России (1977)

рекомендовано рН солевой вытяжки 4,5 - 6,5. Исследования автора и др. (1992, 1994) показали, что в субтропиках России продуктивность насаждений чая находится в обратной связи с показателем степени насыщенности основаниями почвы в слое 50 -100 см.

Длительный листосборный период (май - сентябрь) и высокая потребность растений чая в питательных элементах требуют внесения достаточно высоких доз минеральных удобрений (только азота 210 - 360 кг/га). По данным Малюковой Л.С, (1997) и Добежиной СВ. (1998) систематическое внесение минеральных удобрений под чай в субтропиках России привело к следующим изменениям в бурых лесных почвах: усилению дифференциации почвенного профиля; возрастанию всех форм почвенной кислотности; повышению обеспеченности почв азотом и фосфором; преобладанию подвижного атюминия в ППК в верхних горизонтах почвы.

Ченери ещё в 1963 году показал, что алюминий постоянно и в больших количествах присутствует в листьях нормально развитых кустов чая (по Мчедлидзе А.Б., 1990). Парфёнова Е.И. и Троицкий А.М. (1951) исследуя причины угнетения чайных кустов, пришли к выводу, что одной из причин угнетения роста и вегетации является недостаток подвижного алюминия в почвах Ленкорани. Основным фактором, связанным с поступлением алюминия в листья чая, является рН почвы (Xu Zhong Lei, Dong De-ming и др., 2001).

По данным грузинских ученых (Ониани Д.И., 1960; Дараселия М.К. и др., 1989; Мчедлидзе А.Б., 1990) повышение плодородия почв чайных плантаций в Грузии сопровождалось возрастанием кислотности, повышением подвижности железа и алюминия, снижением содержания карбонатов.

Благодаря шпалерам, приобретающим часто направление горизонталей, а также растительной подстилки, на чайных плантациях отсутствует смыв почвы.

Необходимо отметить, что каждый участок до посадки на нём многолетних культур, подлежал освоению и окультуриванию, в результате чего почти полностью исчез верхний аккумулятивный горизонт. Глубокий плантаж смешивал генетические горизонты, а содержание почвы под паром несколько лет привело к её смыву. Почвенное обследование специализированных хозяйств показало, что под чаем мало почв незатронутых эрозией хотя бы в малой степени.

Немаловажным средообразующим показателем развития чайного растения является рельеф, который в горных районах перераспределяет тепло и влагу и предопределяет его продуктивность (Беседина Т.Д., Козин В.К., 1999). Гидротермический режим почв под культурой чая в первую очередь зависит от экспозиции склона. Так, на северо-западных склонах урожайность чая достигает 49,8 — 51,9 ц/га, здесь размещено около 35% пасаждетга. На южных же склонах урожайность чая в среднем составила 36 п/га. Высота над уровнем моря значительно влияет на продуктивность насаждений чая, опосредовано через температурный режим. При высотной отметке свыше 400 м над у.м. урожайность плантаций существенно снижается, на этой высоте сумма положительных температур становится ниже 3 000°С, поэтому для культуры оптимальные отметки 100 - 300 м. Крутизна склонов также влияет на продуктивность насаждений чая. На слабопокатых и покатых склонах (5 - 10°, 10 - 15°) было

размещено около 75% насаждений чая, урожайность которых составила 48 -54ц/га.

3.1.2. Требования фундука к почвенным в рельефным условиям.

Растение фундука наиболее приспособлено к средиземноморскому климату, в процессе своего развития оно стало легко переносить жаркое сухое лето, и цветёт в зимние месяцы.

Основная масса корней у фундука сосредоточена на глубине 5 - 40 см и имеет горизонтальный тип строения (Божко Н.В., 1975; Кази-Заде Ф.Н., Божко Н.В., 1976). Наиболее благоприятны для него дерново-карбонатные и аллювиальные почвы, но его насаждения размещены преимущественно на бурых лесных слабоненасыщенных почвах (67%). Продуктивность фундука зависит также от высоты над уровнем моря и экспозиции склона (БесединаТ.Д., Козин В.К., 1999).

В связи с тем, что у фундука корневая система расположена близко к поверхности, его отнесли к неприхотливым растениям (Неговелов С.Ф., Вальков В.Ф., 1985) и считают, что для него рациональнее использовать смытые и малоценные почвы разной степени скелетности и смытости, что, несомненно, сказывается на его продуктивности. Поэтому насаждения фундука производственники разместили в оснозном на склонах крутизною 5 - 15° на высоте 100 - 400 м над уровнем моря. Удобрения под данную культуру редко вносят, междурядья в насаждениях находятся под задернением.

Перспектива расширения ареала возделывания культуры в интенсивных насаждениях (Мохно В.Г., Пчихачев Э.К., 1995; Мохно В.Г., Хашир А.А., 2003; Каиров М.А., Кучмазокова Ф.А., 2003) на промышленной основе предполагает внесение минеральных удобрений. Применение минеральных удобрений является эффективным в повышении урожайности, ко только оптимальные дозы их не воздействуют отрицательно на почву (Бсседина Т.Д., 2003). Поскольку кислая реакция среды лимитирует плодородие почвы даже для этой пластичной культуры следует постоянно вести контроль за её питанием.

3.1.3. Требования субтроплодовых культур к почвенным условиям.

Хурма — быстро растущая культура, но с длительным вегетационным периодом, основная масса корней которой распределена в слое 40 - 80 см (Омаров М.Д., 1991). Как у всех субтроплодовых культур ясно выражены две волны роста побегов - весенняя и летняя. Весенняя волна начинается в апреле, на весеннем приросте побегов и закладывается урожай. Вторая волна роста начинается с первой декады июля, но её интенсивность ниже весенней. У хурмы восточной наблюдается повсеместно опадение репродуктивных органов, проявляющееся до конца июля, одной из причин которого являются неблагоприятные почвенные условия. Для успешного роста и плодоношения культура требует внесения удобрений, сады хурмы также содержатся под задернением.

Разработка системы питания для хурмы восточной в течение 1994 - 2002 годов показала, что её урожайность зависит от доз минеральных удобрений: У = 10,2 + 36,Ж + 29.01Р + 23.26К - 13,13КхЫ + Ю.ОРхР - 7,38 КхК + 8,2 ИР

где У - урожайность в ц/га; К, Р, К ~ дозы минеральных удобрений. Коэффициент регрессии составил 0,96, детерминации - 0,91.

Таким образом, продуктивность насаждений хурмы также находится в тесной связи с дозами минеральных удобрений, активно влияющими на почву.

Фейхоа - субтропическое вечнозелёное растение, имеющее также две волны роста, весной и осенью. Корневая система сосредоточена на глубине 10 -40 см (Коваль И.И., 1975; Омаров М.Д., Омарова З.М., 1997) и поэтому считают, что культура не требует мощных почв. Высокие урожаи даёт при внесении органических и минеральных удобрений.

Таким образом, чай, фундук, хурма, фейхоа и другие культуры адаптировались к климатическим и почвенным условиям побережья. Для своего успешного роста и развития требуют внесения достаточно высоких доз минеральных удобрений, которые воздействуют в первую очередь на почву.

3.2. Антропогенное воздействие на бурые лесные кислые, бурые лесные кислые оподзоленные почвы и желтозёмы.

Отдельный анализ влияния многолетних насаждений на кислый ряд бурых лесных почв (кислые и кислые оподзоленные), а также на желтозёмы обоснован спецификой возделывания культуры чая, требующей для своего успешного развития кислой почвенной среды.

3.2.1. Влияние культур на содержание гумуса и основных элементов питания.

Мониторинговые наблюдения в течение 1992 - 1997 гт. показали существенные изменения свойств бурых лесных почв и желтоземов под культурными растениями. Натурным почвенным стандартом или эталоном взяты почвы под лесом для каждого полигона. Так Крупеников И.А. (1985) предложил один из трех стандартов — целинные микрозаповедники, почвы - раритеты, модели почв высокого плодородия. В условиях побережья целинными являются почвы, формирующиеся под лесной растительностью до настоящего времени.

Главной функцией любой экосистемы является процесс обмена веществ и энергии- биологический круговорот, который в биологии и физиологии значится как метаболизм и трактуется как способ обновления живого вещества. Процесс трансформации органического вещества в почве отражает всю сложную систему функционирования почвы как одной из важнейшей компоненты экосистемы.

Функционирующая почва представлена набором генетических гори-зонтов, каждый из которых принимает определённую массу живого и отмершего органического вещества и выделяет в процессе трансформации минеральные вещества в атмосферу, гидросферу, фитомассу. Разница между входом и выходом

накапливается в почве и формирует еб профиль, в котором выделяются стабильные и динамичные зоны (Фридлянд П.Г., Ивахненко Н.Н., 1985).

Чистая первичная продуктивность естественных зональных биогеоценозов (леса) зависит непосредственно от климатических условий района, почвообразующих пород, характера рельефа. Смена же лесной растительности такими многолетними культурами как чай коренным образом меняет общую природную обстановку: изменяется характер поступления и использования органических остатков, питательных веществ, гидротермический режим и т.д.

Ведущим показателем почвенного плодородия и его изменения является гумус. Возделывание чая приводит к повышению содержания гумуса в кориеобитаемом слое, как в бурых лесных почвах, так и в желтозёмах (рис. 2).

Варьирование данных содержания гумуса усиливается на границах генетических горизонтов. Однако, содержание гумуса в почве плантации Кошмана, произрастающей свыше 100 лет, близко к данным гумуса в почве леса (рис. 2) и характеризуется средним коэффициентом вариации, особенно в верхней полуметровой толще (табл. 1), что свидетельствует о стабилизации биологического круговорота в данном агроценозе. Распределение гумуса по почвенному профилю характерно для лесного типа накопления, где основные запасы гумуса сосредоточены в слое 0-40 см.

Изменяется и качественный состав гумуса (табл. 2). Если в слое 0 - 20 см почвы леса в гумусе преобладают гуминовые кислоты, то в почве чайной плантации на протяжении всего профиля фульвокислоты преобладают над гуминовыми кислотами. Агрессивная фракция фульвокислот под лесом составляет 2,6 -6,1%, тогда как под растениями чая - 1,6 - 11,5% от валового содержания гумуса. Содержание гуминовых кислот, связанных с полуторными окислами, в почве чайных плантаций выше, чем под естественной растительностью (лесом). Сравнение данных содержания гумуса, под вышеназванными ценозами в условиях бурых лесных ненасыщенных почв (Бушин П.М., Беседина Т.Д., Прокопенко И.А., Ефимченко В.И., 1985) также свидетельствовало о накоплении органического вещества под культурой чая, имеющего фульватный характер. Причём оптическая плотность гумусовых кислот почвы чайной плантации выше, чем оптическая плотность гумусовых веществ почвы из-под леса.

Рисунок 2.Харагтер распределения гумуса по почвенному профилю под чаем (— , - - , —), фундуком (->-) и лесом (■—) в бурых лесных кислых почвах: а - на туфах и порфирятах; б - па димокиппиров агатах аргиллитах; в - на элювии песчаника; г-в желтоземах.

Влияние многолетних культур на содержание гумуса в профиле кислых почв на туфах и порфиритах

Таблица 1 бурых лесных

Таблица 2

Фракционный состав гумуса в бурой лесной кислой почве в зависимости от ценозов, % к весу почвы

Глубина, см Валовые, % Плрофосфатная вытяжка 0,Ш 1Ча ОН вытяжка Скисл, вытяжки Сгум. связанных сИ20з Углерод остатка

С | N | С/14 Соб01 1 СгУЫ. 1 С<Ьул. Сп/Сь Со&ц, »-ТУЧ.

Под лесом

0-10 2,09 0,20 10,5 0,52 0,28 0,24 1,17 0,52 0,28 0,06 0,28 1,57

10-20 1,46 1,46 9,7 0,33 0,19 0,14 1,36 0,33 0,19 0,05 0,19 1,13

20-30 0,82- 0,82 9,1 0,24 0,08 0,16 0,50 0,24 0,08 0,03 0,08 0,58

30-40 0,76 0,76 8,4 0,28 0,09 0,19 0,47 0,28 0,09 0,02 0,09 0,48

40-50 0,64 0,64 8,0 0,26 0,07 0,19 0,34 0,26 0,07 0,02 0,07 0,38

Под чаем

0-10 6,92 0,96 6,8 1,32 0,65 0,67 0,97 1Д5 0,65 0,12 0,65 5,20

10-20 7,55 0,73 10,3 1Д6 0,35 0,81 0,43 1,03 0,35 0,12 0,35 6,39

20-30 1,56 0,14 11,1 0,45 0,10 0,35 0,29 0,45 0,10 0,08 0,10 1.11

30-40 1,05 >0,11 9,5 0,31 0,05 0,26 0,19 0,31 0,05 0,04 0,05 0,74

40-50 0,81 0,08 10,1 0,21 0,03 0,18 0,17 0,21 0,03 0,03 0,03 0,60

Технология возделывания культур влияет и на пищевой режим почв. На рисунках 3 и 4 показан характер распределения минерального азота в аммиачной и нитратной форме в бурых лесных почвах и желтоземах под чаем, фундуком и фейхоа в сравнении с почвой под лесной растительностью.

Рисунок 3. Распределение ницятсто азота в Рисунок 4. Распределение аммиачного азота в

бурых лесных почва*:

профиле бурых лесных кислых почв:

а - на туфах и порфиратах; б - на лямошггизированных артналетах; в - на элювии песчаника;г-жслтозгмах, среднее за 1992 -1997

Благодаря внесению высоких доз азотных минеральных удобрений под чай почтя повсеместно наблюдается более высокое содержание нитратного и аммиачного азота в 30 см слое почвы, по сравнению с почвой под лесом. Амиачный азот превалирует над нитратным, что характерно для лесных почв (Беседина Т.Д., 1985; Ткачев АЛ., 1998). Значительные изменения в содержании нитратного азота объясняются циклическими изменениями, связанными с гидротермическими условиями почвы и атмосферы, внесением удобрений, с

жизнью биоты, преимущественно растений (Урушадзе Т.Ф., 1996).

Длительное и системное внесение фосфорных удобрений под чай привело к значительному накоплению валового фосфора в бурых лесных почвах, сформировавшихся на лимонитизировапных аргиллитах (рис. 5). Увеличение

валового фосфора проявляется в 40 см слое, так как суперфосфат здесь вносится под поверхпостное рыхление. Фракционный состав минеральных форм фосфатов представлен преимущественно кальций- и железофосфатами (рис. , б). Алюмофосфатная группа в почвах чайных плантаций количественно выше таковой в почве под лесной растительностью. Эта фракция присутствует во всей почвенной толще плантации чая, тогда как в лесу она отсутствует уже в 30 см слое. Ефимов В.Н. и др. (1994) также отметили, что фосфорные удобрения в дерново-подзолистой почве трансформируется в фосфаты алюминия и железа. Однако же в субстратах для теплиц при системном внесении фосфорных удобрений во фракционном составе минерального фосфора железофосфаты отсутствуют (Бушин ИМ., Беседина Т.Д., Ефимченко В.И., 1999), что свидетельствует о трансформации фосфора в зависимости от минерального состава почв.

Содержание , подвижного фосфора в почвах чайных плантаций выше, чем под пологом леса (рис. 7). Особенно это характерно для слоя 0-30 см.

Уровень калийного питания в бурых лесных почвах и желтозёмах под культурными растениями отображен на рис. 8,

Рисунок 7. Содержание подвижного фосфора в Рисунок 8. Характер распределения обменного

бурых лесных кислых почвах (а, б, *) и в калия а бурых лесных пепвах: а-на туфах н

желтоэСмах (г) очи культурами и лесом, среднее порфнретах; б-лимомшьдровзниых аргил-

за 1992-1997 гг. лтах; в-на мюиш песчаника; г-на желто-

из которого следует, что обменный калий также накапливается в верхней части профиля чайных плантаций. В бурых лесных почвах на фоновых участках содержание обменного калия превышает количество обменного калия под чаем, что, вероятно, сказывается выносом питательных веществ флешами чая. С глубиною содержание обменного калия значительно снижается и выравнивается между различными агроценозами и лесом при отсутствии внесения калийных удобрений.

Таким образом, чайная плантация, как объект интенсивного антропогенного воздействия на бурые лесные кислые почвы и желтозёмы влияет на увеличение содержания гумуса и питательных веществ в них. Происходит качественная трансформация гумусовых веществ и соединений фосфора в почве.

3.2.2. Влияние многолетних культур на катионнообменную способность

бурых лесных кислых почв н желтозёмов.

В.В. Разумов (1989) считает, что такие эдафические показатели, как сумма поглощенных оснований, реакция почвенной среды, гидролитическая и обменная кислотности горизонта А являются наиболее зависимыми от пространственного распределения литогенных и биоклиматических факторов. Следовательно, они наиболее чувствительны к изменениям внешней среды, в том числе и к антропогенпым.

Реакция почвенного раствора определяет , микробиологическую деятельность почвы. Наряду с этим растения также требуют для своего развития определенной реакции почвенного раствора. Культуру чая относят к типичным ацидофилам, требующим кислую почвенную среду, вследствие чего плантации чая и размещались на кислых почвах.

Рисунок 9. Реакция солевого раствора » профиле таций Грузии находится В пределах бурых лесных почв я желтоземов, среднее за 1994 - pH солевого 3,0 - 3,6, ЧТО усиливает

Kawai S., Ukegaigal К. (1959) пишут, что почва плантаций с хорошим развитием чайного куста характеризуется довольно высокими показателями кислотности и недостатком обменных оснований и наоборот, почвы плантаций с плохим развитием чайного куста -имеют слабую кислотность и содержат значительное количество обменных оснований. Габисония M.B. (1979) указывает на то, что уровень актуальной кислотности большинства почв чайных план-

подвижность алюминия и железа, количество которых в почвах резко уменьшилось.

На рисунке 9 показано влияние многолетних культур на реакцию почвенной среды, что свидетельствует о повсеместном подкисляющем действии чайного растения на всю глубину почвенного профиля. В почвах, имеющих сильно' кислый характер - рН = 3,5 - 4,0 (рис. 9 б, в) сдвиг рН произошел на 0,5 единицы. На бурых лесных почвах, формирующихся на туфах и порфиритах и на желтозёмах (см. рис. 9 а, г), имеющих соответственно рН = 4,5 - 5,0 и 5,7 - 6,5 рН уменьшился на единицу. Показатели рН под фундуком и фейхоа занимают промежуточное положение между показателями леса и чайных плантаций.

В таблице 3 показано размещение чайных плантаций в ЗАО «Дагомысчай» (имеющем насаждений чая до 43% от общей площади по зоне) по продуктивности зелёного листа. При столь значительном варьировании урожая, реакция почвенного раствора плаптаций характеризуется очень близкими средними арифметическими показателями — рН равным 3,2 - 3,7.

Таблица 3

Характеристика чайных плантаций ЗАО «Дагомысчай» по урожайности и рН солевой вытяжки в слое 0 — 30 см

Пределы урожайности, ц/га Средняя многолетняя урожайность, ц/га Площадь, га Количество участков (объем выборки) Коэффициент вариации урожайности, % РНш Коэффициент вариации ри, %

10-30 24,5 ± 1,4 27,2 13 20 3,3 ±0,07 8

30-40 37.0 ±0,5 69,0 34 8 3,7 ±0,14 22

40-50 4 5,2 ±0,4 112,0 48 6 3,5 ±0,07 14

50-60 55,7 ±0,5 227,0 79 5 3,4 ±0,04 12

60-70 65,4 ±0,4 126,0 55 5 3,5 ±0,07 14

70-80 75,4 ± 0,6 64,4 19 4 3,2 ±0,04 6

80-90 88,3 ±0,7 25,8 10 3 3,5 + 0,31 30

Сгьше 90 99,3 ± 3,* 7.2 4 8 3,5 ±0,87 49

Итого: 658,9 262

Следовательно, выращивание чая приводит к подкислению почв и его урожайность не коррелирует с реакцией почвенной среды. Показатель рН лишь только свидетельствует о возможности нормального развития растений чая.

Гидролитическая кислотность, характеризующая собой количество поглощённых почвой ионов водорода, при взаимодействии с 1 N раствором CHзCOONa (с рН 8,2), считается менее вредной для растений, так как ионы водорода, вытесненные гидролитически щелочным раствором, малоподвижны. В бурых лесных кислых почвах под лесом показатель гидролитической кислотности варьирует в зависимости от почвообразующих пород и глубины почвенного профиля в следующем интервале: в бурых лесных кислых почвах на лимонитизировапных аргиллитах от 11,9 до 16,90 мг-экв/100 г почвы; в бурых лесных кислых почвах, сформировавшихся на туфах и порфиритах, от 3,11 до 8,26

мг-экв/100 г почвы; в бурых лесных кислых почвах на элювии песчаников - от 15,37 до 16,34 мг-экв/100 г почвы.

Характер воздействия многолетних культур на данный показатель представлен на рисунке 10. На всех участках под чаем и фундуком содержание гидролитической кислотности увеличивается в сравнении с почвой под лесом, под фейхоа - уменьшается. Влияние культуры чая прослеживается по всей глубине почвенного профиля.

Обменная кислотность возникает при обработке почвы раство-

Рксунок 10 Влияние культур на потенциальную кислотность (Нг) в бурых лесных почвах (а, 6, в) я в желтозёмах (г)

ром нейтральной соли при соотношении почвы к раствору I : 2,5. Ионы водорода, переходя в почвенный раствор, увеличивают его кислотность, что неблагоприятно сказывается на развитии большинства растений и микроорганизмов Поэтому обменная кислотность считается самой вредной формой почвенной кислотности (Возбуцкая А.Е., 1968).

В бурых лесных почвах, формирующихся под лесной растительностью на лимонитизироваиных аргиллитах, обменная кислотность составила 3,09 - 14,50 мг-экв/100 г почвы; на элювии песчаника - 5,75 — 10,59 мг-экв/100 г почвы; на туфах и порфиритах - 0,14 - 1,09 мг-экв/100 г почвы. В желтозёмах под пологом леса обменная кислотность составила 0,09 -1,72 мг-экв/100 г почвы

Возделывание чая приводит к значительному усилению обменной кислотности во всей толще почвы (рис 11) Показатель обменной кислотность почв под фундуком занимает промежуточное положение между лесом и чаем, то есть происходит увеличение содержания обменной кислотности, но в меньшей степени. В желтоземах под фейхоа обменная кислотность не претерпела изменений.

А.Е. Возбуцкая (1968) считает, что гидролитическая и обменная кислотности не столько формы, сколько

Рисунок 11 Содержалие обменной кислотности к бурых лесных кислых почвах (а, б, в) и желтозймах (г), ммквЛОО г почвы, средне« за 1992 -1997 гг

части почвенной кислотности, причём гидролитическая кислотность больше обменной. Последняя как бы входит в состав гидролитической.

В таблицах 4-7 показаны все формы кислотности в профиле бурых лесных почв и желтоземов под различными агроценозами и лесом, из данных которых следует, что бурые лесные кислые почвы и желтозёмы имеют следующее

Таблица 4

рН солевой, гидролитическая и обменная кислотность в бурой лесной кислой почве на туфах и порфиритах в зависимости от возделываемых культур

Глуби- ва слоя, СУ Лес Чай Кошмапа Чай Гришина Фундук

р11ка Нг Ноб. рНка Нг Ноб. рНка Нг Ноб. рН^а Нг Ноб.

мг-эквЛООг мгокв/100г иг-экв/100г Мг-эквЛООг

10 4,72 8.26 1.00 3,57 22,93 12,12 3,18 36,44 19,9 3,93 13,03 3,86

20 4,67 8,27 1,09 3,54 22,48 14,45 3,17 13,19 22,1 3,83 13,13 5,80

30 4,75 6,92 0,18 3,66 21,65 15,11 3,28 29,31 26,1 3,85 13,14 6,27

40 4,75 6,30 0,14 3,74 20,49 14,29 3,35 30,77 28,3 3,91 12,78 5,77

50 4,79 6,50 0,23 3,79 19,81 13,37 3,37 30,23 29,6 3,91 12^6 7,12

60 4,89 5,43 0,14 3,80 17,03 12,96 3,46 29,74 29,3 - - -

70 5,02 4,37 0,14 3,84 16,61 12,56 3,39 28,06 27,4 - - -

«0 5,08 4,08 0,14 3,87 15,83 12,06 3,42 24,01 22,1 - - -

90 5,10 3,11 0,14 3,84 16,40 12,60 3,47 18,75 17,4 - - -

100 5.1? 3,25 0,14 3,81 16,33 13,09 3,61 15,34 ■ 6,2 - - -

Таблица 5

рН солевой, гидролитическая и обменная кислотность в бурой лесной кислой почве на лимонитизированных аргиллитах в зависимости от типа растительности

Глубина слои, см Лес Чан Фундук

рНка Нг Ноб. рНка Нг Ноб. рНеа Нг Ноб.

мг-экв/100г мг-эка/100г мг-эга/100г

10 3,99 12,06 3,09 3,37 32,20 16,87 3,95 13,66 4,94

20 3,97 12,43 5,15 3,41 27,38 17,86 3,83 15,37 8,73

30 3,95 11,99 6,70 3,48 26,42 18,80 3,84 15,28 9,91

40 3,93 12,16 7,93 3,53 26,20 20,10 3,76 15,71 11,24

50 3,90 12,61 8,76 3,56 27,28 22,00 3,79 15,60 11,16

60 3.83 13,48 9,72 3,60 29,57 25,77 - - -

70 3,84 13,82 10,81 3,55 29,59 26,88 - - -

80 3,83 14,97 12,13 - - - - - -

90 3,81 16,02 13,32 - - - - - -

100 3,83 16,90 14,50 - - - - - -

Таблица 6

Формы кислотности в бурой лесой кислой почве на элювии песчаника под лесом

и чаем

Глубина слоя, см Лес Чай

рНцс ■ Нг Ноб. рНкс Нг Ноб.

мг-экяЛООг ммкв/100г

10 3,84 15,94 5,75 3,30 25,01 9,22

20 3,74 16,31 7,93 3,15 24,30 10,29

30 3,74 15,57 7,69 3,23 21,03 12,43

40 3,77 14,86 8,43 3,25 18,16 12,95

50 3,71 ■ 16,44- 10,59 3,37 18,11 13,9»

60 - - - 3,35 18,24 13,95

70 - - - 3,49 18,65 15,80

ко - • - 3,42 19,35 16,57

90 - - - 3,49 19,43 17,58

100 - - - 3,49 18,75 17,13

Таблица 7

Формы кислотности в желтозёмах под различными растениями

Глубина слоя, см Лес Чай Фейхоа

pHuci Нг Ноб. рНкС! Нг Ноб рНш Нг Ноб

мг-эхб/100г мг-экв/100г мг-экв/100г

10 5,53 4,83 0,84 4,65 9,30 0,17 5,88 2,4 s 0,09

20 4,60 6,44 1,72 4,19 11,57 4,02 5,35 3,54 0,22

30 4,59 5,05 0,95 4.25 10,20 3,90 5,20 3,48 0,09

40 4,48 4,78 0,35 4,15 8,16 3.34 5,61 2,87 0,18

50 5,31 3,42 0,18 4,23 6,68 1,67 6,12 1,63 0,09

60 5,48 6,08 0.11 4,32 6,01 1,19 6,70 0,67 0,09

70 6,24 1,44 0,09 4,39 5,11 0,36 6.92 0,52 0,09

80 6,80 0,76 0,09 4,64 3,82 0,26 6,97 0,51 0,09

90 6,93 0,58 0,09 5,34 2,49 0,24 7,04 0,49 0,09

100 7,02 0,60 0,09 5,72 1,80 0,22 7,03 0.50 0,09

соотношение форм кислотности: рН солевой вытяжки характеризуется от кислого (5,0) до сильнокислого (4,0) по всему профилю; гидролитическая кислотность больше обменной; гидролитическая и обменная кислотности увеличиваются с глубиною почвенного профиля бурых лесных кислых почв.

В желтоземах все формы кислотности выше в первой половине профиля Под чайными растениями с глубиною содержание обменной кислотности приближается к гидролитической. ИА Саришвили (1952) находил, что в нижних горизонтах краснозёмов иногда гидролитическая кислотность меньше, чем обменная Объясняет он это поглощением СНзСХХЖа за счет образования труднорастворимых комплексных соединений с почвенным алюминием.

Природа почвенной обменной кислотности определяется присутствием ионов водорода и алюминия на поверхности коллоидов в почвенном растворе кислых почв

Подвижный алюминий вместе с ионами водорода легко переходит в равновесный раствор при взаимодействии кислых почв (рН < 5) с раствором хлористого калия. Необходимо заметить, что вопрос о том, водород или алюминий являются причиной почвенной кислотности, представляет не только теоретический интерес, но имеет существенное практическое значение, так как свойства почв, насыщенных водородом, резко отличаются от свойств почв, насыщенных алюминием. Известно, что почвенная кислотность оказывает отрицательное влияние на развитие растений, при этом алюминий оказывает более резкое токсическое действие на растения, чем ион н* Насыщенность почвы ионами Н* или Л13+ влияет на агрегатный состав почв, на поглощение фосфатов, что наблюдалось во фракционном составе минеральных фосфатов под растениями чая. На рисунке 12 отображена подвижность иопов алюминия в бурых лесных кислых почвах н желтозёмах по почвенному профилю под различными культурами и лесной растительностью.

Рисунок 12 Содержание подвижного алюминия в буры* лесных кислых почвах.

на т> фох н порфир них (а), на элювии пссчанига (б) на лимотгпиированных аргиллитах (а|), в желтоземах (б)

В бурых лесных почвах, имеющих сильнокислые рН (около 4) содержание подвижного алюминия увеличивается с глубиною. В желтозёмах, обладающих рН от 5 до 7, подвижный алюминий во второй половине профиля отсутствует.

Под чаем и фундуком содержание алюминия выше, чем в почве, формирующейся под лесной растительностью В почве чайных плантаций содержание подвижного алюминия составляет 40 - 120 мг/100 г почвы

Makovnikovi J., Kanianska R. (1996) исследуя содержание подвижного алюминия по митоду Соколова в почвах Словацкой Республики, также нашли зависимость между рНга и содержанием подвижного алюминия.

В таблице 8 представлен характер связи подвижного алюминия с обменной кислотностью в бурых лесных кислых почвах. В бурых же лесных кислых почвах, находящихся под лесной растительностью, связь между обменной кислотностью и подвижным алюминием или отсутствует или имеет её в средней степени. Тогда как под чайными растениями количество обменной кислотности средне- или сильно коррелирует с подвижным алюминием. Связь между ними существенна и па 62 - 92% взаимообусловлена. Продуктивность чайных насаждений здесь составила 66 - 104,5 ц/га, а последний показатель урожайности приурочен к самому высокому показателю корреляции. И если в опытах с горчицей (Ярусов С.С., Соколова М.Ф., 1950) и клевером (Дьякова Е.В., 1948) растения страдали уже при содержании до 10 - 12 мг/100 г почвы, то чай лучше развивается при содержании подвижного алюминия 120 мг на 100 г почвы. Исследователи (Парфёнова Е.Н., Троицкий А.М, 1951; Ченери, 1963) отмечали, что при недостатке алюминия растение чая страдает и дает низкие урожаи. Под фундуком корреляционная связь между обменной кислотностью и подвижным алюминием характеризуется коэффициентом 0,78, занимающим начальный интервал сильной связи, при котором их взаимосвязь обусловлена только на 61%, остальные 39% обусловлены другими сопутствующими факторами.

Сумма обменных оснований характеризует наиболее благоприятный в агрономическом смысле состав обменных катионов, почвенные коллоиды которых содержатся в состоянии геля, в связи, с чем они не вымываются из почвы и создают прочную структуру.

Возделывание чая приводит к значительному снижению суммы обменных оснований по сравнению с фоном (лесом) во всем профиле, тогда как под фундуком этот процесс менее активен или же вынос карбонатов не прослеживается. Под растениями фейхоа сумма обменных оснований была близка к сумме обменных оснований в почве под лесом (рис. 13).

б, в) в желггозймах (г), 1992 - 1997 гг.

В желтозёмах, (формирующихся на карбонатных аргиллитах, сумма обменных оснований увеличивается, соответственно, с глубиною профиля.

Степень насыщенности основаниями характеризует соотношение суммы поглощенных оснований к гидролитической кислотности. Нап. и исследования показали (Козик В.К., Беседина Т.Д., Бушин П.М., 1992; Бушин П.М., Беседина Т.Д, Копылов С.С., 1994), что одним из диагностических показателей продуктивности почв применительно к культуре чая является именно степень насыщенности почвы основаниями Продуктивность плантаций чая в условиях

Таблица 8

Связь подвижного алюминия с обменной кислотностью в бурых лесных почвах под различными культурами

Тип почвы Вид растительности Модель регрессии Объем выборки Коэффициенты Критерий Стьюдента Продуктивность, ц/га

регрессии детерминации фактический теоретический

Бурая лесная кислая на лимонити-зировавдых аргиллитах Лес V * 45,08 — 0,16Ки5м 160 л /л л ■»/ ТА ПЛ 1 ,ос -

Чай У = 195,36 - 4,86Но6м 112 0,96 0,92 32,00 1,96 104,5

Фундук У =* 78,37 - 3,58Нобм 80 0,78 0,61 15,60 2,01 8.0

Бурая лесная кислая на туфах и порфирита* Чай: северный склон У «* 164,90 - 4,48Нобм 160 0,79 0,62 15,80 1,96 62,0

Чай: южный склон У = 204,05 - 4,17Нобм 160 0,85 0,73 21,25 1,96 62,0

Чай Кошмшш У«116,78-4,59Нобм 144 0,69 0,48 11,50 1,98 42,0

Фундук У =* 39,87 - 3,97Нобм 80 0,78 0,61 11,14 2,01 7,6

Лес* - - - - - - -

Бурая лесная кислая на элювии песчаников Лес У = 71,97 - 4,54Нобм 4$ 0,90 0,81 15,00 2,01 -

Чай У = 113,89 - 4,8411обм 83 0,86 0,74 17,20 2,01 85,8

* - отсутствует обменная кислотность и полвижный алюминий: У- содержание подвижного аномалия в мг/100 г почвы.

• ^ у ^уж > • ^. , , - ^^ .. . ■

субтропиков Краснодарского края находится в обратной связи со степенью насыщенности основаниями слоя 50 - 100 см. Поэтому мы придаём важное значение характеристике изменений данного показателя.

На рисунке 14 отображен характер степени насыщенности бурых лесных кислых почв и желтозёмов основаниями по почвенному профилю под воздействием культур и лесной растительности. Степень насыщенности почв основаниями зависит от почвообразующих пород и вида насаждений.

Под лесной растительностью при естественном почвообразовательном процессе на кислых продуктах

Рисунок 14 Степень

насыщенности

основаниями

выветривания степень насыщенности , бурых лесных почвах (а, б, в) и желтоземах (г) НИЗКая, ДОВОЛЬНО равномерно под различной растительностью

распределяющаяся по всей глубине почвенного профиля (риг. 14 б, в) и составляет 20 - 45%. В бурых лесных почвах, сформированных на туфах и порфиритах, и имеющих рН солевой около 5, степень насыщгнности почвы основаниями составляет 60 - 70%.

В желтозёмах, образовавшихся на карбонатизированных аргиллитах и имеющих рН солевой от 5 до 7, степень насыщенности основаниями составляет 80-98%.

Под растениями чая показатель степени насыщенности основаниями в бурых лесных кислых почвах стал почти равным 10 - 20%, независимо от первоначального состояния. Растения фундука и фейхоа не повлияли на степень насыщенности основаниями или сдвинули её незначительно.

Таким образом, антропогенное воздействие на бурые лесные кислые почвы и желтозёмы определяется технологией возделывания и биологией культур и отражается на катионнообменной способности почв.

Агрегатное воздействие на почвы, вызываемое культурой чая, приводит к необратимым изменениям (снижению суммы поглощенных оснований, степени насыщенности основаниями - к выщелачиванию). Однако, этот процесс пока имеет положительное значение для продуктивности культуры чая.

3.23. Изменения агрофизических свойств бурых лесных кислых почв и желтозёмов под воздействием многолетних культур.

Плодородие почв во многом определяется их агрофизическими свойствами: структурным состоянием, сложением, гранулометрическим составом и др. В последнее время развивается энергетическая концепция физического состояния почв (Воронин А.Д., 1990; Воронин А.Д. и др., 1990), согласно которой физическое состояние почв - результат взаимодействия между их твердой и жидкой фазами. Характер их взаимодействия зависит от содержания состава

каждой фазы. Жидкая фаза в основном состоит из воды. В зависимости от изменения содержания влаги в почве и её энергетического состояния физические свойства проходят через ряд параметров - от равновесных до критических.

В настоящее же время в основном используется комплекс физических параметров, отражающих наиболее существенные и статистические свойства почвы, имеющие количественную оценку. Такая оценка позволяет получить представление об общем состоянии почв в какой-то момент времени, а не в режиме. Тогда как для каждой почвы свойственен определённый диапазон показателей физического состояния. Учитывая, что с агрофизической точки зрения урожай формируют, прежде всего, благоприятные водный и воздушный режимы, необходимо знать оптимальные параметры физического состояния, изменяющиеся в зависимости от погодных условий, типа почвообразования, гранулометрического состава, содержания гумуса, а также от вида выращиваемой культуры.

Остановимся на характеристике воздействия культур на показатели твёрдой фазы бурых лесных почв и желтозёмов. Физическое состояние твердой фазы почв характеризуется объёмной массой, общей порозностью и агрегатным составом.

Плотность скелета почвы (объёмная масса) изучена в ненарушенном состоянии. Роль плотности в формировании свойств почвы и в жизни растений многогранна. Состояние плодовых деревьев и чах в значительной степени зависит от плотности почв. Уплотнение почвы резко уменьшает количество корней в корнеобитаемых слоях.

Почла чайных плантаций отли-

Рисунок 15. Сложение бурых лесных почв (а. б, в) в чается более рыхлым сложением желтоземов (Г) под различными культурами и лесом, по всей Глубине. ТОГДа Как ПОД среднее за 1992 - 1997 ГГ.

фундуком и фейхоа происходит уплотнение в сравнении с почвой под лесом (рис. 15).

Общяя порозность почвы, представляющая собой совокупность пор, обусловливает водный и воздушный режимы, выражена в % от объёма. По шкале Качинского порозность менее 50% не удовлетворительная, 50 - 60% -удовлетворительная, 60 - 70% - характерна культурному пахотному слою. Под чайными растениями общая порозность бурых лесных почв слоя 0 - 30 см относится к култьурному слою, переходящему в нижних горизонтах к удовлетворительному поровому состоянию. Под фундуком она находится в неудовлетворительном состоянии. В желтозёмах только слой 0 -20 см отвечает удовлетворительному поровому состоянию под всеми видами растений.

Структурный состав является одной из важнейших характеристик физического состояния почв. Формирование структуры тесно связано с

почвообразовательным процессом, и зависит от типа почв, от количества и качества органического вещества, механического состава почв. Изменение структуры определяется рядом сложных . процессов. Естественные циклы увлажнения - иссушения приводят к изменению агрегатного состава и имеют сезонную динамику (Корсунская Л.П., Гумматов Н.Г., Паченский Я.А., 1994).

В.Р. Вильямс предложил различать два свойства агрегатов - связность и прочность. Под связностью понимается способность агрегата противостоять механической силе воздействия, под прочностью - способность агрегата длительно противостоять размывающему действию воды. Второе свойство особенно важно для бурых лесных почв и желтозёмов, развивающихся при промывном режиме и подвергающихся водной эрозии. Связность агрегатов зависит в основном от количества иловатых и коллоидных частиц, прочность - от количества гумуса. .

Агрономически ценной считается водопрочная с высокой порозностью структура, создание и контроль за которой и являются основной задачей сельскохозяйственной науки и специалистов.

Анализ структуры с целью ее агрономической оценки и контроля за её изменениями под различными растениями проведен методом фракционирования по Саввинову при сухом и мокром просеивании. Вместе с тем, существующие подходы к анализу данных распределения агрегатов по размеру остаются несовершенными (Хитров Н.В., Чечуева О.А., 1994).

Целесообразность одновременного использования всей информации двух сопряженных видов структурного анализа определяется тем, что оба анализа характеризуют один и тот же образец почвы, но в разных условиях его существования. По Хитрову и Чечуевой становится возмогшим получить показатели, которые отражают устойчивость или изменчивость структурного состояния почв при размывающем действии воды.

В основу интерпретации двух сопряженных методов определения структурного состава положен расчёт рядя показателей, которые с одной стороны характеризуют распределение частиц по размерам для каждого отдельного вида анализа, с другой - отклонения в распределении частиц по размерам в двух сопряженных видах анализа. Рассчитываются следующие показатели: средневзвешенный диаметр частиц - Д; энтропия распределения агрегатоз — Н; агрегаты, разрушающиеся при переходе из сухого в мокрое состояние «стабильные» агрегаты — Д5; агрегаты и частицы, на которые разрушаются агрегаты (Д); показатель неустойчивости структуры к воздействию воды - Я.

На примере структурного состава бурой лесной кислой почвы на элювии песчаника в сухом и мокром состоянии,отображетного графически на рисунке 16, представлена характеристика структуры в сухом и мокром состоянии при различном использовании. Под воздействием воды крупные агрегаты распадаются, значительно увеличивая фракции мелких комочков, зернистых и распыленных частиц. Влияние культур на агрегатный состав хорошо прослеживается на рис. 17 в, из которого видно, что количество «стабильных» агрегатов при естественном процессе почвообразования выше, чем под чаем. Под фундуком содержание «стабильных» агрегатов больше, чем под лесом.

Рисунок 17. Характер распределена* «стабиль- Рисунок 1 б.Структурный состав 6}рой лесной ных» агрегатов в профазе бурых лесных кислых кислой почвы на элювии песишаха при сухом я почв (а, б, в) и в жугкпгмах (г) пвд различными мокром просеве под чаем и лесом культурами

Бурые лесные почвы обладают в основном тяжёлым механическим составом (80% - глинистым, 10% - тяжелосуглинистым), в котором преобладают фракция ила и мелкой пыли. Профильные диаграммы распределения фракций мехсостава показывают увеличение ила с глубиною, что свидетельствует о внутрипочвенном оглинивании. Под чаем и фундуком фракция ила больше, чем в почве под лесом.

Таким образом, возделывание многолетних культур па бурых лесных почвах кислого подтипа и на желтозёмах проявляется на агрофизических свойствах.

3.2.4. Влияние культур на воздушную фазу бурых лесных кислых, почв и желтозёмов.

Основными показателями воздушного режима почв являются пористость аэрации, воздухоемкость, определяющие ход и направление важнейших почвенных процессов: аэрацию, жизнедеятельность почвенной биоты, скорость разложения органического вещества и т.д. Воздухоёмкость зависит от влажности почвы, её структуры и сложения.

Таким образом, наблюдения за воздухоемкостью желтоземов и бурых лесных почв под многолетними растениями показали: воздухоёмкость почв под лесными растениями оптимальна; под чаем и фундуком наблюдался дефицит воздуха.

3.2.5. Жидкая фаза желтозёмов и бурых лесных кислых почв под культурами и лесом.

Смена лесной растительности сельскохозяйственными культурами изменяет общую природную обстановку и процессы почвообразования, в том числе и

состояние жидкой фазы, которая представлена в работе динамикой содержания продуктивной влаги.

Почвенная влага один из важнейших факторов процесса почвообразования, а также элемент плодородия и обладает значительной подвижнсстью. В связи с постоянным обменом влагой между почвой, атмосферой и растительностью содержание влаги в почве непрерывно изменяется. Содержание продуктивной влаги по периодам года представлено в таблице 9.

Таблица 9

Запасы продуктивной влаги в желтозёмах и в бурых лесных почвах,

среднее за 1994 -1996 гг.

Культуры и угодья Запасы влаги в мм в слое 0 - 100 см но сезонам года В среднем за год

Зимой весной 1 летом осенью

Жеятоз£мы

Лес 184 159 71 65 120

Чай 191 184 145 78 150

Фейхоа 192 179 140 134 162

Бурьк лесные кислые на туфах и порфиритах

ЧакГрншкина Северный сшит 197 206 209 185 199

Южный склон 195 172 139 124 157

Лес 105 84 54 71 78

Ф>ндук * (слой 0 - 50см) 6$ 47 34 53 51

Бурые лесные кислые на лимонипшфовяяных аргиллитах

Лес 177 171 172 98 155

Чай 101 117 92 54 91

Фундук * (спой 0 - 50см) 79 75 59 21 58

Таким образом, под сельскохозяйственными культурами (чай, фундук, фейхоа) возделываемыми на мощных почвах, содержание продуктивной влаги выше, чем под пологом леса.

На желтозёмах водопроницаемость за 6 часов наблюдений составила 1700 -8300 мм, на бурых лесных кислых почвах, формирующихся на лимонитизиро-ванных аргиллитах, - 1100 - 3400 мм. Под чаем на обоих типах почв водопроницаемость за 6 часов достигла 1702 - 1819 мм, под лесом - 2694 - 3412 мм. Данные процесса впитывания влаги близки для каждой группы растений. Водопроницаемость почв под чаем почти в 2 раза меньше, чем под лесом.

Следовательно, использование бурых лесных почв кислых подтипов и желтозёмов под субтропические культуры приводит к агрогенным преобразованиям в зависимости от технологии возделываемых культур.

Под растениями чая почвы переходят из малогумусного в среднегумусное состояние, имеющего фульватный характер. Выщелачивание карбонатов, усиление кислотности и высокое содержание подвижного алюминия несут положительный эффект для продуктивности его насаждений.

Направленность изменений в бурых лесных кислых почвах и желтозёмах аналогична изменениям в краснозёмах Грузии под плантациями чая, а скорость этих изменений произошла за 50 - 60 лет.

Под фундуком и фейхоа идут процессы дегумификации, сопровождаемые ухудшением агрофозических свойств почв.

3.3.1. Антропогенное воздействие на бурые лесные слабоненасыщенные

почвы.

В связи с широким распространением на побережье и благодаря агрохимическим свойствам бурые лесные слабоненасыщенные почвы используются Б основном под сады (фундук, субтроплодовые и южные плодовые культуры)

Вовлечение данных почв в сельскохозяйственное производство приводит к потерям гумуса и изменению его качества.

Высокое содержание нерастворимого остатка указывает на слабую подвижность гумусовых веществ и на отсутствие подзолообразовательного процесса в слабоненасыщенном подтипе бурых лесных почв (Алиев С.А., Мехрамиев И.Н., 1969; Пономарёва В.В., Плотникова Т.А., 1975). Данные таблицы 10 свидетельствуют об увеличении нерастворимого остагка в почве сада в сравнении с почвой, находящейся в лесу.

Соотношение групп гумуса здесь здесь также имеет свои особенности. С гл>биною профиля группа гуминовых кислот преобладает над группой фульвокислот, в почве сада этот процесс усиливается.

Узкое соотношение С N характерно лля органического вгшества, обогащенного азотом, особенно проявляющееся в почве сада.

Для защиты почв побережья от водной эрозии рекомендуется содержать междурядья сада под задернением, чаще всего из травостоя местных формаций (естественное задернение).

При выращивании многолетних трав в междурядьях по дерново-перегнойной системе содержания, на 3 - 4-й год происходит существенное накопление гумуса - на 0,50 ~ 0,83% (Бсседина Т.Д., 1985).

В бурых лесных почвах свойства фракций гуминовых кислот и фульвокислот значительно сближаются (Пономарёва В.В., 1962), гуминовые кислоты представлены исключительно бурой фракцией, растворимой в 0,1 н. растворе едкого натра без предварительного декальцирования. В эту фракцию

входят и новообразованные гумусовые вещества, характеризующие интенсивность образования гумуса.

Таблица 10

Влияние многолетних насаждений на содержание и состав гумуса бурой лесной слабоненасыщенной почвы, 1978 г.

Глубина слоя, см Валовое, в % к массе почвы Углерод, извлекаемый пирофосфатом натрия, % к С орг. Углерод остатка

С орг. N С N С общ. СПС Сфк С гк Сфк

Лес

0-3 2,65 0,25 10,6 34,3 13.6 20,7 0,6 65,7

3-28 1,57 0,11 14,2 38,2 8,9 29,3 0,3 61,8

28-57 0,53 0,06 8,8 47,1 13,2 33,9 0,4 52,9

57-81 0,42 0,04 10,5 38,0 16,6 21.4 0,8 62,0

81-102 0,57 0,03 19,0 31,6 14,0 17,6 0.8 68.4

Груша, посадка 1937

0-10 1,16 0,14 8,3 30,2 9,5 20,7 0.5 69,8

10-20 0,83 0,11 7,5 27,7 9,6 18,1 0,5 72,3

20-40 0,61 0,09 6,7 24,6 11,5 13,1 0,9 75,4

40-60 0,49 0,07 7,0 20,4 па 8,2 1,5 79,6

60-80 0,48 0,06 8,0 20,8 12,5 8,3 1,5 79,2

Новообразованные гумусовые вещества первыми подвергаются дальнейшей трансформации (Сидоров М.И., Воронков В.А., 1980). Под травами происходит интенсивное новообразование гумусовых веществ с повышением в данной фракции содержания гуминовых кислот (табл. 11).

Таблица 11

Влияние трав на содержание подвижных гумусовых веществ в бурых лесных слабоненасьпценных почвах, % к весу почвы, 1977 г.

Система содержания Глубина слоя, см Углерод, извлекаемый 0,1 а N8011 Углерод, извлекаемый 0,1 н ВДОц

Паровая 0-10 0,17 0,05 0,05

10-20 0,11 0,03 0,05

20-40 0,06 0,01 0,03

Дерново-перегнойная 0-10 0,45 0,22 0,06

10-20 0,34 0,15 0,06

20-40 0,11 0,03 0,04

Возделывание садов при почвозащитной системе, благодаря биологическим особенностям многолетних трав, вегетирующим в зоне круглый год, оказывает противоэрозиояный эффект. Смыв почвы значительно сокращается и составляет в среднем за год 13,9 -18,8 т/га, против 98,3 -111,6 т/га на паровых участках.

Достижение высоких и стабильных урожаев многолетних культур возможно только при внесении минеральных и органических удобрений. Для определения оптимальных доз минеральных удобрений под фундук и хурму восточную в 1993 году были заложены полевые многофакторные опыты на бурых лесных слабоненасыщенных почвах: по фундуку - в АОЗТ «Дагомысский чай», по хурме - в совхозе «Октябрьский».

Схема опытов одинаковая и представлена следующими вариантами: 000,002,020,022,111, ИЗ, 131,133 200,202,220,222,311,313,331,333

Дозы К, Р и К для хурмы и фундука равны 0, 1, 2, 3. Диапазон доз удобрений для хурмы составляет по азоту 0,100,200,300 кг/га д в., по фосфору и калию - 0, 80, 160, 240 кг/га д.в. Диапазон доз удобрений для фундука по всем элементам (К, Р, К) равен 0,80,160,240 кг/га д.в.

Внесение минеральных удобрений в возрастающих дозах в первую очередь рассчитано на повышение концентрация питательных веществ в почве.

На рисунке 18 показана динамика нитратного азота в виде хроиоизоплет под насаждениями хурмы. С увеличением доз азотных удобрений в течение вегетации культуры прослеживается накопление нитратов в июне — августе, но поскольку нитраты не закрепляются почвой и после превращений поступают в растения, их содержание к октябрю значительно снижается. Процесс вымывания нитратов из почвенного профиля подтверждается характером хроноизоплет, идущим по всей глубине профиля и проявляется он уже при двойных дозах азота, тогда как при одинарных дозах - хроноизоплёты замкнуты.

Рисунок 18. Влияние возрастающих доз азотных удобрений на динамику запасов нитратного азота в почве под хурмой в кг/Та, 1996 г.

Аммиачный азот и фосфаты поглощаются и закрепляются почвой в слое 0 -20 см. Системное внесение минеральных удобрений в возрастающих дозах также приводит к существенному снижению суммы

кислотности. Реакция почвенного солевого раствора в течение всего периода вегетации культур находится под воздействием доз удобрений (табл. 12).

Таблица 12

Характер воздействия удобрений на рН солевой вытяжки из бурой лесной слабоненасыщенной почвы под хурмой, 2002 г.

1 Сроки опреде-| лсния Модели регрессии Коэффициенты Р

регрессии детерминации Эксп табл.

! 24 05 У6,85 - 0,22 + 0,21РК 0,62 0,38 4,0 3,8

1 29.07 У-6,39 + 0,84Р - 0.44Р2 + 0,14РК 0,77 0,60 6,0 3.5

1 6 09 У = 6,70 -0,16^ 0,60Р -0.18Р- 0,72 0,52 4,3 3,5

| 410 у - 6,94 - 0,64Ы + 1,0Р - 0.60Р3 + 0Д7ЯР + 0,18РК 0,86 0,75 5,9 ?,з

Примечание: У - рНкп, удобрения внесены 8 апрсч« -

Таблица J3

Влияние минеральных удобрений на реакцию солевого раствора бурой лесной слабоненасыщенной почвы под фундуком, 1994 - 2000 гг.

Варианты 0 - 20 сч 20-40 с«

рН<.с1 Отклонения от контроля Группа по 11СР рНко Отклонения от контрам Группа по НСР

ООО 6,40 - 6,38 -

002 6,34 -0,06 6,40 0,02

020 6,66 0,2« 6.61 0,23

022 6,16 -0,24 6,33 -0,05

11! . 6,21 -0,19 6,39 >. 0,01

113 5,'.7 -0,63 I 5,67 -0,71 I

Ш б,:д -0,06 6,60 0,22

133 6,4*4 -0,16 6,27 -0,11

200 6,13 -0,27 6,19 -0,19

202 4,63 1,77 И 4,72 -1,66 II

220 5,М -0,56 6,11 -0,27

222 б,;о 0,10 6,84 0,46

311 5,57 -0,83 п 5,75 -0,63 1

313 5,81 -0,59 6,02 0,36

331 6,'6 0.36 6,82 0,44

333 5,59 -0,81 1 5,51 -0,87 I

НСРЙ 0,66 1 0,68 1

НСРо, 0,86 и 0,88 и

Примечание 14, Р, К - 80, 160,240 кг/га д в

Бурая лесная слабоненасышенная почва особенно при дозах удобрений ^^^^ и трансформируются в кислую (табл. 13). И только внесение

удобрений дозами, учитывающими не только экономическую целесообразность производства плодов или орехов, но и экологическое воздействие их в первую очередь на почву можно считать оптимальным и определяющим в сельскохозяйственном производстве.

4. Влияние сельскохозяйственного производства на почвенный покров города Геленджика.

Природно-климатические условия города Геленджик обусловили возделывание здесь винограда и плодовых культур (в основном, яблони, алычи и персика), воздействие которых на почву зависит от их биологических и технологических особенностей. Структура почвенного покрова данного региона представлена в основном дерново-карбонатными и аллювиальными почвами, среди которых фрагментами встречаются коричневые и бурые лесные почвы.

Для винограда ведущими почвенными показателями являются содержание гумуса, мощность гумусовых горизонтов, мехсостав и содержание активных карбонатов. Междурядье виноградников постоянно обрабатывается.

Из плодовых здесь выращиваются яблоня, слива, алыча и персик. Наиболее требовательна к почвенным условиям яблоня.

Освоение лесных почв под насаждения винограда и плодовых сопровождается жестким техногенным преобразованием: уменьшился или исчез верхний тёмноокрашенный слой. Глубокий плантаж переворачивает и перемешивает горизонт А с горизонтом В, светлоокрашенньем и имеющим худшие физические свойства. В 2 - 3 раза снижается содержание гумуса и почва переходиг из среднегумусного вида в малогумусный. Подщелачивание верхнего слоя усиливает количество активных карбонатов. Усиливается проявление эрозии особенно зимой.

4.1. Антропогенное воздействие на коричневые почвы.

Вовлечение коричневых карбонатных почв в сельскохозяйственное производство приводит к безвозвратной и значительной потере гумуса в пахотном горизонте (табл. 14).

Содержание подвижного фосфора и обменного калия является показателем эффективного плодородия почв.

Таблица 14

Антропогенное воздействие на коричневые карбонатные почвы

Агрохимические покдители Генетические горизонты

А пах. Аил В

0-20 см 30 - 50 см 50 - 80 см

Содержание гумуса, %

Лес 6,23 2,25 1,22

Виноградник 1,95 2,29 1,58

рН водной вытяжки

Лес 7,8» 8,16 7,97

Виноградник 8,15 8,04 8,19

Карбонаты по СО* %

Лее 2,92 20,93 17,57

Виноградник 9,31 12,73 17,07

Сумма обменных катионов, мг-эквЛОО г почвы

Лес 58,85 46,01 34,24

Виноградник 46,64 38,16 36,40

Таким образом, при возделывании многолетних насаждений на коричневых карбонатных почвах происходит трансформация данного типа из малогумусного в слабогумусный вид (на классификационном уровне), несколько повышается его карбонатность.

4.2.Антропогенное воздействие на пойменные почвы.

Аллювиальные почвы сформировались в поймах горных рек и имеют уклон местности до 1° и поэтому первыми были вовлечены в сельскохозяйственное производство и претерпели агрогенное воздействие. На Черноморском побережье субтропиков России аллювиальные почвы в основном находятся под садами, а на территории Геленджика, садами промышленного масштаба. Сортамент плодовых культур состоит из яблони, груши, крупноплодной алычи и персика. Поскольку летний период здесь характерен своей засушливостью, междурядья садов постоянно обрабатывают по типу чёрного пара, очень редко их содержат по типу паро-сидеральной системы, что приводит к усиленной минерализации аллювиальных почв, к дегумификации.

Заключение

1. Установлена скорость и направленность агрогенной трансформации почв Черноморского побережья Северо-Западного Кавказа в зависимости от специфики технологии возделывания субтропических культур, которая обусловлена их биологическими особенностями.

2. Вовлечение лесных почв в сельскохозяйственное производство по всему Черноморскому побережью сопровождалось жёстким техногенным преобразованием, в результате которого уничтожался или значительно сокращался верхний аккумулятивный горизонт, содержание гумуса уменьшилось в 2 - 3 раза, уменьшилась мощность почв.

3. Поскольку чайное растение явяляется ацидофилом и возделывается па почвах с килым рН, постольку использование бурых лесных кислых почв и желтозёмов за 50-ти летний период привело к следующим изменениям:

3.1.Содержание гумуса повысилось на 0,2 - 2,2%, обуславливая иной почвенный вид на классификационном уровне - из малогумусного в среднегумусный. И если в почве под лесом в слое 0 - 20 см гуминовые кислоты преобладают над группой фульвокислот, то под чаем по всей глубине преобладают фульвокислоты. Увеличивается фракция гуминовых кислот, связанных с КзОз, оптическая плотность гуминовых веществ.

3.2.Изменилось содержание питательных элементов в 30-см слое почвы. Увеличилось количество валового и минерального азота. Значительно повысилось содержание валового и подвижного фосфора, сопровождаемое изменением во фракионном составе минеральных фосфатов: усилилась фракция алюмофосфатов, присутствующая по всей глубине профиля, тогда как в почве леса она есть только в верхнем слое.

3.3. Необратимые изменения произошли в катионнообменных свойствах почв. Анализ данных рН солевой вытяжки слоя 0 - 30 см под плантациями чая ЗАО «Дагомысчай» показал, что в независимости от продуктивности насаждений рН равен 3,2 - 3,7 и характризует очень сильнокислую реакцию почвы.

На кислых почвах (рНкс! = 4) подкисление усилилось на 0,5, на слабокислых ; (рНка = 5 - 6) - на 1,0 - 1,5.

Увеличилось содержание пидролитической и обменной кислотности, обусловленное снижением суммы обменных оснований.

Увеличилась подвижность алюминия во всей толще почвенного профиля.

Обменная кислотность почв чайных плантаций обусловлена наличием обменного алюминия, поскольку между ними выявлена тесная связь, г = 0,79 -0,96.

3.4.Урожайность чайных плантаций находится в обратной зависимости от показателя степени насыщенности основаниями слоя 50 - 100 см. Поэтому снижение суммы обменных оснований, повышение гидролитической

кислотности с усилением подвижности алюминия имеют в настоящий период положительное значение для продуктивости култьтуры чая.

3.5. Под плантациями чая сложение слоя 0- 20 см почв рыхлое и составляет 0,98 - 1,20 г/см3, тогда как под лесом 1,06 - 1,30 г/см3, корозность почв переходит от удовлетворительной до культурного пахотного слоя. Содержание «стабильных» агрегатов в верхнем слое почвенного профиля под чаем ниже, чем в лочве под лесом.

3.6 Изменяются воздушный и водный режимы под растениями чая: наблюдается дефицит воздуха, содержание продуктивной влаги выше на 30 - 100 мм в сравнении с почвой под лесом. Водопроницаемость почв под чаем составила за 6 часов 1702 -1819 мм, тогда как в лесу- 2694 - 3412 мм

4 Возделывааие фундука в условиях бурых лесных кислых почв вызвало процессы дегумификации, подкисления и ухудшение агрофизических свойств

5 Природно-климатические условия Черноморского побережья СевероЗападного Кавказа обусловили развитие процессов годной эрозии, получившей на сельхозугодьях ускорение. В целях защиты почвенного покрова от смывов и повышения почвенного плодородия необходимо междурядья многолетних насаждений содержать под покровом трав, вегетирующих здесь постоянно.

Шпалеры чая с массой подрезочного материала в междурядьях являются прекрасным фитомелиорантом.

6. Системное внесение минеральных удобрений в возрастающих дозах под фундук и хурму восточную на бурых лесных слабоненасьпценных почвах, имеющих преимущественное распространение, приводит к агрогенным изменениям следующего характера:

6.1.Повышению почвенного плодородия; увеличению содержания гумуса, подвижных питательных элементов (азота и фосфора),

6 2. Усилению кислотных свойств, выщелачиванию.

7. Дерново-карбонатные почвы, используемые под виноградом, также претерпели техногенное преобразование. Все они плантажированы: уменьшился или исчез верхний тёмноокрашенный горизонт, или он припахан с иллювиальным горизонтом, почва из среднегумусного вида перешла и малогумусный. Пахотный слой получил подщелачивание, увеличилось количество активных карбонатов.

8. Вовлечение коричневых почв в земледелие приводит к выщелачиванию, малогумусиое состояние их трансформируется в слабогумусный.

9 Деградация аллювиальных почв при длительном использовании их под сады (сесмечковые и косточковые породы) обусловлена односторонним воздействием; содержание почвы под паром, отсутствием какого-либо плодосмена, ухудшением физических свойств.

10.В связи с уникальностью почвенного покрова и специализацией сельскохозяйственного производства существует острая необходимость в

постановке агромониторинга на Черноморском побережье Краснодарского края.

11.Анализ гидротермических условий зоны влажных субтропиков России показал, что бурозёмообразование здесь протекает при длительном активном периоде почвообразования (8,5 месяцев), определяющим интенсивное разложение органических остатков и минералов. Тогда как в Западной и Восточной Европе, США и на Дальнем Востоке этот период менее продолжителен. Субтропики России имеют переменно влажный климат.

12.Горный рельеф отражается на продуктивности субтропических культур. Для чая высота 400 м над уровнем моря является пороговой, ограничивающей его урожайность на 30%, высота 600 м над у.м. снижает продуктивность насаждений на 50%.

Рекомендации производству

1. Рекомендовать почвозащитную систему содержания междурядий в садах и виноградниках: на слабоэрозионных со смывом от 5 до 30 т/га в год — паро-сидеральную; при средней (30 - 60 т/га) и сильной (60 - 250 т/га) категориях эрозионной опасности - паро-дерновую и дерново-перегнойную систему содержания г.очвы.

2. Для достижения высоких и стабильных урожаев вносить минеральные удобрения в оптимальных дозах, экономически и экологически целесообразных. Для чая сорта Колхида Nз6oP6oKзo, для фундука сорта Черкесский-2 N24—80^), для хурмы восточной сорта Хиакуме - МюоРвдКво.

3. Возрождать культуру чая в субтропиках России на основании микрозонирования отрасли чаеводства, разработанную во ВНИИ цветоводства и субтропических культур.

4. Проектным организациям при разработке рабочих проектов под многолетние насаждения, почвоведам при крупномасштабном почвенном обследовании хозяйств, а также специалистам сельского хозяйства необходимо руководствоваться такими диагностическими показателями свойств для подтипов бурых лесных кислых и кислых оподзоленных почв, как обменная кислотность и содержание подвижного алюминии.

Список научных работ по теме диссертации

1. Роль минеральных удобрений и растительных остатков в повышении плодородия почвы чайных плантаций/Выращивание субтропических культур на Чернодморском побережье Краснодарского края/Научные тр. Вып. 32, Сочи, 1982, с. 17-34 (Соавторы: Бушин П.М., Прокопенко И.А.. Ефимченко В.И.)

2. О критериях бонитировки почв чайных плантаций субтропиков России//Научн. тр. ВНИИЦиСК, Сочи, 1994, Вып. 38, с. 128 - 140 (Соавторы: Бушин П.М., Копылов С.С.)

3. Методика комплексной агроэкологической оценки почв под многолетние насаждения//Сочи, 1992,45 с. (Соавтор Козин В.К.,БУШИНП.М.)

4. Опыт комплекспой агроэкологической оценки почв под чаем и многолетними насаждениями//Интенсификация садоводства на склонах/Тез, докл. научн. конференции 29 ноября - 2 декабря. Нальчик, 1994, с. 151 -152 (Соавтор Козин В.К.)

5. Итоги бонитировки почв зоиы влажных субтропиков Краснодарского края//Научно-технический бюл. ВНИИР им. Н.И. Вавилова, Вып. 233, Санкт-Петербург, 1994, с. 85 - 86 (Соавторы: Качанова С И., Козин В.К.)

6. Экологические проблемы сельскохозяйственных земель субтропиков России//Экологичсские проблемы Кубани/Сб. докл. научной конференции, Краснодар, 1996, КГАУ, С. 68 - 69 (Соавтор Козин В.К.)

7. Земельные ресурсы субтропиков России и их рациональное использование//Матер. Всероссийской НПК 23 - 28 сентября 1996 г., Владикавказ, 1996, с. 109 -110 (Соавтор Козин В.К.)

8. Свойства эродированных почв и урожай плодовых культур субтропиков России//Почвозащитные адаптивные технологии горного и предгорного садоводства/Сб. докл. НПК 24 - 26 сентября 1997 г., Нальчик, СКНИИГиПС, с. 19 - 21 (Соавтор Козин В К.)

9. Антропогенное действие на основные характеристики твёрдой и воздушной фаз почв субтропиков Краснодарского края//Проблемы охраны и повышения плодородия почв на Северном Кавказе в современных экологических условиях/Тез, докл. Всероссийской НПК 21 - 23 октября 1997 г., Краснодар, 1997, СКНИПГиАП, с. 13- 19 (Соавтор Козин В.К.)

Ю.Примеиение электрометрического метода определения нитратного азота в цветоводстве защищенного грунта//Агрохимия, 1984, №5, с. 109-112 (Соавтср Бушин TIM.)

11.Результаты оценки почвеино-экологических условий под многолетними насаждениями в субтропической зоне России//Ресурсосбережение и экология в адаптивной системе садоводства и виноградарства/Матер, науч. конференции учёных и специалистов Сев. Кавказа 26 - 29 января 1999 г., Краснодар, 1999, с. 54 -55 (Соавтор Козин В.К.)

12.Влияние почвенного покрова и рельефа Черноморского побережья Краснодарского края на продуктивность фундука//Садозодство и виноградарство, 1999, №1, с. 22 - 23 (Соавтор Козин В.К.)

13.Формирование азотного, фосфорного и калийного режимов в субтроггиках под гвоздикой ремонтантной//Агрохимия, 1999, №4, с. 40 -46 (Соавтор Бушин П.М.)

14.Чай в Краснодарском крае: оценка пригодности почв//Садоводство и виноградарство, 1999, №5 - 6, с. 17 -19 (Соавтор Козин В.К.)

15.0птимизация минерального питания фундука при штамбовой формировке//Устойчивое развитие горных территорий: проблемы регионального сотрудничества и региональной политики горных районов. Т. II, 23 - 26 сентября 2001 г., Владикавказ, «Ремарко», 2001, с. 618 - 619 (Соавтор Козин В.К.)

16. Оптимизация минерального питания хурмы восточной в субтропиках России//Бюл. ВИУА им. Д.Н. Прянишникова, №114,2001, с. 63

17.Эколого-Экономический паспорт многолетних насаждений/Лстойчивое развитие горных территории: проблемы регионального сотрудничества и региональной политики горных районов. Т. П, 23 — 26 сентября 2001 г.,' Владикавказ, «Ремарко», 2001, с. 627 (Соавтор Козин В.К.)

18.Оптимальный режим минерального питания фундука и хурмы в условиях субтропической зоны России//Интеграция науки и производства в развитии субтропического растениеводства/Тез, докл. НПК 28 - 31 октября 2002 г, ГНУ ВНИИЦиСК, Сочи, 2003, с. 33 - 40

19.Целебные и вкусовые качества плодов хурмы и факторы, определяющие её урожай//Рациональное питание, пищевые добавки и биостимуляторы/М. «Академия естествознания», 2004, № 1, с. 25 -27

20.Микрозонирование плантаций чая в субтропиках Краснодарского края//Оптимизация породно-сортового состава и систем возделывания плодовых культур/Тем. Сб. науч. трудов СКЗНИИСиВ, Краснодар, 2003, с. 226 - 232 (Соавтор Козин В.К.)

21.Ведущие факторы формирования урожая хурмы восточной в субтропиках России//Оптимизация породно-сортового состава и систем возделывапид плодовых культур/Тем, сб. науч. трудов СКЗНИИСиВ, Краснодар, 2003, с. 310 - 318

22. Измените агрохимических свойств бурых лесных почв и желтоземов под чайными и фундучными насаждениями в с>бтропиках России//Агрохимия (принята к печати)

23.Повышение эффективности производства орехов фундук! на юге России//Повышение эффективности садоводства в современных условиях/Сб статей Всероссийской НПК 2 2 - 2 4 декабри 2003 г., Мичуринск, МичГАУ, 2004.

Лицензия ИД 02334

14.07.2000.

Подписано в печать 12,05.2004, Бумага офсетная Печ.л. 1,5. Тираж 100

Формат 60 х 84 Офсетная печать Заказ № 290

Отпечатано в типографии КубГАУ, 350044, Краснодар, Калинина, 13

И 1257

Содержание диссертации, доктора сельскохозяйственных наук, Беседина, Тина Давидовна

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. Антропогенное воздействие на почвенный покров, формы и масштабы агрогенной деградации, пути оптимизации литературный обзор)

ГЛАВА 2. Задачи, методы и условия проведения ^ ^ исследований

2.1. Задачи и методы исследований

2.2. Природно-климатические условия формирования почвенного покрова на Черноморском побережье Краснодарского края

2.2.1. Климатические условия формирования почв побережья

2.2.2. Рельефные условия

2.2.3. Водная эрозия

2.2.4. Почвообразующие породы

2.2.5. Растительный покров

2.2.6. Гидрографические и гидрологические условия на побережье

2.2.7. Антропогенный фактор почвообразования

2.3. Почвенный покров Черноморского побережья России

2.3.1. Бурые лесные почвы (Лб)■

2.3.1.1. Бурые лесные кислые почвы (Лбк)

2.3.1.2. Бурые лесные кислые оподзоленные почвы (Лбкоп)

2.3.1.3. Бурые лесные слабоненасыщенные почвы (Лб")

2.3.2. Бурые лесные глеевые почвы (Лб1)

2.3.3. Желтозёмы (Ж)

2.3.4. Дерново-карбонатные почвы (Дк)

2.3.5. Коричневые почвы (Кч)

2.3.6. Аллювиальные почвы (А)

2.3.6.1. Аллювиальные дерновые карбонатные почвы (Аок)

2.3.6.2. Аллювиальные дерновые насыщенные почвы

2.3.6.3. Аллювиальные луговые карбонатные почвы (Ак)

2.3.6.4. Аллювиальные луговые насыщенные почвы

2.3.6.5. Аллювиальные луговые кислые почвы

2.3.6.6. Болотные аллювиальные иловато-перегнойно-глеевые почвы (Абнг)

ГЛАВА 3. Влияние сельскохозяйственного производства на почвенный покров влажных субтропиков Краснодарского края

3.1. Агробиологические и технологические особенности возделывания чая, фундука и субтропических культур

3.1.1. Требования чайного растения к почвенным условиям

3.1.2. Требования фундука к почвенным и рельефным условиям

3.1.3. Требования субтроплодовых культур к почвенным условиям

3.2. Антропогенное воздействие на бурые лесные кислые, бурые лесные кислые оподзоленные почвы и желтозёмы

3.2.1. Влияние культур на содержание гумуса и основных элементов питания

3.2.2. Влияние многолетних культур на кашонно-обменную способность бурых лесных кислых почв и желтоземов

3.2.3. Изменение агрофизических свойств бурых лесных кислых почв и желтоземов под воздействием многолетних культур

3.2.4. Влияние культур на воздушную фазу бурых лесных кислых почв и желтоземов

3.2.5. Жидкая фаза желтоземов и бурых лесных кислых почв под культурам и лесом

3.25.1.Содержание продуктивной влаги под многолетними культурами в сравнении с почвой под лесом 3.2.5.2. Влияние культур на водопроницаемость желтоземов и бурых лесных почв

ВЫВОДЫ

3.3.1 Антропогенное воздействие на бурые лесные слабоненасыщенные почвы

ГЛАВА 4. Влияние сельскохозяйственного производства на почвенный покров города Геленджика

4.1. Требования виноградного растения к почвенным условиям

4.2. Отношение плодовых культур к почвенным условиям

4.2.1. Требования семечковых плодовых пород к почвам

4.2.2.Требования косточковых пород к почвам

4.3. Характер изменения дерново-карбонатных почв под агроценозами

4.4. Антропогенное воздействие на коричневые почвы

4.5. Антропогенное воздействие на пойменные почвы

Введение Диссертация по сельскому хозяйству, на тему "Агрогенная трансформация почв Черноморского побережья Северо-Западного Кавказа при использовании под субтропические культуры"

Актуальность темы. Почвенный покров - сложный социально-экологический объект исследований, обладающий всеми признаками системы, изучение которых необходимо для научно-обоснованного управления многими отраслями, поскольку Земля - пространственный базис размещения хозяйственной деятельности человека, прежде всего, сельскохозяйственного производства.

Плодородие почв является материальной основой урожаев и характеризуется комплексом показателей. Потеря почвой плодородия приводит к её деградации, наносит не только огромный экономический ущерб, но и нарушает экологическое равновесие и связи, что ухудшает социальное условия людей (Урушадзе Т.Ф., 1996; Шептухов и др., 1997; Державин J1.M., 1998). В настоящее время 30 - 40% территории педосферы подвергнуто сильнейшей антропогенной деградации или разрушению (Никитин Е.Д., Скворцова Е.Б., 2001).

Природно-климатические условия Черноморского побережья СевероЗападного Кавказа обусловили пестроту почвенного покрова и специализацию сельскохозяйственного производства - возделыванию многолетних культур: винограда, плодовых и субтроплодовых пород, орехоплодных, чая и др. Каждая из перечисленных культур имеет свои биологические особенности и специфические требования к почве, которые и формируют технологии их выращивания.

Длительное возделывание монокультур приводит к одностороннему воздействию на почвы. К тому же при вовлечении лесных почв в сельскохозяйственное производство нарушается вся природная структура их формирования, в результате чего изменяется количественно и качественно почвенный профиль (Герасимов И.П., 1949). Долго бытовавшая паровая система содержания междурядий многолетних насаждений привела к разрушению почв. Усилились процессы водной эрозии (Бурыкин A.M., 1960; Акулич Е.П., 1980; Козин В.К., Беседина Т.Д., 1996, 2001).

Внесение минеральных удобрений в дозах создания положительного баланса привело к негативным последствиям — внедрению их в большой круговорот и нарушению экологического равновесия не только в гидросфере, но и в атмосфере. Антропогенное воздействие на почвы стало глобальным (Любимова И.Н., 1998; Ягодин Б.А., 2001).

Кроме того, почвы субтропиков России имеют ценность не только в связи с возможностью выращивания на них таких культур, как чай, виноград и т.д., но и как несущие рекреационные функции для окружающей среды СевероЗападного Кавказа.

Агрогенную трансформацию почв под ведущими сельскохозяйственными культурами на побережье автор выполнял в процессе научных исследований и методических разработок во ВНИИ цветоводства и субтропических культур с 1986 по 2003 гг. (номера госрегистрации и по договорам с ГИЗРом № 161 в 1990 г.; № 192 в 1991 г.; №10 в 1992 г.; с комитетом по Земельным ресурсам и Землеустройству Краснодарского края №253 от 25/V-1993; № 257 от 10/VI-1993; №260 в 1995г.)

Цели и задачи исследований. Значительное увеличение площадей под многолетними культурами в 50 - 70-х годах привело к вовлечению в сельскохозяйственное производство почв, сформировавшихся под лесом. Расширялись насаждения чая, винограда, яблони, косточковых плодовых пород, фундука, которые имеют специфические технологии возделывания. В связи с чем, была поставлена цель - выяснить влияние технологий выращивания ведущих культур на свойства почв.

Задачами прикладного почвоведения XXI века ставится изучение экологических процессов в естественных и антропогенных системах землепользования, скорости и направленности изменений свойств почвы в агроценозах, разработке критериев качества почв как одного из показателей состояния окружающей среды побережья.

Исходя из общих основных задач агропочвоведения и целей работы, поставлены следующие конкретные задачи:

1) изучить свойства основных типов и подтипов почв современных сельхозугодий на Черноморском побережье Северо-Западного Кавказа (Геленджик - Адлер) и составить карту-схему их размещения;

2) выявить характер изменений показателей плодородия под ведущими культурами зоны влажных субтропиков России;

3) изучить воздействие технологий выращивания винограда и промышленных садов на свойства дерново-карбонатных, коричневых и пойменных почв.

Научная новизна. В результате многолетних исследований, крупномасштабного почвенного обследования сельскохозяйственных земель на Черноморском побережье Краснодарского края, постановки мониторинга земель сельскохозяйственного назначения во влажных субтропиках России и оценки земель под многолетними насаждениями впервые установлена направленность воздействия технологий возделывания многолетних культур на свойства почв:

- биологические особенности чая и технология его выращивания вызывают значительные антропогенные преобразования в свойствах почв на классификационном уровне. Агрогенная трансформация почв под плантациями чая в настоящее время имеет положительное значение для культуры чая;

- возделывание фундука и субтроплодовых на современном этапе сельскохозяйственного производства влияет на свойства почв в меньшей степени;

- внесение минеральных удобрений в оптимальных дозах, разработанные для чая, фундука и хурмы, позволяет получать высокие экономически и экологически оправданные урожаи;

Выявлена тесная коррелятивная связь обменной кислотности с подвижным алюминием под чаем и фундуком.

Определено содержание «стабильных» агрегатов в профиле бурых лесных кислых почв и желтозёмов, объясняющих их эрозионную устойчивость.

Практическая и научная ценность работы.

1. Представлена современная почвенная карта-схема сельхозугодий на Черноморском побережье Северо-Западного Кавказа.

2. На основании выявленных диагностических свойств почв проведена оценка их чаепригодности и микрозонирование отрасли чаеводства.

3. Выявлены необратимые процессы воздействия минеральных удобрений на почву.

4. Установлены виды агрогенной деградации почв региона.

Реализация результатов исследований.

На основании методики оценки земель под насаждения чая проведена внутрихозяйственная оценка земель сельскохозяйственных предприятий города Сочи: ЗАО «Дагомысчай», «Шапсугский чай», «Хоста-чай», «Мацестинский чай», АООТ «Солох-Аульский чай» и «Адлерский чай».

Микрозонирование отрасли чаеводства поможет рационально использовать финансирование при восстановлении плантаций чая.

Апробация работы. Материалы исследований послужили основой агроэкологической методики оценки земель под многолетними насаждениями, апробированной по всем сельхозугодиям побережья (1990 - 2003 гг.), в краевых научно-практических конференциях (1994, 1995, 2002), во Всероссийских научно-практических конференциях (1994, 1996, 2001), научных конференциях ВНИИ цветоводства и субтропических культур (1994, 2003), публикациях в журналах «Садоводство и виноградарство», «Агрохимия», в отчётах комитету по земельным ресурсам и землеустройству по мониторингу земель сельскохозяйственного назначения (1993 - 1997 гг.) и крупномасштабного почвенного обследования сельхозучреждений города Геленджика (1992 - 1995 гг.).

Структура н объём диссертации. Диссертация состоит из Введения, четырёх глав, выводов, рекомендаций производству, списка использованных

Заключение Диссертация по теме "Агропочвоведение и агрофизика", Беседина, Тина Давидовна

198 ВЫВОДЫ

Слабоненасыщенный подтип бурых лесных почв благодаря своему химизму в основном используется под садами плодовых культур и под фундучные насаждения.

Вовлечение бурых лесных слабоненасыщенных почв в сельскохозяйственное производство вызывает потери органического вещества, определяющие одну из форм их деградации - дегумификацию.

Повышение производства плодов и орехов в условиях субтропиков возможно при внесении минеральных удобрений в дозах экономически и экологически целесообразных: для фундука N160; для хурмы - N100P80K80 кг/га д.в., при этом урожайность культур повышвется в 3 - 4 раза.

ГЛАВА 4. ВЛИЯНИЕ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОГО ПРОИЗВОДСТВА НА ПОЧВЕННЫЙ ПОКРОВ ГОРОДА ГЕЛЕНДЖИКА

Природно-климатические условия города Геленджика обусловили возделывание здесь винограда и плодовых культур (в основном, яблони, алычи и персика), воздействие которых на почву зависит от их биологических и технологических особенностей.

4.1. Требования виноградного растения к почвенным условиям

Ведущими почвенными показателями для винограда являются содержание и запасы гумуса, мощность гумусовых горизонтов, мехсостав и содержание активных карбонатов.

Для него оптимальное содержание гумуса в плантажированном слое 2 — 3%. К.А. Серпуховитинова и др. (1991) считают, что виноград растёт и плодоносит на почвах разнообразных типов, кроме заболоченных и сильнозасолённых. На территории Геленджика он в основном произрастает на дерново-карбонатных почвах, реже на коричневых и пойменных почвах.

Определены сорта винограда применительно к мехсоставу почв. Так для сортов Шасла, Ляна, Солнечный, Пино чёрный, Фетяска мускатный, Виорика наилучшими почвами являются легкосуглинистые и песчаные виды почвы. На глинистых почвах рекомендуются такие технические сорта, как Ркацители, Каберне Совиньон, Мерло, Саперави, Серексия и Кодрянский.

Важным показателем пригодности почв под культуру является объёмная масса почвы. При плотности почвы не более 1,4 г/см3 корневая система винограда хорошо развивается и проникает вглубь, при 1,5 - 1,6 г/см3 рост корней заметно затруднён. На скелетных почвах, имеющих плотность сложения

1,8 г/см3 виноград хорошо растёт. Поглощающая часть корней винограда сосредоточена на глубине 40 - 60 см. Слабосмытые почвы по своей продуктивности аналогичны полнопрофильным почвам, на среднесмытых — урожайность винограда снижается на 10 - 20%, на сильносмытых - на 20 - 30% в зависимости от сорта.

Поглощённые почвой карбонаты отрицательно коррелируют с урожайностью культуры. Наличие активного кальция в почвенном профиле свыше 19% вызывает хлороз у растений винограда. Поэтому его выращивают на подвоях, выдерживающих определённое количество извести.

Освоение лесных почв под насаждения винограда сопровождается жёстким техногенным преобразованием, так как сначала проводят расчистку и раскорчёвку от лесных растений, во время которой нарушается верхний аккумулятивный горизонт. Затем проводят глубокое рыхление с последующим удалением камней, пней и растительных остатков. Верхний тёмно-серый горизонт исчезает. За 6 месяцев до посадки виноградных растений проводят плантаж на глубину 45 - 70 см в зависимости от механического состава почв, в результате чего остатки гор.А перемешиваются с переходным горизонтом. Таким образом, изменяется природная обстановка для профиля в целом и сам процесс почвообразования.

Почву междурядий молодого виноградника рекомендуют содержать только под чёрным паром, для чего проводят осеннее и весеннее чизелевание (безотвальное глубокое рыхление) и культивации, что приводит к интенсивному смыву почв и дегумификации.

Удобрения в технологии интенсивной культуры винограда является фактором повышения его продуктивности и воздействия на почву. В зависимости от типа почв и урожайности доза удобрений каждого элемента составляет 45- 180 кг/га д.в.

4.2. Отношения плодовых культур к почвепным условиям 4.2.1. Требования сесмечковых плодовых пород к почвам

Культивирование яблони и груши имеет повсеместное значение и возделываются они практически на всех типах почв, исключая явно заболоченные, засоленные почвы (Вальков В.Ф., Неговелов С.В., 1985).

Корнеобитаемая толща должна иметь следующие оптимальные для яблони свойства:

1. В лесных почвах влажного климата оптимальными по механическому составу являются лёгкие и средние суглинки (которых очень мало на побережье).

2. Лучшие условия для роста корней создаются при плотности менее 1,35 -1,40 г/см3.

3. Яблоня и груша растут в широких пределах реакции среды: от 5,5 до 8,5 рН, но экологический оптимум составляет 6,0 - 7,5.

4. Негативно сказывается на росте и плодоношении яблони и груши повышенная карбонатность (не более 12 - 15% СаСОз), засоление и солонцеватость почв, заболоченность.

5. Слабая скелетность корнеобитаемого слоя оказывает благоприятное влияние на рост и развитие яблони и груши.

4.2.2. Требования косточковых пород к почвам

Слива и алыча могут расти на дренированных склонах мощностью почвенного профиля 40 - 60 см. Оптимум рН для сливы равен 6,5, для алычи -6,3. Слива переносит высокое содержание карбонатов, если почвы имеют достаточную мощность и хорошую гумусированность. Особенностью сливы и алычи является меньшая чувствительность к уплотнению почвы, деревья хорошо развиваются при плотности 1,4 — 1,5 г/см3.

Алыча и слива мирятся с временным переувлажнением. Поэтому сады сливы чаще размещаются на скелетных почвах, а сады крупноплодной алычи на глееватых.

По своему происхождению персик - растение горных районов юга и отличается значительной приспособленностью к климатическим условиям данных регионов. Основная масса его корней сосредоточена в слое 0-60 см. плохо переносит карбонаты и горизонт вскипания должен быть ниже 60 см от поверхности. Глубина грунтовых вод должна находится ниже 2 м от поверхности. Хорошо развивается при рН равном 6 — 7, сильнокислая среда (менее 4,0) задерживает его рост. Слабая скелетность почв благоприятна для культуры. Исходя из требований растений персика, его насаждения здесь были размещены на мощных почвах в поймах рек. В связи с довольно низким (700 мм в год) количеством осадков сады здесь содержат под паром, что накладывает свой отпечаток на плодородие почв, усиливаются минерализация гумуса, эрозионные процессы.

4.3. Характер изменении дерново-карбонатных почв под агроценозамн

Климатические и рельефные условия, состав почвообразующих пород и другие факторы предопределили формирование дерново-карбонатных почв на территории Геленджика, что в свою очередь обусловило специализацию сельскохозяйственного производства и характер использования данных почв (табл. 111).

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. Установлена скорость и направленность агрогенной трансформации почв Черноморского побережья Северо-Западного Кавказа в зависимости от специфики технологии возделывания субтропических культур, которая обусловлена их биологическими особенностями.

2. Вовлечение лесных почв в сельскохозяйственное производство по всему Черноморскому побережью сопровождалось жёстким техногенным преобразованием, в результате которого уничтожался или значительно сокращался верхний аккумулятивный горизонт, содержание гумуса уменьшилось в 2 - 3 раза, уменьшилась мощность почв.

3. Поскольку чайное растение явяляется ацидофилом и возделывается на почвах с кислым рН, постольку использование бурых лесных кислых почв и желтозёмов за 50-ти летний период привело к следующим изменениям:

3.1. Содержание гумуса повысилось на 0,2 - 2,2%, обуславливая иной почвенный вид на классификационном уровне - из малогумусного в среднегумусный. И если в почве под лесом в слое 0 - 20 см гуминовые кислоты преобладают над группой фульвокислот, то под чаем по всей глубине преобладают фульвокислоты. Увеличивается фракция гуминовых кислот, связанных с R2O3, оптическая плотность гуминовых веществ.

3.2. Изменилось содержание питательных элементов в 30-см слое почвы. Увеличилось количество валового и минерального азота. Значительно повысилось содержание валового и подвижного фосфора, сопровождаемое изменением во фракионном составе минеральных фосфатов: усилилась фракция алюмофосфатов, присутствующая по всей глубине профиля, тогда как в почве леса она есть только в верхнем слое.

3.3. Необратимые изменения произошли в катионнообменных свойствах почв. Анализ данных рН солевой вытяжки слоя 0 - 30 см под плантациями чая ЗАО «Дагомысчай» показал, что в независимости от продуктивности насаждений рН равен 3,2 - 3,7 и характризует очень сильнокислую реакцию почвы.

На кислых почвах (pHKci = 4) подкисление усилилось на 0,5; на слабокислых (рНка = 5 - б) - на 1,0 - 1,5.

Увеличилось содержание гидролитической и обменной кислотности, обусловленное снижением суммы обменных оснований.

Увеличилась подвижность алюминия во всей толще почвенного профиля.

Обменная кислотность почв чайных плантаций обусловлена наличием обменного алюминия, поскольку между ними выявлена тесная связь, г = 0,79 -0,96.

3.4. Урожайность чайных плантаций находится в обратной зависимости от показателя степени насыщенности основаниями слоя 50 - 100 см. Поэтому снижение суммы обменных оснований, повышение гидролитической кислотности с усилением подвижности алюминия имеют в настоящий период положительное значение для продуктивности култьтуры чая.

3.5. Под плантациями чая сложение слоя 0- 20 см почв рыхлое и составляет 0,98 - 1,20 г/см , тогда как под лесом 1,06 - 1,30 г/см , порозность почв переходит от удовлетворительной до культурного пахотного слоя. Содержание «стабильных» агрегатов в верхнем слое почвенного профиля под чаем ниже, чем в почве под лесом.

3.6. Изменяются воздушный и водный режимы под растениями чая: наблюдается дефицит воздуха, содержание продуктивной влаги выше на 30 -100 мм в сравнении с почвой под лесом. Водопроницаемость почв под чаем составила за 6 часов 1702 - 1819 мм, тогда как в лесу - 2694 - 3412 мм.

4. Возделывание фундука в условиях бурых лесных кислых почв вызвало процессы дегумификации, подкисления и ухудшение агрофизических свойств.

5. Природно-климатические условия Черноморского побережья СевероЗападного Кавказа обусловили развитие процессов водной эрозии, получившей на сельхозугодьях ускорение. В целях защиты почвенного покрова от смывов и повышения почвенного плодородия необходимо междурядья многолетних насаждений содержать под покровом трав, вегетирующих здесь постоянно.

Шпалеры чая с массой подрезчного матреиала в междурядьях являются прекрасным фитомелиорантом.

6. Системное внесение минеральных удобрений в возрастающих дозах под фундук и хурму восточную на бурых лесных слабоненасыщенных почвах, имеющих преимущественное распространение, приводит к агрогенным изменениям следующего характера:

6.1. Повышению почвенного плодородия; увеличению содержания гумуса, подвижных питательных элементов (азота и фосфора);

6.2. Усилению кислотных свойств, выщелачиванию.

7. Дерново-карбонатные почвы, используемые под виноградом, также претерпели техногенное преобразование. Все они плантажированы: уменьшился или исчез верхний тёмноокрашенный горизонт, или он припахан с иллювиальным горизонтом, почва из среднегумусного вида перешла в малогумусный. Пахотный слой получил подщелачивание, увеличилось количество активных карбонатов.

8. Вовлечение коричневых почв в земледелие приводит к выщелачиванию, малогумусное состояние их трансформируется в слабогумусный.

9. Деградация аллювиальных почв при длительном использовании их под сады (сесмечковые и косточковые породы) обусловлена односторонним воздействием: содержание почвы под паром, отсутствием какого-либо плодосмена, ухудшением физических свойств.

10.В связи с уникальностью почвенного покрова и специализацией сельскохозяйственного производства существует острая необходимость в постановке агромониторинга на Черноморском побережье Краснодарского края.

11.Анализ гидротермических условий зоны влажных субтропиков России показал, что бурозёмообразование здесь протекает при длительном активном периоде почвообразования (8,5 месяцев), определяющим интенсивное разложение органических остатков и минералов. Тогда как в Западной и Восточной Европе, США и на Дальнем Востоке этот период менее продолжителен. Субтропики России имеют переменно-влажный климат.

12.Горный рельеф отражается на прдуктивности субтропических культур. Для чая высота 400 м над уровнем моря является пороговой, ограничивающей его урожайность на 30%, высота 600 м над у.м. снижает продуктивность насаждений на 50%.

РЕКОМЕНДАЦИИ ПРОИЗВОДСТВУ

1. Рекомендовать почвозащитную систему содержания междурядий в садах и виноградниках: на слабоэрозионных со смывом от 5 до 30 т/га в год -паро-сидеральную; при средней (30 - 60 т/га) и сильной (60 - 250 т/га) категориях эрозионной опасности — паро-дерновую и дерново-перегнойную систему содержания почвы.

2. Для достижения высоких и стабильных урожаев вносить минеральные удобрения в оптимальных дозах, экономически и экологичеки целесообразных. Для чая сорта Колхида - N360P60K50, для фундука сорта Черкесский-2 - N24oPsoKgo, для хурмы восточной сорта Хиакуме -NiooP 80^80

3. Возрождать культуру чая в субтропиках России на основании микрозонирования отрасли чаеводства, разработанную во ВНИИ цветоводства и субтропических культур.

4. Проектным организациям при разработке рабочих проектов под многолетние насаждения, почвоведам при крупномасштабном почвенном обследовании хозяйств, а также специалистам сельского хозяйства необходимо руководствоваться такими диагностическими показателями свойств для подтипов бурых лесных кислых и кислых оподзоленных почв, как обменная кислотность и содержание подвижного алюминия.

Библиография Диссертация по сельскому хозяйству, доктора сельскохозяйственных наук, Беседина, Тина Давидовна, Сочи

1. Авдеева Т.Н., Кораблёва Л.И., Бойко Т.А. Фосфатное состояние агрогенно изменённых аллювиальных луговых почв центральных районов России//Почвоведение. 1997. №3. С. 336 344.

2. Агроклиматические ресурсы Краснодарского края. Л.: Гидрометиздат. 1975.

3. Акулич Е.П. Комплексное использование земельных ресур-сов//Научные труды НИИ горного садоводства и цветоводства. Вып. 27. Эрозия почв и освоение склоновых земель в субтропической зоне РСФСР. Сочи. 1980. С. 28 35.

4. Алиев С.А., Мехралиев И.И. Состав органического вещества лесных почв склонов Большого Кавказа разных экспозиций//Почвоведение. 1969. №2. С. 15-21.

5. Аргунова В.А., Малюкова Л.С., Малинина М.С. Состояние меди и цинка в бурых лесных почвах Черноморского побережья//Химия в сельском хозяйстве. 1995. №5. С. 28 30.

6. Аринушкина Е.В. Руководство по химическому анализу почв. М.: изд-во Московского университета. 1970. 487 с.

7. Атлас «Краснодарский край. Республика Адыгея»/Председ. ред. кол. В.И. Чистяков/Комитет государственных знаков при Минфине республики Беларусь. Минск. 1996. 48 с.

8. Афанасьева Т.В., Василенко В.И., Терешина Т.В., Шеремет Б.В. Почвы СССР//М.: Мысль. 1979. 380 с.

9. Астырцев Б.П., Яблонский Л.А. Гумусное состояние луговых почв лесостепи//Почвоведение. 1995. №12. С. 1460- 1468.

10. Батжес Н.Х., Бриджес Э.М. Разработка базы данных по деградации и чувствительности к загрязнению почв Центральной и Восточной Европы (проект SOVUERy/Почвоведение. 2000. №2. С. 262 265.

11. Белоусов B.C. Бурые лесные почвы зоны влажных субтропиков

12. Черноморского побережья Краснодарского края//Субтропические культуры. 1967. №4. С. 164 174.

13. Беседина Т.Д. Плодородие почв в садах при дерново-перегнойной системе содержания во влажных субтропиках//Дис. канд. с.-х. наук. 1985.

14. Беседина Т.Д., Козин В.К. Влияние почвенного покрова и рельефа Черноморского побережья Краснодарского края на продуктивность фундука//Садоводство и виноградарство. 1999. №1. С. 22 23.

15. Беседина Т.Д., Козин В.К. Чай в Краснодарском крае: оценка пригодности почв//Садоводство и виноградарство. 1999. № 5 6. С. 17 -19.

16. Беседина Т.Д. Ведущие факторы в формировании урожая хурмы восточной в субтропиках России//Типизация природно-техногенных систем возделывания плодовых культур/Научно-практическая конф. СКЗНИИСиВ, 2-4 сентября 2003 г.

17. Беседина Т.Д. Оптимальный режим минерального питания фундука и хурмы в условиях субтропической зоны России//Интеграция науки и производства в развитии субтропического растениеводства. Тез. Докладов научно-практической конференции. Сочи. 2003. С. 33-41.

18. Беседина Т.Д. Оптимизация минерального питания хурмы восточной в субтропиках России//Бюлл. ВИУА им. Д.Н. Прянишникова, №114. 2001. С. 63.

19. Беседина Т.Д. Поывшение эффективности производства орехов фундука на юге России//материалы Всероссийской научно-производственной конференции 22-24 декабря 2003 г.Т. 3//Мичуринск Наукоград Российской Федерации. 2003. С. 95 - 103.

20. Беседина Т.Д. Агрогенная трансформация почв влажных субтропиков России под культурой чая. Краснодар: изд-во КубГАУ. 2004. 169 с.

21. Беседина Т.Д. Изменение агрохимических свойств бурых лесных почв и желтозёмов под чайными и фундучными насаждениями всубтропиках России//Агрохимия. 2004. № 9. С. 1 9.

22. Беседииа Т.Д. Свойства почв влажных субтропиков России, лимитирующие продуктивность чайного растения//110 лет в субтропиках России/Сборник научных трудов ВНИИЦиСК. Вып. 39. Т. И/Сочи, 2004. С. 255 264.

23. Беседина Т.Д. Антропогенное воздействие на растение фундука и почвы субтропиков России//110 лет в субтропиках России/Сборник научных трудов. Вып. 39 Т. И/Сочи, 2004. С. 380 -388.

24. Беседина Т.Д., Козин В.К. Микрозонирование плантаций чая в субтропиках Краснодарского края/Юптимизация породно-сортового состава и систем возделывания плодовых культур/Темат. сб. научн. тр. Красноджар: СЗНИИСиВ. 2003. С. 226 232.

25. Божко Н.В. Влияние различных систем содержания почвы в междурядьях на рост и урожайность фундука в условиях Шеки-Закатальской зоны Азербайджана//Автореферат дис.канд. с.-х. наук. -Нальчик. 1975.

26. Блохин Е.В. Об антропогенезе орошаемых чернозёмов//Тез. докл. II съезда о-ва почвоведов. Санкт-Петербург, 27 — 30 июня. 1996. кн. 2. М.:С. 20-21.

27. Борисов В.И. Реки Кубани. Краснодарское книжное изд-во. 1978. 80 с.

28. Брехова Л.И., Щеглов Д.И. Агрогенная эволюция гумусового профиля чернозёмов//Тез. докл. II съезда о-ва почвоведов. Санкт-Петербург, 27 30 июня. 1996. кн.2. М.: 1996. С. 21 - 22.

29. Бузоверов А.В. Оптимизация почвенного плодородия в садах Западного Предкавказья//Автореферат дис.док. с.-х. наук. 1998. 48 с.

30. Булгаков Д.С., Славный Ю.А. Изменение свойств автоморфных каштановых и тёмно-каштановых почв в процессе длительного земледельческого воздействия//Тез. докл. II съезда о-ва почвоведов. Санкт-Петербург, 27 30 июня. 1996. кн.2. М.: 1996. С. 226 - 227.

31. Бурлакова Л.М. Антропогенная трансформация чернозёмов вт