Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

ПОЧВЕННЫЕ УСЛОВИЯ ВОЗДЕЛЫВАНИЯ АРАХИСА В РЕСПУБЛИКЕ МАЛИ

ВАК РФ 03.00.27, Почвоведение

Автореферат диссертации по теме "ПОЧВЕННЫЕ УСЛОВИЯ ВОЗДЕЛЫВАНИЯ АРАХИСА В РЕСПУБЛИКЕ МАЛИ"

А-ЪЮ2€

На правах рукописи УАН АМАДУ ИБРАХИМ

УДК 631.445,73:634.58(6621)

ПОЧВЕННЫЕ УСЛОВИЯ ВОЗДЕЛЫВАНИЯ АРАХИСА

Б РЕСПУБЛИКЕ МАЛИ

Специальность 03.00.27 — Почвоведение

Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора сельскохозяйственных наук

москва те

Я^е^гщ'дмики- -Л/ал ІС*

Работа выполнялась в условиях Мали и Почвенном институте имени В. В. Докучаева с 1982 по 1996 г.

Научные консультанты: академик РАСХН, доктор сельскохозяйственных наук профессор Шншов Л. Л.; доктор сельскохозяйственных наук профессор Дурманов Д. Н.

Официальные оппоненты: доктор сельскохозяйственных наук Чижикова Н. П.; доктор географических наук Хабаров А. В.; доктор географических наук Зонн И. С.

Ведущая организация — Московская сельскохозяйственная академия имени К. А. Тимирязева. , ,

~ .... час на заседании специализированного совета Д.0,20.25.01 при Почвенном институте имени В. В. Докучаева.

Адрес: 109017, Москва Ж-17, Пыжевский пер., дом 7.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Почвенного института им. В. В. Доадчшева. „

Автореферат разослан . . -¿7. ; . 1998 г.

состоится

1998 г.

Ученый секретарь специализированного совета — , О

кандидат биологических наук И. Н. Любимова

1. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

В 1996 Г, на конференции глав государств и правительств ООН но продовольственной безопасности в Риме подчеркивалось, что на и более драматическая ситуация сохраняется в государствах «сахельской» Африки. Они находятся в системном аграрном кризисе, выход из которого стал одной из самых приоритетных проблем общепланетарного масштаба. Системный Крите имеет много взаимосвязанных аспектов - от экологической катастрофы и продовольственной безопасности до социальной напряженности и политической нестабильности. Не случайно, .что только за последние годы по этим вопросам опубликованы десятки монографий и сборников, проведено много международных конференций. Тем не менее научное и информационное обеспечение аграрного развития стран региона, включая Республику Мали, все еще остается недостаточным (РАО, 1996),

Современные модели модернизации сельского хозяйств? Африки в отличие от международных программ 60-70-х годов должны в гораздо большей степени учитывать как специфику природных условий, так н конкретные социально-экономические факторы. Они не должны копировать прошлую практику стран. Запада, а сочетать ее с вековым опытом африканского сельского^ хозяйства; Его отличительной чертой традиционно было дифференцированное использование отдельных почвенных таксонов под те или иные культуры. Наряду со. смешанными посевами, многолетними залежами и минимальной обработкой это обеспечивало относительную стабильность почвенного плодородия.

В последние десятилетия демографический рост в сочетании с экологическими катаклизмами резко осложнил ситуацию, в частности, стимулировал распашку маргинальных земель. Другим фактором изменения земледелия Мали стало возделывание арахиса и хлопчатника, отношение которых к эдафическим факторам существенно отличается от проса и лр>ч«х

. • ЦЕНТРАЛЬНАЯ '-* НАУЧМ ч С'вПИОТЕКА Моск.. ¿ицдемт

м. и.

Йнв.

традиционных продовольственных культур. Арахис и хлопок являются основой национального экспорта - и главным источником валютных поступлений и сохранят эту роль в обозримом будущем. Отсюда важность научного обеспечен«* их возделывания.

Центральное место в згой программе должно занять изучение почвенных условий с целью,- во-первых, обеспечить повышение продуктивности • и рентабельности этих культур, а, во-вторых, снизить их негативное воздействие на почвенный покров. Вследствие ограниченных финансовых ресурсов Мали нужно разработать систему адаптивного земледелия применительно конкретным почвенным условиям, . основанную на • ■ реализуемости технологических решений.

Цель | н задачи работы. Основной иелыо. исследований было комплексное изучение агроценозов арахиса «а основных типах почв северо-запада Республики Мали в связи с процессом опустынивания. ..

В задачи исследований входило:

• изучить факторы почвообразования н почвенные - ресурсы данного ' региона в связи с их сельскохозяйственным использованием;: ' :

• исследовать особенности строения и вещественного состава основных типов почв в ареале возделывания арахиса; . .

оценить, параметры ' их плодородия- . н . почвенные факторы,.. / лимитирующие продуктивность арахиса;*' " >

- установить виды и масштабы деградации ■ почвенного покрова в сахарской и сахельской зонах в результате природных аномалий н хозяйственной деятельности. , '■._>. ■.'"■'",.■• ■';'■ ■.■,..-■ ■ ■■'"; '

Научная новизна и защищаемые положения: >

1) впервые использованы методы космического: зондирования для, экологической оценки/ северо-запада Мали и сельскохозяйственного -землепользования в связи с продвижением Сахары к югу. ..*• - V

2) дана агрогенетическая характеристика основных типов почв сахельской юны. в том числе с применением системы оригинальных модельных опытов. ■ -

3) установлены специфические видовые и сортовые требования арахисе эдафнческим условиям и по методике ФАО составлена схема пригодности земель ал» экстенсивных технологий его возделывания.

4 (показаны процессы а1рогенной де1ралацнн различных почв На фоне про)ресснруюшего опустынивания в зависимости- ог комнлекса технологических и социзльио-з колотческих факторов,

Пвцстмкк»» значимость. Результаты исследований »втора, имеющие прикладное значение, регулярно передавались специалистам ОП1РЛС в ион ре и из местах, По материалам диссертации - готовятся для МСХ Мал» практические рекомендации и паучий программа дальнейших разработок по охране н оптимальному использованию почвенных ресурсов страны.

Анпрбаиня, Результаты ' исследований по теме днсссртшши неоднократно докладывались на научных конференциях МСХА, на совмес1 них заседаниях кафедр почвоведения и растениеводства Университета Дружбы народов, в Почвенном институте им. В. В Докучаева, в научно* производственных организациях Республики Мали.

Пубднкачни. По материалам диссертации опубликованы 18 работ и одна монография.

Объем работы. Диссертация состоит из введения и в разделов объемом 385" страниц, 109 таблиц, 35 графиков и рисунков. Список использованной литературы включает 297 наименований, в том числе НО на иностранки* языках. Приложение составляет 73 таблицы экспериментальных материалов н 100 таблиц критериев агрономической опенки почв, таблиц и рисунков, не включенных в текст диссертации..

При. обобщении материалов использованы материалы , совместных-исследований с Кулибали Сейри и Феликсом Нгасси. Автор выражает глубокую благодарность за помощь в проведении отдельных исследований кандидатам наук Савину И.Ю. и Верба М.П., за помощь н консультации по отдельным разделам профессору Савичу В.И. Автор искренне признателен многим малкйским специалистам и крестьянам за содействие в выполнении работы.

2. УСЛОВИЯ, ОБЪЕКТЫ И МЕТОДОЛОГИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ

Теоретической основой работы служили принципы российской школы а [роге нетического почвоведения и в частности методология комплексного тучения почвенных условий в агроиенозах тропических и субтропических, культур. Она впервые была разработана Л.Л.Шишовым (1975) для плантаций сахарного тростинка на Кубе, а в последующие годы успешно использована при изучении агроценозов ряда однолетних и многолетних культур во многих регионах земного шара. Программа включает сопряженное изучение системы почвенных характеристик и реакции на них:возделываемой-культуры, т.е. объектом исследований является агроценоз. Такой подход ориентирован на оптимизацию почвенных условий для той или иной культуры и решение экологических проблем (ЛЛ.Шииюв, Д.Н. Дурманов, И.И.Карманов, 1991). ;,;./'■

. 2.1. Условия проведения исследований ■ .

Тематика н программа наших исследований были одобрены МСХ Мали. Учитывая значение арахиса дл* национальной экономики, в его система в 60-х1 годах была создана специализированная государственная компания. Он» несколько раз меняла название и сейчас именуемся «Управление-развита* интегрированного производства арахиса и зерновых культур» ^ОМРАС).-Ее функция - стимулировать модернизацию не только возделывания этих, но и

Других сельскохозяйственных культур, и животноводства. Управление осуществляет выдачу кредитов крестьянам, поставки сортовых семя», техники и агрохи ми катов, реализацию продукции. Оно имеет сеть опытных участков, череэ которые внедряются рекомендуемые сорта и технологические приемы. И целом зона действия 001РАС охватывает десятки тысяч гектаров пашни на северо-западе страны.

Диссертант длительное время (с 1982 г.) работает в этой компании м по

■ г

ее^комендации был направлен Правительством Мали скачала в аспирантуру Московской сельскохозяйственной академии им.К.А.Тимирязева, а затем в докторантуру Почвенного института. После возвращения на Родину автору предстоит заниматься в Управлении Компании вопросами подготовки кадров и научно-исследовательской ' "работы, прежде всего по вопросам агропочвоведения.

К сожалению, в этой области в Мали пока сделано очень мало: нет. средне- и крупномасштабных почвенных карт, многие почвенные таксоны вообще не анализировались и т.д. Это серьезно затрудняло выполнение данной работы. Мы нередка вынуждены были ограничиваться на местах полевыми обследованиями полей арахиса и обобщением данных по динамике посевных площадей и урожайности арахиса, применительно к тем млн иным районам.

Оптимизацию возделывания арахиса в Мали приходится осуществлять на фоне прогрессирующего опустынивания территории. На севере страны идет непосредственное расширение Сахары, но .и в земледельческих областях опустынивание, усиливается с каждым десятилетием. Конференция ООП но окружающей среде определяет это явление как «деградацию земель а аридных, ; полуаридных и сухих полугумидных областях в результате различных факторов, включая вариации климата и человеческую деятельность» (ШСКП, 1992). ■■

Жестокие засухи последних двадцати лет в большой, а местами в катастрофической степени сказалась не только на экономике, но и на растительном покрове и животном мире обширных территорий. П литературе мет единого мнения о том. насколько аридизация климата Слхеля является результатом вековых флук1>ацнй климата и насколько она обусловлена антропогенны ми факторами. Но дестабилизация режима осадков - это объективная реальность (НаЬеП, 1943). В равной мере бесспорно, что экологические и агрономические последствия засухи напрямую связаны'с предшествующей хозяйственной деятельностью (дефорестация, деградация ночв пахотных земель к пастбищ и т.д.). Эти последствия менее выражены там, где лучше сохранились природные-экосистемы.

В течение 20 лет автор имел шчможность наблюдать прямые и косвенные последствия . опустынивания почти во всех административных округах Мат. В Саха рекой зоне остались лишь отдел ьныеочагн земледелия и резко сократилась плошадь пастбищ. Мш-раиия населения в сахельскую и суданскую юны усилила нагрузку на ландшафты (распашка саванн, деградация пастбищ). Но основное внимание мы уделили ведущим районам возделывания арахиса - 11 кругам Фана. Колокани, Кита и Махина. В диссертации приведена соответствующая информация по этим округам. Дополнительно было проведено их изучение с помощью дистанционных' методов, которое, в частности, позволило уточнить фактическое использование территории*

2.2. Объекты тучен и я -

Главными объектами изучения были агропекозы арахиса на различных : . типах почв, используемых под згу культуру. Большая частыюсевов размешена :■-' на красных ферраллитныч почвах, отдельные таксоны которых в той или иной стененн деградированы. Гораздо реже арахис - высевают на желтых феррхзлизных почвах, например, в округе Кита/Для сравнения с

ферраллнтными лочвамн^быям сделаны также, опорные разрезы ма ключевых участках с желтыми кварцаллитными, которые на север« территории составляют основной фон почвенного покрова, и с аллювиально-глесвыми почвами в округе Махина. Обе эти почвы использовались для выращивания проса и сорго!'В модельных опытах, проведенных совместно с Кулибали Сейри. сравни вались также вертисоли, коричневые сналлитные и красно-бурые почвы.

Нужно подчеркнуть, что агроценозы арахиса существенно отличаются от агроценозов других полевых культур тропической-зоны. Это обусловлено своеобразием биологических особенностей арахиса, в том числе формированием плодов на гинефорах в'почве (отсюда синоним • земляной орех). Арахис не имеет близких аналогов по графическим требованиям даже среди других бобовых культур. К тому же отдельные сорта арахиса значительно отличаются по длительности вегетации, архитектонике корневых систем, засухоустойчивости, требовательности к элементам питания и в том числе микроэлементов. Понятие плодородия почв, как подчеркивал Д.Н.Прянишников, неотделимо - от конкретной культуры, но оно должно учитывать также экологические и агрономические особенности сортов. В связи с этим нами изучались в Мали стандартные сорта, типичные для соответствующих их: групп: сорт 47-10 (раннеспелый), СН-119-20 (среднепоэдний) и 28*206 (позднеспелый). Различия в длительности вегетации особенно важны в связи с нестабильностью режима осадков и опасностью водных стрессов.

2,3. Методика исследований Выбор методов исследований диктовался поставленными задачами. На основе сравнительно-географического метода' . изучались ' факторы почвообразования, морфологические и аналитические характеристики почв. Классификация изученных почв сделана под руководством Л.Л.Шишоьа. На

ключевых участках было сделано 26 полнопрофильных опорных разрезов, щ которых по горизонтам отбирались образцы для анализов. Все анализы были выполнены и лабораториях Почвенного института и м.В.В .Докучаева принятыми для данных почв методами. Параллельно с обследованием почв проводилась оценка их сельскохозяйствен но 1Ч> использования, продуктивности арахисаи других культур, оценка лимитирующих ее факторов.

Постоянное внимание уделялось антропогенной деградации почв в arpoiieHoiax. Для этого проводилось их сравнение с природными экосистемами соответствующих ландшафтов. В , литературе давно отмечен «парадокс африканских саванн» - противоречие между низким или даже очень низким плодородием большинства почв и нх исключительно высокой биопродуктивностью, где ежегодный прирост фитомассы достигает 40 т/га (Abbadie ei.al, 1996). Те же почвы через несколько лет распашки обеспечивают' урожаи, например, проса всего в 1-2 т/га. Еще в большей степени падает продуктивность арахиса н других пропашных культур. :

Для более детальной характеристики изучаемых почв нами была-проведена серия модельных опытов в " Московской сельскохозяйственной академии им.К.А.'Тимирязева, а том: числе по оригинальным методикам профессора В.И.Савича.: Все - данные обработаны методами вариационной статистики. ■...-, . ■ V' ,:'.■'.■"■. '-"■.<-'."'V-

3. УСЛОВИЯ ПОЧВООБРАЗОВ АН11Я И ПОЧВЕННЫЙ ПОКРОВ

В период с 1978 по 1995 гг. автор провел рекогносцировку практически во всех географических областях Мали. Территория страны в 1,24 мли.км2 подразделяется на три биокпи магических эоны: самарскую, сахельскую н суданскую. Первая из них включает аридные; и'экстрааридные районы на севере страны с годовой суммой осадков'порядка 50-20& мм. Растительность,-условия почвообразования и преобладающие пустынные \ песчаные :■и

каменистые почвы очень близки соответствующим областям Лквпи, описание которых дано в монографии Л.Л.Шишова, М.Д.Аранбаева и В.О.Ремизова (1992 г.). Отметим только быстрое наступление Сахары на севере Мали, которое мы наблюдали, например, в Молти, Сегу, Кайес. Суданская зона занимает сравнительно ' ограниченную территорию на юге Мали, Она отличается максимальным количеством осадков (1000-1500 мм) при . длительности сухого сезона <4-6 месяцев, формированием коричневых и серых саванных, а также ферраллнтных почв. Природная растительность саванн ото .типа с большим видовым разнообразием древесных пород. Эго наиболее благоприятные для земледелия районы Мали, где возделываются самые разнообразные культуры. ■-■''".

Сахельская зона, где проводились наши исследования, по климатическим показателям занимает промежуточное положение, и ее природные экосистемы представлены различными вариантами сухих саванн. Как известно, саванны занимают около половины .территории Африки, ко изучены, в том числе в почвенном плане, гораздо слабее, чем лесные территории. В среднем в сахельской зоне выпадает 500-900 мм осадков при сухом сезоне 7-9 месяцев. Средняя температура воздуха колеблется от 21-23° в январе до 27-30° в июле. Спецификой климата является арматтан - северо-восточный суховей т Сахары, который оказывает большое влияние на растительность и гидрологию региона.

Имеющиеся почвенные карты территории выполнены в масштабе 1:1000 000 и не отражают фактического разнообразия почвенного покрова. Поэтому мы использовали материалы дистанционного зондирования. Анализировались сканерные космические снимки высокого и среднего разрешения (1:200 000 и 1:2500 000), сделанные со спутников «Космос» в мае 1989, апреле 1991 и декабре 1990 г. Для дешифрирования наиболее информативными оказались снимки в зеленой и инфракрасной зонах спектра.

Были составлены карты-схемы почвенного покрова всей территории зоны и трех ключевых участков (рис.!,2,3). Характеристика отдельных типов почв проводилась с учетом описания и аналитических данных соответствующих, опорных разрезов.

С сепера на юг территории исследований зона с преобладанием бурых субаридных почв сменяется зоной . красно-бурых субаридных, южнее переходящей в зону ферраллитных' почв, на самом юге лесеивнрованных. Широтная' схема почвенной зональности осложняется наличием ареалов сопутствующих, почв. Все выделенные контуры с господством бурых < субаридных почв на северо-западе являются многокомпонентными. Наиболее распространены выделы бурых субарндных почв в комбинации с красно* . бурыми субаридными. . Местами встречаются выделы с обнажениями латернтных панцирей в ассоциаини с ферраллнтными латеритнзованными почвами. В западной и центральной частях пояса с доминированием красно-бурых субаридных почв встречаются контуры с участием обнажений латеритов м ареалов ферраллитных почв, а также точечных ареалов почв оазисов. Вокруг наиболее крупных из них в большинстве случаев четко выделяются кольцевые ' ареалы лочв, сильно деградированных в результате перевыпаса скота. *

Дтя восточной части пояса характерно участие в; почвенном покрове ' ареалов кросно-бурых субаридных бескарбонатных почв, & также ареалов* ' примитивных пустынных почв, ■ которые на. самом, востоке территории: занимают значительные пространства. Наибольшую площадь занимает пояс с '• преобладанием ферраллитных почв, широкой полосой протягивающийся с ссвсро-таиада на юго-восток региона. Для него хараетерно широкое учдегне в ■ ■ почвенном покрове ареалов слаборазвитых почв,' которые в ' отдельных -регионах становятся фоновыми. В северной и западной частях пояса часто * преобладают ареалы железистых тропических почв, местами с наличием" латернтных панцирей. Вблизи крупных поселений почвенный покров, как

правило, сильно'деградирован в результате эрозии. Для самого южною пояса типично меньшее участие в почвенном покрове слаборазвитых почв н увеличение относительной площади латеритов и лагернтизонанных почв.

По характеру изображения на космических снимках они четко разделяются на несколько групп: ареалы почв, развивающихся в районах, сложенных гранитами и песчаниками (большая часть территории); ареалы почв районов, сложенных известняками и доломитами. (преимущественно сеьер территории); ареалы почв районов базальтовых и габбро-диоритовых интрузий (локально на северо-западе региона); ареалы примитивных пустынных ночи (север » северо-восток территории).. Возможности подобного разделения слаборазвитых почв по снимкам обусловлены, по-видимому, тем, что их вещественный состав целиком -определяется характером почвообразующих пород. На юго-востоке территории исследований широкий протяженный ареал образуют аллювильные и полугидроморфиые террасовые почвы долины Нигера. .

На рис.1 по данным космического зондирования показано современное сельскохозяйственное землепользование всей западной части Мали. Обращают внимание большие различия в распаханности территории, на ее большей части она менее 10%. Остальная площадь саванн используется как пастбища для традиционного экстенсивного животноводства, по развитию которого Мали является лидером в Западной Африке. На рисунке показано размещение трех ключевых участков, причем участки №№ 2 и 3 являются ведущими центрами возделывания арахиса.

В почвенном покрове участка № 1 хорошо прослеживается постепенный переход с севера на юг ареалов с преобладанием бурых субаридных почв. Реже встречаются комбинации бурых субаридных почв с черными тропическими почвами древнеаллтовиальных понижений, а также слаборазвитые почвы

долин временных . водотоков и водораздельных поверхностей интрузий.

- ' ■■ -

Сельскохозяйственно« землепользование западной и центральной зон Мали

Раслаханность территорий, % >50%; 10-50%: Г 1< 10%

, 0Ю - ключевые участки . : 200-1300 - количество осадков » мм

В сеяш со значительной. пастбищной ■ нагрузкой на ландшафты участка повсеместно отмечается наличие деградированных почв.

Почвенный покров участка 2 (рис.2) более однороден. Фоновые ареалы красно-бурых субаркдных. почв осложняются преимущественно ареалами латеритных почв (местами с обнаженными? панцирями) и слаборазвитых почв на интрузиях базальтов и габбро-долеритов. В почвенном покрове речных. долин господствуют слаборазвитые сеэонно-оглеенные и аллювиальные глеевые почвы. Максимальные антропогенные нагрузки на территории участка, связанные как с пастьбой скота, так и с распашкой, приходятся на почвенный покров речных долин и прилегающих склонов. Результатом этого является участие в * почвенном покрове ареалов деградированных почв (как в результате перевыпаса, так и эрозии).

Ареалы ферраллнткых тропических почв господствуют в почвенном покрове участка Кз 3 (рис.З). Почвенный покров осложнен сопутствующими ареалами латеритных почв (доля обнаженных латеритных панцирей выше чем на предыдущих) и слаборазвитых почв базальтовых и габбро-доперитоаых интрузий, . В почвенном ;. покрове долин рек господствуют ареалы аллювиальных, глеевых ожелезненных и слаборазвитых глее ваты х почв. Территория участка характеризуется максимально расчлененным рельефом и наибольшей степенью антропогенной: освоенности. Преобладает использование почвенного покрова под пахотные угодья, что приводит к широкому участию в почвенном покрове ареалов эродированных почв.

Использование . космических снимков позволило оценить степень распаханности территории исследований. В целом регион слабо освоен под ' пахотные угодья. Пояс их максимальной концентрации приурочен к районам с наибольшей платностью населенных пунктов в сахельском и суданском поясах. ■-: -* - ■.

Почвенный покров территории участка 2

Условные обозначения к карте участка 2 ; ■, ■ ДДЦ- красно-бурые аридные. ЩЩ - ферраллитные.

>=1-слаборазвитые на интрузиях слаборазвитые на интрузиях 4

базальтов, долернтов (менее __ базальтов и латеритизованные ; Вероятно-черныеТропические). I ¡-слаборазвитыесезонио-глее-І—З * слаборазвитые сезонно-глее вые. . вые, сильнодеградированные і' аллювиально-глеевие. ' перед выпасом скота и аллю-

вмально-глеевые. '-

Таблица I

Фоновые почвы западной -части Мали и степень их расгтаханностл

Почвы Относительная площадь, % ■ Из них пахотных, %

Бурые аридные 3 <5

Красновато-бурые аридные 14.-'. <5

Ферраллитные тропические ■ 37 20-40

Ферраллитные латеритиюванные 9 10-30

Слаборазвитые на рыхлых отложениях 23 25-45

Аллювиальные -3 >70

Отметим постеленное нарастание степени распаханностн от северного участка к южному. При этом пахотные земли участка I расположены мелкими массивами а зоне населенных пунктов,, преимущественно вдоль долин временных водотоков и рек, т.е. земледелие имеет очаговый характер. Для участка 2 характерно значительное освоение под пашню ночв речных долин, вокруг поселений и части склонов, в то врем* как. водораздельные пространства практически не освоены (рис.4). Максимальной рас латкой характеризуется почвенный покров третьего участка. Здесь используются в качестве пахотных угодий почвы практически всех элементов мезорельефа, но наибольшие нагрузки падают на почвы склонов н речных долин (рис.5).

Как подчеркивает В.м.фридланд (1984), для Африки характерны обширные территории высоких плато, расчлененные пенеплены, сложенные древними кристаллическими породами, местами перекрыты« более молодыми горизонтальными отложениям н.К ним относится и Западнб-Африканское плато. Большая длительность континентального развития, литологнческад неоднородность, ряд цнклеж эрозии и> выветривания определили сложность почвенного покрова* Его особенностью является также преобладание глубоко

Почвенный покров территории участка 3

Условные обозначения к карте участка 3. . .. .

Щ23 * ферраллитные. ЩЩ - латеритизованные- V:V

ЕШЭ - латернтизованные и слаборазвн- - слаборазвитые на интрузиях л

____ тые на интрузиях базальтов., ; базальтов, долеритов (менее ве-

- слаборазвитые на переотложен- роятно-черные тропические). '

ных продуктах выветривания ■■' - слаборазвитые гпеевые.

_ базальтов, • - алшЬвиально-глеевые ожелез- ..

средне и сильнолеградирован- ! . ненные. ■ ; ::■4, ' "

ные ■.- ; '■ ''■■■■:''■•*.,;У..'

|С51- населенные пункты. ' ; :■■'. Ю 'У- V

Рис.5

Степень раепаханиости территории участка 3 Ш - пашня боле« 75%

-Иг :■:■■ I

I

I I

выветреяых .-дочашжфагуммцик пород и преобладание ферраллитных: кор выветривания (С.В.Зонн, 1984). С этим связана обедненность большинства почв бнофильными элементами, особенно при наличин в профилях железистых конкреций и латеритов (И.А.Денисов, 1979).

Следует отметить, что по материалам палеопочвоведения саванный тип растительности сохраняется в сахельской зоне, где проводились . наши исследования, многие тысячи лет. В этом убеждают анализы гумуса на соотношение изотопов углерода в почвах, которое неодинаково у древесных пород и злаковой растительности, характерной для саванн. Напротив, в современной суданской зоне а зависимости« от изменений. климата неоднократно происходила смена лесной^ и саванной растительности и соответственно особенностей почвообразования (Durand et al., 1989),

4. ХАРАКТЕРИСТИКА ОСНОВНЫХ ТИПОВ ПОЧВ

, 4.1 Строение и состав -

В диссертации приведены материалы по строению основных типов почв в ареале возделывания арахиса. Среди всех таксонов ферраллитных почв преобладают маломощные варианты, в том чнеле в результате эрозионного смыва. Красные типичные и латеритизованные и желтые ферраллитные почвы приурочены к определенным геоморфологическим: положениям. Их объединяют ташке лнтоморфно унаследованные показатели как легкий гранулометрический.состав и его утяжеление вннз по профилю, сходство минералогического и валового состава.

* ' Изучение микроморфологических признаков почв показало, что в ферраллитных почвах в. горизонте В ^отмечается увеличение глинистого вещества со слабоанизотроннымн поровыми заполнениями и «утаиаын. что

r/S-

свидетельствует о развитии в почвах лессиважа, протекающего* очевидно, в период дождей. Большее количество глинистого вещества содержится в виде изотропных пленок. В ряде разрезов установлено наличие дисперсного гумуса. Морфологические и микроморфологи чес кие признаки аллювиально-глеевых почв свидетельствуют о неоднократном переотложении в . них почвообразуюшего материала,. о . развитии процесса оглеения, идентифицируемого по наличию железо-марганцевых новообразований. Пористость н микроагрегнрованность типичны для ферраллитных почв. Для ¡. всех почв кроме аллювиально-глеевых характерен легкий гранулометрический состав, особенно в пахотном горизонте,-Например, в Ал и АВ содержание частиц <0,001 мм составляла в желтой ферраллитной почве 11,7+1,8 и 14,5+2,8; в ферраллигной латернтизованной 8,5+1,7 и 19,6+11,8; в красной ферраллитной 9,2+1,4 и 16,8+2,9»/..

Данные валового состава показали характерное для ферраллитных почв -узкое отношение Б Юг : ЯгОь а также закономерные - различия. в составе ферраллитных, кварц-аллитиых.вертисолей, аллювиально-глеевых почв. При этом установлена связь валового состава с содержанием илистой фракции. Так, содержание валового калия в желтых, квзрцаллитных почвах составляет для песчаных разновидностей в горизонте Ап - 0,17; В, - 0,16; ВС - 0,31 У«; для супесчаных почв в Ап —0,17; В| - 0,36+0,05; в ВС - 0,33±0,07; для-легкосуглинистых соответственно 0,34%; 0,57% к 0,61%. Характерной особенностью валового состава. почв является их обеднение фосфором и азотом при относительно лучшей обеспеченности калием. .

Данные дериватографни и микроморфологических исследований показали преобладание в ферраллитнцх и кварц-аллитных: почвах кварца, -каолинита, гематита, гетита, магнетита, гиббеита, наличие в некоторых почвах /; плагиоклазов, эпидотцоизитов. Аллювиальные оглеенные. почвы отличаются от -ферраллитных почв более тяжелым гранулометрическим составом, наличием в '

' " -20- УУ'...У\У,

значительном количестве минералов типа 2;], многократной лереотложенностью материала.

4,2. Физико-химические и агрохимические параметры почв ' Изученные почвы Мали обладают в основном невысокой емкостью поглощения катионов лишь у аллювиально-глеевых почв и вертисолей она доходит до 20-33 мг-экв/100 г. Почвы имеют небольшое содержание гумуса и емкость поглощения катионов обусловлена в значительной степени их минералогическим составом. Низков емкостью поглощения обладают ферраллитныё латеритизованные, красные ферраллитные почвы и желтые кварцаллитные почвы. Пахотный горизонт по сравнению с подпахотным содержит в расчете на илистую фракцию больше К, М&Са. Наиболее узкое отношение Са:М£ (2,2-2,8) характерно для красных ферраллитных почв и нижних горизонтов большинства почв.

Ниже приведены данные о поглотительной способности желтых кварцаллитных почв малопригодных для культуры арахиса.

Таблица 2

Показатели поглотительной способности желтых кварцаллитных почв района Фана

Горн-зонт рНка рНню Обменные катион и, мг-экв на 10'О г Е обмена мг-экв на 100 г Аморфное железо, не связанное с С, %

Са" к* Ыа*

" А 5,9+0,2 6,3+0,2 V и± 0,1 0.2+ 0,04 0,05+ 0,01 5,3+ 0,4 0,09+ 0,02

В 5,4+0,2 5,6+0,2 ие± ол 1.1+ 0.1 ■ 0,2+ 0.05 0,05+ 0.01 6,6+ 0.9 0.061 0.02

В районах возделывания арахиса почвы плантаций характеризуются йены сок мм содержанием гумуса при гуматно-фульватном его составе. В горизонтах Л и В гумуснрованность составляет: желтые ферраллитные 0,88+0,1 и 0,48±0,04%; красные ферраллитные 0,6+0,05 и 0,5+ 0,05; аллювиально-глеевые 1,5+0,5 и 0,5+0,1%; ферраллитные яатеритизованные почвы 0,58+0,09 и 0,46+0.07. Соотношение углерода и азота в почвах в основном около 10-12, что соответствует достаточной обеспеченности гумуса азотом. Известно, что ферраллитные почвы в природных экосистемах большей частью характеризуются достаточно высокой гумусированностью, но после их рас май j к и она быстро снижается в течение нескольких лет, после чего стабилизируется на низком уровне (Sanchez, 1976)..

Большинство участков, где делались наши разрезы, было распахано от 15 до 25 лет назад, чем объясняется такое низкое содержание гумуса в настоящее время. Дегумифнкапия является одним нз основных факторов ■ агрогенной деградации ферраллитных почв Западной Африки. Существует устойчивая корреляция между содержанием гумуса с одной стороны и такими показателями как прочность агрегатов, выщелачивание обменных оснований, обеспеченность микроэлементами н др. (Duchofour, 1978).

Обследованные нами почвы по значениям рН типичны для саванной зоны региона. Так, в красных ферраллитных. почвах значения рНкго составили по горизонтам: АпА - 5,9+0,2; В - 5,7+0,1; ВС - 5,8+0,3, а рНка соответственно 4,8+ 0,2; 4,5+0,1; 4,9+0,5. В желтых ферраллитных почвах рНц2„ по горизонтам составило 6,5+ 0,2; 5,8+0,1; 5,7+0,1, а в ферраллитных латери! и зова иных 7,0+0,1; 6.5+0,3; 6,5+0,2. Такие показатели кислотности почв в целом отвечают требованиям арахиса, учитывая наличие сорго» адаптированных к разным значениям рН.

Наряду с рН важное значение для прогноза трансформационных и мифациониых процессов имеет Eh среды. Окислительно-восстановительное

состояние почв в значительной степени определяет растворимость соединений поливалентных металлов с переменной валентностью, наличие токсичных восстановленных продуктов, трансформацию органических остатков и гумусовых соединений, состав газовой фазы. Однако для почв Мали их окислительно-восстановительные свойства почти не изучены. По нашим данным ферраллитные почвы имеют невысокую величину ЕЬ, низкую способность противостоять тосстановлению при подщелачивании, внесении восстановителей, но в то же время небольшой величиной л при

затоплении. Последнее обстоятельство, видимо, связано с низкой активностью анаэробов. Как следует из наших модельных опытов, неблагоприятные для роста культур значения ЕЬ появляются при рН=7-8_ Разность потенцнапов между отдельными горизонтами и микрозонами почв обусловливает миграцию ионов по почвенному профилю. В работе приведены материалы по изменению рН, ЕЬ и содержанию подвижных соединений при разном увлажнении почв и внесении в почву органических и минеральных удобрений. Показано неупорядоченное распространение окислителей и восстановителей от очагов их внесения. При этом аналогично ЕЬ изменяется н количество подвижных соединений Ы, Р, Ре, Мл.

. . ; Особенности калийного режима. Данные по отдельным показателям калийного режима почв Мали очень немногочисленны, что не позволяет дать его объективную характеристику в связи с потребностью культур. В.И.Савичем (1991) предлагается комплексная оценка калийного режима по содержанию подвижных, форм, соотношению Са1* : К+; : К+; К+.: Н\ степени

насыщенности почв калием, буферной способности почв по отношению к ■ калию, прочности его связи с ППК.

По нашим данным изученные почвы Мали характеризуются в основном средней и низкой обеспеченностью подвижным калием (до 14 мг/ЮО г); соотношением Са1* : К* от 40 до 100; Н\ : К* от 8 до 19; степенью

насыщенности nova калием 4-15%; РВС" - в среднем 10-50; прочностью связи 2,9-3,4 ккал/г-ион, Почвы относительно тяжелого гранулометрического состаиа, повышенной гумуснрованностн и емкости поглощения, а также с более нейтральной реакцией среды и меньшим проявлением ферраллитизации отличаются большим содержанием обменного калия, большей сорбционной . емкостью и буферностью по отношению к К*, меньшей степенью насыщенности 11ПК ионом К', большей прочностью его связи с твердой фазой. В таблицах 3 и 4 приведены показатели, характеризующие калийное состояние почв Мат и. По данным наших модельных опытов потребность в калии выше для риса, сон, хлопчатника к ниже для арахиса, сорго, кукурузы, что следует учитывать при оценке почв под эти культуры

Особенности фояЬнтиого режима почв. По фосфатному режиму почвы Мали можно разделить на три группы: 1) почвы с высокой фосфатной буферной способностью, содержащие относительно большее количество кислотно-растворимых фосфатов; 2) почвы с малой буферной способностью по отношению к фосфатам; 3) почвы с низким содержанием валовых и подвижных фосфатов, но высокой буферной способностью. По полученным данным почвы Мали характеризуются (кроме вертисопей) небольшим валовым содержанием фосфатов и их подвижных форм, преобладанием фосфатов: железа н алюминия при очень небольшом содержании Са-фосфатов. Почвы более тяжелого состава с высоким содержанием RjOj обладают большей-сорбцнониой емкостью по отношению к фосфатам, более прочным их. ■закреплением полуторными оксидами, большей фосфатной буферной способностью.

Таблица З

Содержание подвижных форм калия в различных типах почв Мали

Горизонт, К20 мг/100 г Са*/К* НТК* К50 мг/100 г СаТк* Н'ЛС

мг-акв/100 г мг--)кв/100 г

Красная ферраллитная Ферраллитная латернтизованная

Ап 6,9+1.9 48,2 12,2 13,7+3,0 35,9 2,9

В 5,1 ±0,5 63,0 15,4 9,7+2,7 44,2 5,8

С 5,7+0,7 48,6 15,7 7,1-4^,9 60,6 6.1

Алл ювиал ьно-глеевая Желтая ферраллитная >

Ал, 8,5±3,0 101,4 7,8 10,6+1,7 52,7 6,1

В 5,0+0,2 80,0 11,7 7,4+0,9 60,0 п,;

С 3,9+0,3 83,0 17,0 8,6+0.8 51,9 9,5

Таблица 4

Калийная буферная способность почв

... Почва РВС". Є ккал/г-ион Требуется К* сг-экв/ЮОг для достижения

о = з Ск - 0,02

Красная ферраллнтнаї латерйтизованная - • 20,0±2,2 3,4 0,6 0,8

Красновато-бурая 15,8+6,7 2,9 0,2 0,6

Коричневая сиаллнт-ная 14,1+4,5 ; 3,2 0,4 0,8

Вертнсоль глеевая ■■ 17,1+43 3,4 0,6 0,8

Верггасоль 46,9+7,2 ' - 3,4 0,8 1,0

Наименьшей обеспеченностью фосфором отличается красная ферраллытна* почва. Наибольшую фосфатную буерную способность имеют верти соль и красная ферраллитная почва. Критическое содержание подвижных фосфатов выше при меньшей гумусированностн почв, при более нейтральной реакции среды при большей емкости поглощения почв. Оно ниже аля арахиса, риса и. выше для сорго, сахарного тростинка, хлопчатника, кукурузы н особенно пшеницы.

Таблица 5

Показатели фосфатном) режима почв Мали

Группы почв

Показатели вертисоль красная феррал- коричневая сиа-

литная, красная литная, краснова-

лесс н вн ро ва иная то-бурая

Свойства почв

Р" 5.6+0,2 6,5+0.6 7,4+0,2

частиц <0,01 мм,% 74,8+1.0 31,3+6,4 19,7+4,2

гумус, % 3,6+0,7 0.6+0.3 1.1+0,2

Валовое содержание

ЙгО] % 27,3+2.6 (3,9+6.8 7,0+1,5

0,42+0,21 0,06+0,0 0,1 ±0,04

Подвижные формы

фосфатов мг/100 г

водораств. 0,18+0,01 0,14+0,06 . 0.16+0,03

по Кирсанову ) 1,9+0,8 9.0+5,1 7,8+0,8,

по Олсену 1,9+0,1 3,8+3,2 3,8+0,8

Фракционный состав фосфатов

рыхлое вязанные 1,0+0,0 0,85+0,15 1,6+ОД ,

АІ-Р 11,0+3,9 5,6+0.4 ' 9,4+1,4

Гс-Р 18,0+0,5 25,0+0,0 21,7+2,2"

Са-Р 2,0+1,0 1,75+0.25 2,3±0,2

Фракционный состав соединений железа. Для тропических почв содержание различных групп и форм соединений железа информативно не только для их классификации, но и для характеристики их потенциального плодородия (С.В.Зоин, 1976). По нашим определениям валовое содержание ре20з в верхней части профилей квариаллнтных почв колеблется в пределах 0,8-1,4%, но.в ферраллнтных и особенно ферраллнтных латеритизованных достигает 2,0-4,3%. Во всех типах почв абсолютно преобладают окристаллизоваиные формы несиликатного железа с максимумом в ферраллнтных латеритизованных и минимумом в кварцаллитных почвах,

- Содержание аморфных соединений в целом низкое, исключая горизонты оглеения вертнеолей: В пределах профилей других почв оно несколько выше в пахотных горизонтах за счет образования железо-гумусовых соединений. Во всех горизонтах ферраллнтных почв содержание железа, извлекаемого вытяжкой Тамма, составляет всего от 1,2 до 6,2% от его соединений, : вытесняемых вытяжкой • Мера-Джексон а. Необходимо продолжить исследования в этом направлении, так как соединения железа в изучаемых почвах во многом определяют их структурное состояние, водный режим, сорбционные свойства, включая необменную фиксацию фосфатов.

; 5. ОЦЕНКА ОПТИМАЛЬНОСТИ ПОЧВЕННЫХ УСЛОВИЙ И ЛИМИТИРУЮЩИХ ФАКТОРОВ ПРИ ВОЗДЕЛЫВАНИИ АРАХИСА

Началр коммерческого возделывания арахиса в Мали пришлось на 60-е годы и стимулировало в дальнейшем быстрое расширение площадей под этой культурой. Вследствие недостаточного научного обеспечения этот процесс во •многом проходил стихийно,' что^ привело в ряде округов к посеву арахиса на малопригодных для него почвах. Это; отрицательно сказалось как иа рентабельности земледелия^ так и на экологической ситуации (001РАС, 1975-

1995). 1) долгосрочной правительственной программе развития сельского хозяйства Мали предусмотрена оптимизация размещения всех основных культур с учетом агроэкологического потенциала отдельных зон н округов страны.

5.1. Опенка пригодности земель для возделывания арахиса

Для обобщения результатов наших полевых обследований в северозападной части Мали мы использовали модель пригодности земли, разработанную ФЛО. Определяются оптимальные и маргинальные экологические условия произрастания культуры. На основе фактической информации и с учетом масштаба исследований составляется перечень свойств земель, предопределяющих потенциальную продуктивность данной культуры с учетом ее специфики. Затем составляется банк данных свойств земель и проводится их сравнение с экологическими требованиями культуры.

В нашем случае оценочная модель была построена для экстенсивной технологии возделывания арахиса. Выбран ряд. показателей, предопределяющих пригодность земель и для каждого из них составлены шкалы классов пригодности. Использованы следующие градации классов пригодности: 1 - пригодно без ограничений; 2 - пригодно после проведения мелиоративных мероприятий; 3 - ограничено пригодно; 4 - ограничено пригодно после проведения мелиоративных мероприятий; 5 - непригодно. Были разработаны следующие рейтинговые ' шкалы пригодности. Преобладающие уклоны поверхности: 0-4° - класс пригодности 1; 4-8° - класс пригодности 2; >8° - класс пригодности 3. Дренироваиность почв.* избыточно дренированные - 3; хорошо дренированные - 1; плохо дренированные • 5. Вероятность затопления земель; близка к нулю - 1; редкие короткие половодья - 2; избыточные случаи - 4-5. Гранулометрический состав почв: песчаный - 2; ° супесчаный - I; легкосуглинистый - I; средне- и тяжелосуглинистый - 3;

глинистый 7 5. Мощность мелкоэемистой толIни почв: <20 см - 5; 20-50 см - 3; >50 см - 1. РН почвы: 6-7,5 - 1; 5,5-6,0 и 7,5-8,2 - 2; меньше 5,5 и больше 8,2 - 4. Происхождение почвообразующих пород: из основных и средних пород - 1; из кислых пород - 3, Среднегодовое количество осадков за вегетацию: 500-600 мм - 1; 300-500 мм - 2; 600-800 мм - 4; >800 мм - 5, Среднесуточная температура воздуха: 25-28° - 1; 12-25" и 28-35° - 3; меньше 12° и больше 35° - 5, Среднесуточная относительная влажность воздуха за вегетацию: 72-82% - 1; <72% - 3; >82% - 5.

Для анализа пригодности использовались три картографических слоя информации: схема выделов почв; схема преобладающих уклонов; схема климатических районов. В результате элементарный выдел для анализа пригодности был получен путем наложения друг на друга этих трех схем. Затем была составлена база данных фактических свойств земель из 12 вышеперечисленных параметров для каждого элементарного выдела анализа. Дня определения интегрального класса пригодности земель было использовано решающее правило минимума, то есть пригодность определялась по минимальному значению класса пригодности любого из использованных параметров. Например, если большинство свойств земель соответствует классу пригодности 1а хотя бы одно из них - классу 2, то выдел интерпретировался как имеющий пригодность класса 2. В результате подобного анализа была составлена схема. пригодности земель, представленная па рисунке № 6. ■ Сопоставление данной схемы со схемой фактического использования земель , дает возможность оценить земельные ресурсы с точки зрения возможностей расширения площадей под посевами арахиса. Нужно подчеркнуть, что наши полевые наблюдения во всех округах в целом согласуются с расчетными

данными. ' . . .

; ; Ар^нс стюсится к- группе культур, наиболее требовательных к . почвенным условиям'. Его продуктивность даже при благоприятных водно-

Оценка пригодности почв для выращивания арахиса

Рнс.6 •

1 ♦ без ограничений;

2 - после проведения мелиоративных мероприятий;

3 - ограниченно-пригодных; .

4 - ограниченно пригодных после проведения

мелиоративных мероприятий; - ■ ,

5 - непригодно.

физических свойствах почв часто лимитируется их теми или иными агрохимическими параметрами плодородия. При интенсивной технологии возделывания арахиса они компенсируются химической мелиорацией или дифференцированной системой удобрений, включая внесение микрозлементов. В условиях экстенсивного земледелия Мали большее значение приобретают оптимальный выбор участков и подбор менее требовательных сортов. D настоящее время большие надежды возлагают на биотехнологию в целях получения трансгенных сортов, адаптированных к разнообразным почвенным стрессам (ФАО, 1997).

. На основании наших модельных опытов в контролируемых условиях и литературных данных мы разработали ориентированные критические величины агрохимических и физико-химических свойств почв, лимитирующих выращивание арахиса: 1) подвижный Р по Брею-Куртцу или ло Олсену ; 2) Mg обменный; 3) К обменный; 4) рНцм*; 5) AI в % от Е; 6) CaSO* свободная; 7) засоление mmRo/cm; 8)Е SPV. ; 9) В; 10) Си; 11) Fe; 12) Mn; 13) Mo; 14) Zn; 15) Ca; 16) Ca в % от S; 17) Ca/Mg. Указанные критические величины приведены для почв с низкой емкостью поглощения. Естественно, не все из указанных лимитирующих факторов типичны для почв Мали и для всех сортов арахиса... '- . : ■ _ .

. Поэтому составленная на основе методов ГС1С карта-схема оценки почв ' Мали .под-культуру арахиса ориентирована прежде всего на планирование дальнейших исследований. В отдельных пунктах можно будет на основе почвенной растительной диагностики минерального питания арахиса уточнить лимитирующие факторы и наметить конкретные пути их нейтрализации. Обязательным условием при этом является учет реальных возможностей землепользователей, в том числе экономических.

Среди лимитирующих факторов особое значение имела конкрецнонность, которая резко ухудшает водно-физические свойства почв,

особенно при ассоциации конкреций в блоки, Л.Л.Шяшов <1975) ддяусяовий Кубы также подчеркивает необходимость разделять собственно образование конкреций и нх смыкания как два генетически близких, но агрономически равноценных фактора. В условиях - Мали: при ' этом еще более нарушается водный режим и соответственно жизнедеятельность растений арахиса. Но даже на красных ферроллитных типичных почвах водный стресс в отдельные годы : резко снижает продуктивность арахиса. При нестабильных осадках в период вегетации сказываются низкая - влагоемкость этих почв и - узкий диапазон, доступной влаги,

Ц целом продуктивность ' арахиса в. производственных условиях, ограничивается . сочетанием неблагоприятных ^ водно-физических и агрохимических параметров в большинстве округов. В итоге -средняя урожайность за ряд лет часто не превышает 5-7 ц/га, что гораздо ниже чем в других странах.' Поэтому имеются реальные резервы роста продуктивности арахиса даже при минимальной оптимизации почвенных условий- его возделывания.

5.2. Изучение взаимосвязей в системе почаа-растение

Градации оптимальных свойств почв должны корректироваться с учетом сорбционных свойств корневых систем видов н сортов сельскохозяйственных культур. Эффективные константы обмена а системе корневая система растения • почвенный раствор определяют-оптимальное содержание к соотношение элементов в растворе для данного вида и сорта. В работ« предлагается методика оценки сорбционных. свойств корневых систем выращиваемых растений с целью корректировки параметров плодородия.' Получены данные о том, что растения арахиса . различных сортов обладают неодинаковой. сорбцнониой способностью корневых систем, что необходимо учитывать при уточнении моделей плодородия почв н системы удобрений арахиса.

;гзг- 7:.;.■.'7:

Для сравниваемых раннего, среднепоэдне- и позднеспелых сортов никл развития составляет соответственно 90, ПО и 120 дней. При этом ьес 100 семян составляет соответственно 35-38; 45-49 и 85-90 г, устойчивость к засухе соответственно хороша*, отсутствует и слабая. Ранний сорт 47-10 чувствителен к церкоспориозу; обладает средним периодом покоя; поздний сорт 28-206 чувствителенг к росянке и имеет долгий период покоя. О результате проведенных нами экспериментальных исследований установлены следующие отличия. Влажность завядання для раннего сорта 3,9; позднего 4,2%, т.е. корреллнрует с устойчивостью к засухе. Поздний сорт медленнее развивался, имел худшее развитие проростков за время опыта, наиболее узкое отношение фитомассы корней к фнтомассе стеблей.' ' Он . обладал больгтей комплексообразующей способностью корневых выделений, сильнее изменял рН и содержание подвижного железа в прикорневой зоне. '

; В работе предлагается также методика оценки потребности растений в ! элементах питания, основанная на активности хлоропластов проростков, -выращиваемых на исходной почве и в почве, в которую внесены различные дозы удобрений. Активность хлоропластов выращиваемых растений также определяется до внесения а их суспензию элементов питания и после внесения. Проростки растений, полученные предварительно на питательном субстрате, .: замачиваются в воде и после экспозиции на исследуемой почве анализируются Сорт СН-119-20 обладал наибольшей поглотительной способностью к N. Р, К и ; меньше нуждался в них на изучаемых почвах. Отмечается тенденция лучшей усвояемости фосфатов и азота на ферраллитной типичной почве и несколько . худшей усвояемости калия по сравнению сферраллитной лзтеритизованной почвой. Таким образом, показатели сорбционных свойств корневых систем позволяют уточнить сортовые особенности их агрохимических характеристик.

Дальнейшим этапом корректировки оптимальных почвенных параметров является опенка влияния арахиса на почву. Анализ прикорневой зоны растений

при выращивании проростков в малом объеме почвы позволяет оценить изменения свойств почв для отдельных сортов. Ранний сорт 47-10 отличался лучшим развитием растений и в минимальной степени изменил значения рН, суспензионный эффект по рН и ЕЬ, содержание подвижных соединений железа. Поздний сорт 28-206 наименее продуктивен в опыте н сильнее влиял на эти покач.пслн. Выращивание растений всех сортов вызвало некоторое увеличение рН в прикорневой зоне.

- Таблица 6

Влияние растении арахиса на свойства почв в прикорневой зоне

Параметр Почвы

Р-12 Р-18 Р-8 Р-22

Размер проростков, мм 231,0 217,0 102,0 220,0

Корнн/стебли 0,63 0.45 0,80 0,68

Изменения показателей почп после выращивания растений '

р!МО} -0.04 -0,13 -0.3 -0,15

рЫО* 0,1 0,5 0.2 . 0,6

рН 0,3 0,8 0,4 0,2

ЕЬ мв -73,8 -66,3 -н.д. -46,3

Ремгна 1 г растений 0,09 0,78 1,26 0,89

Р-12 желтая ферраллитная

Р-1К красная ферраллитная

Р-8 желтая ферраллитная .

Р-22 ферраллитная латеритизованная

На желтой ферраллитной легкосуглинистой почве с низким содержанием , гумуса и малой емкостью поглощения отмечается худшее развитие растений арахиса всех сортов при существенном увеличении содержания в прикорневой зоне подвижных соединений железа в расчете на 1 г корней и стеблей. На этой же почве с более высоким содержанием гумуса и повышенной емкостью поглощен»» отмечено наилучшее развитие растений арахиса всех сортов при минимальных изменениях содержания подвижных соединений железа. В этой

почве с более кислой реакцией среды происходило значительное изменение рН, увеличение суспензионного эффекта в кислом интервале по сравнению с желтой ферраллитной ■ и ферраллитной латсрнтизованной почвами с нейтральной реакцией: среды. Для -всех почв после выращивания арахиса : отмечалось увеличение ; рН, подвижности Ре, активности N0/, | комплексообразуюшей ■ способности почвенного раствора, уменьшение активности N11/.

Результаты модельных опытов в целом согласуются с данными полевых исследований. В- пахотном': горизо)гге красных ферраллитных почв, где находится основная масса корней, происходит некоторое лодщелачиваиие ' почв, уменьшение гидролитической кислотности, накопление обменного калия.

В прикорневой - зоне растений'арахиса . на ферраллитных почвах выявлено : увеличение рН, подвижного- железа,- комплексообразуюшей способности, нитрифицирующей способности, уменьшение активности содержания

водорастворимого А1. Возникает почвоутомление, которое диагностируется но прорастанию семян рахиса. При повышении гумусированности и емкости поглощения почвоутомление не проявляется. Различные сорта арахиса в неодинаковой степени влияют на изменение свойств почв в прикорневой зоне,

СреднепоздниЙ сорта- ОН-119-20 вызывает значительно ; большее почвоутомление, особенно при оптимальной; а не при избыточной влажности для малобуферных почв. Использование почв под монокультуру приводит к накоплению в почве органических остатков достаточно постоянного состава,, что- сопровождается уменьшением --'разнообразия микроорганизмов и . накоплением токсичных продуктов. ,

Таблица 7

Оценка почвоутомления пол культурой арахиса по прорастанию семян, х + ш

Размер . Размер корней в мм

сорт 47-10 | сорт 28-206 ] сорт ОН-119-20

Исходные ПОЧВЫ

Р-12 36,6+7,8 20,2+5,3 . 35,6+10,7

Р-18 30.4+7,8 10,0+4,3 34,8+8,3

Р-8 17,5+4,0 14,8+7,2 23,8+6,2

Почвы после выращивания арахиса

Р-12 37,5+7,8 . 18,3+4,8 13,2+7,7

Р-18 24,7+7,2 22,3+4.7 3,0+0,8

Р-8 30.5+6,2 33,3+7,2 15,3+7,2

Р-12 желтая ферраллитная

Р-18 краснаяферраллнтная

Р-8 желтая феррал л нтная

5.3. Охран а почв и экологизация сельскохозяйственного .

■ 1 землепользования Наши многолетние наблюдения на территории северо-запада. Мали подтвердили прогрессирующую деградацию ее почвенного покрова. Ока охватывает не только нахотиые земли, но » природные экосистемы саванны. . Хотя «великая засуха» окончилась к 90-м годам, но ее последствия будут сказываться еще долгие годы. В сахарской зоне безвозвратно утрачены миллионы гектаров пастбищ, а вынужденная миграция населения в сахельскую зону резко усилила антропогенный кросс" на ландшафты (распашка маргинальных земель, сокращение залежей, усиление нагрузки на пастбища и ■ т.д.). В итоге резко усилилась эрозия почв - в сахельской зоне водная. а в сахарской ветровая в сочетании с эоловым привносом леска из Сахары. В максимальной степени водная эрозия проявляется на плантациях арахиса, особенно на склонах в округах Колоканн и Кита.'

По сравнению с традиционными культурами просо, сорго и кукурузой

возделывание арахиса усиливает и другие виды деградации почв. Возрастает ■

выщелачивание обменных .'оснований и азота вертикальным и боковым внутри почвенным стоком. Этому способствуют снижение гумусироваиности и низкая сорбционная способность минеральной части почв, обусловленная их минералогическим составом. Фитомасса пожнивных-и корневых остатков арахиса заметно меньше по сравнению с зерновыми культурами. Дегумифик&ции почв способствует также то обстоятельство, что после уборки урожая арахиса е начале сухого сезона на полях в течение 7-9 месяцев нет никакой растительности.; Пожнивные остатки растений арахиса полностью поедаются сельскохозяйственными животными или сжигаются. Между тем опыты последних лет в разных природных зонах, включая аридные, доказали, что свежие растительные г остатки по действию на физические, и физико-химические свойства: почв не менее значимы . чем почвенный гумус (А.Д.Фокин, 1997; Sanchez, 1996).

Многочисленные, попытки внедрить в сахельской зоне Африки опыт ' «зеленой революции» не далиэффекта, т.к. он был ориентирован на орошаемое земледелие и почвы с высоким потенциальным плодородием (Swaminathan, . 1955). Дм богарного земледелия западной Африки сейчас предложена модель «дважды зеленой революции» (Gritton,- 1997). Ее стратегией является -Г■оптимизация ;агроэкоспстем . в целом, а не их' отдельных компонентов. ^ ^ на обеспечение кругооборота

энергии -: и v веществ, свойственных зональным природным экосистемам. Во - многом это достигаете« за счет биологического разнообразия агрозкосистем , как альтернативы монокультуре арахиса или хлопчатника

Одним из перспективных - направлений экологизации земледелия ; ~ аридных и полуаридных областей - Африки, считается агрофорестри, т.е. ;.?г ■,': \7 комбинация выращивания палевых зсультур и древесных пород. Фактически

имитируются ириродиые экосистемы . саванн, где. деревьям принадлежит важная роли в сохранении ландшафтов. Так, практически на всей обследованной нами территории произрастают деревья акации н ряда других бобовых пород. Опыты и Сенегале (Diop ele, 1994) показали, что он» во многом определяют системную стабильность саванн, в том числе за счет симбиоза с. почвенной б нотой. Это обеспечивает фиксацию ■ большого ■ количества атмосферного азота, высвобождение-фосфора, меди и цинка нз недоступных для нолевых культур соединений, улучшение аодно-воздуишого режима, снижение натогенности почвы и др.

Не случайно, крестьяне Мали традиционно выращивают многие продовольственные культуры, совместно с древесными- видами.' Но на коммерческих плантациях арахиса они были вырублены, что резко усилило, деградацию почв. Сейчас нужно восстановить народную практику на новой, технологической основе как эффективный и недорогой метод охраны почв.

Основные вы во/i ь| .

1. На основе полевых наблюдений автора, анализа сканерных космических снимков и литературных данных дана характеристика почвенного покрова сахельской и сахарской зон северо-запада Мали и их сельскохозяйственного использования. Рассмотрены условия генезиса почв и их эволюция под воздействием природных и антропогенных факторов. Показаны масштабы системной деградации ландшафтов за последние "десятилетия. "-'■;..■

2. В ареале коммерческого возделывания арахиса основной фон почвенного покрова составляют ферраллитные почвы ксерофита ых саванн на' силыювыветрелыч корах. Охарактеризованы макро- и Микроморфологические свойства красных тропических, латернтизнрованных и желтых ферраллктных почв. Как правило, они имеют, незначительную мощность мелкоэемистой

толши. Эти- почвы отличаются в основном литоморфно унаследованным легким гранулометрическим составом, низким паловым содержанием фосфора, кальция, магния и калия, сильно ожелезненной плазмой, кислой реакцией и низкой емкостью поглощения.

3. Изученные таксоны ферраллнтных почв характеризуются ниткой гумуснрованностью,' растянутыми гумусовыми профилями, отношением С/Ы порядка 10*12 и гуматно-фульватным составом |умуса. В целом они имеют низкую обеспеченность азотом, фосфором и обменными основаниями. Их дефицитность усиливается по мере снижения гумус провинности, емкости поглощения н величины рН. В фракционном составе фосфатов доминируют их соединения с Ре и А1. В модельных опытах изучены показатели ОВП н подвижности нонов в отдельных типах почв в зависимости ■ от режимов увлажнения. .

4, Полевыми наблюдениями ° выявлены почвенные факторы, лимитирующие рост н продуктивность арахиса на различных почвах в трех основных районах его культуры Кита, Колоканн. Махина, К ним относятся

. маломощность мелкозем истого -- профиля, кон крециои ноет ь и особенно

■ латеритизация, дегумификацня, эродированность, дефицитный и контрастный водный режим, дефицит основных элементов питания. С учетом этих факторов предложены критерии выбора земельных участков под богарную культуру

г арахиса. '

-..■'■■' 5. В контролируемых условиях установлены сортовые особенности - - арахиса в >рогяощенин элементов питания и его механизмы. Показаны ; ■ изменения в. прикорневой зоне'растений активности нитратов, подвижности : железам комплексообразующей способности, значений рН и Р,Ь, а также

■ отличия между сортами в засухоустойчивости. Экологические особенности сортов необходимо учитывать; при оценке, агрономических свойств

ферраллитных почв. Это стало особенно актуальным в 90-е годы в связи с заметным сокращением длительности дождливого сезона.

6. Расширение посевов арахиса в Мали в 70-80-е годы совпало с периодом с резкой вридизации климата. В диссертации обобщена информация гто развитию опустынивания ландшафтов в сахельской и сахарской зонах. На этом фоне стихийное освоение земель под монокультуру арахиса стало серьезным фактором агропгнной деградации Почв вследствие использования маргинальных земель и экстенсивной технологии возделывания,' не учитывающей специфику отдельных почв.

7. В диссертации рассмотрены, различные аспекты экологизации возделывания «рахиса и земледелия северо-запада Мали в целом. Её основой должно быть дифференцированное использование почвенных ресурсов с учетом специфики отдельных типов агроэкосистем. Для посевов арахиса приоритетным направлением является отказ от монокультуры за счет посева других полевых культур и посадок древесных пород Ввиду скромных экономических возможностей большинства хозяйств применение минеральных удобрений может иметь только- ограниченное значение. Комплексная почвенно-растительная диагностика минерального питания арахиса и других культур должна компенсировать невысокие дозы удобрений. " , <

Практические рекомендации;

I. В процессе выполнения данной диссертации центральным и местным органам ODIPAC регулярно передавались конкретные предложения по оценке состояния н выбору почв отдельных округов и хозяйств, по оптимизации-, размещения посевов и совершенствованию, агротехники', арахиса и ' рекомендации по сохранению почвенного плодородия: Они были приняты для практической . реализации. По возвращении - на Родину ... по материалам

-ЬС-

диссертации нами будут подготовлены сводный отчет и программа дальнейших исследований по этой проблеме.

2. Материалы отдельных разделов диссертации с 1994 г. используются в учебном процессе на сельскохозяйственном факультете РУДН по курсам «Ландшафтно-адаптнвное земледелие» и «Агробиологические основы сельского хозяйства».

Список опубликованных работ по теме диссертации I. Окислительно-восстановительное состояние ^ почв и пути его регулирования, Авторефжанд.днсс., М., МСХА, 1985,16 стр.

■ 2. Активность каталазы в почвах разной степени увлажнения. ДепЛНИИТИЭИСХ; журнал «Удобрение с/х культуры, Агропочвоведение», 1985,4, стр.49, 5040 62/13-85.

3: Окислительно-восстановительные свойства серозема, О кн. «Основные .ггогн исследований по проблеме генезиса и мелиорации почв», М., МСХА, 1993,стр.50-59.

; 4. Уточнение оптимальных свойств почв с учетом влажности завядаиия сельскохозяйственных культур. Сборник МСХА, 1997, стр.

;"' 5. Особенности фосфатного режима почв Мали (в соавторстве). Сборник УДН, 1997, стр. . .

. 6. Оценка оптимума свойств - почв Мали под культуру арахиса с использованием принципа обратной связи (в соавторстве). Сборник МСХА, 1997, стр. , .

7 Влиякие монокультуры »а экологическое состояние системы почва-растение и почвоутомление (в соавторстве). Сборник МСХА, 1997, стр. ■ 8. Особенности калийного режима почв Мали (в соавторстве). Сборник УДН, 1997, стр. 'У-'",.'

9. Плмемсние а(рохимических и физико-химических* свойств почв а прнкориеной мне растений арахиса (и соавторстве). Сборник Почиет юга кита, 1097, с ф.З 2-36,

10. Физико-химическая и млн каких микробиологической активности почв ■ (в соавторстве). Сборник МСХА. 1997, сгр. -

11. Влияние биологически активных удобрений из отходов арахиса на . плодородно ферраллитных ночи. Сборник МСХА, 1997, стр.

12. Выбор почв иод кулмуру арахиса в условиях Мали. Сборник Почвенного ии-та, 1'>97, сгр.

13. Ёмкость поглощения катионов в почвах Мали как показатель их плодородия. Сборник Почвенного и и-го, 1997, стр.

И. А троном ическая опенка фракционного состава соединений железа в почвах Мали. Сборник Почвенного НН-та, 1997, стр.

15. Кислотно-основное состояние почв Мали. Сборник Почвенного нн-та, 1997, С1р.

10. Новые методы исследования системы почва-растение для региона тропиков. М„ 1997, 100 стр.

17. Корректировка использования почв с учетом сорбцнонных свойств корневых систем выращиваемых растений. Известия МСХА. 1998, стр.

18. Почвоутомление иод'зерновыми культурами и его устранение. Известия МСХА. 1998, стр.

Объем 2,75 п. д.

Заказ 295

Тираж 100

Типография Издательства МСХА 127559, Москва, Тимирязевская ул., 4-і