Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Трансформация торфяных почв северо-восточной части Среднеамурской низменности при сельскохозяйственном использовании

ВАК РФ 03.00.27, Почвоведение

Автореферат диссертации по теме "Трансформация торфяных почв северо-восточной части Среднеамурской низменности при сельскохозяйственном использовании"

РОССИЙСКАЯ АКАДЕМИЯ НАУК СИБИРСКОЕ ОТДЕЛЕНИЕ Институт почвоведения и агрохимии

На правах рукописи УДК 631.48:631.417.2(571.64

КЛИМИН Михаил Анатольевич

ТРАНСФОРМАЦИЯ ТОРФЯНЫХ ПОЧВ СЕВЕРО-ВОСТОЧНОЙ ЧАСТИ СРВДНЕАМУРСКОЙ НИЗМЕННОСТИ ПРИ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОМ ИСПОЛЬЗОВАНИИ

(03.00.27 - почвоведение)

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Новосибирск - 1993

Работа выполнена в Институте водных и экологических дробям ДВО РАН

Научный руководитель: доктор биологических наук,

профессор Г.И.Иванов

Официальные оппоненты: доктор биологических наук

Т.Т.Ефремова

кандидат биологических наук Ф.А.Фаткулин

Ведущее учреждение: ВНИЦентр по комплексному использованию торфа (г. Томск)

Защита состоится на заседании

Специализированного совета Д - 002.15.01 при Институте почвоведения и агрохимии СО РАН (630099, Новосибирск, 59, Советская, 18, конференц-зал).

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Института почвоведения и агрохимии СО РАН

Автореферат разослан *Щп яшь-угЛ 1993 г.

Заверенные отзывы в двух экземплярах просим присылать по адресу: 630099, г. Новосибирск-99, ул. Советская, 18

Ученый секретарь Специализированного совета, доктор биологических наук

М.И.Дергаче:

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность. Средне амуре кал низменность является практически единственным местом в Хабаровском крае, где возможно всестороннее развитие сельского хозяйства. Это обусловлено суровым климатом, а также горным рельефом северных районов региона. В то же время большая часть низменности заболочена. Площадь болот и заболоченных земель на юге края составляет 58000 к»г (Чаков, 1986). В связи с этим работы по осушительной мелиорации почв приобрели здесь большой размах. Особенно много болотных массивов осваивается в районах, тяготеющих к крупным промышленным центрам, население которых имеет больпуга потребность в овощах и картофеле. Одним из таких районов является северо-восточная часть Среднеамурской низменности, где расположены города Комсомольск и Амурск.

Рациональное использование любого природного объекта предполагает знание процессов, протекающих как внутри него, так и между ним и внешней средой. Торфяные почвы Приамурья, развивающиеся в естественных условиях, с точки зрения почвоведения изучены очень слабо, а вопросы преобразования этих почв и трансформации почвенного покрова мелиорированных болотных массивов в процессе сельскохозяйственного использования до последнего времени практически не освещались.

Цель и задачи работы. Цель работы - выявить закономерности преобразования торфяных почв северо-восточной часта Среднеамурской низменности при их осушении и сельскохозяйственном использовании. В процессе исследований решались следупцие задачи.

1. Установить диагностические признаки мелиорированных торфяных почв различной давности освоения.

2. Выявить закономерности изменения водно-физических и физико-химических свойств почв при их освоении и использовании.

3. Исследовать сезонные изменения гумусовых веществ целинной и мелиорированных торфяных почв.

4. Изучить трансформацию почвенного покрова мелиорированных болотных массивов, определить скорость сработки торфа при различном сельскохозяйственном использовании.

5. Наметить пути рационального использования торфяных почв.

Научная новизна. Впервые для Среднеамурской низменности дана

характеристика свойств целинных почв болот. Изучено влияние осу-

- г -

шения и различных форм сельскохозяйственного использования на преобразование мелиорированных торфяных почв и почвенного покрова.

Выявлены закономерности сезонных изменений гумусовых веществ целинной и мелиорированных торфяных почв.

Определены величины скорости сработки торфа под многолетними травами и пропаиными культурами. Рассчитаны потери органического вещества почв при интенсивном использовании.

Защищаемые положения. Специфика свойств болотных почв северовосточной части Среднеамурской низменности определяется особенностями природно-климатических условий и химическим составом рас-тений-торфообразователей.

Быстрая деградация органогенного слоя торфяных почв под пропашными культурами обусловлена характером использования, при котором нарушается естественносложившийся механизм функционирования системы гумусовых веществ.

Практическая значимость. Информация об изменении морфологических признаков и свойств торфяных почв в процессе осушения и .■эксплуатации необходима при дальнейшем освоении территории. Данные о характере функционирования системы гумусовых веществ мелиорированных торфяных почв важны при решении вопросов рационального использования ресурсов болот Приамурья. Полученные материалы переданы в институт Дальгипроводхоз.

Апробация. Результаты исследований представлялись на IX Всесоюзном семинаре-экскурсии "Болота СССР и пути их хозяйственного использования" (Хабаровск, 1986), совещании "Итоги и задачи почвенных исследований на Дальнем Востоке" (Владивосток, 1966), заседании Хабаровского отделения ВОП (Хабаровск, 1987), III Советско-Китайском симпозиуме "Геология и экология бассейна реки Амур" (Благовещенск, 1969), ежегодных конференциях молодых ученых ИВЭП ДВО РАН (Хабаровск, 1964-1990).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 8 работ.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, шести глав, выводов, приложения и списка литературы, включающего 144 наименования. Работа изложена на 154 страницах машинописного текста, в том числе содержит 98 страниц текста, 31 таблицу и 13 рисунков.

Глава I. ПРИРОДНЫЕ УСЛОВИЙ РАЙОНА ИССЛЕДОВАНИЙ

Согласно почвенно-географическому районированию Приамурья, район исследований входит з зону бурых лесных оподзоленных, бурых лесных поверхностно-глеевых, бурых лесных, лугово-болоткых и болотных почв "марей" (Ливеровский, Рубцова, 1962).

Рельеф северо-восточной части Среднеамурской низменности представлен несколькими морфологическими уровнями равнин, различных по своим природным особенностям - предгорной пологонаклонной увалистой, плоской низменной междуречной и плоской расчлененной приречной (Анисимов, 15^3). Для хозяйственных целей наиболее пригодна территория плоской низменной междуречной равнины, однако значительная часть ее заболочена. Широкому развитию процессов бо-лотообразования способствовали особенности природно-климатических условий: высокий коэффициент увлажненности, муесоннкй характер выпадения атмосферных осадков, пониженные температуры почв, обусловленные длительной сезонной мерзлотой, а также малые уклоны поверхности, слабая водопроницаемость рыхлых осадков тяжелого гранулометрического состава и др.

Глава 2. ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

Исследования проводились на мелиоративной системе совхоза "Вознесенский" Амурского района Хабаровского края. К началу мелиорации (1965 г.) здесь находилось гетеротрофное кустарничково-сфагновое болото с мощностью торфяного слоя от 0,5 до 1,5 м, повсеместно подстилаемого глинами и тяжелыми суглинками. Изучение почв проводилось на участках, различающихся по давности и характеру использования. Объектами исследований служили почвы:

1. Целинная торфяна- маломощная.

2. Освоенные дерново-»ерегнойно-торфянке, осушенные открытыми каналами давностью 9 и 13 лет, используемые под многолетние травы.

3. Освоенная дерново-торфяная вторичнозаболоченная.

4. Пахотные, осушенные открытыми каналами 20-летней, а закрытым дренажем 13-летней давности, используемые под пропашные культуры: а) перегнойно-торфяные, б) образовавшиеся после сработки торфа - перегнойно-глеевые и антропогенна-выпаханные.

Из всех почв по генетическим горизонтам профиля отбирались об-

разцы, в которых определялись водно-физические и физико-химические показатели общепринятыми в почвоведении методами. Общее содержание органического углерода в торфяных горизонтах определено по методу Анстетта в модификации В.В.Пономаревой и Т.А.Николаевой. Для изучения группового и фракционного состава органического вещества почв использовалась методика И.В.Тюрина в модификации В.В. Пономаревой и Т.А.Николаевой (1961). Этой не методикой с некоторыми сокращениями проводилось изучение сезонных изменений состава органического вещества в свежих образцах из двух-трех верхних горизонтов целинной торфяной, освоенной дерново-перегнойно-торфяной, пахотных перегнойно-торфяной и перегнойно-глеевой почв.

Изменение состава почвенного покрова на участках, используемых под улучшенные сэнокосы и под пропашные культуры, изучалось методом повторного зондирования органогенного слоя. На основании полученных данных были рассчитаны скорости сработки торфа при различном сельскохозяйственном использовании мелиорированных торфяных почв и убыль органического вещества пахотных почв при бессменном возделывании пропашных культур.

Глава 3. ЮКЮГЕНЕТИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ ПОЧВ

Целинные болотные почвы, сохранившиеся за пределами осушенной территории, имеют органогенный слой, сложенный преимущественно низинными видами торфа. На 60-70$ он состоит из остатков осок, к которым в различных пропорциях примешиваются остатки вейника, пушицы и других трав.. Сверху торф обычно перекрыт кустарничково-сфагновым очесом различной мощности. Степень разложения торфа возрастает от верхних слоев (10-1ЕЙ) к нижним (40-45/2).

Под торфом залегает минеральный горизонт, сильно обогащенный, по сравнению с подстилающими его горизонтами, органическим веществом. В связи с этим в литературе он получил название "торфо-минеральный". Минеральное ложе болотного массива повсеместно выполнено глинами и тяжелыми суглинками.

Объемная масса торфяных горизонтов рассматриваемой целинной торфяной маломощной почвы увеличивается вниз по профилю с 0,13 до 0.22 г/аР, удельная масса достаточно стабильна (1,56-1,60 г/см3), а общая порозность постепенно снижается с 92 до 86%.

Органогенному слою свойственны высокая актуальная (рН водный 4,5-4,7, рН солевой 3,5-3,7) и потенциальная кислотность (гидро-

литическая 48-50, обменная 6,5-9,6 мг-экв. на 100 г почвы), слабая насыщенность основаниями (21-ЗЙ), низкое содержание общего азота (1,53-1,725?). Распределение подвижных форм фосфора и калия характеризуется максимумом их в верхней части органогенного слоя и невысоким содержанием в нижней.

. В торфяных горизонтах выявлено большое количество липидов (до 15,8$ от С общего). Суммарное содержание гуминовых кислот и фуль-вокислот, возрастая с глубиной, достигает Ь3$ от общего углерода. В составе гумусовых кислот преобладают гуминовыз, количество которых к нижней части органогенного слоя увеличивается на фоне довольно стабильного содержания фульвокислот, поэтому отношение Сгк:Сфн здесь расширяется до 2,1-2,3. В торфа накапливаются преимущественно гуминовые кислоты и фульвокислоты фракции I. Гумусовые кислоты фракции 2 отсутствует. Фульвокислот франции 1а мало -0,8-1,2$. Содержание гуминовых кислот фракции 3 колеблется в пределах 9,4-10,235, а фульвокислот - убывает вниз по профилю с 7,7 до 5,2% от общего углерода.

Мощность торфо-минеральных горизонтов болотных почв варьирует от 5 до 50 см, содержание в них общего углерода - от 3 до 21%, причем чем выше обогащенность органическим веществом, тем ярче проявляются особенности свойств горизонтов. К ним относятся максимумы содержания оксалатнорастворимого алюминия и подвижных форм фосфора, на порядок и более превышающие содержание этих соединений в торфе. Кроме того, количество экстрагируемых из этих горизонтов гумусовых кислот достигает 82% от общего углерода, а величина нерастворимого остатка, как правило, низка. Гумусовые кислоты представлены в основном фракцией I и небольшим количеством фракции 3, хотя, казалось бы, здесь имеются все условия для закрепления гумусовых веществ посредством связи с минеральной частью почвы. Все перечисленные свойства дают основания считать, что значительная часть гумусовых веществ торфо-минеральных горизонтов торфяного генезиса.

Глеевые минеральные горизонты характеризуются низким содержанием гумуса и весьма слабыми фильтрационными свойствами.

Осушение и первичное освоение рассматриваемого болотного массива включало создание сети открытых каналов глубиной 1,0-1,2 м с расстоянием мевду каналами 80-100 м, снятие и удаление сфагнового очеса, вспашку с оборотом пласта на глубину 20-25 см, дискование в 2-3 следа, известкование и посев многолетних траз.

В верхней части профиля характеризуемых освоенных дерново-пе-регнойно-торфяных почв образовался мощный дерновый горизонт комковатой структуры, степень разложения торфа в котором превышает 255?. С увеличением давности использования в нем возрастают объемная масса, степень насыщенности основаниями, степень гумификации, уменьшаются порозность и величина нерастворимого остатка. В то же время в освоенных почвах мало подвижных элементов питания растений, ежегодно отчуждаемых с урожаем многолетних трав и невоспол-няемых внесением соответствующих удобрений.

Свойства нижележащих торфяных горизонтов изменяются слабо.

При отсутстгии антропогенной нагрузки (на заброшенных участках) осушенные торфяные почвы трансформируются в дерново-торфяные вто-ричнозаболоченные, формирование которых происходит в условиях длительного поверхностного переувлажнения. В растительном покрове доминирует осока, поверхность закочкарена, между кочками наблюдается восстановление мохового покрова. Дерновый горизонт этих почв маломощный - до 10 см, а свойства близки к свойствам целинной болотной почвы. Гумификация в дерновом горизонте протекает с образованием преимущественно подвижных продуктов - фульвокислот, гумус гуматно-фульватный.

На втором этапе освоения болотного массива была проведена реконструкция участков, осушенных открытыми каналами. Она включала планировку поверхности и создание сети закрытого дренажа на глубине 1,0-1,2 м. После этого территорию использовали для выращивания пропашных культур. Технология их возделывания включает осеннюю вспашку с оборотом пласта, весеннее создание гряд, на которых произрастают растения, внесение минеральных удобрений и периодическое известкование почв.

Пахотные перегнойно-торфяные почвы имеют резко дифференцированный профиль ^^-Т-ТМ-б. Их темно-серый с коричневым оттенком мелкокомковато-зернистый пахотный горизонт состоит из сильноминерализованного торфа, скрепленного перегноем с незначительными добавками минерального грунта. Объемная масса его достигает 0,410,46 г/см^, удельная - 2,12-2,22 г/см^, общая порозность 79-84$. Внесение больших доз извести обусловило значительное снижение в пахотных горизонтах актуальной и потенциальной кислотности, высокую степень насыщенности основаниями (68-87^, а применение минеральных удобрений создало достаточный запас подвижных соединений фосфора и калия. Подпахотные горизонты представлены слабоиз-

менившимся торфом.

Основным негативным моментом в изменениях, свойств почв на этой стадии преобразования является значительное снижение содержания общего углерода (до 20в пахотных горизонтах, вызванное превалированием минерализационных процессов над процессами гумификации в результате улучшения аэрации. Относительно высокое содержание органического вещества в пахотных горизонтах этих почв поддерживается за счет постепенного вовлечения в них торфа подпахотных горизонтов. В конечном итоге это приводит к полной сра-ботке торфяного слоя и трансформации пахотных перегнойно-торфя-ных почв в перегнойно-глееЕые, профиль которых имеет строение Апах-™-«'

Продолжающаяся минерализация органического вещества в пахотных горизонтах перегнсйно-глеевых почв обусловливает постепенное изменение их признаков и свойств. Темно-серая окраска пахотных горизонтов сменяется светло-серой, мелкокомковато-зернистая структура трансформируется в пылевато-зернистую, а затем в зернисто-пылеватую. Величин« объемной массы увеличиваются до 0,8 г/см^, удельной - до 2,4 г/см^, общая порозносгь снижается до 6в£. Для них характерны слабокислая реакция среды, высокая степень насыщенности основаниями и значительное содержание подвижных форм фосфора и калия. В составе органического вещества в первую очередь уменьшается содержание гуминовых кислот фракции I, гумус становится гуматно-фульватным. Затем начинается снижение содержания и большинства других фракций гумусовых веществ, за исключением гуминовых кислот и фульвокислот фракции 3.

Заканчивается эта стадия трансформации почв после вовлечения торфо-минерального горизонта в пахотный горизонт, нижняя граница которого смыкается с минеральным ложем болотного массива. В результате этого образуются антропогенно-выпаханные почвы с профилем знаменующие собой конечное звено преобразования мелиорированных торфяных почв. Их тяжелосуглинистый пылеватый пахотный горизонт по цвету и свойствам мало отличается от нижележащих глеевых горизонтов. Реакция среды слабокислая, нейтральная, а иногда и слабощелочная, что является следствием переизвесткования почв. Степень насыщенности основаниями высокая, содержание гумуса 2-3^, гумусовые вещества в основном прочно связаны с минеральной частью почвы, состаЕ гумуса фульватный.

Глава 4. СЕЗОННЫЕ ИЗМЕНЕНИЯ ГУМУСОВЫХ ВЕЩСГВ ПОЧВ

Период изучения сезонных изменений гумусовых веществ (июнь-1 декада октября 1988 г.) был достаточно характерным по погодным условиям для района исследований. Его можно разделить на две резко контрастные части: сухая (июнь-1 декада августа), когда прошло всего несколько непродолжительных слабых дождей и влажная (П декада августа - I декада октября), за которую выпала основная масса атмосферных осадков.

Целинная торфяная почва практически весь сезон была сильно переувлажнена. Во всех горизонтах мелиорированных почв влажность снижалась с июня по август, а с августа до октября возрастала.

Растворимость органического вещества (суммарный выход углерода в декальцинат и щелочную вытяжку после декальцирования) в верхних горизонтах почв за период исследований сильно варьировала, однако количество экстрагируемого из каждой почвы углерода было различным и отражало степень их преобразования. Характер изменения растворимости органического вещества во всех горизонтах изучаемых почв имеет много общего, но наблюдаются и некоторые рас-| хождения, обусловленные различным соотношением процессов гумификации и минерализации в кавдом горизонте в разные промежутки времени.

Общей чертой в сезонных изменениях группового и фракционного состава органического вещества всех торфяных горизонтов является разнонаправленное колебание содержания гуминовых кислот и фульво-кислот фракции 2 на фоне стабильного содержания гуминовых кислот и фульвокислот фракции I (рис. I, рис. 2). От июня к августу количество гуминовых кислот, извлекаемых щелочной вытяжкой после декальцирования, резко снижается и становится намного меньше, чем гуминовых кислот, непосредственно растворимых в щелочи. Содержание фульвокислот фракции 2 в этот период так же резко возрастает, причем дефицит углерода гуминовых кислот всегда с избытком компенсируется углеродом фульвокислот этой фракции. В августе величина оптической плотности растворов гуминовых кислот, ввделенных из торфяных горизонтов щелочной вытяжкой после декальцирования, скачкообразно увеличивается. Это говорит о потере молекулами гуминовых кислот своей периферии, которая в ходе анализа отделяется вшсте с фульвокислотами, а при расчетах результатов попадает в их вторую фракцию.

С, %

10.

с, % 20

Ю -I

Тдерн 5-15 см

Т: 20-30 см I

I

т

УШ

X

Т2 30-40 см

ш

УШ

X

У1 УШ X У1

Рис.Сезонное изменение состава органического вещества освоенной дерново-перегнойно-торфяно-глеевой почвы

Условные обозначения: I - гуминовые кислоты; П - фульвокисло-ты; а - растворимые в 0,1 н К1аСН непосредственно; б - растворимые в 0,1 н МаОН только после декальцирования; Ш - оптическая плотность растворов гуминовых кислот из щелочных вытяжек: в - непосредственной;- г - после декальцирования; У1-Х - месяцы

с % ^пах! (гРяЛа) \ах2 20-30 см Т 35-45 см

мг/мл Е 490 нм

Сгк

-1-1-1-1-г-1-1-1-1-1-1-1-1-1-г

У1 УШ X У1 УШ X У1 УШ X

Рис. 2. Сезонное изменение состава органического вещества ■пахотной перегнойно-торфшой маломощной почвы

(условные обозначения см. рис. I)

От августа к октябрю происходя^ обратные изменения, заключающиеся в выравнивании количества гуминовых кислот, а также фуль-вокислот, экстрагируемых различными щелочными вытяжками.

Однотипный характер сезонных изменений состава органического вещества торфяных горизонтов, значительно различающихся как по роли, выполняемой ими в профиле, так и по условиям, в которых они находятся, указывает на единую причину этих изменений - естественную сезонную изменчивость системы гумусовых веществ торфяных почв. Наиболее стабильного состояния последняя достигает в августе, когда в. ее составе находятся характерные только ей компоненты.

В пахотных горизонтах на фоне достаточно сильных колебаний количества гуминовых кислот, извлекаемых непосредственной щелочной вытяжкой, в щелочной вытяжке после дек&льцирования содержание гуминовых кислот стабильно высокое, поэтому характерного для торфяных горизонтов дефицита углерода последних не наблюдается. Пахотные горизонты отличаются от торфяных высокой степенью насыщенности основаниями, поэтому гораздо большая часть их гумусовых веществ связана с кальцием. Это обусловливает невозможность однократной обработкой почвы щелочью извлечь все растворимые при данной схеме анализа гумусовые кислоты.

В сентябре во всех пахотных горизонтах произошло значительное снижение содержания гуминовых кислот фракции I, одновременно с которым увеличилось количество фульвокислот этой фракции, а оптическая плотность растворов гуминовых кислот, выделенных из непосредственной щелочной вытяжки, резко возросла.

Данное явление связано с изменением влажности почв, которое сильно влияет на активность катионов (Воэбуцкая, 1968). На рисун-(е 2 I пахотных горизонтах хорошо заметно увеличение содержания "•уминовых кислот фракции I от июня к августу, когда влажность точв снижалась. Произошло это вследствие увеличения относительной штивности одновалентных катионов, вытеснивших из почвенного поглощающего комплекса некоторое количество двухвалентных, что привело к большему выходу гуминовых кислот в непосредственную щелочью вытяжку. После увлажнения почв, вызванного сильными дождями в 1вгусте, возросла активность двухвалентных катионов, которые в :вою очередь вытеснили одновалентные. Это явилось причиной резко-"о изменения в сентябре состава непосредственной щелочной вытяжки.

В целом состояние системы гумусовых веществ пахотных почв мож-го охарактеризовать как неустойчивое, поскольку в год с большим

количеством атмосферных осадков, выпавших в другое время, сходные изменения произойдут гораздо раньше или позже.

Глава 5. ИЗМЕНЕНИЕ СОСТАВА ПОЧВЕННОГО ПОКРОВА МЕЛИОРИ- ' РОВАШОЙ ТЕРРИТОРИИ И СРАБОТКА ТОРФА

Торфяные почвы обычно подразделяются по мощности органогенного слоя. В связи с этим изменение состава почвенного покрова осушенных и" используемых в сельском хозяйстве торфяных массивов вызвано уменьшением мощности (сработкой) торфяного слоя, которое происходит за счет его уплотнения (осадки), а также потерь торфа в результате минерализации и эрозии (Шабанова, 1977).

За 9 лет на ключевых площадках, заложенных на участках, используемых под улучшенные сенокосы, произошло общее уменьшение мощности органогенного слоя почв. В результате г,того на ключевой площадке I сократилась площадь, занимаемая освоенными дерново-пере-гнойно-торфяньми маломощными почвами, а площадь почв с меньшей мощностью торфяного слоя увеличилась (рис. 3, А).

Средняя линейная величина скорости сработки торфа на этой площадке составила 0,79 см/год, а на второй площадке, где наблюдались сходные изменения, но мощность органогенного слоя была меньше, 0,62 см/год.

Состав почвенного покрова ключевых площадок, заложенных на участках, 'используемых под пропашные культуры, изменился гораздо сильнее. За 13 лет освоенные дерново-перегнойно-торфяные почвы на площадке 3 трансформировались в пахотные перегнойно-торфяные и перегнойно-глеевые почвы (рис. 3, Б), а на площадке 4, с первоначально меньшей мощностью органогенного слоя, эта стадия преобразования уже закончилась, и в составе почвенного покрова преобладают антропогенно-выпаханные почвы, образовавшиеся в результате полной сработки торфа.

Средняя линейная скорость сработки торфа на ключевой площадке 3 составила 4,08 см/год, а на площадке 4 - более 3,3 см/год.

Такое быстрое уменьшение мощности органогенного слоя почв приводит к увеличению контурности участков, контрастности почвенного покрова, а также к выходу из строя закрытой дренажной сети. В центральной части ключевой площадки 3, например, гончарный дренаж заложенный на глубину более I м, через 13 лет находился всего лишь в 60-70 см от поверхности.

А В

ШЕИ 4 НИ5 ЕЗб 1985

Рис. 3. Изменение состава почвенного покрова ключевых площадок в результате использования под улучшенные сенокосы (А) и пропашные культуры (Б)

Условные обозначения: Освоенные почвы: I - дерново-перегнойно-горфяные маломощные; 2 - дерново-перегнойно-торфяно-глеевые; 3 -№рново-перегнойно-торфянисто-глеевые; Пахотные почвы: 4 - пере-тойно-торфяные маломощные; 5 - перегнойно-торфяно-глеевые; б -терегнойно-глеевые

Установлено, что ежегодно с каждого гектара, занятого пахотными перегнойно-торфяными почвами, теряется до 45 тонн сухого органического вещества. Эта величина в 2-3 раза выше, чем в других эегионах..

Запасы органического вещества, имевшиеся на ключевых площад-<ах, заложенных на участках под улучшенными сенокосами, невысоки -300 и 400 т/га. Поскольку в 1988 г. эта территория была осушена скрытым дренажем с целью Енращивания пропашных культур, можно

прогнозировать, что почвенный покров площадки I будет представлен исключительно антропогенно-выпаханными почвами в 2005 году, а площадки 2 - на 10 лет раньше.

Глава 6. УРОЖАЙНОСТЬ И КАЧЕСТВО СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОЙ ПРОДУКЦИИ НА ПАХОТНЫХ ПОЧВАХ

Урожай многолетних трав на освоенных дерново-перегнойно-торфя ных почвах мелиоративной системы совхоза "Вознесенский" составля ет 25-30 ц/га.

Урожайность и качество продукции на вновь освоенных пахотных почвах низки, что вызвано недостатком основных элементов питания растений. При относительно высоких урожаях картофеля на пахотных перегнойно-торфяных почвах длительного использования и антропогенно-выпаханных почвах их повышенная нитрификациониая способность обусловила снижение качества продукции из-за значительного количества нитратов, превышающих ПДК, и нитритов.

Наряду с необходимостью дифференцированного подхода к использ ванию почв, находящихся на различных стадиях преобразования, кра не осторожно следует относиться к известкованию и применению минеральных азотных удобрений.

В Приамурье большую территорию занимают пойменные луга, площадь пашни в расчете на душу населения в несколько раз меньше, чем в среднем по стране, а земли, наиболее удобные для освоения, заболочены. Учитывая эти особенности, рациональное использование торфяного фонда региона возможно лишь при следующем подходе.

Под пашню следует отводить те массивы, где мощность органоген ного слоя торфяных почв не превышает 50 см, поскольку такие боло та, хотя и занимают большие площади, не играют значительной водо регулирующей роли. Территории с более мощным торфяным слоем (50150 см) целесообразнее использовать в качестве долголетних пастбищ и сенокосов, которые могут быть незаменимым источником кормо для животноводства в годы с большим количеством атмосферных осад ков или высоким уровнем р. Амур, когда значительная часть поймен ных лугов затоплена. Болотные массивы с наиболее мощным органогенным слоем (свыше 1,5-2,0 м) зачастую имеют важное водорегулирующее значение, поэтому их следует выделять в качестве объектов охраны и использовать лишь воспроизводимые в естественном состоя нии ресурсы этих болот.

вывода

1. Природно-климатические особенности северо-восточной части Среднеамурской низменности обусловили специфику свойств целинных болотных почв - высокую кислотность, повышенное содержание липи-цов, отсутствие гумусовых кислот второй фракции и слабую обога-ценность органического вещества азотом.

2. Осушение открытыми каналами и использование торфяных почв под улучшенные сенокосы активизирует в них процессы гумификации, не изменяя естественнослскивиегося механизма функционирования системы гумусовых веществ.

3. Осушение торфяных почв закрытым дренажем, распашка и известкование высокими дозами усиливают эрозионные и минерализационные процессы, в результате которых ежегодно теряется до 45 тонн сухого органического вещества с I га. Система гумусовых веществ пахотных торфяных почв становится неустойчивой, а характер ее функционирования сильно зависит от погодных условий.

4. Трансформация почв, образовавшихся после сработки торфяного слоя, протекает в направлении утяжеления гранулометрического состава, распыления структуры и снижения содержания гумуса до 2-3^.

5. Состав почвенного покрова мелиорированных болотных массивов при использовании их в качестве улучшенных сенокосов не подвержен значительны)/ изменениям. Скорость уменьшения мощности торфяного слоя здесь низка и обусловлена его уплотнением. Под пропашными культурами скорость сработки торфа в 4-5 раз выше, что приводит к Зыстрому изменению состава почвенного покрова территории в сторону его качественного ухудшения.

6. Низкая урожайность сельскохозяйственных культур на освоенных дерново-перегнойно-торфяных и вновь освоенных пахотных пере-гнойно-торфяных почвах связана с недостатком основных элементов питания растений. На длительно используемых пахотных перегнойно-горфяных почвах и почвах, образовавшихся после сработки торфа, урожайность выше, но качество продукции низкое вследствие значительного содержания в ней нитратных и нитритных форм азота.

7. Рациональное использование торфяного фонда Приамурья возможно при дифференцированном подходе: под пашню отводить болотные массивы с торфяным слоем не более 50 см; под долголетние пастбища и сенокосы - с органогенным слоем 50-1Ь0см; болотным массивам с

наиболее мощным торфяным слоем (свыше 1,5-2,0 м) предоставлять статус объектов охраны и использовать только воспроизводимую часть их ресурсов.

По материалам диссертации опубликованы следующие работы:

1. Руль P.P., Климин М.А. Изменение структуры почвенного покрова торфяных массивов Приамурья при осушении // Почвоведение. 1986. »I. С. 23-28.

2. Климин М.А. Трансформация структуры почвенного покрова мелиорированных торфяных массивов Приамурья // Повышение эффективности мелиорации и водного хозяйства на Дальнем Востоке / Тез. докл. 1У зон. науч.-техн. конф. Владивосток: ДВО АН СССР. 1987. Ч. I. Кн. 2. С. 64-65.

3. Климин М.А. Трансформация состава органического вещества торфяных почв Приамурья при их освоении и использовании // Там же С. 144-145.

4. Климин М.А. Изменение водно-физических свойств мелиорированных торфяных почв Среднеамурской низменности в результате хозяйственного использования // Формирование вод суши юга Дальнего Востока. Владивосток. 1988. С. 85-91.

5. Климин М.А. Изменение структуры почвенного покрова мелиорированных торфяных массивов Среднеамурской низменности при различной интенсивности хозяйственного использования // География и природные ресурсы. 1988. F3. С. 75-80.

6. Климин М.А. Сезонная динамика состава органического веществ) мелиорированных торфяных почв Приамурья // Тез. докл. Ш Советско-Китайского симпозиума "Геология и экология бассейна реки Амур". Благовещенск. 1989. Ч. Ш (I). С. 82-84.

7. Матрошилов.D.A., Климин М.А., Неудачин А.П. Изменение гумус-ного состояния и буферных свойств осушенных маломощных торфяных почв Приамурья при сработке торфа // Тезисы докладов 1У конференции молодых ученых. Пущино. 1989. С. 79-81.

8. Прозоров B.C., Прозорова М.И., Климин М.А. Болота: эволюция-, районирование, использование // Эколого-экономические аспекты освоения новых районов. Владивосток. 1990. С. 63-71.