ПОЧВЕННО-ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ЦЕНТРАЛЬНОГО ЧЕРНОЗЕМЬЯ

Почвенно-экологические ресурсы Центрального Черноземья – основа сельскохозяйственного производства. Характеристика этих ресурсов в условиях интенсивного их использованияпредставляет научный и практический интерес, т.к. позволяет более отчетливо видеть пути и методы рационального природопользования.

Табл. 1. Площади сельскохозяйственных угодий ЦЧР, тыс. га

Табл. 2. Характеристика почвенного покрова пашни, гранулометрического

состава и степени смытости почв ЦЧР, %

Подтипы серых лесных почв

Степень смытости почв

Гранулометрический состав почв

Данные табл. 1 свидетельствуют о высокой распаханности (82%) территории ЦЧР. Они также показывают, что основным резервом увеличения производства растениеводческой продукции является повышение плодородия интенсивно используемых почв – пашни.

Пашня Центрального Черноземья представлена двумя типами почв – серыми лесными и черноземами. Наибольшее количество серых лесных почв (22%) встречается в западной части Курской обл., несколько меньше (6-7%) - Липецкой и Белгородской областях. Основная часть пашни приходится на выщелоченные и типичные черноземы и лишь 33,3% в Воронежской и 19,5% в Белгородской приходится на долю обыкновенных черноземов (табл.2). По гранулометрическому составу подавляющее большинство почв глинистые и тяжелосуглинистые. И только в Курской области встречается 33,2% почв среднего и легкосуглинистого состава.

Данные, характеризующие степень смытости почв ориентировочные, т.к. в различные годы почвенных обследований эти признаки или не учитывались, или же учитывались с различными методическими подходами. По этим данным нельзя с достаточной надежностью судить об интенсивности эрозионных процессов на пахотных склонах; они намного занижены. Об этом свидетельствуют данные по крутизне пахотных склонов (табл. 3) и тот факт, что смыв почвы, не компенсируемый процессами почвообразования, начинается при крутизне склонов 0,5-0,75^о [6]. Районирование территории ЦЧР по степени подверженности пашни эрозионным процессам дает лучшее представление об интенсивности эрозии почв (рис. 1).

Пахотный слой почв ЦЧР характеризуется нейтральной или близкой к ней реакцией (рН_KCl). В Липецкой, Тамбовской и Курской областях кислых почв больше, чем в Белгородской и Воронежской. В целом по региону доля кислых почв приближается к 50%.

Табл. 3. Распределение пашни ЦЧР по крутизне в %

Рис.1. Почвенно-климатические районы ЦЧР [3]:

I – серые лесные и оподзоленные черноземы; II – выщелоченные черноземы; III – выщелоченные черноземы; IV – слабовыщелоченные типичные и выщелоченные; V – типичные среднемощные и выщелоченные черноземы; VI – типичные среднемощные и выщелоченные; VII – типичные мощные и среднемощные; VIII – обыкновенные; IХ – обыкновенные; Х – обыкновенные; ХI – обыкновенные; ХII - обыкновенные маломощные и южные черноземы.

Содержание обменного калия в пахотном слое почв ЦЧР достаточное для выращивания большинства сельскохозяйственных культур. Исключение составляет Курская обл., где низкая и средняя обеспеченность калием составляет соответственно 9 и 48%. Содержание подвижного фосфора в пахотном слое почв ЦЧР может быть охарактеризовано как явно недостаточное; низкая и средняя обеспеченность по региону составляют 25 и 55% (табл. 4). Об условиях азотного питания растений можно судить по содержанию в пахотном слое общего гумуса (рис. 2).

Почвенно-климатическое районирование территории ЦЧР [3] и агроклиматическая характеристика выделенных районов (рис. 1 и табл. 5) позволяют отметить наибольшую контрастность между северо-западной и юго-восточной частями региона как по структуре почвенного покрова, так и по агроклиматическим ресурсам. Наблюдается также характерная вытянутость выделенных районов с юго-запада на северо-восток.

На территории ЦЧР выделено 10 районов, различающихся расчлененностью рельефа, литологическим составом почвообразующих пород и строением пахотных склонов [11] (рис. 3 и табл. 6).

I – северо-западный геоморфологический район отличается развитием рыхлых, преимущественно песчаных пород, густым и относительно глубоким расчленением рельефа с преобладанием относительно пологих склонов выпуклой формы.

II – западный район характеризуется чередованием территорий с густым и глубоким расчленением рельефа с широким распространение склонов сложных форм и плоских, слаборасчлененных пространств с преобладанием пологих прямых склонов. С учетом неравномерной расчлененности рельефа в районе выделено 5 подрайонов. Основная рельефообразующая роль в районе принадлежит мел-мергельно-трепельным породам.

III – юго-западный район отличается неглубоким, но большей частью густым расчленением рельефа с преимущественным участием песчано-глинистых пород палеогенового возраста. Преобладают относительно пологие (1-3^о) пахотные склоны сложных форм. В зависимости от их соотношения с прямыми склонами район подразделяется на два подрайона.

IV – центральный район с небольшой глубиной и средней глубиной расчленения рельефа и с преимущественным участием в рельефообразовании рыхлых пород. Подразделяется на два подрайона в зависимости от соотношения пашни крутизной менее и более 1^о.

V – северный район отличается большей ролью в рельефообразовании известняков, чем и объясняется широкое распространение длинных прямых склонов. Залегание на водоразделах песков апта приводит к развитию склонов выпуклых форм. В зависимости от соотношения склонов прямых и выпуклых форм район подразделяется на 3 подрайона.

Табл. 4. Агрохимическая характеристика пашни по степени кислотности,

содержанию обменного калия и подвижного фосфора, %

По степени кислотности, рН_KCl

По содержанию обменного калия, К₂О

По содержанию подвижного фосфора, P₂O₅

VI – центральный придонской район неравномерно расчлененный, с чем связано подразделение его на 2 подрайона с участием в рельефообразовании мел-мергельных пород, тяжелых водно-ледниковых суглинков и флювиогляциальных песков. Распространены склоны как прямых, так и сложных форм.

VII – южный район отличается глубокой расчлененностью, широким распространением мел-мергельных пород, крутых (>3^о) пахотных склонов сложных форм. По соотношению крутых и пологих пахотных склонов подразделяется на 2 подрайона.

Рис. 2. Содержание гумуса в почвах ЦЧР по материалам

почвенного обследования [4].

Табл. 5. Характеристика почвенно-климатических районов ЦЧР

1 – номера районов; 2 – средняя температура января; 3 – средняя температура июля; 4 – продолжительность вегетации озимых (дни); 5 – период активной вегетации (дни); 6 – продолжительность безморозного периода (дни); 7 – осадки за теплое время года (мм); 8 – осадки за холодное время года (мм); 9 – годовое количество осадков (мм).

VIII – юго-восточный глубоко расчлененный район с широким распространением склонов прямых и сложных форм. Основная роль в рельефообразовании принадлежит пескам, глинам, песчаникам палеогена.

IХ – Калачская возвышенность характеризуется рельефообразующими породами мел-мергельной толщи, песками, глинами, ледниковыми суглинками и песчаниками палеогена. По долинам Дона развиты аллювиальные пески и глины четвертичного возраста. По литологии рельефообразующих пород и глубине расчленения район подразделяется на 3 подрайона, различающихся степенью распространения пахотных склонов и соотношением склонов прямых и выпуклых форм.

Х – северо-восточный район отличается преобладанием рыхлых рельефообразующих пород, слабым его расчленением, незначительным распространением пахотных склонов преимущественно крутизной 1-3^о и прямой формы.

Рис. 3. Схематическая карта суммарных потерь общего гумуса по административным районам Воронежской области за время интенсивного использования (распашки) черноземов (Кузнецова, 1997).

Заметим, что характеристика эрозионной опасности пахотных склонов только лишь на основе геоморфологического фактора является неполной. На качественно новой методологической основе [7] с учетом совокупного влияния гидрометеорологического, геоморфологического, почвенного, растительного и антропогенного факторов нами дана характеристика степени подверженности пашни эрозии по интенсивности смыва почв со склонов для всего Центрально-Черноземного экономического района.

Высокая интенсивность эрозии, значительный поверхностный сток воды, а также низкая влагообеспеченность растений позволяют охарактеризовать ЦЧР как эрозионно-засушливый район.

Важно знать также характер выпадения ливневых осадков. Несмотря на то, что доля ливневого стока незначительна – всего около 7%, в экстремальных условиях они наносят огромный вред сельскому хозяйству, смывая почву иногда вместе с посевами. Особенно опасны ливни в апреле-июне, когда почвы недостаточно защищены растительностью, а на чистых парах – в течение всего вегетационного периода. Осенние дожди бывают небольшой интенсивности и в эрозионном отношении менее опасны. Вероятность суточного максимума дождей в период слабой защищенности почв растительностью представлена в табл. 6. Он приходится главным образом на май, а точнее на конец апреля - начало мая.

Интенсивность ливневых дождей в различные интервалы времени (табл. 7) показывает, что она намного выше скорости фильтрации почв, которая находится в пределах 0,2–0,5 мм/мин [8]. Эрозионная опасность ливневых дождей резко возрастает в случаях, когда почвы до начала их выпадения находились во влажном состоянии.

Табл. 6. Вероятность суточного максимума дождей в период слабой

защищенности почв растительностью, мм *

М и ч у р и н с к

К у р с к

В о р о н е ж

Табл. 7. Максимальная интенсивность осадков в различные интервалы времени, мм/мин *

*Табл. 6 и 7 составлены по материалам наблюдений гидрометеорологической обсерватории ЦЧО

Оценка пахотных почв по административным районам ЦЧР, выполненная Н.П.Покидько [10], приведена на рис. 5. Она свидетельствует о достаточно четкой связи их свойств с интенсивностью процессов эрозии и содержанием в почве гумуса.

Рис. 5. Бонитет пахотных почв ЦЧР по зерновым культурам [10].

Поскольку гумус и степень смытости почв являются интегральными показателями их плодородия, то определенный научный и практический интерес представляют реальные потери от эрозии гумуса, углерода, азота, фосфора и калия (табл. 8). Представленные данные свидетельствуют, что черноземы ЦЧР за время их интенсивного использования (распашки) потеряли в зависимости от степени смытости 40-324 т/га гумуса, от 1 до 7 т фосфора и 16-110 т/га калия.

Таким образом, в условиях ЦЧР четко обозначились три взаимосвязанные почвенно-экологические проблемы: эрозия, влагообеспеченность и дегумификация почв. Эти проблемы хорошо иллюстрируются рис. 6. Мы видим здесь прямую зависимость урожайности выращиваемых культур от эрозии, содержания в почве гумуса, подвижного фосфора и обменного калия.

Табл. 8. Усредненные показатели смыва почв, потерь гумуса, углерода, азота,

фосфора и калия в почвах различной степени смытости за время их

интенсивного использования

Черноземы выщелоченные глинистые и тяжелосуглинистые

Черноземы типичные глинистые и тяжелосуглинистые

Черноземы обыкновенные глинистые и тяжелосуглинистые

Литература

Агроэкологические проблемы плодородия и охрана почв. – Воронеж: Изд-во ВГУ,1991. – 132 с.

Агроэкологическое состояние черноземов ЦЧО. – Курск, 1996, 326 с.

Адерихин П.Г., Тихова Е.П. Агрохимическая характеристика почв Центрально-Черноземной полосы // Агрохимическая характеристика почв СССР. – М.: АН СССР, 1963. – С. 5-130.

Акулов П.П. Воспроизводство плодородия и продуктивность черноземов. – М.: Колос, 1992. – 223 с.

Волобуев В.Р. Введение в энергетику почвообразования. – М.: Наука, 1974. – 128 с.

Иванов В.Д. Обоснование границы динамического равновесия между эрозией почв и скоростью почвообразования на пахотных склонах ЦЧО // Почвоведение. – 1984. - № 1. – С. 85-91.

Иванов В.Д. Смыв почвы с пахотных склонов по геоморфологическим районам Центрально-Черноземных областей // Геоморфология. – 1983. - № 4. – С. 80-83.

Иванов В.Д., Кузнецова Е.В., Попов В.Г. Эрозионная опасность дождя как сопряженная функция его интенсивности и водопроницаемости почв // Почвоведение. – 1990. -№ 8. – С. 83-90.

Иванов В.Д., Рязанцев В.К., Семенов О.П. Склоновый сток талых вод в ЦЧО и его трансформация под влиянием природных и антропогенных факторов // Почвоведение. –1986. - № 4. – С. 45-51.

Интенсивное использование земель в Центрально-Черноземной зоне. – М.: Россельхозиздат, 1979. – 175 с.

Косцова Э.В., Семенов О.П., Хруцкий С.В. Районирование территории ЦЧО по строению пахотных склонов в целях их мелиорации // Геоморфология. – 1982. - № 2. – С. 43-47.

Центральные черноземные области. – М.: АН СССР, 1952. – 158 с.

Черноземы ЦЧО и их плодородие. – М.: Наука,1964. – 89 с.

Щербаков А.П., Рудай И.Д. Плодородие почв, круговорот и баланс питательных веществ. – М.: Колос, 1983. – 190 с.