Россия
Результаты длительного мониторинга состояния растительности и свойств почв свидетельствуют, что поселившийся на залежах лес не оказывает деградирующего воздействия на серые почвы залежей. Черноземы выщелоченные, лугово-черноземные и темноцветные пойменные почвы залежей объектов исследований отличаются стабильностью почвенного плодородия. Введение залежи и увеличение продолжительности использования, как правило, снижает величины показателей потенциального плодородия и несколько повышает эффективное плодородие.
почва, плодородие, лесостепь, залежь, зарастание лесом, освоение, использование
Оценка состояния плодородия и качества залежных земель является современной государственной задачей. Для выяснения необходимости возврата залежных земель в пашню важно оценить потенциальное плодородие и возможность их дальнейшего использования. Теоретическое и прикладное значение имеет разработка критериев оценки почвенного плодородия при различном использовании и последующей трансформации [1,2]. В условиях Средней Сибири этот вопрос до сих пор остается малоизученным, в то время как динамика антропогенных воздействий остается здесь весьма напряженной [3,4].
Статистические материалы по общим площадям сельскохозяйственных угодий и залежей в России часто разнятся. По последним данным Минсельхоза площадь неиспользуемых сельскохозяйственных земель в стране составляет порядка 44 млн. га, 20 млн. га из них – пашня. Особенно значительные нарушения в учете неиспользуемых земель установила проведенная в 2016 г сельскохозяйственная перепись, выявившая огромные площади земель, которые по официальной̆ статистике Росреестра числятся пашней, а на практике давно не пашутся и стали залежью.
Существует мнение, что залежные земли необходимо оставить как стратегический резерв, который при необходимости всегда можно освоить и ввести в оборот. Оценивать зарастание залежей лесом необходимо и с экологических позиций, как возможность восстановления лесного фонда. Приводятся данные, что для формирования агроландшафтов с оптимальным соотношением сельскохозяйственных угодий, в хозяйствах лесостепной зоны рекомендуется иметь от 9 до 12 % леса и лесополос [5]. Поэтому повторное освоение залежей и возвращение их в пашню является комплексной дискуссионной проблемой. В работе О.П. Колпаковой [6] обобщены причины, по которым в настоящее время не используются земли сельскохозяйственного назначения. Они сводятся к территориальным (неудачное расположение земель), социальным (отток трудоспособного населения в города), правовым (неэффективность правового механизма регулирования земельных отношений), экономическим (слабая материально-техническая база), организационно-хозяйственным (отсутствие эффективно действующих рычагов для вовлечения в оборот земель).
В Красноярском крае, по данным управления Федеральной службы государственной регистрации, кадастра и картографии, общая площадь сельхозземель на 1 января 2020 года составила почти 3 млн. га, из которых на площади приходится около 2 млн. га. На территории земледельческой части Красноярского края наибольшие площади залежных земель от ранее распахиваемой территории расположены в северной лесостепной (40-60 %) и особенно в подтаёжной (60-90 %) зонах края. Значительные площади покрыты древостоями разного возраста и видового состава, для восстановления которых требуется уже коренная мелиорация, являющаяся нерентабельным и дорогостоящим мероприятием [7]. По данным ФГБУ ГЦАС «Красноярский» 648,8 тыс. га бывших пашен закустарены, залесены, заболочены, подтоплены, сильно подвержены водной и ветровой эрозии [8]. Остальная часть (около 400 тыс. га) расположена в районах с низким уровнем сельскохозяйственного производства. В целом земли сельскохозяйственного назначения составляют около 17 %. среди которых преобладает пашня, занимающая 60,17 % от сельскохозяйственных угодий [9].
Цель исследований. Дать оценку трансформации показателей плодородия различных типов почв залежей при их зарастании лесом и повторном вовлечении в пашню.
Объекты исследования. Получен многолетний экспериментальный материал по трансформации комплекса показателей плодородия почв залежей в районах Красноярского края при спонтанном зарастании их лесом. а также под влиянием повторного освоения и вовлечения в сельскохозяйственный оборот. Исследования по влиянию леса на залежные земли, а также распашки залежей были проведены с 2007 по 2022 гг. в Красноярской (Емельяновский, Сухобузимский районы), Ачинско-Боготольской лесостепи (Козульский район) и в зоне травяных лесов Казачинского района. Все объекты исследования представляли парные участки молодого соснового леса и чистых залежей в различных стадиях сукцессии травянистой растительности на серых почвах, а также сопоставляемые пары "чистая залежь - освоенная залежь (пашня)" на черноземах выщелоченных, лугово-черноземных и темноцветных пойменных почвах. Все сравниваемые объекты расположены в совершенно идентичных условиях почвообразования в непосредственной близости друг от друга.
Методы исследований. Применили сравнительно-географический и стационарный методы исследования путем закладки серии исходных и повторных ключевых разрезов, отбора агрохимических образцов из слоев почвы 0-10 и 10-20 см, проведения почвенно-режимных наблюдений, лабораторных анализов почв общепринятыми методами, изучения пространственной вариабельности свойств почв с использованием вариационно-статистических методов.
Результаты исследований. Воздействие сосновых древостоев на постагрогенные серые почвы приводит к образованию лесной подстилки и ее дифференциации по степени разложения в зависимости от возраста леса. Формирование гумусового профиля и статистически достоверное изменение содержания гумуса происходит в условиях антропогенного воздействия достаточно быстро. Хотя тип гумусового профиля остается прежним (регрессивно-аккумулятивным), характерным для серых почв, абсолютное содержание гумуса при этом меняется на порядки. Такая же закономерность установлена для миграции обменных катионов кальция, железа, илистой фракции и физической глины. Достоверные различия по аккумуляции в почве валового и минерального азота происходят так же быстро, как и гумусонакопление. Минерализация азотсодержащих соединений идет в этих почвах до стадии аммиака. В зоне южной тайги характерно уменьшение степени насыщенности основаниями и подкисление серых почв залежей под восстанавливающимся сосновым лесом по сравнению с чистой залежью [10]. В лесостепной зоне смещения реакции почвы (рН) в более кислую сторону и снижение степени насыщенности основаниями (V, %) не обнаруживается. Увеличение содержания гумуса в самом верхнем слое почвы зафиксировано под средневозрастными и приспевающими разнотравными сосняками, поселившимися на залежах. Под влиянием лиственного березового леса и смешанного хвойно-лиственного леса в почвах активизируются процессы биогенной аккумуляции, усиливается нитрификационная способность почв и не происходит их подкисление. Статистически подтверждается увеличение содержания агрономически ценных фракций структурного состава в обоих слоях серых почв залежей, зарастающих лесом. При этом установлено снижение содержания глыбистой и пылеватой фракций, свидетельствующих об оптимизации структуры за счет прижизненного влияния корневой системы восстанавливающегося леса на структурообразование.
Максимальное влияние на показатели плодородия почв залежных земель оказывает зарастание сосновым лесом в Емельяновском районе, меньшее влияние проявляется при поселении смешанного сосново-березового леса в Больше-Муртинском районе и наименьшее - в Козульском районе, где формируется лиственный лес. В серых почвах Красноярской и Ачинско-Боготольской лесостепи происходит оптимизация свойств почв залежей при оставлении их в чистом виде.
Введение залежи в пашню несколько снижает величины некоторых показателей потенциального плодородия в слоях 0-10 и 10-20 см, особенно серой, лугово-черноземной и темноцветной пойменной почв, отличающихся меньшей экологической буферностью по сравнению с черноземом выщелоченным (табл. 1). В то же время интенсифицируется процесс минерализации органического вещества, что приводит в большинстве случаев к активизации процессов аммонификации и нитрификации с повышением содержания минеральных форм азота.
Таблица 1 - Показатели плодородия (n =5) при различном направлении использования почв залежей в лесостепной зоне Красноярского края, 2020-2022 гг.
|
Объект |
Глубина, см |
Гумус, % |
рН |
S |
Нг |
V,% |
Элементы питания, мг/кг почвы |
|||||
|
Н2О |
KСl |
м-моль/100 г почвы |
|
|||||||||
|
N-NO3 |
N-NH4 |
P2O5 |
K2O |
|||||||||
|
Серая тяжелосуглинистая |
||||||||||||
|
Пашня |
0-10 |
7,3 |
6,7 |
5,4 |
22,0 |
2,0 |
91,4 |
2,6 |
4,7 |
480,1 |
157,0 |
|
|
10-20 |
7,0 |
6,7 |
5,4 |
21,8 |
1,8 |
92,4 |
4,7 |
5,9 |
480,0 |
116,2 |
||
|
Залежь |
0-10 |
9,2 |
6,4 |
5,3 |
21,8 |
2,6 |
89,3 |
2,9 |
8,0 |
280,0 |
482,0 |
|
|
10-20 |
7,9 |
6,2 |
5,2 |
21,7 |
3,5 |
86,2 |
2,7 |
9,4 |
220,0 |
342,3 |
||
|
Сосняк |
0-10 |
6,5 |
6,9 |
6,0 |
23,6 |
2,3 |
91,1 |
2,8 |
6,7 |
370,4 |
224,0 |
|
|
10-20 |
5,0 |
7,0 |
6,0 |
22,9 |
1,4 |
94,2 |
2,6 |
4,8 |
310,0 |
132,0 |
||
|
Чернозем сильно выщелоченный лёгкоглинистый |
||||||||||||
|
Залежь |
0-10 |
4,3 |
6,1 |
5,2 |
49,2 |
4,0 |
92,5 |
5,0 |
3,6 |
180,2 |
177,7 |
|
|
10-20 |
3,2 |
6,0 |
5,3 |
34,6 |
1,7 |
95,3 |
13,3 |
3,1 |
103,2 |
160,3 |
||
|
Пашня |
0-10 |
5,2 |
5,4 |
4,6 |
45,6 |
2,9 |
94,0 |
13,3 |
3,4 |
380,0 |
291,0 |
|
|
10-20 |
4,1 |
5,5 |
4,4 |
32,5, |
1,3 |
96,0 |
13,0 |
3,6 |
230,0 |
276,7 |
||
|
Лугово-чернозёмная слабо выщелоченная лёгкоглинистая |
||||||||||||
|
Залежь |
0-10 |
12,2 |
6,5 |
5,4 |
55,8 |
0,8 |
99,0 |
9,7 |
4,1 |
172,0 |
319,3 |
|
|
10-20 |
9,1 |
7,3 |
6,0 |
45,8 |
7,1 |
93,1 |
7,1 |
3,4 |
134,0 |
191,7 |
||
|
Пашня |
0-10 |
10,8 |
6,7 |
6,3 |
50,4 |
0,4 |
99,1 |
6,9 |
2,6 |
150,0 |
361,3 |
|
|
10-20 |
11,1 |
6,7 |
6,1 |
45,1 |
2,4 |
95,0 |
10,0 |
4,5 |
170,0 |
282,0 |
||
|
Тёмноцветная пойменная легкосуглинистая |
||||||||||||
|
Залежь |
0-10 |
4,1 |
5,9 |
5,2 |
45,2 |
2,5 |
94,8 |
3,7 |
2,4 |
263,0 |
284,7 |
|
|
10-20 |
2,2 |
5,8 |
4,5 |
30,2 |
1,5 |
95,3 |
3,3 |
2,0 |
203,0 |
235,3 |
||
|
Пашня |
0-10 |
2,7 |
5,8 |
4,9 |
40,2 |
2,0 |
95,2 |
8,3 |
2,1 |
175,7 |
105,3 |
|
|
10-20 |
1,5 |
6,0 |
4,9 |
24,6 |
1,2 |
95,3 |
6,4 |
2,0 |
184,0 |
119,7 |
||
При освоении и сельскохозяйственном использовании постагрогенной лугово-черноземной и темноцветной пойменной почвы залежей Красноярской лесостепи комплекс почвенно-агрохимических свойств изменяется не существенно. Состояние почвенно-поглощающего комплекса как правило оптимизируется. Обеспеченность элементами фосфорного и калийного питания в целом несколько выше в почве залежи по сравнению с освоенными участками, особенно в слое 0-10 см, что указывает на биогенную аккумуляцию этих элементов в самом верхнем слое. Особенности инфильтрации почв, их реакция, концентрация полуторных оксидов в оглееном слое пойменных и лугово-черноземных почв, способствуют химическому поглощению и аккумуляции фосфорных соединений.
При распашке и механической обработке почвы залежей выравнивается пространственная пестрота показателей эффективного плодородия за счет нивелирования куртинистости напочвенного травянистого покрова и подземной массы органических остатков. Установлена очень слабая пространственная неоднородность большинства почвенно-агрохимических показателей на всех объектах исследования. Исключение составляет высокая пространственная вариабельность минеральных форм азота, что вполне логично. Вовлечение в пашню залежей повышает качественное состояние почвенного плодородия при одновременной трансформации количественных показателей.
Заключение. Таким образом, процесс зарастания бывших пашен лесом в условиях Средней Сибири не снижает плодородие почв. По ряду показателей, свойств и процессов в серых почвах залежей под влиянием леса формируется «проградационный тренд». Экологическое ранжирование по содержанию гумуса в почвах объектов исследований преимущественно показало, что влияние древостоев на серые постагрогенные почвы приводит к их динамике в направлении экологической нормы. Образующиеся в результате таких сукцессий природно-антропогенные экосистемы возможно повторно вовлекать в сельскохозяйственное использование, а также оставлять их как компоненты агроландшафтов, стабилизирующие и повышающие экологическую устойчивость, и видовое разнообразие. Повторное освоение и дальнейшее сельскохозяйственное использование залежных почв различных типов в лесостепной зоне Красноярского края, не обеспечивающее мероприятий по воспроизводству почвенного плодородия, может привести к проявлению "деградационного тренда" и снижению их ресурсного потенциала.
1. Иванов Д.А., Ковалев Д.А. Почвенно-агроэкологическое исследование процессов трансформации агроэкосистем при различном использовании //Агроэкологическое состояние и перспективы использования земель России, выбывших из активного сельскохозяйственного оборота. Материалы Всерос. научн. конф. - Москва, 2008. С. 299-303.
2. Нечаева Т.В. Залежные земли России: распространение, агроэкологическое состояние и перспективы использования (обзор) //Электронный журнал (ПОС) Почвы и окружающая среда, 2023, Т.6, № 2.
3. Шпедт А.А., Трубников Ю.Н. Гумусовое состояние и рациональное использование почв залежных земель Приенисейской Сибири //Достижение науки и техники АПК. - 2017. Т.31, №5. С. 5 - 8. EDN: https://elibrary.ru/ZCPUOD
4. Сорокина О.А., Токавчук В.В. Рыбакова, А.Н. Постагрогенная трансформация серых почв залежей //Научная монография. - Красноярск, 2016. 239 с.
5. Булгаков Д.С. Чупрова В.В., Шпедт А.А. Проблемы использования в Красноярском крае земель, выбывших из сельскохозяйственного оборота, и пути их решения //Агроэкологическое состояние и перспективы использования земель России, выбывших из активного сельскохозяйственного оборота. Материалы Всерос. научн. конф. – Москва, 2008. С. 271-274. EDN: https://elibrary.ru/RXZKXB
6. Колпакова О.П. Введение в оборот неиспользуемых земель сельскохозяйственного назначения Красноярского края //Социально-экономический и гуманитарный журнал. 2023. № 2. С. 55–66. DOI: https://doi.org/10.36718/2500-1825-2023-2-55-66; EDN: https://elibrary.ru/LSULWJ
7. Шпагин А.И., Едимеичев Ю.Ф. Современные проблемы ресурсосберегающих технологий в земледелии Красноярского края: учеб. пособие. - Красноярск, 2014. 105 с.
8. Годовой доклад о состоянии окружающей среды в Красноярском крае в 2021 году /Министерство экологии и рационального природопользования Красноярского края, КГБУ «ЦРМПиООС». - Красноярск, 2022.
9. Годовой доклад о состоянии и использовании земель Красноярского края за 2019 год /Федеральная служба государственной регистрации, кадастра и картографии. Красноярск, 2020.
