Агрохимические и агрофизические трансформации осушенных подбелов в процессе залежной сукцессии

e-mail: ;

В Еврейской автономной области (ЕАО), как и во многих других регионах Российской Федерации, остро стоит проблема возврата залежных земель в сельскохозяйственный оборот. Это особенно актуально в условиях геополитической нестабильности и необходимости обеспечения продовольственной безопасности страны. Исторически сложилось так, что сельское хозяйство ЕАО развивалось на фоне сложных природно-климатических условий: частые паводки и значительная заболоченность территории создавали серьёзные препятствия для ведения земледелия. Масштабные мелиоративные работы, проведенные во второй половине XX в., превратили ЕАО в один из важных аграрных регионов Дальнего Востока, эти земли стали основой аграрного производства, обеспечивая регион зерном и другими продуктами. Однако экономический кризис 1990-х гг.

привел к резкому сокращению сельскохозяйственного производства, огромные площади осушенных земель были заброшены, что вызвало ряд негативных последствий. Залежные земли стали зарастать мелколиственным лесом, кустарником и травами, в некоторых местах началось вторичное заболачивание.

Возврат этих земель в сельскохозяйственный оборот сопряжен со значительными трудностями. Требуются весомые финансовые вложения в ремонт и реконструкцию осушительных систем, восстановление почвенного плодородия, борьбу с сорняками и вредителями. Повторное использование земель после длительного простоя требует проведения комплексной экологической оценки, включающей анализ состояния почв, грунтовых вод, биологического разнообразия [1, 6].

Актуальность данной темы объясняется

тем, что для создания эффективных мелиоративных систем необходимо собрать разнообразную информацию как о положительных, так и о негативных изменениях, происходящих в почвах в результате осушения.

Цель работы – оценка современного экологического состояния разновозрастных залежных осушенных луговых подбелов (на примере осушительной системы «Даурский массив» Еврейской автономной области).

Территория исследования находится на юго-западе Еврейской автономной области и входит в состав крупной Среднеамурской низменности, образованной благодаря аккумулятивным процессам озерно-речного генезиса, в результате которых в течение среднего и верхнего плейстоцена на поверхности сформировались песчано-суглинистые отложения. В геоморфологическом отношении участок исследования расположен в пределах Среднеамурской низменности, на вто- рой надпойменной террасе р. Амура. На большей ее части почвообразующими породами являются слабоводопроницаемые суглинистые и глинистые отложения [2].

Исследования были проведены на мелиоративной системе «Даурский массив». Данная система была осушена открытым дренажем в 1990 г., ее площадь составляет 1661 га, расстояние между каналами 50–100 м (рис. 1а). По данным ФГБУ Биробиджанмелиоводхоз, фактический износ системы по состоянию на 2023 г. составляет более 75%.

Были изучены типичные луговые почвы, характерные для Среднеамурской низменности (луговые подбелы), которые составляют значительную часть почвенного фонда равнинной зоны ЕАО. Для эффективного использования этих почв необходимы мероприятия по осушению с помощью глубокого дренажа и длительная агрономическая обработка пахотного слоя. По гранулометри-

Рис. 1. а – Точки отбора проб почв на осушительной системе «Даурский массив»; б – Морфологические свойства луговых подбелов; в – Агрохимические показатели осушенных разновозрастных залежных почв в горизонте 0–20 см

Fig. 1. a – Soil sampling points at the “Daursky Array” drainage system; b – Morphological properties of meadow understory soils; c – Agrochemical indicators of different age drained fallow soils in the 0–20 cm horizon ческому составу эти почвы относится к средним и тяжелым суглинкам.

Изучение морфологических признаков заложенных разрезов показало их изменения (рис. 1б). Профиль целинных почв представлен следующим набором генетических горизонтов:

• •    Горизонт AUg (0–15 см) сильно задернован корневой системой, имеет серый темный окрас и рыхлую структуру. Нижняя граница этого горизонта неровная, что является типичным для луговых почв низменных участков.

• •    Горизонт Elnng (15–30 см) уплотнённый, имеет сизовато-серый цвет.

• •    Горизонт BTg (30–70 см) плотный, имеет темно-серый цвет. На глубине 70 см установился уровень грунтовых вод.

При освоении и осушительной мелиорации исследуемых почв значимые изменения происходят в гумусово-аккумулятивном горизонте (поскольку он имеет небольшую мощность), также припахивается и часть Elnng горизонта. На залежах с увеличением срока зацелинения восстанавливается горизонт AUg. На 10-летней залежи он составляет 6–7 см, а на 25-летней залежи достигает мощности 10–12 см. Под 25-летними залежами структура пахотного горизонта возвращается в естественное (до распашки) состояние.

Зарастание пашни и превращение её в залежь влечёт изменения почвенных процессов и свойств. В процессе анализа осушенных залежных почв ключевым аспектом является исследование формирования структурных агрегатов почвы, который существенно влияет на характеристику почвенной структуры [3].

Проведя анализ почвенных образцов (рис. 1в), было установлено, что прекращение аграрных работ в течение длительного периода на бывших пашнях оказывает существенное влияние на концентрацию в них гумуса.

Одним из информативных индикаторов изменения почвенного плодородия залежных земель служит содержание Cорг в почве [5]. Результаты проведённых анализов показали, что содержание гумуса в верхних горизонтах целинных почв и залежах возрастом 25 лет находятся на уровне «средних» значений. Луговые подбелы, расположенные под осоково-вейниковой растительностью, формируют особый горизонт АU, который насыщен переплетенными живыми и отмершими корнями. Такой состав почвы способствует не только накоплению углерода, но и улучшению ее структуры, что в свою очередь повышает ее плодородие. Пребывание луговых подбелов в залежном состоянии на протяжении длительного времени положительно влияет на накопление гумуса. Исследования показывают, что за десятилетний период содержание гумуса в почве таких участков увеличивается в 1,5 раза по сравнению с пахотными землями. В 25-летней залежи содержание Cорг увеличивается в два раза, что также может быть связано с накоплением и разложением растительных остатков, а также с деятельностью микроорганизмов, которые играют ключевую роль в превращении органического вещества в гумус. Значение актуальной кислотности в верхних горизонтах всех почв является слабокислой (5–6 ед. рН). Наибольшее снижение солевой и гидролитической кислотности наблюдается в 10-летней залежной почве. В 10- и 25-летних залежах выявлен рост кислотности до слабокислых значений, что является результатом прекращения агрохимических мероприятий, и постепенное вымывание извести, которую в начале освоения внесли в почву.

На пашне, засеянной соей, уровень обеспеченности почвы подвижным фосфором был оценен как «средний», что указывает на необходимость дополнительного внесения удобрений для оптимизации роста и развития растений. В пахотном слое почвы обнаружена высокая концентрация обменного калия, что может быть следствием интенсивного внесения калийных удобрений или особенностей материнской породы. В противоположность этому на землях, выведенных из сельскохозяйственного оборота и длительное время не подвергавшихся обработке, наблюдается снижение концентраций как фосфора, так и калия. Это обусловлено естественными процессами выщелачивания этих элементов, а также их постепенным связыванием в труднодоступные для растений формы. Скорость этих процессов, возможно, зависит от климатических условий (особенно количества осадков и температуры), типа почвы и ее кислотности. На обрабатываемых пахотных землях, особенно при отсутствии защитного растительного покрова, формируются условия, способствующие ускорению деградации почвы. Отсутствие растительности повышает уязвимость почвы к водной и ветровой эрозии. В результате неподвижные формы калия и фосфора могут переходить в подвижные, что делает их более доступными для растений. Однако такие процессы также могут привести к вымыванию питательных веществ, особенно в условиях сильных дождей, что требует внимательного контроля за состоянием почвы и внесением необходимых удобрений [4].

В целом результаты исследования подтверждают эффективность длительного вывода земель из сельскохозяйственного оборота для восстановления их естественного плодородия и улучшения агрофизических и агрохимических свойств. Однако нужны дальнейшие исследования для оптимизации сроков залежи и разработки стратегий рационального использования восстановленных земель, учитывающих специфику почвенно-климатических условий региона. Более того, необходимо учитывать влияние различных факторов, таких как гидрологический режим осушительной системы, видовой состав растительности и воздействие антропогенных факторов на процесс самовосстановления. Это позволит создать более полную картину процесса самовосстановления осушенных залежных почв и разработать эффективные методы управления их плодородием.