Многолетние травы и их роль в снижении деградации обыкновенного карбонатного чернозема

В настоящее время установлено, что применение мощных тракторов и другой сельскохозяйственной техники с недопустимо высоким удельным давлением на поверхность почв явилось одной из главных причин постепенного изменения структурно-агрегатного состояния почв. Непрерывно следующие друг за другом взрыхления и сильные уплотнения пахотного горизонта привели к снижению содержания водостойких агрегатов. В черноземах в сравнении с их естественными аналогами содержание водостойких макроагрегатов в пахотном горизонте резко снижается прежде всего за счет наиболее гидро- фильных представителей, что также ведет к уплотнению почвы.

Уплотнение пахотного горизонта черноземов и других типов почв неизбежно ухудшает водопроницаемость, что активизирует поверхностный сток. Увеличение поверхностного стока, дефляция, разрушение водостойких агрегатов активизирует смыв с поверхности почвы (или сдув ветром) высокодисперсного обогащенного гумусом материала. Постепенное снижение за счет водной и ветровой эрозии мощности пахотного горизонта приводит к припахиванию нижележащей, обычно менее обогащенной гумусом его части или вооб- ще другого генетического горизонта, а то и почвообразующей породы.

На сегодняшний день распространенность эродированных сельскохозяйственных почв достигла угрожающих размеров. Так, в Ростовской области площадь пашни, подверженной водной и ветровой эрозии, составляет 4,2 млн га, или 69,2% к общему ее количеству.

Наряду с падением содержания гумуса в почве, снижением доступных форм питательных веществ, особенно на участках с распространением водной и ветровой эрозии, резко ухудшились агрофизические свойства почв.

В создавшихся условиях необходимо искать выход, и он есть – переход к ландшафтным системам земледелия, позволяющим оптимизировать использование земли и других природных ресурсов и осуществить управляемые, экологически обоснованные воздействия на почвенное плодородие. В мире широко известны имена выдающихся ученых – лидеров в области теории ландшафтного земледелия: В.В. Докучаева, В.И. Вернадского, Н.М. Сибирцева, Л.С. Берга, В.Н. Сукачева, П.А. Костычева, Н.А. Качинского, В.А. Ковды, Н.М. Тулайкова, А.И. Бараева, А.Н. Каштанова, М.Н. Заславского, А.А. Жученко, В.И. Кирюшина, А.И. Ша- баева, М.И. Лопырева, И.Ф. Медведева и других.

Цель опытов, проведенных нами в ОАО «Сорго» Зерноградского района на обыкновенных карбонатных черноземах в 2004–2007 гг., заключается в существенном повышении устойчивости склоновых эродированных земель к различным видам эрозии, а также изучение динамики агрофизических свойств почв.

В начале апреля 2004 г. была посеяна люцерна синегибридная сплошным рядовым способом под покров ярового ячменя на поле, которое имело водораздельное плато и слабопокатый склон (3–5°) юговосточной экспозиции – на плато почвы, не подверженные эрозии, на склоне – средне-смытые, эродированные. Перед посевом, на закрепленных площадках был произведен отбор проб почвы для изучения агрофизических свойств. Влажность почвы определяли термовесовым методом с отбором почвы почвенным буром в пятикратной повторности, плотность сложения определяли в образцах с ненарушенным сложением с помощью металлического цилиндра объемом 500 мл, агрегатный анализ почвы определяли методом Н.И. Савинова.

В результате были получены следующие данные (табл. 1).

Таблица 1

Динамика плотности сложения почвы на различных элементах агроландшафта в 2004 г., г/см3

Варианты	Слой почвы, см	Перед посевом 28.05.04	Посев: яровой ячмень +люцерна
			08.06.04	06.07.04	26.09.04	среднее
	0–10	1,33	1,24	1,23	1,16	1,21
Водораздельное плато	10–20	1,35	1,22	1,20	1,15	1,19
	20–30	1,25	1,19	1,1	1,11	1,16
	0–30	1,31	1,22	1,20	1,14	1,14
Слабопокатый склон	0–10	1,33	1,30	1,24	1,12	1,22
юго-восточной	10–20	1,39	1,32	1,30	1,17	1,26
	20–30	1,37	1,33	1,34	1,14	1,27
экспозиции (3–5°)	0–30	1,36	1,32	1,29	1,14	1,25
НСР 05		0,02	0,02	0,03	0,01

Из таблицы 1 следует, что показатель плотности сложения почвы в вариантах опыта различался: на склоне юго- восточной экспозиции он был практически во все даты проведения исследований выше на 0,1–0,001 г/см3 по сравнению с водо- раздельным плато, что связано с эродиро-ванностью почвы и припашкой менее плодородных нижележащих горизонтов. Более плотным перед посевом был слой почвы 10–20 см как на водораздельном плато, так и на склоне, что связано с тем, что после зяблевой вспашки проводилась осенняя культивация (повышенная плотность слоя 10–20 см вызвана давлением культиваторных лап на данный слой почвы, кроме того, уплотнению его способствовало также преимущественное возделывание зерновых культур на данном поле с применением поверхностной и мелкой обработки почвы). В дальнейшем на посевах ярового ячменя с подсевом люцерны плотность почвы уменьшается как на водораздельном плато, так и на склоне (табл. 1). Мониторинг 2004 года показал, что в июне, июле и сентябре показатель плотности сложения плавно снижался и достиг минимального значения в сентябре благодаря развитию корневой системы люцерны в слое 0–30 см как на водораздельном плато, так и на склоне, составив 1,14 г/см3.

Формирование корневой системы люцерны первого года использования способствовало существенному разуплотнению почвы, особенно сильно оно проявилось на склоне юго-восточной экспозиции. В 2004 г. за период март–сентябрь на посевах люцерны показатель плотности сложения на пологом склоне в слое 0–30 см снизился на 0,22 г/см3.

Таблица 2

Динамика плотности сложения почвы на разных элементах агроландшафта в 2004–2007 гг.

Варианты	Слой почвы, см	Перед посевом 28.05.04	Посев люцерны
			2004 г.	2005 г.	2006 г.	2007 г.
	0–10	1,33	1,21	0,96	0,99	1,05
Водораздельное плато	10–20	1,35	1,19	0,97	1,03	1,10
	20–30	1,25	1,16	1,02	1,00	1,06
	0–30	1,31	1,19	0,98	1,01	1,07
Слабопокатый склон	0–10	1,33	1,22	1,10	1,10	0,96
юго-восточной	10–20	1,39	1,26	1,05	1,10	1,01
	20–30	1,37	1,27	1,12	1,02	1,00
экспозиции (3–5°)	0–30	1,36	1,25	1,09	1,07	0,99
НСР 05		0,02	0,02	0,02	0,03	0,02

В дальнейшем посевы люцерны на данных участках находились в течение 2005–2007 гг.

Данные таблицы 2 свидетельствуют, что за 4 года использования посевов люцерны на водораздельном плато и на слабопокатом склоне со среднесмытыми почвами, существенно улучшились агрофизические свойства почв. Уже начиная со второго года использования люцерны синегибридной на опытных участках происходило увеличение общей пористости, а к четвертому году она возросла по изучаемым слоям на 1,4–2,4%. Это стало возможным потому, что длительное возделывание люцерны положительно влияет на восстановление утраченной структуры обыкновенно- го чернозема, при этом увеличивалось количество водопрочных агрегатов крупнее 0,25 мм (Н.А. Вахрушев, Л.В. Рудакова, 2006 г.).

Этому способствовало также поступление в почву свежего органического вещества в виде биомассы корней, а также отмирающей надземной массы люцерны с одновременным обогащением почвы различными микроорганизмами. Существенно возросло содержание гумуса (3) в 2007 г. По сравнению с 2004 г. содержание гумуса возросло на 0,23–0,26%.

Известно, что плотность сложения почвы – величина непостоянная и изменяется в зависимости от конкретных условий, в первую очередь от наличия влаги.

Таблица 3

Варианты	Слой почвы, см	Перед посевом март 2004	Посев люцерны
			2005 г.	2006 г.	2007 г.
	0–10	7,82	11,50	5,02	3,55
	10–20	9,44	7,82	5,58	6,70
Водораздельное плато	20–30	11,19	9,04	6,65	8,52
	0–30	31,80	31,69	20,08	21,62
	0–100	125,35	66,45	45,84	52,58
	0–10	5,75	12,68	4,78	8,67
Слабопокатый склон	10–20	6,64	11,94	6,32	9,83
юго-восточной	20–30	9,12	10,60	6,42	8,63
экспозиции (3–5°)	0–30	24,53	38,86	20,35	30,41
	0–100	58,30	93,16	42,86	76,95
НСР 05		0,02	0,02	0,02	0,03

Влияние посевов люцерны и элементов агроландшафта на содержание продуктивной влаги в почве, мм

Из таблицы 3 следует, что наиболее благоприятными по увлажнению были 2004 и 2005 гг., растения не испытывали большого недостатка в тепле и влаге, тогда как в 2006 и 2007 гг. рост и развитие растений проходили в более жестких условиях. Так, большее количество продуктивной влаги было в варианте на водораздельном плато, в 2004 г. показатель в слое 0–100 см составил 125,36 мм, а в варианте на слабопокатом склоне всего лишь 58,6 мм, то есть в эродированных склоновых почвах при возделывании зерновых культур содержание продуктивной влаги в 2,14 раза меньше, чем на ровном водораздельном плато. Однако в последующие годы под посевами люцерны показатель практически выровнялся на разных вариантах, что можно объяснить снижением поверхностного стока воды при развитии трав на поле.

Следовательно, посев люцерны синегибридной на обыкновенном карбонатном черноземе весьма эффективен:

• V    посевы люцерны повышают пористость почв;

• V    возрастает содержание органического вещества в почве;

• V    улучшается почвенная структура и ее водопрочность;

• V    существенно снизился показатель плотности сложения почвы в вариантах

опыта в результате длительного возделывания многолетних трав;

• V    посевы трав способствовали снижению поверхностного стока воды на слабопокатом склоне и значительному повышению водопроницаемости почвы;

V до посева трав содержание продуктивной влаги в слое 0–100 см в варианте на водораздельном плато было в 2,14 раза выше, чем в варианте на слабопокатом склоне, при последующем возделывании люцерны количество продуктивной влаги стало примерно одинаковым, а в 2005 и 2007 гг. в варианте на слабопокатом склоне продуктивной влаги было больше на 40,2– 46,3%, чем на водораздельном плато благодаря посевам люцерны.

Посевы многолетних трав оказывают огромное почвоулучшающее и противоэро-зионное действие, способствуют накоплению гумуса и элементов минерального питания.