урожая [1]. К тому же ... Самая низкая всхожесть отмечалась в 2005 г.
реклама
ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ, ГЕНЕТИЧЕСКИЕ И ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОБЛЕМЫ ПОВЫШЕНИЯ УСТОЙЧИВОСТИ АГРОЦЕНОЗОВ урожая [1]. К тому же необходимо учитывать и качественные показатели семян (массу 1000 се мян, натуру, масличность, лузжистость и др.), эти показатели при увеличении нормы высева, по мне нию ряда ученых, также имеют тенденцию к сни жению [2]. Таким образом, выбор оптимальной густоты стояния растений имеет большое практическое значение. При определении оптимальной пре дуборочной густоты и нормы высева необходи мо иметь определенные показатели полевой всхожести, сохранности и выживаемости рас тений. При проведении исследований в 2004–2006 гг. нами проводился учет густоты стояния растений подсолнечника по всходам и перед уборкой и рас чет соответствующих показателей. В 2004 и 2006 гг. в период «посев – всходы» сло жились более благоприятные условия вследствие лучшей обеспеченности предпосевного и после посевного периодов теплом и осадками, поэтому полевая всхожесть была достаточно высокой и находилась в пределах 90–97% (табл. 1, 2). Самая низкая всхожесть отмечалась в 2005 г. Это было связанно с очень жаркой погодой во вре мя посева и очень холодной погодой в послепо севной период. Полевая всхожесть в этот период составляла 85–92%. Сохранность растений к уборке находилась в пределах 90–95% в зависимости от испытуемого сорта или гибрида подсолнечника. В среднем за годы исследований (2004–2006 гг.) выживаемость растений к уборке как на участках с применением гербицидов, так и на участках без их применения существенно не отличалась и была в пределах 8392 %. Самые высокие показатели наблюдались у гибрида Принтасол – до 92 %, а у сортов Родник, КНВ, СУР – от 85 до 90 %. Литература 1. Громов, А.А. Биологические и агротехнические основы фор мирования высокопродуктивных сирофитоценозов одно летних кормовых культур в степной зоне Южного Урала/ А.А. Громов: автореф. диссертации… доктора биол. наук. Оренбург, 1995. 20 с. 2 . Харченко, Н.И. Влияние удобрений на содержание влаги и питательных веществ в черноземе обыкновенном и на урожайность подсолнечника / Н.И. Харченко // Химиза ция сельского хозяйства. 1991. №9. С. 83–85. Влияние водообеспеченности на плодородие почв и продуктивность биоценозов Южного Урала Ю.М. Нестеренко, д.г.н., зав. отделом геоэкологии, Оренбургский научный центр УрО РАН Во второй половине XX в. значительно возрос ло воздействие человека на основные компонен ты природы степной зоны: почвы, грунты, биоце нозы, факторы, формирующие сток поверхност ных и подземных вод, и др. Южный Урал, типичный вододефицитный ре гион, имеет высокий уровень развития промыш ленности и сельскохозяйственного освоения тер ритории и в связи с этим испытывает двойной пресс антропогенного воздействия на природу: со стороны промышленных зон, тяготеющих к городам, которые занимают около 2% террито рии региона, и сельскохозяйственных угодий, занимающих около 90% территории Южного Урала. Сельскохозяйственное землепользование на Южном Урале привело к изменению воднофизи ческих свойств и качества почвы. Следствием это го стали изменения в балансе вод зоны активного водообмена и их качестве. Изменения в природ ных водах повлекли за собой изменения в процес сах, идущих в верхней части земной коры, в фор мировании растительности, почв, грунтов, их эко логии и в процессах природопользования. В формировании степных биоценозов и почв под ними особую значимость приобретает водо обеспеченность этих процессов. В естественных сухих степях при отсутствии или умеренном уровне антропогенной на них на грузки значительную водорегулирующую роль имеет дернина многолетних дерновинных злаков (ковыли, типчак, тонконог и др.), многолетних стержнекорневых двудольных растений, полуку старников и вегетирующих обычно весной одно летних растений. На пониженных участках рель ефа кустарники и колки засухоустойчивых ли ственных древесных пород обеспечивают перехват основной части стока талых вод и летних ливне вых осадков. Высокая начальная скорость впи тывания воды в дернину (5–10 мм/мин.), значи тельно превышающая возможную интенсивность снеготаяния и ливней, обеспечивает быстрое про никновение влаги в нижерасположенные слои почвы. Там она под защитой все той же дернины сохраняется от непродуктивного испарения. Од нако на создание дернины расходуется наземная часть растений, и чем большая часть ее будет ухо 101 БИОРЕСУРСЫ СУШИ дить в зиму и затем на образование дернины и гу муса, тем выше будет эффективность использо вания атмосферных осадков. Отмершая степная растительность и полукустарнички, оставшиеся после умеренной пастьбы диких и домашних жи вотных, предотвращают сдувание снега, обеспе чивая его равномерное распределение. Естествен ные степи есть совокупность саморегулирующих ся биогеоценозов, включающих растительность и обитающий в них животный мир, с преимуще ственно внутренним замкнутым оборотом органи ческого и минерального вещества на основе зам кнутой трофической цепи. Не съеденные живот ными, грызунами и прочей живностью растения или их части, отмирая совместно с корневой сис темой, создают дернину и соответствующие им почвы. Они обогащаются продуктами жизнедея тельности обитающих здесь животных, да и са мими животными после их отмирания. Дернина, а точнее сказать, опаднодерновое покрытие (степной войлок), с высокими фильтрационны ми свойствами в условиях большого дефицита влаги обеспечивает постепенное увеличение под ней мощности почвенного слоя и, защищая его от перегрева, поддерживает высокий коэффициент продуктивного использования накопленных ат мосферных осадков. Естественные степи имеют относительно высо кую биологическую продуктивность в замкнутой системе, которая идет в основном на сохранение самих степей, не приспособлена к значительному отчуждению органического вещества за его пре делы и имеет очень низкую хозяйственную про дуктивность. Отчуждение человеком все возрастающей ча сти органического вещества из замкнутой есте ственной степной системы привело сначала к уменьшению мощности дернины, затем почвен ного слоя и гумуса в нем, увеличению поверхност ного стока талых и ливневых вод. Ухудшение во дообеспеченности степной растительности уско рило дальнейшую деградацию степи, превращая ее в выбитую степь. Хозяйственная урожайность слабовыбитой степи на южных черноземах Южного Урала в 1982–1985 гг. составила 2,8 т/га сухой массы, вы битой – 1,2 т/га и сильно выбитой – всего 0,2 т/га. Распашка целинных земель привела к уничто жению приспособившихся в процессе эволюции к дефициту влаги биогеоценозов, создававших и постоянно поддерживавших опаднодерновый по кров, который являлся исходным материалом чер ноземов и его защитой. Это коренным образом изменило условия почвообразовательного процес са, водный и тепловой режимы почв и их водно физические свойства. Вспаханная к зиме пашня (зябь) имеет фильтрационные свойства и объем ный вес, близкие к величинам на некосимой це лине. Однако в отличие от стабильных в вегета ционный период этих показателей на целине, пашня к середине вегетационного периода уплот няется с поверхности до 1,20–1,25 г/см3, а началь ная скорость впитывания воды уменьшается в 2– 3 раза. В условиях водного дефицита Южного Урала круговорот органического вещества и его баланс в почве находятся в зависимости от водообеспе ченности. Ведущим фактором водообеспеченнос ти являются атмосферные осадки. Зависимость запасов гумуса в почвах Южного Урала от сред ней годовой суммы атмосферных осадков пока зана на рисунке. Его анализ показывает высокую зависимость запасов гумуса в 0,5метровом слое пахотных и целинных не выбитых почв эталон ных участков от атмосферных осадков. Г, т/га У, ц.к.е/га 600 15 500 400 10 300 200 100 300 5 350 400 450 500 А, мм/год Рис. 1 – Зависимость запасов гумуса (Г) в почве и продук тивности пахотных и целинных земель (У) от сред ней годовой суммы атмосферных осадков (А) с использованием данных [1]: 1 – запасы гумуса на пахотных землях и 2 – на целинных, 3 – урожай ность на пашне и 4 – на целине. При оценке урожайности на пахотных землях различных зон вододефицитных территорий целе сообразно к расчету принимать годовую сумму осадков, так как все атмосферные осадки в той или иной мере участвуют в создании раститель ной массы. В таблице показана эффективность использования средней годовой суммы атмосфер ных осадков (Аг) по урожайности трав на целине (Уц) и зерновых культур на пахотных землях (Уп) в кормовых единицах на различных почвах. В этой же таблице показана урожайность в расчете на тонну гумуса в 0,5метровом слое почвы. На эф фективность использования растительностью ат мосферных осадков и других природных факто ров в естественных и искусственных биоценозах, проведения агротехнических и мелиоративных ме роприятий существенное влияние оказывает со держание гумуса в почве. 102 ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ, ГЕНЕТИЧЕСКИЕ И ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОБЛЕМЫ ПОВЫШЕНИЯ УСТОЙЧИВОСТИ АГРОЦЕНОЗОВ 1. Эффективность использования атмосферных осадков и гумуса растительностью в зависимости от их количества и типа почв на пахотных и целинных землях Почвы Показатели Атмосферные осадки за год, Аг Урожайность на пашне, Уп Урожайность на целине, Уц Кос.п = Аг/Уп Кос.ц = Аг/Уц Содержание гумуса в слое 0,5 м на пашне, Гп Содержание гумуса в слое 0,5 м на целине, Гц Кг.п. = Уп/Гп Кг.ц. = Уц/Гц Ед. изм. темнокаштановые чернозем южный чернозем обыкновенный чернозем тучный мм ц к.е./га –//– м3/ц к.е. –//– т/га 320 9,1 7,2 356 444 125 410 10 10 410 410 225 450 12 13 375 346 280 500 13 16 385 312 360 –//– 191 312 378 564 ц/т –//– 0,072 0,038 0,044 0,032 0,043 0,034 0,036 0,028 Для оценки этого влияния и определения ин тенсивности нагрузки на него растительностью введем коэффициент интенсивности использова ния гумуса (Кг), определяемый по формуле Кг = У / Г, где У – урожайность наземной массы в кормовых единицах, ц/га; Г – содержание гумуса в расчетном слое, т/га. Затраты атмосферных осадков естественной целинной растительностью на создание центнера кормовых единиц уменьшаются с 444 м3/ц к.е. на темнокаштановых почвах, получающих 320 мм осадков, до 312 м3/ц к.е. – на тучных черноземах, получающих 500 мм осадков в год. Очевидно, с увеличением мощности дернового слоя и содер жания гумуса в почвенном горизонте при боль шей водообеспеченности уменьшается доля не продуктивного испарения влаги. В искусственных ценозах на пахотных землях применяемая на современном этапе система зем леделия уменьшает затраты атмосферных осадков на темнокаштановых почвах до 356 м3/ц к.е. На распаханных южных черноземах расход влаги на центнер продукции равен ее расходу на целине. На обыкновенных и тучных черноземах эффек тивность использования влаги на пахотных зем лях на 8–9% меньше, чем на целине. Интенсивность биологической нагрузки на гумус целины в степи мало зависит от его содер жания в почве и составляет 0,038–0,032 ц к.е./т. В лесостепной зоне при лучшей водообеспеченно сти и больших запасах гумуса (564 т/га) нагрузка на него снижается до 0,028 ц к.е./т. На пахотных землях биологическая нагрузка на гумус в сравнении с данными по целине (по урожайности зерновых культур) увеличивается в 1,5–2 раза и составляет 0,036–0,072 ц к.е./т. Ин тенсивность нагрузки на гумус пашни ожесточа ется хозяйственным отчуждением основной час ти урожая. Но и на пахотных землях лесостепной зоны интенсивность этой нагрузки в 2 раза мень ше, чем в острозасушливой степной зоне на тем нокаштановых почвах. Более высокая нагрузка на запасы гумуса тем нокаштановых почв ведет к интенсивной их дег радации. За 30–35 лет их вспашки они потеряли 35% своего гумуса. За более чем 50летнее исполь зование под пашню обыкновенные и южные чер ноземы потеряли соответственно 24 и 26% запа сов гумуса. За этот же период использование под пашню тучных черноземов при 500 мм атмосфер ных осадков и относительно низкой интенсивно сти нагрузки на запасы гумуса привело к сниже нию его содержания на 36%. Повидимому, при коэффициенте увлажнения (Кув), равном 0,7, и влагонакапливающей системе землепользования периодически возникающий нисходящий поток влаги в зоне аэрации выносит наиболее подвиж ные соединения гумуса в подпочвенные слои зоны аэрации и далее в подземные воды. Так, по дан ным [1], в малодоступном для растений горизонте этих почв на глубине 0,9–1,3 м содержание гуму са колеблется в пределах от 3,7 до 5,4%. Подзем ные и поверхностные воды этой зоны также име ют повышенное количество азот и углеродсодер жащих соединений. 103 Литература 1. Климентьев, А.И. Почвенные эталоны Оренбургской об ласти / А.И. Климентьев, Е.В. Блохин // Материалы для Красной книги почв Оренбургской области / УрО РАН, Институт степи. Екатеринбург, 1996. 90 с.
