АГРОХИМИЯ, 2009, № 7, с. 85-93
== ОБЗОРЫ :
УДК 631.42
ПОСТАГРОГЕННАЯ ЭВОЛЮЦИЯ ХОРОШО ОКУЛЬТУРЕННЫХ ДЕРНОВО-ПОДЗОЛИСТЫХ ПОЧВ СЕВЕРО-ЗАПАДА НЕЧЕРНОЗЕМНОЙ ЗОНЫ
© 2009 г. А. В. Литвинович
Агрофизический научно-исследовательский институт 196608 Санкт-Петербург-Пушкин, ш. Подбельского, 7, Россия E-mail: avlavr@rambler.ru
Представлен обзор материалов по вопросу постагрогенной трансформации хорошо окультуренных дерново-подзолистых почв. Приведена схема эволюции растительного покрова при переходе почв из состояния агроценоза к состоянию климаксового равновесия. Показано, что положительные изменения почвенных свойств, достигнутые в результате окультуривания, по мере увеличения возраста залежных почв постепенно утрачиваются. Скорость возврата к исходному состоянию свойств почв различна и зависит от степени их консервативности.
ВВЕДЕНИЕ
Современный этап развития сельского хозяйства России характеризуется значительным сокращением площади сельскохозяйственных угодий. С 1990 по 2000 гг. их количество сократилось со 131.8 до 116.1 млн. га [1]. При этом перестали возделывать значительные площади высоко окультуренных и мелиорируемых земель, которые составляют ближайший резерв пахотного клина на Северо-Западе России [2].
Выведение в залежь и естественное зарастание сельскохозяйственных угодий характерно не только для последних 15-20 лет. Большинство территорий южно-таежной подзоны за историческое время в той или иной степени подвергалось антропогенному воздействию, вследствие чего многие дерново-подзолистые почвы представляют результат эволюции старопахотных территорий в лесные угодья [3].
В работе [4] прослежены изменения площади пахотных угодий Ленинградской обл. С начала XVIII в. вплоть до отмены крепостного права происходило постоянное увеличение площади пашен. По данным Губернского статистического комитета, в это время пахотная площадь Санкт-Петербургской губернии составляла 655 тыс. десятин (1 десятина ~ 1.1 га).
К 1928 г. посевные угодья уменьшились до 319.5 тыс. га. В 1940 г. их площадь равнялась 466.9 тыс. га, а в годы Великой Отечественной войны сократилась до 209.4 тыс. га.
Расширение пахотных угодий началось в послевоенный период и к 1973 г. площадь обрабатываемых земель области составляла 365 тыс. га.
К 1990 г. в Ленинградской обл. было 441.2 тыс. га пашни, в 2006 г. - 397.2 тыс. га. Общая площадь сельскохозяйственных угодий Ленинградской обл. за этот период сократилась с 775 до 645.7 тыс. га (~ на 17%) [5]. В экономически слабых областях
страны за последние 15-20 лет сокращение площадей достигло 40% [2].
Вопросы трансформации залежных почв заслуживают самого пристального внимания, так как в дальнейшем при их повторном вовлечении в агрокультуру это поможет правильно проводить мероприятия по их окультуриванию.
Для изучения эволюции старопахотных почв при их зарастании используют сравнительно хронологический метод - исследование изменения почв на ряде разновозрастных объектов [6].
ЭВОЛЮЦИЯ РАСТИТЕЛЬНОГО ПОКРОВА
Выпавшие из сферы сельскохозяйственного производства пахотные почвы постепенно зарастают многолетней травянистой растительностью, развитие которой проходит несколько стадий. Согласно [7], на залежных землях переход от господства корневищных злаков, более требовательных к богатству и аэрации почв, осуществляется через стадии преобладания рыхлокустовых, а затем и плотноку-стовых видов. Показано, что в Киришском и Луж-ском р-нах Ленинградской обл. в первые годы реградации пашни (10-15 лет) преобладала разнотравно-злаковая растительность с примесью бобового компонента, в последующем, через 25-35 лет - естественные травы [8]. Идущие процессы можно характеризовать как проникновение, временную стабилизацию и последующее вытеснение друг другом различных видов луговых растений, как правило, более устойчивых к изменяющимся (ухудшающимся) условиям минерального питания [7].
Существует и другая точка зрения [9], согласно которой большинство популяций видов, доминирующих на более поздних стадиях сукцессий, присутствуют с самого начала или на очень ранних этапах
86
литвинович
развития сообществ, но остаются незамеченными из-за их медленного роста. В борьбе за существование они побеждают своей пластичностью и выносливостью к различным изменениям среды, что позволяет им успешно развиваться как на более ранних, так и на более поздних стадиях сукцессий.
Показано, что на месте бывших пашен, даже спустя 100 лет, можно найти ряд видов луговых растений, например, полевицу белую, душистый колосок [10], но луговая растительность на бывших перелогах уже полностью исчезает под пологом леса через 40 лет [11]. Приспособительная способность леса к обитанию в сильно выраженных элювиальных условиях заключается в возможности накапливать необходимый деревьям запас биофильных элементов в наземной многолетней фитомассе, предохраняя его от вымывания [12].
После вытеснения луговых сообществ наиболее обычной является следующая смена растительности: ольшаник —► осинник или березняк —»- ельник —► сосна [4, 7]. Приводимую схему эволюции растительного покрова можно рассматривать лишь как обобщение наиболее частых случаев, но не как обязательную и неизменную. Отсутствие определенных видов растительности блокирует процессы развития отдельных стадий сукцессий [13].
Темпы эволюции растительного покрова на залежах зависят от гранулометрического и химического состава почв, а также уровня их окульту-ренности. На более плодородных, а также менее проницаемых почвах этот процесс происходит значительно медленнее.
Сукцессии продолжаются до тех пор, пока не установится сочетание видов, наиболее соответствующее региональному климату. Становление основного древостоя несколько опережает изменения физико-химических свойств почв [14].
ИЗМЕНЕНИЕ МОРФОЛОГИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ПОЧВ
Для дерново-подзолистых хорошо окультуренных почв характерно наличие мощного однородного пахотного слоя, обладающего рыхлым сложением и благоприятной структурой [15-17]. В отсутствии агрогенного воздействия нарушенное обработками строение профиля стремится к своему исходному состоянию [18, 19].
Встречающиеся в литературе данные о скорости возвращения к исходному состоянию морфологических свойств почв противоречивы. Исследованиями установлено [8, 20-22], что на первом этапе развития залежи (5-20 лет) наряду с образованием слоя дернины в нижней части пахотного слоя появляются зоны элювиирования, которые с возрастом увеличиваются.
По данным [23], в почве супесчаной залежи морфологические признаки освоения терялись к 4050 годам. Изучение морфологического строения
120-летней залежи под лесом, сформированной на среднесуглинистой дерново-подзолистой почве, не выявило отличий от почвы многовекового коренного леса [24, 25].
Спустя 100 лет после выведения окультуренной дерново-подзолистой песчаной почвы из хозяйственного оборота установлено наличие лесной подстилки, следующего за ним гумусово-аккумуля-тивного горизонта, для которого характерно резкое расслоение по плотности и наличие отбеленных зон по всей мощности, а также обособленного подзолистого гор. А2 [26].
Напротив, на основании изучения 63- и 70-летних суглинистых залежей сделан вывод, что при постаг-рогенной трансформации строение профиля лишь частично приобретало исходное генетическое состояние с сохранением признаков окультуривания [8]. Исследования показали, что после столетнего пребывания дерново-подзолистой легкосуглинистой опесчаненой почвы под лесом морфологические изменения выразились только в формировании гумусового гор. А1 в верхней части бывшего пахотного слоя, тогда как нижняя часть осталась практически неизменной [27].
Наблюдения за изменениями морфологических свойств дерново-подзолистых почв суглинистого гранулометрического состава в ряду залежь (20 лет)-30-летний березняк-осинник-70-летний березово-еловый лес-100-летний еловый лес-150-170-летний ельник-кисличник [3] позволили установить следующее. На первых стадиях зарастания пахотных угодий на залежи и в 30-летнем лесу гуму-сово-аккумулятивный горизонт сохранял морфологические свойства однородного пахотного горизонта. На последующих стадиях зарастания (70- и 100-летний лес по пашне) нижняя часть бывшего пахотного слоя уже полностью утратила комковатую структуру, характерную для пахотного горизонта, а затем и характерный темно-серый цвет. В 170-летнем лесу нижняя часть бывшего пахотного слоя отличалась от нижележащего подзолистого горизонта более темной окраской.
В работе [14] на тех же объектах изучали изменения порового пространства. Установлено, что при поселении леса на залежных почвах происходит восстановление морфометрических свойств порового пространства лесных почв. На первых этапах зарастания средние размеры макропор уменьшались. К 70 годам произошла четкая дифференциация пахотной почвы по форме и ориентации почвенных пор: в верхней части увеличилось количество изомерных изрезанных макропор, в нижней части появились трещиноватые макропоры с характерной для подзолистого горизонта ориентацией в горизонтальном направлении. К 170 годам поселения леса старопахотная почва приблизилась к фону, однако полного восстановления не произошло.
Без учета истории преобразования почвенного покрова трудно понять частое отсутствие в лесных почвах подзолистого горизонта [28]. Наблюдения
показали [7] общий ход изменения свойств почвы при развитии лиственного леса на месте луга. Гумусовый горизонт далеко не сразу начинает деградировать, так как он все время пополняется органическим веществом за счет перегнивающей подстилки. С течением времени происходит дифференциация его на гор. А0 и А1, причем второй горизонт, еще не уменьшаясь в мощности, становится бледнее, чем на лугу. Одновременно увеличивается мощность подзолистого горизонта, но очень постепенно и медленно. Пока лес остается лиственным, эти изменения не заходят далеко. Согласно [29], подзолистый горизонт становится хорошо заметным только спустя 100 лет после поселения ели на дерново-подзолистой суглинистой почве, а типичный подзол образуется на ней же через 200-300 лет.
Таким образом, по мере возобновлен
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.