Почвы мелиорированной поймы верхнего течения реки Оки, используемые в интенсивном земледелии

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

ПОЧВЫ МЕЛИОРИРОВАННОЙ ПОЙМЫ ВЕРХНЕГО ТЕЧЕНИЯ РЕКИ ОКИ, ИСПОЛЬЗУЕМЫЕ В ИНТЕНСИВНОМ ЗЕМЛЕДЕЛИИ

П.Н. Балабко

доктор биологических наук, профессор,

А.А. Снег,

Т.В. Локалина

кандидат биологических наук

Московский государственный университет

имени М. В. Ломоносова,

В.Н. Щедрин

доктор технических наук, академик РАН, профессор

Российский научно-исследовательский институт

проблем мелиорации

Цель исследования - изучить изменение свойств пойменных почв долины реки Оки при интенсивном земледелии. Статья посвящена комплексному анализу аллювиальных насыщенных почв трех подтипов в пойме верхнего течения реки Оки: агротемногумусовых аллювиальных (дерновых насыщенных), агрогумусово-гидрометаморфических аллювиальных (луговых насыщенных) и агрогумусово-глеевых аллювиальных (лугово-болотных насыщенных). За период наблюдений (2002-2014 гг.) выявлены отрицательная динамика содержания гумуса (с 2,9 до 2,4 %) и повышение величин рН (с 6,7 до 7,6) в результате многократной обработки почвы в течение вегетационного периода различными орудиями и, в частности, вследствие припашки карбонатов из нижележащих слоев. Морфологически и микроморфологически обнаруживается потеря аморфных (муллевых) форм гумуса в гумусовом горизонте исследуемых почв. По полученным показателям плотности сложения, плотности твердой фазы и водопроницаемости верхних горизонтов аллювиальных луговых пахотных почв центральной поймы установлены различия в пространственной структуре пашни. Представлена характеристика формируемой на вымочках почвы с новым своеобразным профилем (Апах - G - плужная подошва - ABg - B1g' - B2g'' - B3g''' - BCgf). Для устранения вымочек необходимо регулярно проводить чизелевание в целях разрушения уплотнения подпахотного горизонта и улучшения водно-физических свойств верхних горизонтов почвы. В ходе геоботанического исследования были обнаружены схожие черты проявления дигрессионных (на пашне) и демутационных (на залежи) процессов в структуре фитоценозов поймы: на переходных стадиях увеличивается видовое и структурное разнообразие растительных комплексов, в квазиравновесном состоянии нивелируются географические и топографические различия между фитоценозами. С целью сохранения плодородия почв необходимо ввести севообороты с большим клином трав, сформировать водоохранную зону в прирусловой пойме путем создания полосы лесных насаждений, на территории поймы применять нормированное орошение, а на участках с вымочками - циклическое.

Ключевые слова: аллювиальные почвы, интенсивные технологии, изменение агрофизических и химических свойств, агрофитоценоз, дигрессионные изменения, демутационные изменения.

P.N. Balabko, A.A. Sneg, T.V. Lokalina, V.N. Shchedrin

RECLAIMED FLOODPLAIN SOILS OF UPPER OKA RIVER USED IN INTENSIVE FARMING

The purpose of research is to study the changes in properties of the Oka - river valley floodplain soils with intensive agriculture. The article is devoted to the complex analysis of saturated alluvial soils of three subtypes in the floodplain upstream the river Oka: agridark humus alluvial (turf saturated), agrihumus-hydrometamorphic alluvial (meadow saturated) and agrohumus gley alluvial (meadow-bog saturated). During the observation period (2002-2014) the negative dynamics of humus content (from 2.9 to 2.4 %) and increase of pH values (from 6.7 to 7.6) were revealed as a result of repeated tillage during the growing period by different tools and, in particular, due to plowdown of carbonates from underlying layers. Morphologically and micromorphologically loss of amorphous (mull) forms of humus in the humus horizon of the studied soils was determined. According to figures obtained by density of сomposition, density of the solid phase and the water permeability of the upper layers of alluvial meadow arable soils of the central floodplain, differences in the spatial structure of arable land were observed. The characteristics of the soil formed on wet spots with a new kind of profile (Apah - G - plow sole - ABg - B1g'- B2g" - B3g"' - BCgf) are presented. To eliminate wet spots it's necessary to perform regular chisel plowing in order to fracture the seal subsurface horizons and improve water-physical properties of the upper layers of the soil. During geobotanical studies similarities of digression (on arable land) and demutation (on layland) processes in the structure of floodplain phytocenoses were discovered: on the transitional stages the bio- and structural diversity of soil-cover complexes is increasing; in quasi-equilibrium state geographical and topographical differences between phytocenoses are leveled out. In order to maintain soil fertility it is necessary to introduce crop rotations with a large wedge of grass, to form a water conservation zone in the riverbed floodplain by creating protective forest plantations belt, to use a standardized irrigation on the territory of the floodplain and a cyclical one in areas with wet spots.

Keywords: alluvial soils, intensive technologies, changes in agro and chemical properties, agrophytocenosis, digression changes, demutation changes.

Введение

По данным государственного статистического учета, в долинах больших, средних и малых рек России пойменные земли занимают 29,2 млн га, из них около 20,0 млн га сосредоточено в Сибири и на Дальнем Востоке (поймы рек Оби, Лены, Енисея, Иртыша, Амура и их притоков). Значительная часть пойм Сибири и Дальнего Востока используется как сенокосно-пастбищные угодья.

Поймы рек Европейской части России до 30-х гг. прошлого столетия использовались преимущественно в качестве сенокосов и пастбищ. Массовая распашка пойменных земель Центральной России началась в 60-е гг. ХХ в.

Река Ока является вторым по величине (после Камы) и главным правым притоком Волги. Ее ландшафты, расположенные в Московской и прилегающих к ней областях, благоприятствовали освоению и заселению территории, а также развитию сельского хозяйства. Одним из первых в 1929 г. был основан совхоз «Большевик». Сегодня это ЗАО «Дашковка» - крупное овоще-молочное хозяйство в Серпуховском районе Московской области, в пойме реки Оки. На первых этапах выращивания овощей в этом совхозе при поливе и внесении минеральных удобрений получали высокие урожаи овощных культур: капусты - 60-70 т/га, моркови - 50-55 т/га, свеклы - 47-50 т/га, огурцов - 24-31 т/га, помидоров - 24-27 т/га.

В Серпуховском, Ступинском, Озерском и Каширском районах Московской области поймы распаханы на 80-90 %. Здесь были образованы крупные агропромышленные холдинги по выращиванию сельскохозяйственной продукции. Один из них - Картофельный Союз, основанный в 2011 г. и объединяющий 43 предприятия, большинство из которых расположены на пойменных землях (ОАО «Малино», ЗАО «Озеры», ЗАО «Дашковка» и др.).

Изучению почв долины реки Оки посвящены научные работы многих исследователей. По мнению Д. Г. Виленского, изначально пойма реки Оки была покрыта лесами, под которыми господствовал подзолообразовательный процесс [1, 2]. После сведения лесов распространение получила травянистая луговая растительность, начал развиваться дерновый процесс. По мере увеличения населения и интенсификации земледелия на водоразделе наблюдались усиление поверхностного стока воды в период снеготаяния и отложение в пойме более мощного наилка, в результате чего произошло вторичное погребение одернованных и олуговелых почв.

В работах Г. В. Добровольского подробно изложены закономерности формирования и распространения типов пойм и почвенного покрова поймы реки Оки в верхнем, среднем и нижнем ее течениях [3-6]. Обобщая большой фактический материал и опираясь на работы Д. Г. Виленского, Г. В. Добровольский пришел к заключению о существенных отличительных особенностях почвообразования в различных геоморфологических областях и участках поймы. Было установлено, что в регулярно затопляемых поймах в результате развития соответствующих процессов формируются три основных типа пойменных почв - дерновые, луговые и болотные.

Агрохимические исследования почв Окской поймы, оценка их плодородия представлены в работах Л. И. Кораблевой [7-10]. И. Т. Кузьменко c cоавторами были намечены пути рационального использования поймы реки Оки и даны рекомендации по повышению продуктивности лугов [11].

По расположению на пойме, генетическим свойствам и уровню плодородия Д. С. Булгаковым предложено разделить аллювиальные почвы на агропроизводственные группировки [12]. Основными диагностическими показателями данной классификации стали гранулометрический состав и содержание гумуса.

Аллювиальные дерновые почвы супесчаного и легкосуглинистого гранулометрического состава занимают основную часть площади прирусловой поймы. Для них характерны слоистое строение профиля, его слабая гумусированность, низкий уровень залегания почвенно-грунтовых вод.

Аллювиальные луговые суглинистые почвы занимают центральную и незаболоченную часть притеррасной поймы. Эти почвы имеют утяжеленный гранулометрический состав (с содержанием 20-30 % ила и 30-50 % физической глины) и довольно мощный гумусовый горизонт. Верхняя граница почвенно-грунтовых вод часто находится в пределах почвенного профиля, что провоцирует процессы оглеения.

К разным подтипам аллювиальных почв (соответственно, и к различным агрогруппам) необходим дифференцированный мелиоративный подход. Так, на легких почвах предлагается дробное внесение азотных и калийных удобрений, при этом их суммарная среднегодовая доза должна быть меньше, чем на суглинистых почвах [13]. Органические удобрения, наоборот, на легких почвах применяют в более высоких дозах.

Агроэкологические особенности, распределение тонкодисперсных фракций и динамика почвенных процессов в аллювиальных темногумусовых (насыщенных) почвах Окской поймы нашли отражение в работах С. А. Шишова [14-17]. Для валового состава аллювиальных почв характерен больший запас биофильных элементов, чем для прилегающих автоморфных. При 50-летнем использовании аллювиальных темногумусовых почв в качестве сенокосных угодий основные показатели почвенного плодородия остаются практически неизменными. На распахиваемые почвы в течение аналогичного периода агротехногенез оказал как отрицательное (дегумификация, ухудшение физических свойств, увеличение варьирования доступного калия, подщелачивание), так и положительное воздействие (повышение уровня содержания подвижного калия в среднем, снижение зафосфачивания). При этом за последние 20 лет использования агротемногумусовых аллювиальных почв практически не произошло деградационных изменений по агрохимическим свойствам [18].

Цель исследований - изучить изменение свойств пойменных почв реки Оки при интенсивном земледелии.

Материалы и методы

Исследования проводились в период 2002-2014 гг. в Озерском районе Московской области на территории землепользования ОАО «Агрофирма Сосновка» (участок поймы реки Оки площадью около 400 га). В 60-е гг. прошлого века была проведена планировка поверхности данного участка поймы с устройством системы двустороннего регулирования водного режима. Сейчас территория представляет собой ложбинно-равнинную поверхность с сетью открытых каналов для орошения (вода подается насосами прямо из реки) и закрытого (гончарного) дренажа для удаления излишней влаги (рисунок 1). Почвенный покров представлен тремя подтипами аллювиальных почв (в соответствии с классификацией почв России 2004 г. [19]): агротемногумусовыми аллювиальными, агрогумусово-гидрометаморфическими и агрогумусово-глеевыми (или в соответствии с классификацией почв СССР 1977 г. [20] - дерновыми насыщенными, луговыми насыщенными и лугово-болотными насыщенными).

Рисунок 1 - Территория исследований

пойменная почва интенсивное земледелие

Образцы отбирали как в середине вегетационного периода (2002 г.), так и после уборки урожая (2013 и 2014 гг.). В западной части участка заложено пять разрезов (в прирусловой пойме - на целине, в центральной части поймы - один на пашне и два на залежи, в притеррасной пойме - на участке, выведенном из сельскохозяйственного оборота). В 2013 и 2014 гг. образцы для определения химических свойств отбирали из пахотного горизонта, для исследования физических свойств почв - из пахотного и подпахотного горизонта. Заложен также разрез на вымочке в центральной пойме (2005 г.).

До 2003 г. применялась традиционная система возделывания культур. NPK вносили в дозах 60: 60: 90. Затем в ОАО «Агрофирма Сосновка» стали выращивать овощи по голландской технологии. Основная продукция - это картофель, морковь, свекла, капуста. Данная технология предусматривает внесение высоких доз минеральных удобрений без использования органических. В целях удобрения всех возделываемых культур применяли аммофос, аммиачную селитру, калий хлористый, Кемиру. Кроме того, под капусту вносили комплекс NPK, под картофель - нитрабор. С 2013 г. выращивают только капусту и картофель. Вместе с традиционными удобрениями появились новые - «Аквадон-микро», «Грин-Го», «Террафлекс» и др. (таблица 1). Использовались и гербициды, из которых чаще всего находили применение следующие:

- мемамитрон («Пилот»), этофумезат + фенмедифам + десмедифам («Бетанал») - в посевах свеклы против однолетних двудольных сорняков;

- имазетапир - против однолетних двудольных, а также однолетних и многолетних злаковых сорняков;

- квизалофоп-П-тефурил («Пантера») - в посевах свеклы, моркови, посадках картофеля, капусты против однолетних и многолетних злаковых сорняков.

Таблица 1 - Схема применения удобрений под овощи и картофель в ОАО «Агрофирма Сосновка» в 2014 г.

Культура	Вид удобрения	Норма внесения, ц/га	Срок и количество применения (обработка)
Картофель семенной	Калий хлористый	1,5	Основное внесение
	Диаммофоска (10: 26: 26)	6,0	Основное внесение
	Аммиачная селитра	2,0	Основное внесение
	Грин-Го (18: 18: 18)	1,5	1 - при высоте 10 см
	Террафлекс Старт	1,0	2 - в начале утолщения столонов
	Террафлекс Финал	1,0	3-4 - во время цветения
	Сульфат калия	2,0
	Спидфол Б	0,4
Картофель поздний	Калий хлористый	1,5	Основное внесение
	Диаммофоска (10: 26: 26)	6,8	Основное внесение
	Аммиачная селитра	3,0	Основное внесение
	Аквадон-микро NPK	1,8	1 - при высоте 10 см
	Сульфат калия	2,0	2 - во время цветения
	Спидфол Б	0,4	3 - во время цветения
Капуста ранняя	Калий хлористый	1,3	Основное внесение
	Диаммофоска (10: 26: 26)	5,0	Основное внесение
	Аммиачная селитра	3,0	Основное внесение
	Грин-Го (18: 18: 18)	2,0	1 - через 10 дней после аммиачной селитры
	Аквадон-микро	1,5	2 - через каждые 10 дней после 1-й обработки
	Спидфол Б	0,3	Добавлять во 2-ю и 3-ю обработки
	Нитрат кальция	2,0	3 - через 10 дней после 2-й обработки
	Террафлекс ГФ	2,0
	Сульфат калия	2,0	4 - при формировании кочана
Капуста средняя и поздняя	Калий хлористый	1,5	Основное внесение
	Диаммофоска (10: 26: 26)	6,1	Основное внесение
	Аммиачная селитра	4,0	Основное внесение
	Грин-Го (18: 18: 18)	2,0	1 - через 10 дней после аммиачной селитры
	Нитрат кальция	2,0 Ч 2,0	2-3 - каждые 10 дней
	Аквадон-микро NPK	1,5 Ч 2,0
	Террафлекс ГФ	2,0	4 - через 10 дней после 3-й обработки
	Грогрин	0,2
	Спидфол Б	0,3 Ч 2,0	5-7 - каждые 10 дней после 4-й обработки
	Сульфат калия	3,0 Ч 3,0

Урожайность картофеля при применении голландской технологии земледелия выросла в 1,5-2,0 раза и составляет 29-37 т/га, по сравнению с 15-17 т/га в 2001-2002 гг. Величина урожайности капусты находится в пределах 70-101 т/га. Исключением являются показатели жаркого и засушливого 2010 г., когда был получен низкий урожай всех выращиваемых культур (рисунок 2).

Рисунок 2 - Урожайность овощей и картофеля (т/га), ОАО «Агрофирма Сосновка», 2001-2014 гг.

Для исследований применяли современный микроморфологический метод [21] и традиционные методы анализа физических и химических свойств почв [22, 23].

Результаты и обсуждение

На исследуемом участке разрезами были вскрыты следующие почвы:

- агротемногумусовые аллювиальные (аллювиальные дерновые насыщенные), которые формируются на прирусловом валу и характеризуются слабощелочной реакцией среды (рН_водн - 7,4-7,6 в пределах профиля); среднее содержание гумуса в верхних горизонтах составляет 1,5 %;

- агрогумусово-гидрометаморфические (аллювиальные луговые) центральной части поймы, которые используются в сельскохозяйственном производстве (в 2002 г. - под зерновые культуры) и имеют слабощелочную реакцию среды (рН_водн - 7,3-7,7); содержание гумуса в верхней части пахотного горизонта составляет 2,4 %; емкость обмена катионов колеблется от 213 до 415 ммоль(+)/кг почвы, постепенно снижаясь вниз по профилю; отмечается увеличение доли обменного магния в нижней части профиля;

- агрогумусово-глеевые (лугово-болотные насыщенные) притеррасной области поймы, имеющие слабощелочную реакцию среды, которая изменяется в пределах профиля (рН_водн колеблется от 7,3 до 7,9); емкость катионного обмена - высокая (в средней части профиля этот показатель достигает 556 ммоль(+)/кг почвы); среди обменных катионов доминирует кальций, составляющий 80 % от суммы; в средней части профиля увеличивается доля обменного магния (до 117 ммоль(+)/кг почвы).

Все исследованные профили почв поймы характеризуются слабощелочной реакцией среды. Такой уровень рН определяется подстилающей породой, содержащей карбонаты. Значения рН вниз по профилю до глубины 60-80 см увеличиваются примерно на 0,5-0,8 и далее с глубиной снижаются. Наименьшие значения рН зафиксированы на легких по гранулометрическому составу почвах прирусловья, самые высокие - в профиле почв центральной части поймы. Разброс значений в почвах центральной поймы - от 7,2 до 8,1 в прирусловье он является наименьшим (от 7,4 до 7,6). В целом пахотный горизонт характеризуется благоприятным уровнем рН для выращивания многих сельскохозяйственных культур.

Содержание гумуса в луговых почвах по результатам исследований составляет:

- в притеррасной части поймы - 2,0-4,3 %;

- в центральной части поймы - 2,4-5,0 %;

- в прирусловой части поймы - 1,3-1,7 %.

Вниз по профилю количество органических веществ постепенно снижается и во всех вскрытых разрезах на глубине 80 см составляет 1,3 %. В более легких по гранулометрическому составу почвах содержание гумуса меньше как на пашнях, так и в почвах залежи. По данным научной литературы, содержание гумуса в верхнем горизонте целинных аллювиальных почв, сформированных под злаково-разнотравными лугами, составляло от 4,5 % (дерновые почвы) до 6,5 % (луговые почвы). В настоящее время аллювиальные почвы, используемые под пашню, по содержанию органического вещества вплотную приблизились к критическому для них уровню гумусированности - 2,5-3,0 % [9, 13]. Невысокие показатели содержания гумуса в исследованных почвах обусловлены большой сельскохозяйственной нагрузкой полей однолетних и многолетних трав, их постоянной распашкой и выращиванием преимущественно пропашных культур без внедрения в севообороты паров. В результате чего снижается плодородие почв. Необходимо вносить нормированные дозы органических удобрений и применять севообороты, способствующие сохранению и повышению плодородия.

Динамика некоторых свойств аллювиальных луговых почв данной территории представлена в таблице 2.

Таблица 2 - Динамика средних значений рН и содержания гумуса в аллювиальных луговых почвах, ОАО «Агрофирма Сосновка», Озерский район Московской области

Свойство	1982*	1995*	2009**	2013**
рН	6,7	6,9	7,2	7,4
Гумус, %	3,1	2,8	2,4	2,4
* - по данным Почвенного института им. В. В. Докучаева; ** - по данным авторов.

Данные таблицы 2 показывают, что актуальная кислотность почвы изменяется с 6,7 в 1982 г. до 7,4 в 2013 г., что может быть вызвано припашкой карбонатного аллювия. Содержание гумуса снизилось с 3,1 % в 1982 г. до 2,4 % в 2009 г. и остается неизменным (по данным 2013 г.).

Такое количество гумуса в аллювиальной луговой почве является низким [13]. Для увеличения содержания гумуса в данной почве можно предложить введение в севооборот трав (особенно многолетних) и применение сидеральных культур.

Исследованы плотность сложения, плотность твердой фазы и водопроницаемость верхних горизонтов аллювиальных луговых пахотных почв центральной поймы землепользования агрофирмы «Сосновка» Озерского района Московской области. Определение плотности твердой фазы почвы проводили в пахотных, подпахотных горизонтах аллювиальных луговых почв на пашне, в верхнем и глеевом горизонтах вымочки на центральной пойме. Приведены минимальные, максимальные значения плотности сложения почвы и величины ошибки среднего.

На поверхности в рядах посадки плотность почвы - средняя (1,13 г/см³), в междурядье (местах прохода техники) - 1,31 г/см³, в подпахотном горизонте - 1,18 и 1,36 г/см³ под рядом и междурядьем соответственно.

В поверхностном горизонте вымочки средняя плотность сложения верхнего горизонта составила 1,19 г/см³. Средняя плотность почвы глеевой прослойки из этого разреза - 1,53 г/см³, что затрудняет проникновение корней растений (таблица 3).

Таким образом, в соответствии с таблицей 3, почва в рядах посадки культур наименее уплотнена как в пахотном горизонте, так и под рядами в подпахотном, а в местах прохода техники (в междурядьях и под междурядьями) плотность выше. Средние показатели плотности сложения несколько выше в глеевом горизонте вымочки.

Таблица 3 - Некоторые физические свойства аллювиальных луговых почв центральной поймы (ОАО «Агрофирма Сосновка», Озерский район Московской области)

Горизонт	Объем выборки	Минимум	Максимум	Среднее	Ошибка среднего
Плотность сложения, г/см3
Aп 0-27 см	ряд	10	1,01	1,21	1,13	0,02
	междурядье	10	1,17	1,55	1,31	0,04
A(подпах) 27-42 см	под рядом	10	1,12	1,23	1,18	0,01
	под междурядьем	10	1,29	1,52	1,36	0,02
Вымочка	AпA 10-26 см	10	1,11	1,31	1,19	0,01
	G 26-35 см	10	1,29	1,61	1,53	0,03
Плотность твердой фазы почвы, г/см3
Aп 0-27 см	6	2,52	2,77	2,71	0,04
A(подпах) 27-42 см	6	2,48	2,87	2,66	0,03
Вымочка	AпA 10-26 см	6	2,44	2,64	2,52	0,05
	G 26-35 см	6	2,19	2,88	2,55	0,09
Водопроницаемость, м/сут
Aп 0-27 см	ряд	10	0,01	9,97	8,38	0,32
	междурядье	10	0,01	7,11	4,52	0,60
A(подпах) 27-42 см	под рядом	10	0,01	10,8	5,03	0,89
	под междурядьем	10	0,01	3,09	1,27	0,33
Вымочка	AпA1	10	0,01	1,11	0,31	0,10
	G	10	0,01	0,39	0,14	0,04

Из таблицы 3 видно, что достоверные различия существуют между величинами плотности твердой фазы почвы в пахотных горизонтах пашни и вымочки, а остальные значения плотности твердой фазы почвы занимают промежуточное положение.

Данные измерения водопроницаемости таблицы 3 свидетельствуют, что в посадках сельскохозяйственных культур она составляет в среднем в пахотном горизонте 8,38 м/сут, под рядами посадки в подпахотном - 5,03 м/сут, максимальная - 9,97 и 10,8 м/сут соответственно. В местах прохода техники среднее значение водопроницаемости в верхнем горизонте - 4,52 м/сут, подпахотном - 1,27 м/сут, максимальное значение - 7,11 и 3,09 м/сут соответственно. По шкале оценки водопроницаемости почв для дренажного строительства фильтрационная способность почвы пахотного горизонта является исключительно высокой. Почва подпахотного горизонта имеет исключительно высокую водопроницаемость под рядками посадки и высокую - под междурядьями [24]. Фильтрационная способность почвы на вымочке не превышает 1,11 м/сут в верхнем и 0,39 м/сут - в глеевом горизонте, средние ее значения - 0,31 и 0,14 м/сут. По шкале оценки водопроницаемости почв для дренажного строительства [24] она является средней и низкой соответственно.

Значение рассчитанной общей порозности для почв центральной поймы в рядках посадки в пахотном горизонте составляет 58,3 %. Это отличный показатель для культурного пахотного слоя. В междурядьях значение порозности - 51,6 %, что попадает в диапазон удовлетворительных значений для пахотного слоя по оценке Н. А. Качинского [23, 25]. В подпахотном горизонте рассчитанные значения порозности почвы - 55,6 и 48,8 % для почвы под рядом и почвы под междурядьем соответственно.

Поверхность вымочек подвергается периодическому рыхлению. Общая порозность почвы в верхнем горизонте вымочки - 52,8 %, что также является отличным показателем для пахотного слоя. В глеевом горизонте вымочки порозность составила 40,0 %. Такая порозность характерна для уплотненных иллювиальных горизонтов (таблица 4).

Таблица 4 - Значения общей порозности аллювиальных луговых почв центральной поймы, ОАО «Агрофирма Сосновка», Озерский район Московской области

Горизонт	Робщ., %
Aп 0-27 см	ряд	58,3
	междурядье	51,6
A(подпах) 27-42 см	под рядом	55,6
	под междурядьем	48,8
Вымочка	AпA1 0-26 см	52,8
	G 26-35 см	40,0

После проведения технических мелиоративных работ (планировка, устройство дренажной сети) в бывших понижениях и старицах образовались просадки, при переувлажнении превращающиеся в участки угнетения и «выпадения» культурной растительности. На их территории в пойме формируются «почвы вымочек». Такие почвы имеют профиль: Апах - G - плужная подошва - ABg - B1g' - B2g'' - B3g''' - BCgf (рисунок 3).

Рисунок 3 - Схема почвенного профиля антропогенно-измененной луговой почвы («почвы вымочки»), 2005 г.

В 2006 г. было проведено чизелевание почвы на данном участке поймы. Летом засушливого 2014 г. на месте разреза на вымочке и на прилегающей территории угнетения посадок капусты не наблюдали. В заложенной прикопке признаки переувлажнения почвы не обнаружены.

Для устранения вымочек чизелевание необходимо проводить регулярно в целях разрушения уплотнения подпахотного горизонта и улучшения водно-физических свойств верхних горизонтов почвы. На участках поймы, где присутствуют вымочки, целесообразно применять циклическое орошение дождеванием.

Для оптимизации агрофизических свойств аллювиальных почв рекомендуется комплекс мероприятий по поддержанию баланса органических веществ (внесение органических удобрений, введение в севооборот кормовых трав и сидеральных культур) [13]. Для разуплотнения сильно переуплотненных почв внесение органических удобрений необходимо сочетать с основной вспашкой и глубоким рыхлением. Следует также ограничить давление и кратность воздействия техники на почву [26].

Микроморфологические исследования [21] показали, что в почвах поймы при интенсивном сельскохозяйственном использовании происходят переуплотнение подпахотного горизонта, формирование плотной плужной подошвы, в которой обнаруживаются кутаны давления, наблюдаются потеря аморфного гумуса и появление марганцовисто-железистых новообразований.

Учет засоренности сельскохозяйственных угодий согласно методике А. М. Туликова [27] показал, что на большинстве полей овощного севооборота отмечен многолетний тип засорения посадок и посевов. На некоторых полях прирусловой поймы и прилегающих полях центральной поймы в разные годы количество многолетних сорных растений превышало экономические пороги вредоносности (1-3 шт./м²). Фитоценологический порог вредоносности соответствовал хорошему фитосанитарному состоянию посевов и посадок.

В течение всего периода наблюдения происходили колебания видового разнообразия сорных растений на исследуемых полях. Это связано как с изменением спектра применяемых средств, так и с рядом фитоценологических закономерностей. Например, прорастание семян малолетних сорняков на 79-97 % зависит от плотности популяций, приходящихся на единицу площади. С увеличением запаса семян в почве вероятность прорастания растений снижается, гибель проростков увеличивается. Группа многолетних является относительно постоянной по численности на 1 м² и по видовому составу.

Зависимости видового разнообразия сорной растительности и ее численности от выращиваемой культуры и расположения в различных частях поймы не установлено.

Численность и пространственное распределение сорных растений по полям в основном связаны с антропогенной нагрузкой на данные почвы:

- если вспашка с оборотом пласта уменьшает количественный и видовой состав малолетних видов, то вертикальная фрезерная обработка (доминатором) способствует росту сорняков (в слое почвы 5 см на своем месте практически всегда остается 30-40 % массы семян);

- как показывает рисунок 1, из-за особенностей нарезки полей в овощных севооборотах происходят перемещение и распределение вегетативных органов многолетних сорняков по ходу машин на большие расстояния;

- в агрофитоценозах виды растений из луговых ассоциаций, окружающих севооборот, встречаются крайне редко и чаще по краям рабочих участков, но весьма обременительными и устойчивыми во времени являются виды, распространяющиеся от оросительных каналов (бодяк полевой, мята полевая, чистец болотный, подмаренник цепкий, ясколка дернистая, пырей ползучий, хвощ, марь белая); распространение этих растений поперек нарезки борозд уменьшается и на расстоянии 10 м от канала не выявляется;

- применение минеральных удобрений и полив культур речной (не отстоянной) водой в овощных севооборотах приводят к увеличению численности сорняков до 50 %;

- появление сорняков на краевых участках полей происходит из-за отсутствия в этих местах культурных растений, которые являются главными конкурентами сорному компоненту.

Выводы

1. По данным многолетних исследований, изменение величины рН составляет от 6,7 до 7,4. Содержание гумуса в аллювиальных агрогумусово-гидрометаморфических (аллювиальных луговых насыщенных почвах) снизилось с 2,9 до 2,4 %.

2. Морфологически и микроморфологически обнаруживается потеря аморфных форм гумуса в гумусовом горизонте исследуемых почв.

3. В условиях интенсивного земледелия в пойме верхнего течения реки Оки происходит переуплотнение верхнего горизонта в местах прохода колес техники. В вымочках плотность в глеевой прослойке достигает 1,61 г/см³.

4. На вымочках формируется почва с новым своеобразным профилем: Апах - G - плужная подошва - ABg - B1g' - B2g'' - B3g''' - BCgf.

5. Были обнаружены схожие черты проявления дигрессионных (на пашне) и демутационных (на залежи) процессов в структуре фитоценозов поймы: на переходных стадиях увеличивается видовое и структурное разнообразие растительных комплексов, то есть при нестабильности межвидовых отношений внутри фитоценоза его экологические ниши могут заполняться видами из других экологических групп (соседних фитоценозов); нивелируются географические и топографические различия между фитоценозами; увеличиваются разнообразие жизненных форм, интенсивное вегетативное и обильное семенное размножение с преобладанием молодых и средневозрастных растений; отмечается ксерофилизация растительного сообщества.

6. С целью сохранения плодородия почв необходимо ввести севообороты с большим клином трав, сформировать водоохранную зону в прирусловой пойме путем создания полосы лесных насаждений, на территории поймы применять нормированное орошение, а на участках с вымочками - циклическое.

Список использованных источников

1 Виленский, Д. Г. Окско-Мещерская экспедиция / Д. Г. Виленский // Вестник МГУ / Серия физ.-мат. и естеств. наук. - 1954. - № 3. - С. 155-160.

2 Виленский, Д. Г. Почвы Окской поймы / Д. Г. Виленский. - М.: МГУ, 1955. - 69 с.

3 Добровольский, Г. В. Почвы поймы реки Оки в нижнем ее течении / Г. В. Добровольский // Почвоведение. - 1956. - № 4. - С. 47-58.

4 Добровольский, Г. В. Почвы речных пойм бассейна Верхней и Средней Волги: автореф. дис. … д-ра биол. наук / Добровольский Глеб Всеволодович. - М., 1964. - 43 с.

5 Добровольский, Г. В. Почвы речных пойм центра Русской равнины / Г. В. Добровольский. - М.: МГУ, 1968. - 295 с.

6 Добровольский, Г. В. Почвы речных пойм центра Русской равнины / Г. В. Добровольский. - М.: МГУ, 2005. - 293 с.

7 Кораблева, Л. И. Производственный опыт агрохимического картографирования пойменных почв нечерноземной зоны / Л. И. Кораблева // Агрохимическое картографирование почв: сборник / Почв. ин-т им. В. В. Докучаева. - М.: Изд-во АН СССР, 1962. - 155 с.

8 Кораблева, Л. И. Динамика почвенных процессов и эффективность удобрений в пойменных почвах верхнего течения Оки / Л. И. Кораблева // Пойменные почвы Русской равнины. - М.: МГУ, 1963. - Вып. 2. - С. 26-76.

9 Кораблева, Л. И. Плодородие, агрохимические свойства и удобрение пойменных почв Нечерноземной зоны / Л. И. Кораблева // Труды Почв. ин-та им. В. В. Докучаева. - М.: Наука, 1969. - 278 с.

10 Кораблева, Л. И. Пойменные аллювиальные почвы / Л. И. Кораблева // Почвы Московской области и повышение их плодородия. - М., 1974. - 663 с.

11 Кузьменко, И. Т. Почвы и первичная биологическая продуктивность пойм рек Центральной России / И. Т. Кузьменко [и др.]; под ред. Т. Л. Быстрицкой. - М.: Наука, 1977. - 150 с.

12 Булгаков, Д. С. Принципы и критерии агропроизводственной группировки почв / Д. С. Булгаков. - М.: ВАСХНИЛ, 1981. - 48 с.

13 Кораблева, Л. И. Охрана и воспроизводство плодородия аллювиальных почв (на примере земледелия в поймах Московской области) / Л. И. Кораблева, Л. Д. Слуцкая, Т. Н. Авдеева. - М.: ГОСНИТИ, 1989. - 59 с.

14 Шишов, С. А. Агроэкологические особенности аллювиальных темногумусовых почв Окской поймы / С. А. Шишов // Сборник студенческих научных работ. - М.: МСХА, 2004. - Вып. 10. - С. 234-239.

15 Шишов, С. А. Распределение тонкодисперсных фракций в аллювиальных темногумусовых почвах, варьирование их содержания по профилю и на местности / С. А. Шишов // Экология речных бассейнов: тр. 3-й науч.-практ. конф. - Владимир, 2005. - С. 164-167.

16 Шишов, С. А. Аллювиальные темногумусовые почвы Окской поймы в районе села Дединово, их агроэкологические свойства и динамика почвенных процессов / С. А. Шишов // Проблемы почвоведения: сб. науч. тр. / Почв. ин-т им. В. В. Докучаева РАСХН. - М.: Почв. ин-т им. В. В. Докучаева, 2006. - С. 174-198.

17 Шишов, С. А. Динамика некоторых агрохимических свойств аллювиальных почв среднего течения р. Оки / С. А. Шишов // Земледелие. - М., 2006. - № 6. - С. 7-9.

18 Шишов, С. А. Минералогические и органические компоненты аллювиальных почв центральной поймы р. Оки: автореф. дис. … канд. с.-х. наук: 15.03.2007 / Шишов Станислав Александрович. - М., 2007. - 25 с.

19 Классификация и диагностика почв России / Л. Л. Шишов, В. Д. Тонконогов, И. И. Лебедева, М. И. Герасимова. - Смоленск: Ойкумена, 2004. - 342 с.

20 Классификация и диагностика почв СССР / В. В. Егоров [и др.]. - М.: Колос, 1977. - 224 с.

21 Методическое руководство по микроморфологии почв: учеб. пособ. / Г. В. Добровольский [и др.]. - М.: МГУ. - 1983. - 80 с.

22 Практикум по агрохимии: учеб. пособ. / В. Г. Минеев [и др.]; под ред. В. Г. Минеева. - М.: МГУ, 2001. - 689 с.

23 Ганжара, Н. Ф. Практикум по почвоведению / Н. Ф. Ганжара, Б. А. Борисов, Р. Ф. Байбеков. - М.: Агроконсалт, 2002. - 280 с.

24 Зайдельман, Ф. Р. Гидрологический режим почв Нечерноземной зоны / Ф. Р. Зайдельман. - Л.: Гидрометеоиздат, 1985. - 328 с.

25 Вадюнина, А. Ф. Методы исследования физических свойств почв / А. Ф. Вадюнина, З. А. Корчагина. - М.: Агропромиздат, 1986. - 416 с.

26 Бондарев, А. Г. Физические и физико-технологические основы плодородия почв / А. Г. Бондарев, П. У. Бахтин, А. Д. Воронин // 100 лет генетического почвоведения: сборник. - М., 1986. - С. 178-184.

27 Туликов, А. М. Методы учета и картирования сорнополевой растительности: учеб. пособ. / А. М. Туликов. - М.: МСХА, 1974. - 47 с.

References

1 Vilenskiy D.G. 1954. Oksko-Meshcherskaya ekspeditsiya [Oka-Meshchery expedition]. Vestnik MGU. Seriya fiziko-matematicheskikh i estestvennykg nauk [Bulletin Moscow State University. Series Sci. and Nature Sciences]. no. 3, pp. 155-160. (In Russian).

2 Vilenskiy D.G. 1955. Pochvy Okskoy poymy [Oka Floodplain Soils]. Moscow, Moscow State University Publ., 69 p. (In Russian).

3 Dobrovolsky G.V. 1956. Pochvy poymy reki Oki v nizhnem techenii [Soils of the floodplain downstream the Oka River]. Pochvovedenie [Soil science]. no. 4, pp. 47-58. (In Russian).

4 Dobrovolsky G.V. 1964. Pochvy rechnykh poym basseyna Verkhney i Sredney Volgi: avtoreferat diss. doctor. biologicheskikh nauk [Soils of river floodplain of the Upper and Middle Volga: Abstract of doctor bio. sci. diss]. Moscow, 43 p. (In Russian).

5 Dobrovolsky G.V. 1968. Pochvy rechnykh poym tsentra Russkoy ravniny [Soils of floodplains of сentral Russian Plain]. Moscow, Moscow State University Publ., 295 p. (In Russian).

6 Dobrovolsky G.V. 2005. Pochvy rechnykh poym tsentra Russkoy ravniny [Soils of floodplains of the central Russian Plain]. Moscow, Moscow State University Publ., 293 p. (In Russian).

7 Korableva L.I. 1962. Proizvodstvennyy opyt agrihimicheskogo kartografirovaniya poymennykh pochv nechernozemnoy zony [Field experience of agrochemical mapping of floodplain soils in nonchernozem zone]. Agrokhimicheskoe kartografirovanie pochv: sbornik [Agrochemical Mapping of Soils: a coll.]. Soil Ins. by Dokuchaev V.V. Moscow, the USSR Academy of Sciences Publ., 155 p. (In Russian).

8 Korableva L.I. 1963. Dinamika pochvennykh protsessov i effektivnost udobreniy v poymennykh pochvakh verhnego techeniya Oki [Dynamics of soil processes and effectiveness of fertilizers in floodplain soils of the Upper Oka]. Poymennye pochvy Russkoy ravniny [Floodplain sois of the Russian Plain]. Moscow, Moscow State University Publ., vol. 2, pp. 26-76. (In Russian).

9 Korableva L.I. 1969. Plodorodie, agrikhimicheskie svoistva i udobrenie poymennykh pochv Nechernozemnoy zony [Fertility, agrochemical properties and fertilizerS of floodplain soils of the Nonchernozem region]. Proceedings of the Soil Inst named by Dokuchaev. Moscow, Nauka Publ., 278 p. (In Russian).

10 Korableva L.I. 1974.Poymennye allyuvialnye pochvy [Floodplain Alluvial Soils]. Pochvy Moskovskoy oblasti i povyshenie ikh plodoodiya [Soils of Moscow region and the increasing of their fertility]. Moscow, 663 p. (In Russian).

11 Kuzmenko I.T. 1977. Pochvy i pervichnaya biologicheskaya produktivnost poym rek Tsentralnoy Rossii [Soils and primary biological productivity of floodplains in Central Russia]. Moscow, Nauka Publ., 150 p. (In Russian).

12 Bulgakov D.S. 1981. Printsipy i kriterii agroproizvodstvennoy gruppirovki pochv [Principles and criteria of agricultural and industrial groups of soils]. Moscow, Academy of Agricultural Sciences Publ., 48 p. (In Russian).

13 Korableva L.I., Slutskaya L.D., Avdeeva T.F. 1989. Okhrana i vosproizvodsto plodorodiya alluyvialnykh pochv (na primere zemledeliya v poymach Moskovskoy oblasti [Protection and reproduction of fertility of alluvial soils (on example of farming in flood plains of Moscow region). GOSNITI, 59 p. (In Russian).

14 Shishov S.A. 2004. Agroekologicheskie osobennosti aluvialnykh temnogumusovykh pochv Okskoy poymy [Agroecological features of dark humus alluvial soils of Oka floodplain]. Sbornik studencheskikh nauchnykh rabot [Collection of students' scientific works]. Moscow, MAA Publ., vol. 10, pp. 234-239. (In Russian).

15 Shishov S.A. 2005. Raspredelenie tonkodispersnykh fraktsiy v alyuvialnykh temnogumusovykh pochvakh, variirovanie ikh soderzhaniya po profilyu i na mestnosti [Distribution of fine fractions in dark humus alluvial soils, the variation of their content by profile and on the terrain]. Ekologiya rechnykh basseynov: tr. 3 nauchno-prakticheskoy konferentsii [Ecology of river basins: coll. 3rd scientific and practical сonf.]. Vladimir, pp. 164-167. (In Russian).

16 Shishov S.A. 2006. Alluvialnye temnogumusovye pochvy Okskoy poymy v rayone sela Dedinovo, ikh agroekologicheskie svoystva i dinamika pochvennykh protsessov [Dark humus alluvial soils of Oka floodplain in Dedinovo village area; their agro-ecological features and dynamics of soil processes]. Problemy pochvovedeniya:sbornik nauch.trudov Pochvennyy institut imeni Dokuchaeva V.V. RASKHN [Problems of Soil Science: Proc. sci.works of Soil. Inst. by Dokuchaev, Russian Academy of Agricultural Sciences]. Moscow, Soil Institute by Dokuchaev,V.V. pp. 174-198. (In Russian).

17 Shishov S.A. 2006. Dinamika nekotorykh agrokhimicheskikh svoistv alluvialnykh pochv srednego techeniya reki Oki [Dynamics of some agrochemical properties of the alluvial soils Middle Oka]. Zemledelie [Farming]. Moscow, no. 6, pp. 7-9. (In Russian).

18 Shishov S.A. 2007. Mineralogicheskie i organicheskie komponenty alluvialnykh pochv tsentralnoy poymy reki Oka: Avtoreferat diss. kand. s.-kh. nauk [Mineralogical and organic components of the allyuvial soils of central floodplain of the river Oka: Abstract of cand. agri. sci. diss ]. Moscow, 25 p. (In Russian).

19 Shishov L.L., Tonkonogov V.D., Lebedev I.I., Gerasimov M.I. 2004. Klassifikatsiya i diagnostika pochv Rossii [Classification and diagnostics of Russian soils]. Smolensk, Oikumene Publ., 342 p. (In Russian).

20 Egorov V.V. 1977. Klassifikatsiya i diagnostika pochv SSSR [Classification and diagnosis of the USSR soils]. Moscow, Kolos Publ., 224 p. (In Russian)

21 Dobrovolsky G.V. 1983. Metodicheskoe rukovodstvo po mikromorfologii pochv: uchebnoe posobie [Methodological Guide for the micromorphology of soils: textbook]. Moscow, Moscow State University Publ.. 80 p. (In Russian).

22 Mineev V.G. 2001. Praktikum po agrokhimii: uchebnoe posobie [Workshop on Agricultural Chemistry: textbook]. Moscow, Moscow State University Publ., 689 p. (In Russian).

23 Ganzhara N.F., Borisov B.A., Baibekov R.F. 2002. Praktikum po pochvovedeniyu [Workshop on Soils study]. Moscow, Agrokonsalt Publ., 280 p. (In Russian).

24 Zaydelman F.R. 1985. Gidrologicheskiy rezhim pochv Nechernozemnoy zony [The hydrological regime of soils of Nonchernozem region]. Leningrad, Gidrometeoizdat Publ., 328 p. (In Russian).

25 Vadyunina A.F., Korchagin Z.A. 1986. Metody issledovaniya fizicheskich svoistv pochv [Methods of study of physical properties of soils]. Moscow, Agropromizdat Publ., 416 p. (In Russian).

26 Bondarev A.G., Bakhtin P.W., Voronin A.D. 1986. Fizicheskie i fiziko-tekhnologicheskie osnovy plodorodiya pochv [Physical and physico-technological basis of soil fertility]. 100 let geneticheskogo pochvovedeniya: sbornik [100 years of genetic soil science: the collection]. M., pp. 178-184. (In Russian).

27 Tulikov A.M. 1974. Metody ucheta i kartirovaniya sornopolevoy rastitelnosti: uchebnoe posobie [Methods of recording and mapping of field weed vegetation: Textbook]. Moscow, MAA Publ., 47 p. (In Russian).

Размещено на Allbest.ru