Russian Federation
The results of the long-term monitoring of vegetation and soil properties show that the forest settled on fallow lands does not have a degrading effect on the gray soils of fallow lands. Alkaline chernozems, meadow-chernozems and dark-colored floodplain areas of fallow lands are objects of study regarding the stability of soil fertility. The introduction of fallow land into use and increasing the duration of use usually decreases the potential fertility indicators and slightly increases the effective fertility.
soil, fertility, forest-steppe, fallow land, forest overgrowth, development, use
Оценка состояния плодородия и качества залежных земель является современной государственной задачей. Для выяснения необходимости возврата залежных земель в пашню важно оценить потенциальное плодородие и возможность их дальнейшего использования. Теоретическое и прикладное значение имеет разработка критериев оценки почвенного плодородия при различном использовании и последующей трансформации [1,2]. В условиях Средней Сибири этот вопрос до сих пор остается малоизученным, в то время как динамика антропогенных воздействий остается здесь весьма напряженной [3,4].
Статистические материалы по общим площадям сельскохозяйственных угодий и залежей в России часто разнятся. По последним данным Минсельхоза площадь неиспользуемых сельскохозяйственных земель в стране составляет порядка 44 млн. га, 20 млн. га из них – пашня. Особенно значительные нарушения в учете неиспользуемых земель установила проведенная в 2016 г сельскохозяйственная перепись, выявившая огромные площади земель, которые по официальной̆ статистике Росреестра числятся пашней, а на практике давно не пашутся и стали залежью.
Существует мнение, что залежные земли необходимо оставить как стратегический резерв, который при необходимости всегда можно освоить и ввести в оборот. Оценивать зарастание залежей лесом необходимо и с экологических позиций, как возможность восстановления лесного фонда. Приводятся данные, что для формирования агроландшафтов с оптимальным соотношением сельскохозяйственных угодий, в хозяйствах лесостепной зоны рекомендуется иметь от 9 до 12 % леса и лесополос [5]. Поэтому повторное освоение залежей и возвращение их в пашню является комплексной дискуссионной проблемой. В работе О.П. Колпаковой [6] обобщены причины, по которым в настоящее время не используются земли сельскохозяйственного назначения. Они сводятся к территориальным (неудачное расположение земель), социальным (отток трудоспособного населения в города), правовым (неэффективность правового механизма регулирования земельных отношений), экономическим (слабая материально-техническая база), организационно-хозяйственным (отсутствие эффективно действующих рычагов для вовлечения в оборот земель).
В Красноярском крае, по данным управления Федеральной службы государственной регистрации, кадастра и картографии, общая площадь сельхозземель на 1 января 2020 года составила почти 3 млн. га, из которых на площади приходится около 2 млн. га. На территории земледельческой части Красноярского края наибольшие площади залежных земель от ранее распахиваемой территории расположены в северной лесостепной (40-60 %) и особенно в подтаёжной (60-90 %) зонах края. Значительные площади покрыты древостоями разного возраста и видового состава, для восстановления которых требуется уже коренная мелиорация, являющаяся нерентабельным и дорогостоящим мероприятием [7]. По данным ФГБУ ГЦАС «Красноярский» 648,8 тыс. га бывших пашен закустарены, залесены, заболочены, подтоплены, сильно подвержены водной и ветровой эрозии [8]. Остальная часть (около 400 тыс. га) расположена в районах с низким уровнем сельскохозяйственного производства. В целом земли сельскохозяйственного назначения составляют около 17 %. среди которых преобладает пашня, занимающая 60,17 % от сельскохозяйственных угодий [9].
Цель исследований. Дать оценку трансформации показателей плодородия различных типов почв залежей при их зарастании лесом и повторном вовлечении в пашню.
Объекты исследования. Получен многолетний экспериментальный материал по трансформации комплекса показателей плодородия почв залежей в районах Красноярского края при спонтанном зарастании их лесом. а также под влиянием повторного освоения и вовлечения в сельскохозяйственный оборот. Исследования по влиянию леса на залежные земли, а также распашки залежей были проведены с 2007 по 2022 гг. в Красноярской (Емельяновский, Сухобузимский районы), Ачинско-Боготольской лесостепи (Козульский район) и в зоне травяных лесов Казачинского района. Все объекты исследования представляли парные участки молодого соснового леса и чистых залежей в различных стадиях сукцессии травянистой растительности на серых почвах, а также сопоставляемые пары "чистая залежь - освоенная залежь (пашня)" на черноземах выщелоченных, лугово-черноземных и темноцветных пойменных почвах. Все сравниваемые объекты расположены в совершенно идентичных условиях почвообразования в непосредственной близости друг от друга.
Методы исследований. Применили сравнительно-географический и стационарный методы исследования путем закладки серии исходных и повторных ключевых разрезов, отбора агрохимических образцов из слоев почвы 0-10 и 10-20 см, проведения почвенно-режимных наблюдений, лабораторных анализов почв общепринятыми методами, изучения пространственной вариабельности свойств почв с использованием вариационно-статистических методов.
Результаты исследований. Воздействие сосновых древостоев на постагрогенные серые почвы приводит к образованию лесной подстилки и ее дифференциации по степени разложения в зависимости от возраста леса. Формирование гумусового профиля и статистически достоверное изменение содержания гумуса происходит в условиях антропогенного воздействия достаточно быстро. Хотя тип гумусового профиля остается прежним (регрессивно-аккумулятивным), характерным для серых почв, абсолютное содержание гумуса при этом меняется на порядки. Такая же закономерность установлена для миграции обменных катионов кальция, железа, илистой фракции и физической глины. Достоверные различия по аккумуляции в почве валового и минерального азота происходят так же быстро, как и гумусонакопление. Минерализация азотсодержащих соединений идет в этих почвах до стадии аммиака. В зоне южной тайги характерно уменьшение степени насыщенности основаниями и подкисление серых почв залежей под восстанавливающимся сосновым лесом по сравнению с чистой залежью [10]. В лесостепной зоне смещения реакции почвы (рН) в более кислую сторону и снижение степени насыщенности основаниями (V, %) не обнаруживается. Увеличение содержания гумуса в самом верхнем слое почвы зафиксировано под средневозрастными и приспевающими разнотравными сосняками, поселившимися на залежах. Под влиянием лиственного березового леса и смешанного хвойно-лиственного леса в почвах активизируются процессы биогенной аккумуляции, усиливается нитрификационная способность почв и не происходит их подкисление. Статистически подтверждается увеличение содержания агрономически ценных фракций структурного состава в обоих слоях серых почв залежей, зарастающих лесом. При этом установлено снижение содержания глыбистой и пылеватой фракций, свидетельствующих об оптимизации структуры за счет прижизненного влияния корневой системы восстанавливающегося леса на структурообразование.
Максимальное влияние на показатели плодородия почв залежных земель оказывает зарастание сосновым лесом в Емельяновском районе, меньшее влияние проявляется при поселении смешанного сосново-березового леса в Больше-Муртинском районе и наименьшее - в Козульском районе, где формируется лиственный лес. В серых почвах Красноярской и Ачинско-Боготольской лесостепи происходит оптимизация свойств почв залежей при оставлении их в чистом виде.
Введение залежи в пашню несколько снижает величины некоторых показателей потенциального плодородия в слоях 0-10 и 10-20 см, особенно серой, лугово-черноземной и темноцветной пойменной почв, отличающихся меньшей экологической буферностью по сравнению с черноземом выщелоченным (табл. 1). В то же время интенсифицируется процесс минерализации органического вещества, что приводит в большинстве случаев к активизации процессов аммонификации и нитрификации с повышением содержания минеральных форм азота.
Таблица 1 - Показатели плодородия (n =5) при различном направлении использования почв залежей в лесостепной зоне Красноярского края, 2020-2022 гг.
|
Объект |
Глубина, см |
Гумус, % |
рН |
S |
Нг |
V,% |
Элементы питания, мг/кг почвы |
|||||
|
Н2О |
KСl |
м-моль/100 г почвы |
|
|||||||||
|
N-NO3 |
N-NH4 |
P2O5 |
K2O |
|||||||||
|
Серая тяжелосуглинистая |
||||||||||||
|
Пашня |
0-10 |
7,3 |
6,7 |
5,4 |
22,0 |
2,0 |
91,4 |
2,6 |
4,7 |
480,1 |
157,0 |
|
|
10-20 |
7,0 |
6,7 |
5,4 |
21,8 |
1,8 |
92,4 |
4,7 |
5,9 |
480,0 |
116,2 |
||
|
Залежь |
0-10 |
9,2 |
6,4 |
5,3 |
21,8 |
2,6 |
89,3 |
2,9 |
8,0 |
280,0 |
482,0 |
|
|
10-20 |
7,9 |
6,2 |
5,2 |
21,7 |
3,5 |
86,2 |
2,7 |
9,4 |
220,0 |
342,3 |
||
|
Сосняк |
0-10 |
6,5 |
6,9 |
6,0 |
23,6 |
2,3 |
91,1 |
2,8 |
6,7 |
370,4 |
224,0 |
|
|
10-20 |
5,0 |
7,0 |
6,0 |
22,9 |
1,4 |
94,2 |
2,6 |
4,8 |
310,0 |
132,0 |
||
|
Чернозем сильно выщелоченный лёгкоглинистый |
||||||||||||
|
Залежь |
0-10 |
4,3 |
6,1 |
5,2 |
49,2 |
4,0 |
92,5 |
5,0 |
3,6 |
180,2 |
177,7 |
|
|
10-20 |
3,2 |
6,0 |
5,3 |
34,6 |
1,7 |
95,3 |
13,3 |
3,1 |
103,2 |
160,3 |
||
|
Пашня |
0-10 |
5,2 |
5,4 |
4,6 |
45,6 |
2,9 |
94,0 |
13,3 |
3,4 |
380,0 |
291,0 |
|
|
10-20 |
4,1 |
5,5 |
4,4 |
32,5, |
1,3 |
96,0 |
13,0 |
3,6 |
230,0 |
276,7 |
||
|
Лугово-чернозёмная слабо выщелоченная лёгкоглинистая |
||||||||||||
|
Залежь |
0-10 |
12,2 |
6,5 |
5,4 |
55,8 |
0,8 |
99,0 |
9,7 |
4,1 |
172,0 |
319,3 |
|
|
10-20 |
9,1 |
7,3 |
6,0 |
45,8 |
7,1 |
93,1 |
7,1 |
3,4 |
134,0 |
191,7 |
||
|
Пашня |
0-10 |
10,8 |
6,7 |
6,3 |
50,4 |
0,4 |
99,1 |
6,9 |
2,6 |
150,0 |
361,3 |
|
|
10-20 |
11,1 |
6,7 |
6,1 |
45,1 |
2,4 |
95,0 |
10,0 |
4,5 |
170,0 |
282,0 |
||
|
Тёмноцветная пойменная легкосуглинистая |
||||||||||||
|
Залежь |
0-10 |
4,1 |
5,9 |
5,2 |
45,2 |
2,5 |
94,8 |
3,7 |
2,4 |
263,0 |
284,7 |
|
|
10-20 |
2,2 |
5,8 |
4,5 |
30,2 |
1,5 |
95,3 |
3,3 |
2,0 |
203,0 |
235,3 |
||
|
Пашня |
0-10 |
2,7 |
5,8 |
4,9 |
40,2 |
2,0 |
95,2 |
8,3 |
2,1 |
175,7 |
105,3 |
|
|
10-20 |
1,5 |
6,0 |
4,9 |
24,6 |
1,2 |
95,3 |
6,4 |
2,0 |
184,0 |
119,7 |
||
При освоении и сельскохозяйственном использовании постагрогенной лугово-черноземной и темноцветной пойменной почвы залежей Красноярской лесостепи комплекс почвенно-агрохимических свойств изменяется не существенно. Состояние почвенно-поглощающего комплекса как правило оптимизируется. Обеспеченность элементами фосфорного и калийного питания в целом несколько выше в почве залежи по сравнению с освоенными участками, особенно в слое 0-10 см, что указывает на биогенную аккумуляцию этих элементов в самом верхнем слое. Особенности инфильтрации почв, их реакция, концентрация полуторных оксидов в оглееном слое пойменных и лугово-черноземных почв, способствуют химическому поглощению и аккумуляции фосфорных соединений.
При распашке и механической обработке почвы залежей выравнивается пространственная пестрота показателей эффективного плодородия за счет нивелирования куртинистости напочвенного травянистого покрова и подземной массы органических остатков. Установлена очень слабая пространственная неоднородность большинства почвенно-агрохимических показателей на всех объектах исследования. Исключение составляет высокая пространственная вариабельность минеральных форм азота, что вполне логично. Вовлечение в пашню залежей повышает качественное состояние почвенного плодородия при одновременной трансформации количественных показателей.
Заключение. Таким образом, процесс зарастания бывших пашен лесом в условиях Средней Сибири не снижает плодородие почв. По ряду показателей, свойств и процессов в серых почвах залежей под влиянием леса формируется «проградационный тренд». Экологическое ранжирование по содержанию гумуса в почвах объектов исследований преимущественно показало, что влияние древостоев на серые постагрогенные почвы приводит к их динамике в направлении экологической нормы. Образующиеся в результате таких сукцессий природно-антропогенные экосистемы возможно повторно вовлекать в сельскохозяйственное использование, а также оставлять их как компоненты агроландшафтов, стабилизирующие и повышающие экологическую устойчивость, и видовое разнообразие. Повторное освоение и дальнейшее сельскохозяйственное использование залежных почв различных типов в лесостепной зоне Красноярского края, не обеспечивающее мероприятий по воспроизводству почвенного плодородия, может привести к проявлению "деградационного тренда" и снижению их ресурсного потенциала.
1. Ivanov D.A., Kovalev D.A. Pochvenno-agroekologicheskoe issledovanie processov transformacii agroekosistem pri razlichnom ispol'zovanii //Agroekologicheskoe sostoyanie i perspektivy ispol'zovaniya zemel' Rossii, vybyvshih iz aktivnogo sel'skohozyaystvennogo oborota. Materialy Vseros. nauchn. konf. - Moskva, 2008. S. 299-303.
2. Nechaeva T.V. Zalezhnye zemli Rossii: rasprostranenie, agroekologicheskoe sostoyanie i perspektivy ispol'zovaniya (obzor) //Elektronnyy zhurnal (POS) Pochvy i okruzhayuschaya sreda, 2023, T.6, № 2.
3. Shpedt A.A., Trubnikov Yu.N. Gumusovoe sostoyanie i racional'noe ispol'zovanie pochv zalezhnyh zemel' Prieniseyskoy Sibiri //Dostizhenie nauki i tehniki APK. - 2017. T.31, №5. S. 5 - 8. EDN: https://elibrary.ru/ZCPUOD
4. Sorokina O.A., Tokavchuk V.V. Rybakova, A.N. Postagrogennaya transformaciya seryh pochv zalezhey //Nauchnaya monografiya. - Krasnoyarsk, 2016. 239 s.
5. Bulgakov D.S. Chuprova V.V., Shpedt A.A. Problemy ispol'zovaniya v Krasnoyarskom krae zemel', vybyvshih iz sel'skohozyaystvennogo oborota, i puti ih resheniya //Agroekologicheskoe sostoyanie i perspektivy ispol'zovaniya zemel' Rossii, vybyvshih iz aktivnogo sel'skohozyaystvennogo oborota. Materialy Vseros. nauchn. konf. – Moskva, 2008. S. 271-274. EDN: https://elibrary.ru/RXZKXB
6. Kolpakova O.P. Vvedenie v oborot neispol'zuemyh zemel' sel'skohozyaystvennogo naznacheniya Krasnoyarskogo kraya //Social'no-ekonomicheskiy i gumanitarnyy zhurnal. 2023. № 2. S. 55–66. DOI: https://doi.org/10.36718/2500-1825-2023-2-55-66; EDN: https://elibrary.ru/LSULWJ
7. Shpagin A.I., Edimeichev Yu.F. Sovremennye problemy resursosberegayuschih tehnologiy v zemledelii Krasnoyarskogo kraya: ucheb. posobie. - Krasnoyarsk, 2014. 105 s.
8. Godovoy doklad o sostoyanii okruzhayuschey sredy v Krasnoyarskom krae v 2021 godu /Ministerstvo ekologii i racional'nogo prirodopol'zovaniya Krasnoyarskogo kraya, KGBU «CRMPiOOS». - Krasnoyarsk, 2022.
9. Godovoy doklad o sostoyanii i ispol'zovanii zemel' Krasnoyarskogo kraya za 2019 god /Federal'naya sluzhba gosudarstvennoy registracii, kadastra i kartografii. Krasnoyarsk, 2020.
