Объектов мониторинговых наблюдений

 

Известно, что длительное использование мелиорированных торфяных почв приводит к ухудшению их водно-физических свойств или даже к их полной деградации.

Оптимальными показателями плотности для торфяных почв является интервал от 0,25 до 0,45 кг*м^-3. В 2007 г. так характеризовались иловато-торфяная почвы СПК «Мичуринск» Ивацевичского района (0,42-0,46 кг*м^-3₎, а также торфяно-иловато-глеевая почва ПОСМиЛ Лунинецкого района. Эти почвы относятся к торфяно-болотным.

На всех торфяно-минеральных разновидностях наблюдалось уплотнение пахотного слоя, как следствие механического привнесения в торфяной горизонт частиц песка, припахиваемого в процессе обработки деградированных торфяных почв, а также в результате дефляции, при которой в первую очередь теряются частицы торфа. Высокая зольность – 70-78 % дегроторфяных почв с остаточным содержанием органического вещества от 30 до 10% почв обусловили резкое увеличение плотности пахотного горизонта до 0,60-0,80 кг*м^-3.

Дерновые заболоченные почвы, входящие в стационарные площадки, характеризовались оптимальной плотностью для возделывания сельскохозяйственных культур – 0,7-1,0 кг*м^-3.

Хорошие показатели плотности обеспечили благоприятный воздушный режим, оцениваемый по величине пористости и пористости аэрации, на всех почвах объектов наблюдений.

Оптимальная влажность торфяных почв составляет 210-220 весовых процентов, влажность завядания – 90-95 весовых процентов.

Наблюдения показали, что в конце вегетации влажность пахотного горизонта торфяных почв была значительно ниже оптимальной. На дегроторфяной почве в пределах ПОСМиЛ и ОАО «Парохонское» она была даже ниже влажности завядания. Низкая влажность почвы обусловлена высокой температурой воздуха и низким количеством осадков в период уборки сельскохозяйственных культур. Это могло стать причиной развития дефляционных процессов, но почва еще не была защищена растительностью.

В 2008 г. наиболее благоприятными для произрастания культурных растений были условия, сформированные на дерновых заболоченных почвах – пористость в пределах 47-58% и плотность – 0,92-1,13 кг*м^-3, пористость аэрации – 35-41% (табл. 13).

Торфяные разновидности почв характеризовались очень высокими значениями пористости и низкой плотностью пахотного слоя. Почва была чрезмерно вспушена, что способствовало развитию дефляционных процессов.

Наиболее высокой плотностью среди дерновых разновидностей характеризовались почвы площадки «Мичуринск» Ивацевичского района – 1,01-1,22 кг*м^-3 в слое 0-20 см, наиболее низкой – стационарной площадки ОАО «Парохонское» (0,99 кг*м^-3).

Содержание влаги в почве оказывает влияние также и на формирование урожая сельскохозяйственных культур. Оптимальной в начале вегетации считается полевая влажность на уровне 75-100 % от величины полной влагоемкости, в дальнейшем – 75-80 % от полной влагоемкости

Самая высокая влажность пахотного слоя торфяных разновидностей в период уборки наблюдалась на стационарных площадках «Парохонское» и «Мичуринск» – в пределах 109-150 весовых процентов.

В почвах всех стационарных площадок содержалось мало влаги, что указывает на вероятность протекания интенсивной минерализации торфа. При этом приведенные данные показали существенную разницу в характере увлажнения почвенных разновидностей, что, несомненно, повлияло на формирование их производительной способности.

Таблица 13 – Водно-физические свойства исследуемых почв на объектах наблюдения (2007-2010 гг.)

Почва	Год	Водно-физические свойства
плот-ность, кг*м-3	влаж-ность, %	запасы влаги, мм	порис-тость, %	порис-тость аэрации, %
СПК «Мичуринск», Ивацевичский район
Дерново-глееватая		0,92	40,4
	1,22	5,1
	0,90	30,1
	0,85	30,52
Дерново-глеевая		0,68	57,9
	1,01	18,3
	0,95	33,0
	0,80	36,32
Дегроторфяная (ОВ 30,0-20,1%)		0,63	100,0
	0,54	63,2
	0,44	86,4
	0,53	64,19
Торфянисто-глеевая		0,46	129,0
	0,39	131,9
	0,49	106,8
	0,63	53,46
Иловато-торфяная		0,42	157,6
	0,33	175,5
	0,37	138,2
	0,40	108,49
ПОСМиЛ, Лунинецкий район
Дерново-глееватая		1,00	6,3
	1,01	18,8
	1,19	22,0
	1,21	12,3
Дегроторфяная (ОВ 30,0-20,1%)		0,71	45,8
	0,66	24,3
	0,74	81,2
	0,60	56,0
Торфяно-иловато-глеевая		0,31	100,3
	0,43	54,8
	0,55	98,5
	0,40	149,6
СПК «Парахонское», Пинский район
Дерновая перегнойно-глеевая		0,90	24,3
	0,99	21,6
	1,07	18,8
	1,02	14,1
Дегроторфяная мине-ральная остаточно-торфяная (ОВ 10-20%)		0,86	36,3
	0,51	92,2
	0,76	36,6
	0,88	19,8

Продолжение табл.13
Дегроторфяная (ОВ 30,0-20,1%)		0,89	33,2
	0,45	109,6
	0,66	40,1
	0,65	44,6
Перегнойно-торфяная		0,39	153,2
	0,35	149,7
	0,38	146,9
	0,35	118,0

Влажность минеральных почв определяется, в первую очередь, характером выпадения осадков. Большое значение имеет показатель влагообеспеченности корнеобитаемого слоя.

К концу вегетации в 2008 г. наиболее низкие значения влажности почв в слое 0-20 см в период уборки возделываемых культур на минеральных разновидностях отмечены на площадке «Мичуринск», самые высокие – «Парохонское».

В 2009 году в период уборки сельскохозяйственных культур полевая влажность была значительно ниже величины полной влагоемкости. Особенно неблагоприятные условия складывались на дегроторфяных разновидностях в пределах стационарных площадок «Парохонское», где полевая влажность составляла менее 35 % от величины полной влагоемкости (37-40 %). Более высокими значениями влажности характеризуются почвы на стационарной площадке ПОСМЗиЛ и Мичуринск. Отметим, что в этот период развитие дефляционных процессов маловероятно, так как почва была покрыта растительностью. На всех площадках полевая влажность торфяных разновидностей была выше, чем дегроторфяных почв.

Оценка влажности пахотного слоя дерновых заболоченных почв на стационарных площадках показала значительную неравномерность увлажнения этих почв. В период уборки влажность пахотного слоя дерновых заболоченных почв на стационарной площадке «Мичуринск» отмечалось избыточное увлажнение (полевая влажность превышала наименьшую влагоемкость (25-30 %)). На участках, расположенных в Пинском и Лунинецком районах, низкая влажность почвы способствовала раннему созреванию урожая возделываемых зерновых культур.

Наиболее высокая плотность зафиксирована на дерновых заболоченных почв – 0,90-1,19 кг*м^-3. Разновидности торфяно-болотных почв характеризовались достаточно низкой плотностью (0,37-0,55 кг*м^-3). Наиболее уплотненная среди них торфяно-иловато-глеевая почва стационарной площадки ПОСМЗиЛ. Четкая зависимость между плотностью и содержанием органического вещества наблюдается также и на дегроторфяных почвах: наиболее плотные почвы с содержанием органического вещества 10-20 %. При оценке плотности почвы отмечалось также значительное увеличение – на 0,10-0,17 кг*м^-3.

Закономерности, отмеченные для плотности почв, характерны также и для показателя пористости и пористости аэрации.

Изучение агрофизических свойств в конце вегетации 2010 г. на стационарных площадках в Пинском, Лунинецком и Ивацевичских районах показало, что наиболее высокая плотность характерна для дерновых заболоченных разновидностей – 0,76-1,24 кг_*м^-3 . Наименее плотными являются торфяно-болотные почвы, среди них самые плотные – иловато-торфяные (0,38-0,42 кг_*м^-3), менее плотные – перегнойно-торфяные (0,34-0,35 кг_*м^-3). Прослеживается также уплотнение дегроторфяных почв с уменьшением содержания органического вещества в них. К примеру, в СПК «Парахонское» плотность пахотного слоя дегроторфяной торфяно-минеральной почвы (ОВ 30,0-20,1%) составила 0,62-0,67 кг_*м^-3, а дегроторфяной минеральной остаточно-торфяной (ОВ 10-20%) – 0,87-0,89 кг_*м^-3.

Закономерности, отмеченные для плотности почв, характерны также и для величины общей пористости. Наиболее высокие значения пористости отмечены в СПК «Мичуринск» Ивацевичского района: дерново-глееватая – 64-66%; дерново-глеевая – 65-68; дегроторфяная (ОВ 30,0-20,1%) – 75-77; торфянисто-глеевая – 67-71; иловато-торфяная – 77-79%.

Пористость аэрации – это показатель, зависящей как от плотности почвы, так и от количества выпавших осадков. В пределах стационарных площадок она изменялась: в СПК «Мичуринск» – от 31% до 45%; в СПК «Парахонское» – от 36 до 47%, в ПОСМиЛ – от 24 до 41%.

Одной из задач проводимых исследований являлось наблюдение за влажностью изучаемых почв. Следует отметить, что на двух стационарных площадках (ПОСМиЛ и «Парохонское») отбор проб почвы на влажность выполнялся синхронно. Существенных различий в величине полевой влажности на одинаковых почвенных разновидностях (дерновых и деградированных торфяно-минеральных) не получено. Только перегнойно-торфяная почв в СПК «Парахонское» была менее влажная, чем в ПОСМиЛ. Поэтому и общие запасы влаги в пахотном слое в период уборки были приблизительно равные на одинаковых разновидностях. Из них самые высокие – на торфяных почв: 120 мм в ПОСМиЛ и 81 мм в СПК «Парахонское».

В пределах стационарной площадки в СПК «Мичуринск» самые низкие значения влажности отмечены в слое 0-20 см дерново-глееватой почве – приблизительно 30%. Общие запасы влаги составили 51 мм, чего достаточно для нормальной развития пшеницы. Дерново-глеевая почва была несколько влажнее (35-36%). Существенных различий в величине полевой влажности пахотного слоя торфянисто-глеевой и дегроторфяной почвой (ОВ 30,0-20,1%) не отмечено – соответственно 64% и 53%. Более высокие значения влажности выявлены на иловато-торфяной почве (106-110 %). А общие запасы влаги составили здесь 89%.

За четыре года наблюдений плотность дерновых заболоченных почв несколько увеличилась на всех объектах мониторинга, за исключением СПК «Мичуринск», где плотность снизилась на 0,07 кг_*м^-3. Торфяно-болотные почвы по-прежнему характеризуются оптимальной величиной пористости – 0,25-0,45 кг*м^-3. Из деградированных торфяно-минеральных разновидностей только в почвах с содержанием органического вещества 10-20% наблюдается увеличение плотности, что свидетельствует о продолжающихся процессах минерализации.

Оценка изменения мощности торфяного слоя на исследуемых объектах за годы исследований показала, что на всех стационарных площадках произошла «сработка» торфа. Мощность торфа снизилась на 1-4 см. Наиболее сильно торфяной слой срабатывается в ПОСМиЛ, т.к. там возделываются пропашные культуры (кукуруза). В пределах одной стационарной площадки «сработка» более интенсивна на деградированных почвах (табл. 14).

В первой декаде апреля до начала активной микробиологической деятельности на торфяных и деградированных торфяно-минеральных почвах осуществлен отбор образцов для определения подвижных форм азота (нитратный и аммонийный азот), степени разложения торфа и его зольности.

Содержание органического вещества в торфе также уменьшилось за четыре года наблюдений (на 0,3-2,1%). Это свидетельствует о процессах деградации торфяных почвах, которые наиболее интенсивны на территории ПОСМиЛ в связи с применением пропашного севооборота.

Зольность торфяных почв объектов мониторинга увеличилась с 32,4-78,1% в 2007 г. до 30,9-79,3% в 2010 г., при этом зольность торфяных почв осталась практически на том же уровне, а на деградированных почвах доля минеральных веществ выросла на 0,9-2,3%.

 

Таблица 14 – Свойства торфяных почв стационарных объектов мониторинговых наблюдений

 

Почва	Мощность, см	Органическое вещество, %	Степень разложения, %	Зольность, %	Минеральный азот, мг/кг почвы
2007 г.	2010 г.	2007 г.	2010 г.	2007 г.	2010 г.	2007 г.	2010 г.
ОАО «Парохонское» Пинского района
Дегроторфяная минеральная остаточно-торфяная почва (ОВ 20,0-10,1 %)			32,0	30,9	-	-	78,1	79,3	24,1
Перегнойно-торфяная	более 80	более 80	63,3	61,7			32,4	30,9	35,4
Дегроторфяная торфяно-минеральная остаточно-оглеенная (ОВ 30,0-20,1 %)			15,0	13,4	-	-	70,5	71,4	27,6
ПОСМЗиЛ Лунинецкого района
Дегроторфяная торфяно-минеральная остаточно-оглеенная (ОВ 30,0-20,1 %)			22,3	20,1	-	-	72,3	74,6	26,8
Торфяно-иловато-глеевая			53,6	51,7	-	-	46,1	46,9	58,2
СПК «Мичуринск» Ивацевичского района
Торфянисто-глеевая			37,1	36,5	-	-	57,7	57,3	27,1
Дегроторфяная торфяно-минеральная остаточно-оглеенная (ОВ 30,0-20,1 %)			28,7	26,9	-	-	73,8	75,4	25,8
Иловато-торфяная	более 70	более 70	58,3	58,0			46,0	47,3	38,0

По общепринятой методике степень разложения торфа и ботанический состав определяются для почв, зольность которых не превышает 50 %. Поэтому данные анализы выполнены для иловато-торфяных и торфяных маломощных разновидностей стационарных площадок «Парохонское» и «Мичуринск» (табл. 2). На стационарной площадке ПОСМЗиЛ Лунинецкого района зольность всех почвенных разновидностей более 50 %, что указывает на высокую степень разложения органического вещества торфа и значительную деградацию торфяно-болотных почв.

Одним из показателей, характеризующих степень минерализации органического вещества торфа, является количество минерального азота в пахотном слое почв. На стационарных площадках ПОСМЗиЛ Лунинецкого района и «Парахонское» отмечено снижение содержания нитратного азота (NO₃) с увеличением степени деградации. Это свидетельствует о том, что на торфяных разновидностях, где запасы органического вещества больше, его минерализация происходит более интенсивно, чем на дегроторфяных почвах.

На стационарной площадке «Мичуринск» Ивацевичского района наблюдалась обратная тенденция: наибольшее выделение нитратного азота (NO₃) отмечено на торфянисто-глеевой почве, что может служить показателем наиболее интенсивной деградации органического вещества.

Наибольшее общее количество минерального азота отмечено на почвах стационарной площадки ПОСМЗиЛ в условиях интенсивного использования под пропашные культуры (кукурузу), что обусловлено в первую очередь высокими дозами азотных удобрений, вносимых под данную культуру.

6 Производительная способность почв мелиорированных территорий, подверженных дефляционным процессам

 

Наряду с оценкой изменения основных свойств дефляционноопасных почв, определено влияния неоднородности почвенного покрова и степени деградации торфяных почв на их производительную способность. Оценка осуществлялась в производственных посевах на объектах мониторинга.

Условия увлажнения 2007 года определили невысокую урожайность на почвах, занимающих наиболее низкое гипсометрическое положение (табл. 15) на всех объектах наблюдений.

В СПК «Мичуринск» на иловато-торфяных почвах культурные посевы отсутствовали из-за высокого уровня грунтовых вод. В целом же продуктивность сельскохозяйственных культур составила 32,8-51,1 ц/га к. ед., из них самая высокая на торфянисто-глеевой почве – 51,1 ц/га к.ед.

В ОАО «Парохонское» низкая производительная способность отмечена на всех почвенных разновидностях – от 10,0 до 24,4 ц/га к.ед.

Значительные колебания урожайности зеленой массы кукурузы на различных почвенных разновидностях зафиксированы на территории ПОСМиЛ Лунинецкого района. Наибольшая урожайность (124,0 ц/га к.ед.) получена на дерново-глееватой песчаной почве, минимальная (81,1 ц/га к.ед.) – на дегроторфяной торфяно-минеральной почве, где в первой декаде июля из-за выпадения избыточного количества осадков сформировалась «вымочка». Разница в продуктивности культуры составила 42,9 ц/га к. ед. В момент уборки (3-я декада августа) корневая система растений на всех разновидностях была открыта на 4-6 см, что свидетельствует о значительных потерях почвы вследствие ветровой эрозии.

В 2008 году на стационарных площадках ПОСМиЛ, «Парохонское» и «Мичуринск» возделывалась кукуруза на зеленую массу. Различия в погодных условиях, уровне агротехники, состоянии мелиоративных систем привели к формированию значительных различий в величине производительной способности изучаемых почв. Наименьшая урожайность отмечена на всех разновидностях стационарной площадки «Мичуринск», наибольшая – ПОСМиЛ.

В 2008 г. выявлены существенные различия в пределах одной площадки. Колебания урожайности составили от 45 ц/га к.ед. на площадке «Мичуринск» Ивацевичского района, до 70,7 ц/га к.ед. в ОАО «Парохонское» Пинского района. Максимальный урожай зеленой массы сформировался на дегроторфяных разновидностях поскольку погодные условия способствовали достаточному увлажнению в засушливый период и исключали подтопление – во влажный. На иловато-торфяной почве всходы кукурузы вымокли, что объясняется избыточным увлажнением в весенний период.

В 2009 году на стационарных площадках возделывались зерновые культуры. Максимальная урожайность сформировалась в пределах площадки ПОСМиЛ – от 60,7 до 69 ц/га к.ед. овса. Разница между почвенными разновидностями в пределах 11-12%.

На всех объектах наблюдений наибольшая продуктивность сформирована на разновидностях торфяных почв, наименьшая – на дерновых заболоченных почвах.

Незначительные различия в урожайности озимого тритикале на разных почвенных разновидностях отмечены в пределах стационарной площадки в ОАО «Парахонское» (1,2-7,4 ц/га к.ед.).

Значительная дифференциация урожайности культур наблюдалась в пределах стационарной площадки СПК «Мичуринск». Здесь был сформирован самый низкий урожай – 28,3-42,4 ц/га к.ед. Условия увлажнения текущего года обусловили минимальную производительную способность дерново-глееватой почвы.

Таблица 15 – Производительная способность почвенных разновидностей стационарных площадок мониторинговых наблюдений

 

Объект	Почва	2007 г.	2008 г.	2009 г.	2010 г.	В среднем за 4 года
ПОМСЗиЛ	Дерново-глееватая	124,0	116,7	60,7	83,4	96,2
Дегроторфяная торфяно-минеральная (ОВ 30,0-20,1%)	81,1	173,3	67,9	59,9	95,6
Торфяно-иловато-глеевая	117,0	168,0	69,0	37,4	97,9
«Парохонское»	Дерновая перегнойно-глеевая	10,0	116,0	63,1	100,8	72,5
Дегроторфяная минеральная остаточно-торфяная (ОВ 10-20%)	17,3	124,7	55,7	73,3	67,8
Дегроторфяная торфяно-минеральная (ОВ 30,0-20,1%)	18,5	124,7	56,9	88,4	72,1
Перегнойно-торфяная	24,4	54,0	61,8	64,5	51,2
«Мичуринск»	Дерново-глееватая	32,8	56,0	28,3	31,7	37,2
Дерново-глеевая	48,7	18,7	39,4	39,3	36,5
Дегроторфяная торфяно-минеральная (ОВ 30,0-20,1%)	44,7	61,3	39,8	75,1	55,2
Торфянисто-глеевая	51,1	16,3	42,4	28,3	34,5
Иловато-торфяная	-	-	-	-	-

 

 

На дерновых заболоченных разновидностях урожайность ячменя на 11,5-14,1 ц/га к.ед. меньше, чем на торфяных почвах. Как и в предыдущие годы, на иловато-торфяной почве посевы отсутствовали, поскольку избыточное увлажнение весной не позволило своевременно подготовить почву к посеву.

В 2010 г. на стационарных площадках ПОСМиЛ и «Парохонское» возделывалась кукуруза на зеленую массу. Самая высокая урожайность получена на дерновых заболоченных разновидностях – в ПОСМиЛ 83,4 ц/га к.ед. и 100,8 ц/га к.ед. в СПК «Парахонское» – поскольку погодные условия способствовали достаточному увлажнению в засушливый период и исключили подтопление в весенний период. Колебания урожайности в пределах одной площадки составили в СПК «Парахонское» 12-26%, в ПОСМиЛ – 27-56%. Самая низкая урожайность кукурузы сформирована на торфяной почвы (соответственно 64,5 ц/га к.ед. и 37,4 ц/га к.ед.), что объясняется полной влагоемкостью этой почвы в начале вегетации. На дегроторфяных разновидностях снижение урожайности составило 17-28% по сравнению с дерновыми заболоченными почвами.

На стационарной площадке мониторинговых наблюдений в СПК «Мичуринск» самая высокая урожайность озимой пшеницы сформирована на дегроторфяной торфяно-минеральной почве – 75,1 ц/га к.ед. Производительная способность дерновых заболоченных разновидностей практически в два раза ниже – 31,7-39,3 ц/га к.ед. На торфянисто-глеевой почве урожайность составила всего 28,3 ц/га к.ед., что на меньше, чем на дегроторфяной на 46,8 ц/га к.ед. На иловато-торфяной разновидности посевы вообще отсутствовали. Это связано с высокой влажностью почвы в период весеннего отрастания озимой пшеницы.

В среднем за четыре года наблюдений самая низкая производительная способность почвенных разновидностей отмечена на стационарной площадке в СПК «Мичуринск» - 34,5-55,2 ц/га к.ед. Здесь же и самая высокая разница между разновидностями – 48-60%. Большое количество осадков в 2007-2010 гг. определили невысокую производительную способность почв, занимающих наиболее низкое гипсометрическое положение: на иловато-торфяной почве всходы отсутствовали, а на торфянисто-глеевой почве получено всего 34,5 ц/га к.ед. в среднем за четыре года. Самая высокая продуктивность сельскохозяйственных культур сформирована на дегроторфяной почве, где посевы не страдают как от избытка, так и от недостатка влаги – 55,2 ц/га к.ед.

На стационарной площадке в ПОСМиЛ в 2007, 2008 и 2010 гг. возделывалась кукуруза, что отрицательно сказалось на свойствах торфяных почв, но, в то же время, обеспечило наибольшую производительную способность почв – 95,6-97,9 ц/га к.ед. Низкая разница между разновидностями (2-3%) свидетельствуют о том, что торфяные почвы по своим свойствам приближаются к минеральным, т.е. деградируют.

В ОАО «Парахонское» у перегнойно-торфяной почвы самая низкая производительная способность (51,2 ц/га к.ед.). Это связано с избыточным увлажнением в весенний период 2008 г., что привело к изреживанию посевов. Наибольшая продуктивность сельскохозяйственных культур получена на дерновой перегнойно-глеевой почве и дегроторфяной с остаточным количеством органического вещества 20-30% - приблизительно 72 ц/га к.ед. Колебания между разновидностями в пределах 6-30%.