Сельское хозяйство/3. Земледелие, грунтоведение и агрохимия

к.с.-х.н. Свиридова Л.Л., академик РАСХН, д.т.н. Григоров М.С., профессор, д.т.н. Григоров С.М.

Волгоградская государственная сельскохозяйственная академия, Россия

СОВРЕМЕННЫЙ ПОЧВЕННО-КЛИМАТИЧЕСКИЙ ПОТЕНЦИАЛ АГРОСИСТЕМЫ СЕВЕРНОГО ПРИКАСПИЯ

Сложные задачи возникают перед сельхозпроизводителями на современном этапе сельскохозяйственного производства, где одной из задач является повышенные требования к качеству и количеству растениеводческой продукции при более меньших энергозатратах. Решение задачи позволяет получить наилучшие результаты с учетом заданного уровня расходования ресурсов и выполнения ряда ограничений, связанных с сохранением почвенного плодородия и защитой окружающей среды.

Почвенно-климатический потенциал агросистемы – один из важных определяющих факторов, и представляет собой уникальный экологический ресурс для восстановления биосферы. Северный Прикаспий по своему агроклиматическому и почвенному потенциалу относится к регионам, обладающим наилучшими условиями и наибольшей отдачей в области сельскохозяйственного производства.

Агросистема северного Прикаспия расположена на Прикаспийской низменности, которая представляет собой ровную поверхность, полого наклонённую к морю, среди которой поднимаются отдельные возвышенности – Индерские горы, Большой Богдо, Малый Богдо и др.

Площадь низменности около 200 тыс. км², во внутренней приморской части лежит ниже уровня океана (от 0 – 28 м), к окраинам поднимается до 100 м абсолютной высоты. Основная часть соответствует глубокой тектонической впадине на юго-восточной окраине Восточно-Европейской платформы – Прикаспийском синеклизе. Равнина осложнена небольшими поднятиями – соляными куполами. В антропогене она заливалась древнекаспийскими трансгрессиями и с поверхности сложена в северной части глинистыми и суглинистыми, а в южной – песчаными отложениями.

Для северного Прикаспия характерен Волго-Сарпинский ландшафт, в географическом отношении относится к полупустынному типу, южному подтипу, роду элювиальных ландшафтов морских нижнехвалынских делювиальных низменных равнин. На данной территории распространены виды комплексно-солонцовых 20…80% полынно-злаковых полупустынь (табл. 1)

Таблица 1 - Виды ландшафтов Черноярского района

Показатели	Занимаемая площадь, %
Плоскоравнинные микробугорчатые	20
Плоскозападинные с падинами и западинами	5
Плоскозападинные с падинами, лиманами, балками и оврагами	20
Плоскозападинные с падинами	23
Волнисторавнинные с западинами и бугристыми песками	6
Волнитсторавнинные эрозионные с западинами	17
Ложбиноволнистые, затронутые дефляцией - переходные к пустыне от нижней к верхнехвалынской суше бывшего хвалынского моря	9
-	100

Почвообразующими породами на хвалынских террасах в правобережье Нижней Волги являются покровные суглинки, перекрывающие хвалынские отложения последней трансгрессии Каспия. Химизм, степень и глубина засоления почвообразующих и подстилающих пород на хвалынских террасах варьирует в зависимости от геоморфологических условий и интенсивности дренажа, но и от их гранулометрического состава и литологических условий. Наиболее высокие позиции в рельефе характеризуются слабым хлоридным или слабым и средним сульфатным засолением, чередующимся с метровыми бессолевыми толщами отложений, преимущественно песчаного и супесчано-легкосуглинистого гранулометрического состава. По мере утяжеления гранулометрического состава почвообразующих и подстилающих пород варьирование степени и химизма засоления диагностируется от слабого хлоридно-сульфатного и сульфатно-хлоридного до среднего сульфатно-содового, содово-сульфатно-содового.

В естественных условиях на указанных территориях, как молодом приморском бассейне аккумуляции солей, сформировалось определенное равновесие протекающих гидрохимических процессов. Грунтовые воды на большей части территории залегают достаточно глубоко и до орошения не участвуют в испарительном режиме, общая тенденция потоков ионов и солей направлена на слабое выщелачивание под влиянием инфильтрации атмосферных осадков по микропонижениям рельефа, с развитием процессов осолонцевания почв на остальной территории. Большая пестрота почвенного покрова, частая смена по площади солонцов и каштановых почв обусловлены формированием их в течение длительного геологического развития. В микропонижениях рельефа, являющихся очагами длительного геохимического выноса солей при инфильтрации атмосферных осадков, сформировались расселенные каштановые почвы. Природная засоленность почв в первой зоне 1…3 %. В основном же почвы слабо и среднезасоленные с содержанием солей 0,2…0,6 %, содержание поглощенного натрия в каштановых почвах достигает 3…6 % от емкости поглощения, для солонцов характерно содержание обменного натрия 18…25 % от емкости поглощения.

Прикаспийский регион является одним из сложнейших агроэкологических регионов полупустынного юга России. С одной стороны, это территория высокого гидротермического потенциала, обеспечивающего при орошении продуктивность орошаемой пашни в 5…6 раз выше, чем на богаре; с другой, территория характеризуется огромными запасами солей в почвах и грунтовых водах, слабой естественной дренированностью, широким распространением высоко контрастных мезо- и микроструктур почвенного покрова, представленных различными комплексами солонцовых и засоленных почв. Эти почвы характеризуются низкой способностью к самовосстановлению и подвержены развитию дефляционных и эрозионных процессов, вызванных как природными факторами, так и следствием развития земледелия.

Выводом рассматриваемого материала является необходимость учета особенностей ландшафтов при разработке системы земледелия ландшафтных зон серного Прикаспия. К ним относятся: тип почв гидрохимический режим и гранулометрический состав подстилающих пород, состав и степень минерализации грунтовых вод, подземные воды и их напорность, т.е. агроэкологическая оценка земель (таблица 2).

Таблица 2 - Агроэкологическая оценка земель Волго-Сарпинского ландшафта (Черноярский район)

Тип, почвенная разность	Грануло-метрический состав	Площадь		Балл бонитета	Условия земледелия
		тыс. га	%
1	2	3	4	5	6
Солонец мелкий каштановый, засоленный, со светло-каштановыми солонцами 15…25%	Среднесуглинистые	4,9	1Д	40	Засоленность (З)сильная, Дефлируемость (Д)средняя
Солонец мелкий каштановый, засоленный, со светло-каштановыми солонцеватыми 25…50%	Среднесуглинистые	2,4	0,5	40	(3) — сильная (Д) - средняя
Солонец средний каштановый, засоленный, со светло-каштановыми солонцеватыми 15…25%	Среднесуглинистые	12,2	2,7	40	(3) - сильная (Д) - средняя «
Солонец средний каштановый, засоленный, со светло-каштановыми солонцеватыми25…50%	Среднесуглинистые	38,0	8,3	35	(3) - сильная (Д) - средняя
Солонец мелкий полупустынный, с бурыми солонцеватыми 15…25%	Супесчаный засоленный	13,8	3,0	35	(3) - сильная (Д) - высокая
Солонец мелкий полупустынный, с бурыми солонцеватыми 25…50%	Супесчаный засоленный	2,2	0,5	35	(3) - сильная (Д) - высокая
Солонец мелкий полупустынный, с бурыми солонцеватыми 25…50%	Супесчаный засоленный	15,7	3,4	35	(3) - сильная (Д) - высокая
Солонец средний полупустынный, с бурыми солонцеватыми 25…50%	Супесчаный засоленный	11,8	2,6	35	(3) - сильная (Д) - высокая

Северный Прикаспий относится к зоне рискованного земледелия, характеризуясь резко континентальным климатом, высокие температуры летом, низкие зимой, большие годовые и летние суточные амплитуды температуры воздуха, малое количество осадков и большая испаряемость.

Средняя годовая температура воздуха изменяется с юга на север от 10⁰ С до 8,5⁰ С. Самый холодный месяц - январь, средняя температура воздуха понижается до - 5⁰…9,5⁰ С. Самая высокая средняя температура 24⁰…25⁰ С отмечается в июле. Амплитуда самого холодного и самого теплого месяцев составляет 29⁰…34⁰ С, что свидетельствует о высокой континентальности климата.

Таблица 3 – Среднемесячная температура поверхности земли

(Черный Яр, ⁰С)

Широта 48.283 Долгота 46.167	январь	февраль	март	апрель	май	июнь	июль	август	сентябрь	октябрь	ноябрь	декабрь	Ср. за год
Ср. значение За 25 лет	- 5.8	- 5.5	1.3	12.3	21.1	26.5	28.9	25.6	18.5	10.1	0.5	- 4.8	10.8

Таблица 4 – Средний минимум, максимум и амплитуда среднесуточной температуры поверхности земли (Черный Яр, ⁰С)

Широта 48.283 Долгота 46.167	январь	февраль	март	апрель	май	июнь	июль	август	сентябрь	октябрь	ноябрь	декабрь	Ср. Амплитуда за год
Минимум	10.0	10.1	3.8	4.2	11.6	17.1	19.8	17.3	11.1	4.6	3.0	8.6
Максимум	1.8	0.7	7.4	21.8	31.4	36.4	38.8	34.9	27.1	17.0	4.3	1.4
Амплитуда	4.1	4.8	5.6	8.8	9.9	9.6	9.6	8.8	8.0	6.2	3.6	3.6	24.5

Таблица 5 – Среднее количество морозных дней (Черный яр)

Широта 48.283 Долгота 46.167	январь	февраль	март	апрель	май	июнь	июль	август	сентябрь	октябрь	ноябрь	декабрь	Сумма за год
Среднее значение за 25 лет	29	26	23	3	3	-	-	-	-	-	19	28	131

Таблица 6 –Температура точки росы на высоте 10 метров

(Черный Яр, ⁰С)

Широта 48.283 Долгота 46.167	январь	февраль	март	апрель	май	июнь	июль	август	сентябрь	октябрь	ноябрь	декабрь
Среднее за день	-7.96	-8.56	-4.26	0.45	4.24	8.94	10.40	9.27	5.73	2.27	-2.88	-7.45

Годовая сумма осадков колеблется от 180…200 мм на юге и до 280…290 мм - на севере. Основное количество осадков (70…75) выпадает в теплое время года. Зимой осадки выпадают в виде мокрого снега, снега и дождя. Часто они носят обложной характер. Летом ливневые дожди сопровождаются грозами, иногда градом.

Таблица 7 – Среднемесячное количество осадков за месяц (Черный Яр, см)

Широта 48.283 Долгота 46.167	январь	февраль	март	апрель	май	июнь	июль	август	сентябрь	октябрь	ноябрь	декабрь	среднее за год
Среднее значение за 22 года	0.79	0.71	0.85	1.27	1.72	2.36	2.59	2.42	1.85	1.44	1.06	0.84	1.49

Нормальное среднегодовое давление воздуха при 0⁰С составляет 765 мм рт. ст., в холодный период увеличивается до 770 мм рт. ст.

Таблица 8 – Среднемесячное атмосферное давление (Черный Яр, КПА)

Широта 48.283 Долгота 46.167	январь	февраль	март	апрель	май	июнь	июль	август	сентябрь	октябрь	ноябрь	декабрь	среднее за год
Среднее значение за 25 лет	101	101	101	101	100	100	101	101	101	101	102	102	101

Прикаспийский регион длительное время в году находится под влиянием отрога Сибирского антициклона, имеющего более высокое давление, поэтому характерны восточные, юго-восточные и северо-восточные ветры. Повторяемость ветров этого направления от общего количества ветровых дней достигает в отдельных пунктах 55%. Летом они определяют высокие температуры, сухость и запыленность воздуха, зимой – холодную и ясную погоду. С апреля по август с этими ветрами связаны суховеи. Ветры других направлений приносят облачность, осадки.

Таблица 9 – Среднемесячная скорость ветра на высоте 50 метров над поверхностью земли (Черный Яр, м/с)

Широта 48.283 Долгота 46.167	январь	февраль	март	апрель	май	июнь	июль	август	сентябрь	октябрь	ноябрь	декабрь	среднее за год
Среднее значение за 10 лет	5.9	6.3	5.6	5.6	5.3	5.2	4.7	5.2	5.2	5.4	5.5	5.6	5.5

В Прикаспийской низменности засушливость выражена очень ярко, испаряемость до 1000 мм в год, коэффициент увлажнения – 0,35, индекс сухости – 3. Большая сухость поверхностного слоя почвы приводит к формированию пыльных бурь, часто сопровождающихся суховеями.

Продолжительность солнечного сияния до 16 часов летом и 8 часов зимой, угол наклона солнечных лучей более 70⁰ летом и 21⁰ зимой.

Радиационный баланс составляет: солнечная энергия (ккал/см² в час). Годовой баланс составляет: Е концентрирующая – Е отраженная = 45 ккал/см², что на 5 ккал/см² меньше, чем в Крыму, но в 2 раза больше, чем на Севере. Количество суммарной солнечной радиации 118-120 ккал/см². Продолжительность солнечного сияния составляет 2200-2400 часов в год.

Таблица 10 – Среднемесячная инсоляция на горизонтальной поверхности (Черный Яр, кВт/м²/ день)

Широта 48.283 Долгота 46.167	январь	февраль	март	апрель	май	июнь	июль	август	сентябрь	октябрь	ноябрь	декабрь	среднее за год
Среднее значение за 22 лет	1.28	2.22	3.44	4.50	5.70	5.85	5.94	5.19	3.87	2.42	1.31	0.98	3.56

Таблица 11 – Среднемесячная продолжительность светлого времени суток (Черный Яр, в часах)

Широта 48.283 Долгота 46.167	январь	февраль	март	апрель	май	июнь	июль	август	сентябрь	октябрь	ноябрь	декабрь
Среднее	8.83	10.24	11.93	13.62	15.21	16.03	15.62	14.33	12.63	10.82	9.30	8.43

Продолжительность периода с температурой выше 0⁰ С составляет 235-260 дней. Для большинства сельскохозяйственных культур время активной вегетации является периодом со среднесуточной температурой воздуха выше 10⁰ С. Сумма этих температур для Прикаспийского региона составляет 3400⁰ - 3600⁰ С.

Освоение новейших технологий с использованием почвенно-климатического потенциала агросистемы серного Прикаспия – залог качественного управления процессом формирования урожая сельскохозяйственных культур, при котором агросистема играет решающее значение.