Антропогенное воздействие на почвы пастбищ Оймяконского нагорья северо-востока Якутии (стр. 3 )

Таким образом, при пирогенном воздействии на почвенный покров долинных ландшафтов определяющее значение имеет сила воздействия огня. Цикличность пожаров приводит к трансформации профилей торфяно-глеевых почв с формированием новых горизонтов и подгоризонтов с чередованием высокого содержания органики и зольных элементов. По площади и степени деградации пирогенно-преобразованные почвы преобладают над зоогенно-преобразованными.

Влияние сельскохозяйственных животных на почвенный покров и питательную ценность лугопастбищных растений. К почвам интенсивного воздействия домашнего скота относятся почвы окраин селитебных зон сельских наслегов. Спецификой использования близлежащих пастбищ является их нерегулируемость и круглогодичность.

Превышений допустимых значений объемной массы почв в результате зоогенного пресса не выявлено. Однако прослеживается дифференциация изменений объемной массы в зависимости от типа почв. Так более высокое значение объемной массы наблюдается в верхних горизонтах дерново-луговых (на 17 % по сравнению с контролем) и дерново-глеевых почв (на 26 %), т. е. места, где произрастают травы с более питательными веществами злаково-разнотравных и осоково-злаково-разнотравных ассоциаций (рис. 5).

Глубина

Рис. 5. Объемная масса мерзлотных почв района исследований, г/см3

Водопроницаемость мерзлотных дерново - и торфяно-глеевых почв в целом характеризуется как удовлетворительная, а на деградированных пастбищах относится к категории «неудовлетворительная». С глубиной водопроницаемость увеличивается, что объясняется легким гранулометрическим составом и подстиланием почвы галечником. Эта закономерность отсутствует в мерзлотных торфяно-глеевых почвах, где водопроницаемость с глубиной не увеличивается.

Реакция среды не претерпевает изменений в зависимости от степени нагрузки. Наблюдается снижение в содержании гумуса, общего азота и суммы обменных оснований, что отчетливо проявляется при сравнении почв площадок 2 и 3, т. е. деградационные процессы усиливаются в прогрессии (табл. 5).

На площадке 1 существенных колебаний под влиянием выпаса в агрохимических свойствах не наблюдается, что соответствует слабому уровню использования.

Меньшее влияние выпаса на химические свойства почв региона по сравнению с почвами пастбищ центральных районов республики обусловлено следующими особенностями:

·  общей низкой продуктивностью пастбищ. Малая биологическая продуктивность приводит к более быстрому истощению угодий;

·  более коротким летним пастбищным сезоном;

·  малой численностью поголовья сельскохозяйственных животных.

Таблица 5

Агрохимические свойства почв

Глубина	рН вод.	рН сол.	Гумус, %	Nобщ, %	Са2+	Мg2+	Na+	Р2О5	К2О
мг-экв/100 г	мг/100 г
1 площадка – мерзлотная дерново-глеевая почва (слабое воздействие)
Ад 0-4	5,7	5,1	26,0*	1,65	-	-	-	2,87	33,14
А1 4-8	5,7	5,0	18,2*	1,30	31,25	18,75	0,60	44,5	9,64
В 8-20	5,5	4,8	22,84*	1,02	27,11	6,02	0,58	8,62	5,72
2 площадка – мерзлотная дерново-глеевая почва (среднее воздействие)
Ад 0-4	5,7	4,9	32,6*	1,90	-	-	-	5,87	25,30
А1 4-10	5,5	4,6	23,15*	1,30	14,0	6,0	0,40	18,25	7,83
B 10-21	5,1	4,5	7,50	0,31	8,0	4,0	0,20	6,12	1,39
G 21-30	5,2	4,8	5,93	0,25	9,0	3,0	0,24	10,75	1,39
3 площадка – мерзлотная дерново-глеевая почва (сильное воздействие)
Ад 0-6	5,4	4,6	20,5*	1,43	30,12	6,02	0,10	12,0	21,09
А1 6-13	5,3	4,7	5,40	0,22	5,00	2,5	0,15	17,0	1,39
В 13-29	5,3	4,9	3,97	0,19	4,00	2,0	0,10	35,0	1,21
G 29-41	5,4	4,8	1,10	0,07	4,50	3,0	0,10	42,5	1,81

*- углерод по Анстету

Травостои близлежащих пастбищ с сильным зооантропогенным прессом представлены злаково-разнотравными, осоково-злаковыми и разнотравно-осоковыми ассоциациями. Общий облик травостоев сильно угнетен, средняя высота трав составляет 5-8 см, ярусность отсутствует, проективное покрытие 65-70 %, биологическая продуктивность составляет от 11,4 до 17,5 ц/га. Ботанический состав травостоев отличается крайней бедностью и преобладанием мало - и непоедаемых животными рудеральных видов (Тысячелистник обыкновенный, Лапчатка гусиная, Подорожник большой, Критезион гривастый, Осока твердоватая, Полынь пижмолистный, Полевица Триниуса, Остролодочник Шелудяковой), что указывает на нарушение экологического равновесия при доминирующем преобладании 1-2 видов.

Отдаленные пастбищные угодья с ограниченным прессом представлены разнотравно-злаковыми и злаковыми ассоциациями. Средняя высота травостоев 45-55 см, различаются 3 яруса, проективное покрытие 100%, урожайность от 55,5 до 96,5 ц/га. Ботанический состав более богат и, в основном, представлен более ценными кормовыми видами (Кострец сибирский, Мятлик луговой, Лисохвост альпийский, Бекмания восточная, Кострец Пумпелля, Арктофила рыжеватая, Пушица многоколосковая, Пушица влагалищная). В ассоциациях также преобладают 2-3 вида, придающие некоторую мозаичность внешнему облику травостоев, что является особенностью северных луговых ценозов. Доминирующее преобладание в данном случае связано не с устойчивостью к стравливанию, а экологическими факторами произрастания.

Питательная ценность лугопастбищных растений окрестностей сел соответствует зоотехническим нормам, кроме валовой энергии и переваримого протеина (табл. 6).

Таблица 6.

Питательная ценность лугопастбищных растений

Ассоциация	Содержание, %	*ВЭ, МДж	*ОЭ, МДж	КЕ	ПП, г
сП	сЖ	сКл	сБЭВ
1 Площадка	14,53 ±0,14	3,03 ±0,03	28,43 ±0,09	44,8 ±0,21	12,77 ±0,01	9,31 ±0,01	0,7 ±0,01	98,67 ±1,45
2 Площадка	12,66 ±0,7	2,5 ±0,15	30,73 ±0,87	46,13 ±0,23	12,36 ±0,19	9,03 ±0,14	0,65 ±0,02	82,33 ±6,17
3 Площадка	11,57 ±0,2	2,8 ±0,06	31,7 ±0,06	45,2 ±0,4	12,09 ±0,03	8,82 ±0,02	0,62 ±0,01	72,67 ±1,86
1 Контроль	15,63 ±0,98	2,73 ±0,18	28,57 ±1,25	43,1 ±0,25	12,68 ±0,26	9,25 ±0,19	0,68 ±0,03	108,3 ±8,84
2 Контроль	9,73 ±0,56	2,00 ±0,06	34,03 ±0,27	48,07 ±0,58	11,79 ±0,05	8,61 ±0,04	0,59 ±0,01	56 ±5,29
НСР05	1,78	0,35	2,19	1,00	0,47	0,35	0,05	16,18
*Оптимальное соотношение	15-18	2-3	30-35	40-50	18	9-10	0,6-0,7	100-120

сП – сырой протеин; сЖ – сырой жир; сКл – сырая клетчатка; сБЭВ – сырые безазотистые экстрактивные вещества; ВЭ – валовая энергия, ОЭ – обменная энергия; КЕ – кормовая единица; ПП – перевариваемый протеин; НСР05 – наименьшая существенная разница.

* - рассчитаны для крупного рогатого скота (Петрухин, 1989).

Это можно объяснить: а) оптимальным содержанием клетчатки вследствие постоянного выноса в результате стравливания; б) возобновлением травостоя вследствие отавности; в) в результате стравливания остаются только узлы роста растений, где сосредоточены запасы питательных веществ. Недостаток энергии и протеина объясняется низким содержанием белка в результате выпадения из травостоя ценных кормовых видов, обедненности почвенного покрова азотом. Относительно высокие показатели питательной ценности подрываются очень низкой урожайностью близлежащих пастбищ и преобладанием не поедаемых видов трав.

Травостои контрольных сенокосно-пастбищных угодий в фазе созревания семян злаков (выбор срока определен тем, что в начале августа отмечается снижение массового лета гнуса, способствующее нажировке табунных лошадей и заготавливается большая часть сена на зиму для крупного рогатого скота (Андреев, Беляева, Галактионова, 1974)) имеют невысокую питательную и энергетическую ценность. Это можно объяснить: а) фазой вегетации; б) более высоким содержанием клетчатки из-за отсутствия постоянного выноса в результате стравливания, а также наличием «старики» вследствие медленного органического разложения; в) отсутствием эффекта отавности; г) обратным эффектом отсутствия выпаса – мохообразованием и «засоренностью» малоценными по питательной ценности разновидностями осок.

В результате определения содержания макроэлементов в лугопастбищных растениях региона выявлено:

− высокое содержание: кальция, магния, железа. Особо избыточная концентрация наблюдается по железу, что объясняется преобладанием восстановительного (болотного) почвообразовательного процесса, составом почвообразующих пород;

− нормальное содержание: фосфора и натрия. При этом в травостоях пастбищ окраин населенных пунктов наблюдается дисбаланс соотношения Р/Са, избыточное содержание кальция нарушает нормальное содержание фосфора, на контроле их соотношение соответствует норме;

− низкое содержание: калия, что приводит к дисбалансу между содержанием натрия и калия в растениях пастбищ интенсивного использования.

Содержание микроэлементов в исследованных нами растениях различных участков характеризуется следующими показателями:

− высокое: кобальта, йода и молибдена;

− нормальное: марганца и меди;

− недостаточное: цинка.

Таким образом, почвы пастбищ исследованной территории, судя по всему, обладают более низким деградационным порогом, т. к. при сравнении объемной массы и водопроницаемости с общепринятыми нормами не выявлено превышение показателей. Данные агрохимических исследований также не выявили резких различий в почвах различной степени использования. При этом ботанический состав, урожайность и питательная ценность травостоев ясно указывают на наличие пастбищной дигрессии.

6. Рациональное использование почвенных ресурсов пастбищ и сенокосов, их охрана и восстановление

На основе проведенных исследований и анализа литературных данных разработаны рекомендации учитывающие специфику формирования почвенно-растительного покрова Оймяконского нагорья. В сельскохозяйственных наслегах для рационального использования почвенно-растительных ресурсов, укрепления кормовой базы, стабильного ведения и дальнейшего развития продуктивного животноводства
и роста сельскохозяйственного производства необходимо:

¾  ввести в имеющуюся технологию содержания крупного рогатого скота элементы традиционного (отгонного) выпаса с учетом экологической емкости и уровня использования пастбищ. При этом рекомендуется выпас дойных коров и телят вблизи населенных пунктов, а ремонтный и убойный молодняк выпасать в отдаленных пастбищных угодьях, что позволит снизить пастбищную нагрузку с первых и вовлечь в освоение вторые;

¾  провести оптимизацию структуры поголовья КРС путем: 1) замены мясомолочных пород крупного рогатого скота на молочные породы, что позволит сократить общее поголовье крупного рогатого скота с сохранением объемов производства молока при одновременном снижении пастбищной нагрузки; 2) разведения в мясном животноводстве адаптивной породы якутского скота, что позволит снизить себестоимость мяса за счет увеличения периода пастбищного содержания животных;

¾  применение загонной пастьбы путем строительства системы огороженных пастбищных угодий, с последующим чередованием на них выпаса;

¾  разделение пастбищ для лошадей и крупного рогатого скота, так как совместный выпас этих видов животных снижает продуктивность каждого из них;

¾  регулирование сроков использования сенокосно-пастбищных угодий. Количество и качество урожая сенокосных угодий во многом зависит от сроков сенокошения, в условиях Северо-востока Якутии при своевременном сенокошении (в начале июля) можно получить более питательное сено, при отавности до 40 % от массы основного травостоя. При этом отава естественных трав уходит под снег в зеленом состоянии и является ценным кормом в зимний период для тебеневки лошадей;

¾  своевременное проведение сельскохозяйственных палов;

¾  смена пастбищ по сезонам. Для пастбищ Севера характерно резко выраженная сезонность, что диктует строгое соблюдение сроков выпаса и своевременный перевод животных на другие пастбища.

Выводы

1.  Доминирующие типы мерзлотных почв долинных ландшафтов представлены комплексами мерзлотных торфяных – 19 %, мерзлотных дерново-глеевых – 18 %, мерзлотных перегнойно - и торфяно-глеевых – 15 % и разновидностями мерзлотных аллювиальных почв, которые занимают примерно 11 % общей площади изученных впадин. Материнскими породами данных почв служат супесчаные и галечные аллювиальные отложения. Почвы характеризуются легким гранулометрическим составом, кислой реакцией среды (рН = 5,0-5,5). Мощность органогенных горизонтов, за исключением мерзлотных торфяных почв, не превышает 15-20 см, содержание гумуса в них колеблется от 2 до 7 %, содержание поглощенных оснований Ca++ и Mg++ низкое, в среднем 5,5 и 3,5 мг-экв/100 г, соответственно, наблюдается их некоторое биогенное накопление в верхних горизонтах. Распределение органического вещества носит аккумулятивный характер, с резким максимумом в органогенных толщах и уменьшением количества гумуса в минеральных горизонтах. Характерно высокое содержание оксалатно-растворимых окислов – алюминия в среднем – 14,38 %, и особенно железа – 3,36 % в горизонте В. В целом для этих почв присуще элювиально-иллювиальное распределение основных окислов кремния, железа, алюминия.

2.  В районе исследований степень и площадь пирогенно деградированных почв преобладает над почвами под зоогенным прессом. Значение пирогенного воздействия наиболее существенно для мерзлотных торфяных и торфяно-глеевых почв. Пирогенная деградация органогенного слоя характеризуется резким снижением содержания гумуса, общего азота. При этом содержание обменных оснований возрастает в 2-3 раза, подвижного фосфора – до 10 раз, наблюдается тенденция к повышению гидролитической кислотности. Выгорание органогенного горизонта сопровождается повышением содержания натрия в ППК от 0,15 до 0,6 мг-экв/100 г. Сгорание больших объемов торфяника приводит к деформации поверхности, образованию временных водоемов, таянию льдосодержащих грунтов, вторичному заболачиванию.

3.  Почвы пастбищ, испытывающих интенсивное зоогенное воздействие, занимают окраины населенных пунктов в радиусе 3-5 км в зависимости от типа пастбищ, их доступности и урожайности. Наиболее уплотненными являются верхние горизонты мерзлотных аллювиальных дерновых, мерзлотных дерново-глеевых почв, на которых произрастают кормовые травы с более ценными питательными веществами. Под влиянием выпаса наблюдается снижение содержания гумуса в Ад до 1,5 раз, в А1 – до 4 раз, общего азота соответственно до 1,3 и 6 раз, и суммы обменных оснований. Обнаружена тенденция к слабому хлоридному, хлоридно-сульфатному засолению при превышении пастбищной нагрузки;

4.  Рациональное использование растительно-почвенных ресурсов пастбищ в исследованном регионе включает следующие мероприятия: оптимизация пастбищной нагрузки путем равномерной эксплуатации растительности пастбищ и сенокосов, и структуры поголовья, разделение пастбищ для лошадей и крупного рогатого скота, соблюдение сроков развития растительности путем выделения пастбищных сезонов.

Список опубликованных работ по теме диссертации

1.  Саввинов, и геокриологические условия формирования почв Северо-востока Якутии / , // Наука и образование. Якутск, ¾ 2007. № 2, ¾ С. 73-76.

2.  Саввинов, влияние на агрофизические свойства почв в районе Полюса холода / , // Проблемы региональной экологии. ¾ 2009. № 3 ¾ С. 32-36.

3.  Саввинов, Д. Д. Об изменении климата в районе Полюса холода в последнее десятилетие / , , // Наука и образование. ¾ 2010 г. № 4 (60) ¾ С. 51-54.

4.  Винокуров, сельскохозяйственных животных на почвы и лугопастбищные растения Северо-востока Якутии / , , // Достижения науки и техники АПК. – 2011. №6 – С. 48-51.

5.  Саввинов, пожара на почвенный покров долинных ландшафтов Северо-востока Якутии / , // Экологическая безопасность Якутии: материалы науч.-практ. конф., посвящ. 15-летию ФГНУ ИПЭС (Якутск, 7-8 февраля 2008 г). – Якутск: изд-во ЯНЦ СО РАН, 2008. – 472 с.

6.  Винокуров, тебеневочных пастбищ Северо-востока Якутии и их деградация (на примере Оймяконского района РС (Я)) / , // Материалы Всероссийской научной конференции XII Докучаевские молодежные чтения «Почвы и продовольственная безопасность России» / Под ред. . ¾ СПб.: Изд. дом СПб. гос. ун-та, 2009. ¾ 264 с.

7.  Винокуров, А. А. О трансформации почв пастбищ Оймяконского нагорья Якутии / , / Почвы Сибири – прошлое, настоящее, будущее // Регион. научн. конф. I Ковалевские молодежные чтения. – Новосибирск, 2010 С. 84-85.

8.  Миронов, состав мяса внутрипородных типов якутской лошади в зависимости от тебеневочных кормов / , , , , // Научно-технический прогресс в коневодстве / Сб. науч. тр. № 52. – Рязань, 2010 – С. 301-307.