Введение к работе
Актуальность темы. В годы интенсивного промышленного развития Сибирского региона, роста численности населения и спроса на продукцию сельскохозяйственного производства основным резервом расширения пахотных земель являлись почвы из-под леса. Темпы раскорчевки и распашки таких земель были интенсивными. В разные исторические отрезки времени значительные площади пахотных земель как в России, так и в Сибири, выведены из сельскохозяйственного оборота. В лучшем случае, они быстро переходят в стадию культурной залежи, затем возобновляются сосновым или березовым лесом.
Резкая смена экологической обстановки при вовлечении новых почв из-под леса в состав пашни, а также при зарастании лесом заброшенных пашен и залежей, значительно изменяет направление, характер и скорость почвообразовательных процессов, приводит к трансформации почвенного плодородия.
Познание этих тенденций и закономерностей является актуальным, а результаты исследований имеют несомненное фундаментальное и прикладное значение.
В условиях Сибири этот вопрос до сих пор остается малоизученным. Потребность в его изучении велика и вполне объяснима в связи с чрезвычайно выраженной динамикой антропогенных процессов.
В нашей работе обобщен многолетний экспериментальный материал по генезису и изменению почвообразования в серых почвах старопахотных участков, заброшенных в различное время и спонтанно заросших лесом в южной тайге Среднего Приангарья (зона затопления Братской ГЭС), а также вновь освоенных и вовлеченных в сельскохозяйственное использование из-под леса в Красноярской лесостепи.
Цель - изучение свойств серых почв, направления и скорости современных почвенных процессов и трансформации плодородия при восстановлении леса на заброшенных пашнях и при вовлечении из-под леса в сельскохозяйственное использование.
Основпые задачи:
1) дать подробную генетико-морфологическую, химическую, физико-
химическую и физическую характеристику серых почв по исходным базовым
данным 1970-1973 гг. в Среднем Приангарье и 1974-1981 гг. в Красноярской
лесостепи;
сопоставить эти результаты с материалами, полученными по прошествии 30-летнего периода (в 2003-2005 гг. в Среднем Приангарье и в 2004-2005 гг. в Красноярской лесостепи);
провести полевые стационарные режимные наблюдения на выбранных объектах в обоих районах исследования;
изучить элементы биологического круговорота в формирующихся сосновых биоценозах и его роль в почвообразовании;
оценить и сопоставить интенсивность почвеїшьіх микробиологических процессов в указанные периоды исследований;
установить направление почвообразовательных процессов, скорость изменения свойств почв и трансформацию почвенного плодородия при зараста-
ний заброшешіьгх пашен сосняками разного возраста и при разной продолжительности освоения и сельскохозяйственного использования почв из-под леса.
Научная новизна. Впервые на обширных многолетних эмпирических и экспериментальных материалах, полученных в пространственно-временных природных модельных объектах Сибири, выявлены направление, динамика и скорость почвообразовательных процессов, протекающих при резкой смене зколопіческих условий.
Установлено, что представление о лесе как факторе оподзоливающем и почвоухудшающем (во всех случаях) не подтверждается, а его воздействие оценивается как почвоулучшающее. Устраните леса и вовлечение земель в пашню не стимулируют развитие «культурного» процесса почвообразования, а приводят к проявлению деградации агроэкосистемы.
Намечены и обоснованы некоторые измерители скорости почвообразовательного процесса, что имеет важное значение в развитии теоретических представлений о современном почвообразовании при смене экологических факторов.
Результаты исследований дают возможность прогнозирования и моделирования почвообразовательных процессов в серых почвах под влиянием леса и сельскохозяйствещюго освоения.
Защищаемые положения:
- Направленность и скорость почвообразовательных процессов в серых ста
ропахотных почвах Среднего Приангарья под сосняками разного возраста обу
словлена комплексом факторов, из которых первоочередными являются гидро
термические условия, формирование подстилки и биологическая активность.
Восстановление соснового леса на старых пашнях в Среднем Приангарье усиливает дерново-аккумулятивный процесс и ослабляет оподзоливание.
Освоение из-под леса и дальнейшее использование агросерых почв Красноярской лесостепи усиливает минерализацию, ухудшает физические свойства, изменяет гранулометрический состав, ослабляет аккумулятивный процесс, активизирует элювиально-глеевые явления и приводит к постепенному снижению и стабилизации почвенного плодородия.
Несмотря на различия условий формирования серых почв Среднего Приангарья и Красноярской лесостепи, выявлены общие основные показатели, характеризующие направленность и интенсивность почвообразовательных процессов под лесом и на пашне, такие, как содержание и групповой состав гумуса, валовой и минеральный азот, подвижное железо, структурно-функциональная активность микробных комплексов.
Практическая значимость. Полученные материальные, экологические и динамические характеристики позволили раскрыть генезис исследуемых серых почв и оценить их плодородие.
Выводы работы могут быть использованы в практике сельского и лесного хозяйства при выборе места под лесокультуры, для расширения пахотных земель, рационального их использования, проведения лесомелиоративных мероприятий.
Параметры биологической активности почв, режима азотных соединений, количественные показатели содержания гумуса и азота в самом поверхностном
слое почвы могут использоваться как наиболее адекватные при практическом, мониторинге восстановления и сбалансирования процессов, определяющих почвенное плодородие антропогенно-нарушенных земель.
Апробация работы.
Материалы диссертации опубликованы в одной монографии (в соавторстве) и 32-х исследовательских работах.
Материалы исследований представлялись и обсуждались: на научной конференции молодых ученых «Изучение природы лесов Сибири» (Красноярск, 1972), научно-практической конференции «Почвы Сибири и их рациональное использование» (Красноярск, 1975), научно-практической конференции «Повышение плодородия кислых почв земледельческой части Красноярского края» (Красноярск, 6 февраля 1980 г.), научно-практической конференции «Применение химических мелиорантов на кислых почвах» (Красноярск, март 1982 г.), научно-практической конференции «Рациональное лесопользование и охрана окружающей среды» (Красноярск, 1983), II Всесоюзном совещании по общим проблемам биогеоценологии (Москва, 1986), IV Всероссийской научно-практической конференции «Сибирская деревня: история, современное состояние, перспективы развития» (Омск, 28 марта 2002 г.), научно-практической конференции «Агрохимия вчера, сегодня, завтра: задачи, проблемы, решения» (Омск, 29 марта 2002 г.), 13-м Сибирском почвешто-агрохимическом семинаре «Современное состояние плодородия сибирских почв и приемы его регулирования» (Новосибирск, 2-3 апреля 2003 г.), научных чтениях, посвященных 105-летию со дня рождения Н.В. Орловского (Абакан, 19-20 февраля 2004 г.), IV съезде Докучаевского общества почвоведов «Почвы - национальное достояние России» (Новосибирск, 9-13 августа 2004 г.), Всероссийской научно-практической конференции «Аграрная наука на рубеже веков» (Красноярск, 30 ноября 2004 г.), Сибирском почвенно-агрохимическом семинаре «Актуальные вопросы сохранения плодородия почв и регуляции продукционного процесса растений (Новосибирск, 6 апреля 2005 г.), Межрегиональной научно-практической конференции «Объединение субъектов Российской Федерации и проблемы природопользования в Приенисейской Сибири» (Красноярск, 11-13 апреля 2005 г.), Международной научно-практической конференции «Экологические функции лесных почв в естественных и антропогеннонарушенных ландшафтах» (Петрозаводск, 6-Ю сентября 2005 г.), Всероссийской конференции «Природная и антропогенная динамика наземных экосистем» (Иркутск, 11-15 октября 2005 г.), Региональной научно-практической конференции «Аграрная наука на рубеже веков» (Красноярск, 30 ноября 2005 г.), Международной научно-практической конференции «Аграрная наука - сельскому хозяйству» (Барнаул, 28 марта 2006 г.) и других.
Структура диссертации. Диссертация изложена па 403 страницах, включая 85 таблиц, 39 рисунков. Состоит из введения, 6 глав, выводов, списка цитируемой литературы, который представлен 468 источниками, из них 17 иностранных.
