Для условий Казахстана защитные насаждения являются важным средообразующим фактором, повышающие микроклимат агролесомелиоративных ландшафтов, защищают сельскохозяйственные поля от дефляции и эрозии почвы, увеличивают влагообеспеченность почвы. Одним из путей влагообеспеченности сельскохозяйственных полей в условиях резко континентального климата Центрального Казахстана является создание агролесомелиоративных насаждений (АЛМН).
На устойчивость и долговечность агролесомелиоративных насаждений оказывает существенное влияние выбор ассортимента древесных пород. В условиях сухостепной и полупустынной зон РК наиболее распространенной древесной породой является вяз, который может расти практически на любых почвах, на которых не удавалось вырастить ни одну другую породу, как отмечают многие исследователи [1, 7, 12, 13].Так, в условиях Присивашской степи было установлено, что вяз отличался наибольшей устойчивостью по сравнению с гледичией, лохом, сосной крымской и другими ксерофитами [14]. В литературе встречаются и другие мнения, указывающие на его слабую устойчивость в засушливых и тяжелых лесорастительных условиях, где его выращивание требует уточнения [6]. А.С. Манаенков [8] отмечал, что в условиях сухой степи, на условно лесопригодных почвах при создании мелиоративных лесонасаждений необходимо использование высоких и средних кустарников, а на автоморфных почвах разного гранулометрического состава – лоха и клена татарского. С ним согласен Ж.К. Мыкитанов, который предлагает для создания защитных насаждений на условно–лесопригодных почвах использование лоха узколистного, ясеня зеленого, жимолости татарской и других [11].
Перспективным способом решения проблемы повышения устойчивости защитных лесных насаждений в жестких природно-климатических условиях многие исследователи отмечают увеличение площади питания деревьев и кустарников в зависимости от лесорастительных условий, где основную роль играет обеспечение деревьев необходимым запасом почвенной влаги [3–5]. Проведенный анализ литературных источников указывает на то, что создание защитных лесных насаждений в зоне сухих степей, где преобладают ограниченно лесопригодные почвы, возможно только при правильном подборе ассортимента древесных пород, размещении растений на площади и строгом соблюдении агротехнических мероприятий.
Материалы и методы исследования
Основной задачей исследований являлась разработка технологии создания искусственных агролесомелиоративных насаждений для повышения влагообеспеченности земель сельскохозяйственного назначения в Центральном Казахстане. Объектом исследований являлись сельскохозяйственные поля в фермерском хозяйстве «Байтуган», расположенном в Карагандинской области (Центральный Казахстан). При проведении исследований за основу были взяты общепринятые методические подходы [9, 10]. Для изучения почвенных условий сельскохозяйственных земель определялся механический состав и химические свойства почв участка. С целью изучения характера отложения снега и запасов воды в нем перед весенним снеготаянием проводилась снегомерная съёмка. Одновременно с измерением глубины снежного покрова определялась его плотность [2].
Результаты исследования и их обсуждение
Проведено рекогносцировочное обследование 4–х сельскохозяйственных полей фермерского хозяйства «Байтуган» для определения лесопригодности почвы. Выявлено, что содержание легкорастворимой соли CL на изучаемых полях изменялось в небольших пределах – от 0,007 до 0,014 %, что токсично для большинства хвойных растений, но переносится солеустойчивыми древесными и кустарниковыми породами. Наименьшее количество хлора отмечено в верхних горизонтах почвы, в горизонте 10–20 см наблюдается повышение содержания соли, на глубине от 20 до 50 см прослеживается скачкообразность количества хлора. Содержание Nа варьировало по почвенным горизонтам на всех сельскохозяйственных полях незначительно – от 0,002 до 0,003 %. Содержание сульфатов SO4 изменялось от 0,004 до 0,042 %. Наибольшее содержание сульфатов наблюдалось на поле № 3, несколько ниже – на поле № 4 и 2, наименьшее – на поле № 1 (рисунок). На основании проведенных почвенных анализов выявлено, что тип засоления темно-каштановых глубокосолончаковатых почв – сульфатный. Сумма обменных оснований в горизонтах А + В колеблется в пределах 40,84–42,60 мг-экв на 100 мг почвы.
Содержание легкорастворимых солей на обследованных сельскохозяйственных землях
В целом присутствие легкорастворимых токсичных для роста растений солей отмечено на всех изученных сельскохозяйственных землях. Для создания защитных насаждений были выбраны поля № 1 и № 2, как наиболее подходящие для роста растений по почвенным условиям.
Изучение плодородия почвы на сельскохозяйственных полях показало, что на поле № 2 почва более плодородная, чем на поле № 1 (содержание гумуса соответственно 4,31 и 1,99 %) (табл. 1).
Таблица 1
Показатели плодородия почвы на опытных участках
|
Вариант |
Слой почвы |
NO3, мг/кг ГОСТ 26951–86 |
Р2О5, мг/кг ГОСТ 26204–91 |
К2О, мг/кг ГОСТ 26204–91 |
Гумус, % ГОСТ 26213–91 |
|
Поле № 1 |
0–10 |
34,4 |
52,7 |
749 |
2,9 |
|
20–30 |
25,7 |
36,1 |
636 |
2,3 |
|
|
30–50 |
17,9 |
24,8 |
601 |
1,8 |
|
|
Поле № 2 |
0–10 |
17,9 |
67,7 |
794 |
4,3 |
|
10–20 |
24,3 |
45,6 |
726 |
4,2 |
|
|
20–30 |
23,4 |
56,2 |
740 |
3,9 |
|
|
30–50 |
19,3 |
49,8 |
748 |
3,8 |
Для успешного роста древесных растений необходимо 3–4 мг/100 г доступного азота, 25–30 мг/100 г доступного фосфора и 20–22 мг/100 г – доступного калия. На обоих полях достаточно всех элементов для роста растений, поэтому внесение удобрений не потребуется. Содержание гумуса верхнего гумусового горизонта среднее – 4,1 %, с глубиной уменьшается до 1,9 %.
Обработка почвы для посадки защитных насаждений проведена по системе зяблевой обработки. Осенью 2015 года на опытных полях № 1 и 2 были заложены агролесомелиоративные насаждения из лоха узколистного. Данная порода была выбрана не случайно. Поскольку почва имеет незначительное засоление, был подобран следующий ассортимент древесных и кустарниковых пород: вяз мелколистный, тополь Казахстанский, клен ясенелистный и лох узколистный, как солевыносливые и засухоустойчивые породы. Но было выявлено, что на полях изучаемых сельскохозяйственных земель возможна потрава скотом будущих насаждений и нет возможности огораживания участка. Поэтому для создания мелиоративных насаждений был выбран лох узколистный, т.к. его неохотно поедает домашний скот.
Полосы АЛМН состоят из 3 рядов, размещение растений в них – 4,0 х 2,0 м. Расстояние между основными полосами составляет 300 м, между поперечными – 1500 м. Выбранная конструкция для данных условий – ажурно-продуваемая.
В марте 2016 г. была проведена снегомерная съемка на двух пробных площадях на агролесомелиоративных ландшафтах, результаты приведены в табл. 2.
Таблица 2
Основные параметры снежного покрова на агролесомелиоративном ландшафте в фермерском хозяйстве «Байтуган»
|
Номер и местонахождение п.п. |
Средние значения снежного покрова |
|||
|
толщина, см |
вес, г |
плотность, г/см3 |
||
|
1 |
Кулиса |
13,7 ± 2,5 |
45,0 ± 0,6 |
0,13 ± 0,02 |
|
Поле |
21,7 ± 3,1 |
165,0 ± 0,2 |
0,31 ± 0,04 |
|
|
Центр поля |
24,0 ± 1,7 |
95,0 ± 0,3 |
0,16 ± 0,00 |
|
|
Контроль |
29,7 ± 1,5 |
140,0 ± 0,3 |
0,19 ± 0,01 |
|
|
2 |
Кулиса |
42,7 ± 2,5 |
327,5 ± 1,0 |
0,31 ± 0,01 |
|
Поле |
36,0 ± 3,6 |
265,0 ± 2,0 |
0,30 ± 0,03 |
|
|
Центр поля |
33,0 ± 2,6 |
265,0 ± 1,1 |
0,32 ± 0,01 |
|
|
Контроль |
28,7 ± 1,2 |
48,0 ± 0,2 |
0,33 ± 0,01 |
|
На первой пробной площади особого мелиорирующего влияния защитных полос не выявлено. Высоты однолетних саженцев лоха узколистного не хватило для снижения скорости ветра и отложения снега. Но на второй пробной площади глубина и вес снега в кулисе АЛМН были соответственно в 1,5 и 1,3 раза больше, чем на открытом месте (контроль), кроме того, эффект снегозадержания сохранялся и в центре поля.
В течение вегетационного периода были проведены наблюдения за влажностью почвы на опытных полях. Влажность почвы значительно изменялась по времени взятия образцов почвы. Наибольшее количество влаги было в 60 м от защитных насаждений из лоха узколистного до августа (в среднем от 21,9 до 31,8 %). В августе влажность почвы была наименьшая (12,8 %). В течение мая и летних месяцев количество влаги в почвы колебалось от 13,8 до 30,6 % в кулисе, от 13,6 до 28,2 % – на расстоянии 20 м от кулисы. На контроле (аграрный ландшафт) влажность почвы была меньше (9,9–30,1 %), чем на агролесомелиоративном ландшафте. Во всех вариантах опыта наибольшее количество влаги было в горизонте 30–50 см.
Следует отметить, что погодные условия 2016 года отличались большим количеством осадков в вегетационный период. Так, если в 2015 году среднее количество осадков за 3 летних месяца составило 13 мм, то в летний период 2016 года – 34,1 мм, что больше в 2,6 раза.
Проведенная осенью 2016 года инвентаризация агролесомелиоративных насаждений из лоха узколистного показала, что средняя приживаемость на участке составила 48,1 % (табл. 3).
Таблица 3
Приживаемость лоха узколистного на двух учетных площадках
|
№ учетной площадки |
№ ряда |
Число растений, шт. |
Приживаемость %, |
||
|
живые |
сомнительные |
погибшие |
|||
|
1 |
1 |
16 |
19 |
14 |
52,0 |
|
2 |
14 |
10 |
16 |
47,5 |
|
|
3 |
29 |
20 |
16 |
60,0 |
|
|
2 |
1 |
14 |
20 |
20 |
44,4 |
|
2 |
5 |
16 |
20 |
31,7 |
|
|
3 |
13 |
29 |
10 |
52,9 |
|
|
среднее |
48,1 |
||||
Приживаемость растений была неоднородной по пробным площадям и изменялась от 31,7 до 60,0 %. Имелось большое количество сомнительных растений – от 16 до 20 шт. на пробной площади. Многие растения были сломаны и начали свой рост порослью от основного стволика, на что повлияла потрава животными.
Следует отметить, что осенний период, по-видимому, не самое лучшее время для посадки лоха узколистного, т.к. даже при благоприятных погодных условиях года посадки и последующего вегетационного периода 2016 года у растений была очень невысокая приживаемость.
Выводы
При изучении почвенных условий региона исследований, расположенного в Центральном Казахстане, выявлено, что в почвенном покрове имеются токсичные легкорастворимые соли, препятствующие росту некоторых древесных растений. Поэтому для создания АЛМН был выбран лох узколистный, как наиболее соле- и засухоустойчивая порода. Приживаемость посаженных осенью 2015 года растений была достаточно небольшой и составила в среднем 48,1 %. Следовательно, осень не является оптимальным временем для посадки лоха узколистного в условиях Карагандинской области.
При проведении снегомерных наблюдений определено, что глубина и вес снега в кулисе АЛМН были соответственно в 1,5 и 1,3 раза больше, чем на открытом месте (контроль), кроме того, эффект снегозадержания сохранялся и в центре поля. При незначительной высоте созданных осенью 2015 года защитных насаждений наблюдается эффект сохранения снежного покрова и впоследствии влаги на сельскохозяйственных полях, что еще раз подтверждает мелиорирующий эффект созданных защитных насаждений.