ВЛИЯНИЕ ОСУШЕНИЯ И СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОГО ИСПОЛЬЗОВАНИЯ НА ЭВОЛЮЦИЮ СВОЙСТВ ТОРФЯНО-БОЛОТНЫХ ПОЧВ
Осушение и последующее сельскохозяйственное использование коренным образом изменяют направленность почвообразовательного процесса торфяных болот. Процесс естественной эволюции торфяной почвы прерывается, и она вступает в новую фазу, ход которой в значительной мере обуславливается антропогенными факторами.
По вопросам установления влияния осушения и сельскохозяйственного использования па трансформацию некоторых свойств торфяных почв проведено ряд исследований под руководством академиков Н. Н. Бамбалова [2, 8, 11, 39], Н. Н. Лиштвана [60], И. С. Лупиновича [61], С. Г. Скоропанова [125-130] и Н. И. Смсяна [21, 70, 72, 132, 137], а также докторов наук В. И. Белковского и др. [16, 35, 124], И. М. Богдевича [49], В. Н. Ефимова [25], В. В. Жилко [26], С. Н. Иванова [33], А. П. Лихацевича и др. [56 и др.], Ю. А. Мажайского и др. [151], А. С. Мееровского и др. [64-68, 86 и др.], Н. Н. Семененко и др. [94, 107, 108, 118 и др.], П. Ф. Тиво [134 и др.] Г. С. Цытрон [145 и др.] и других исследователей - Т. Н. Азаренок [3], С. В. Аладко и др. [4], А. И. Барсукова [15], А. 3. Барановского [14 и др.], Н. К. Вахонина и др. [19, 152 и др.], С. М. Зайко и др. [30, 31 и др.], В. Н. Карнаухова [42], Н. А. Лихацевича [59], Н. Н. Петухова [83], Л. Н. Усачева и др. [141 и др.], Э. Н. Шкутова и др. [1, 81 и др.], П. К. Черник и др. [34 и др.], А. Ф. Черныша и др. [147, 148 и др.], Н. Н. Цыбулька и др. [144] и других. Установлено, что по мере «сработки» торфа наряду с трансформацией морфологического строения почвенного профиля торфяных почв также существенно снижается содержание в них органического вещества, изменяется его состав, ухудшаются водно-физические, химические и биологические свойства, плодородие и производительная способность [21, 38, 137]. На этой основе разработан ряд методических рекомендаций и программ мероприятий по использованию этих почв [76, 71, 87 и др.].
В то же время анализ степени изученности проблемы показывает, что по оценке влияния осушения и длительного сельскохозяйственного использования торфяных почв на изменение их химического состава имеются лишь единичные данные [2, 33, 60, 61, 83, 105], полученные в середине XX века на торфяных почвах с относительно коротким сроком их сельскохозяйственного использования. Они носят скорее частный характер для каждого месторождения торфа и не отражают закономерностей эволюции химического состава под влиянием его сработки.
Приведенные в ряде литературных источников [3, 30, 31, 35, 56, 71, 127, 128, 145, 151 и др.] данные чаще всего характеризуют трансформацию некоторых свойств торфяно-болотных почв разных стадий эволюции по реперным участкам. Однако в этих и других работах не встречено формализованных статистически доказанных закономерностей зависимости изменения химического и фракционного состава азота, фосфатов и калия, биологической активности, энергетических свойств и других показателей от минерализации и снижения содержания органического вещества в торфяных почвах. Эти данные имеют важное значение для прогноза трансформации плодородия этих почв разной стадии эволюции, поскольку могут быть объективным критерием при разработке рекомендаций по более эффективному использованию антропогенно-преобразованных торфяных почвенных комплексов в земледелии и при применении удобрений, а также служить одним из диагностических признаков при идентификации этих почв.
Для углубленного изучения характера, степени и закономерностей трансформации торфяно-болотной почвы под влиянием антропогенного воздействия важным условием является подбор объектов исследования. Исследованиями Н. Н. Бамбалова [2, 11], И. И. Лиштвана и Н. Т. Короля [60], И. С. Лупино-вича [61], В. Н. Ефимова [25], С. Н. Иванова [33], Н. Н. Семененко [118] и др. установлено, что химический состав торфа различных месторождений в зависимости от ботанического состава и грунтовых вод существенно различается. Поэтому для установления закономерностей трансформации химических свойств торфяных почв под влиянием антропогенных факторов важно, чтобы объекты исследования находились в одном природном массиве (однородные ботанический состав торфа, химический состав грунтовых вод и подстилание материнской породой и др.). Также важно, чтобы почвенные пробы для исследований на разных объектах (полях) были отобраны в один временной период.
Длительность процесса трансформации свойств торфяно-болотной почвы от ее естественного состояния до состояния максимальной «сработки» торфа и изменения производительной способности под влиянием антропогенного воздействия не позволяет вести наблюдения за динамикой этого процесса. Поэтому в исследованиях для этих целей использовался широко известный метод «реперных объектов», при котором «исходное» положение занимает торфяно-болотная почва естественных ценозов, а условное «конечное» - минеральные постторфяные.
Методической основой наших исследований служил системный подход, сущность которого состоит в том, что изучаются не изолированные почвенные образования, а целый ряд почв, сформировавшихся в идентичных условиях. Исследования проводились на основе сопряженного изучения трансформации морфологических, водно-физических, химических, биологических и энергети ческих свойств торфяно-болотных почв, а также их производительной способности в одинаковых условиях систем применения удобрений и агротехники.
В монографии приведены обобщенные результаты исследований по трансформации морфологического строения, водно-физических свойств, биологической активности, химического и фракционного состава азота, фосфора и калия и биоэнергетического потенциала торфяно-болотной почвы под влиянием разных способов ее использования за 50-летний период (1961-2011 гг.).
Для проведения исследований на болотном массиве «Хольче» Лунинецкого района Брестской области площадью более 25 тыс. га и на землях Полесской опытной станции мелиоративного земледелия и луговодства (ПОСМЗиЛ) Национальной академии наук Беларуси этого же болотного массива были подобраны участки: неосушенный с мощностью торфа 75-85 см и осушенный бывший маломощный торфяник. Исходное до осушения состояние мощности торфа этой почвы в 1956 г. колебалось в пределах 65-85 см, т. е. было аналогичным с неосушенной. На осушенном торфянике все годы возделывались культуры плодосменного севооборота. В результате использования под пашней в течение 50 лет и в зависимости от глубины залегания подстилающей минеральной породы на месте этого торфяника образовался комплекс агро-торфяных почв разных стадий трансформации: торфяные, торфяно-минеральные, минеральные остаточно-торфяные и минеральные постторфяные с различным содержанием органического вещества. Объектами исследований также являлись участки старопахотной (50 лет в культуре) агроторфяной почвы другого поля, исходное состояние которых оценивалось как среднемощный торфяник (мощность органогенного слоя составляла 135-156 см). В настоящее время мощность торфяного слоя этой почвы по пяти разрезам колеблется в пределах 51-68 см. В монографии по этой разновидности агроторфяной почвы представлены средние данные из 5 разрезов.
Кроме того, для оценки влияния разных способов использования торфяной почвы исследования велись с почвами трех севооборотов многолетнего стационара «Севообороты» ПОСМЗиЛ, заложенного на этом же болотном массиве под руководством академика С. Г. Скоропанова, которые включают: а) бессменную культуру трав - 100 %; б) севооборот - 50 % травы, 33 % зерновые, 17 % пропашные; в) бессменную культуру пропашных - 100 %. Исходное состояние мощности торфа этих почв в 1961 г. на начало проведения исследований составляло в среднем 69 см, т. е. было аналогичным с неосушенной. В опыте все годы под культуры применялись одинаковые дозы фосфорных и калийных удобрений Р60К150, а позже включен и вариант N120P60K150.
Н. Н. Бамбаловым, А. И. Барсуковым, Н. К. Вахониным, А. П. Лихацевичем, А. С. Мееровским, С. Г. Скоропановым [8, 15, 56, 59, 67, 127, 129, 151, 152] и другими исследователями на разных этапах длительности ведения стационарного опыта в печати приводились результаты изучения влияния способов использования маломощной торфяно-болотной почвы на трансформацию ее морфологического строения, органического вещества, водно-физические свой ства и производительную способность. В то же время по влиянию различных способов использования агроторфяной почвы стационара на изменения химического состава встречаются лишь единичные данные. По трансформации же фракционного состава азота, фосфора и калия, биологической активности и биоэнергетического потенциала исследования на данном объекте не известны.
Подобранные объекты исследований, включающие в общей сложности 18 участков, охватывают широкий спектр агроторфяных почв, содержание органического вещества (ОВ) в которых в слое 0-20 см колеблется от 84,6 до 4,8 %. Все почвы подстилаются песком. Ботанический состав торфа преимущественно осоковый.
Для более объективной оценки влияния антропогенного воздействия на эволюцию торфяных почв пробы для анализа отбирались из двух слоев - 0-20 и 21-40 см. Содержание в почвах углерода определяли по методу Анстета в модификации В. В. Пономоревой и Т. А. Плотниковой [84]. Кальций и магний определяли после мокрого озоления навески на атомном адсорбтиметре [2] в модификации для торфяных почв. Все анализы по определению содержания азота, фосфора и калия и их фракционного состава выполняли по методам, разработанным автором монографии [102, 112]. Полевые исследования проведены по общепринятым методикам. Для выявления зависимости урожайности сельскохозяйственных культур от уровня содержания в почвах ОВ в агроторфяных почвах разных стадий эволюции использовали метод «прямых учетов» урожайности в производственных посевах. Корреляционно-регрессионный анализ полученных результатов исследований проводили с использованием компьютерной программы EXCEL.
