Современное сельское хозяйство сталкивается с двумя сложнейшими про-блемами. Это катастрофические масштабы деградации земель и уско-ренная трансформация климата. Будучи взаимосвязаными эти процессыусиливают друг друга. Почвенная деградация земель очевидно приводит кинтенсификации засух и засушливых периодов. Последствия становятсявсе более ощутимыми. В этих условиях на первый план вновь выступаетидея орошения земель. Вместе с тем, орошение ставит много вопроси-тельных знаков, в первую очередь в плане его влияния на почвы.
К настоящему времени опыт ирригации чернозёмовобобщен в трудах М. Г. Булата, Т.В. Поповой, А.Ф. Урсу, Б.П.Подымова, И.А. Крупенникова, В. Филипчука и др. Этиисследователи пришли к выводу, что орошение в нашемрегионе влияет на черноземы в целом неблагоприятно.Вместе с тем отмечается, что в одних случаях негатив-ные последствия черноземов развиваются медленно,а в других очень быстро, уже в первые годы орошения.Поиск эффективных приемов орошения черноземов ссохранением их свойств и режимов функционированияпродолжается. В этом смысле представляют интерес ис-следования, проведенные А. Короновским с соавторамив последние годы, целью которых является поиск опти-мальных приемов орошения.В этом смысле мы считаем, что необходим анализ всейимеющейся информациями — начиная от генезиса черно-земов и кончая современными ирригационными про-цессами. Начиная с этого выпуска журнала ≪ЛА≫, мы на-мерены представить Вашему вниманию цикл статьей,посвященных проблемам орошения в условиях сельскогохозяйства Молдовы.
Данная статья посвящена преимуще-ственно теоретическим аспектам генезиса и особенно-стям черноземов как объекта орошения. Такой подход об-условлен тем, что на предыдущем этапе хозяйствованияв Молдове в недостаточной степени эти факторы былиприняты во внимание, из-за чего орошение экологическии экономически себя оправдало в недостаточной мере. Вэтом контексте отмечаем, что поведение черноземов подвлиянием орошения имеет свои специфические особен-ности, которые обусловлены индивидуальными свой-ствами этого типа почвы.Во-первых, обладая наивысшим уровнем организации иинтеграции почвенного вещества по сравнению с дру-гими объектами орошения (почвы сухих степей, полу-пустынь, пустынь), черноземы характеризуются и наи-большей степенью предрасположенности к деградации.Во-вторых, черноземы в меньшей мере, чем почвы болееюжных территорий, защищены от деградации естествен-ными ресурсами углекислого и сернокислого кальция.
Втретьих, черноземы отличаются высокими содержанием смектитовых минералов, определяющих их резкую усад-ку и набухание, скорость уплотнения при обработке ислитизации. Эти особенности определяют высокую уяз-вимость черноземов в условиях орошаемого земледелия.Особое значение имеют почвообразовательные режимыи процессы, протекающие в почвах. Например, орошениев степной зоне рассчитано на повышение продуктивно-сти почвы. С этой целью здесь создается и искусственноподдерживается водный режим, не свойственный есте-ственными условиям почв, что оказывает значительноевлияние на экологию степного ландшафта, изменяя егоклиматические параметры, гидрологию, растительность,биоту и саму почву.В естественных условиях водный режим черноземовпредполагает две фазы. Первая фаза охватывает холод-ный период года (1.10-30.03), в течение которого в почвахпреобладают нисходящие водно-вещественные (соле-вые) потоки, которые обеспечивают выщелачивание по-чвенного раствора, вынос легкорастворимых веществ запределы активного почвообразовательного слоя и диф-ференциацию средне – и труднорастворимых веществ попочвенному профилю.
В течение этой фазы образуютсяосновные запасы почвенной влаги. Влагоактивный слойсоставляет 300 см.Вторая фаза охватывает период 1.04-30.10, в течениекоторого в почвах преобладают восходящие водно-ве-щественные (солевые) потоки которые обеспечиваютвосстановление состава почвенного поглощающего ком-плекса, подтягивание карбонатов и солей к поверхности, аккумуляцию солей в почвенном раствора. Переход от одной фазы к другой происходит постепен-но. В этом контексте, анализ многочисленных данныхдинамики атмосферных осадков и режима влажностичерноземов позволяет считать, что основную роль в на-коплении влаги в почвах имеют осадки холодного пе-риода. Весенние осадки компенсируют потери влаги нафизическое испарение в течение периода, когда почвапрактически не покрыта растениями. Именно это созда-ет предпосылки для установления в почвах оптимальныхгидротермического и водно-воздушного режимов.
Бла-годаря этому в данный период в черноземах протекаютактивные процессы разложения органических остатков,сопровождающихся образованием стабильного и лояль-ного (питательного) гумуса. Тем самым обеспечиваетсярасширеное воспроизводство типогенетических почвоо-бразовательных процессов. Осадки летнего периода обе-спечивают смягчение динамики температур в засушивыйпериод года.Черноземы междуречья Прут-Днестр образованы в ос-новном на суглинистых и лёссовидных карбонатных от-ложения четвертичного возраста элювиального и элюви-ально-деллювиального происхождения. Основными факторами, способствующими развитию чер-ноземов в регионе являются:Преимущественно континентальный характер климата,который определяет образование и стабильный характеркарбонатно-сиалитной коры выветривания, и травяни-стый, степной растительной покров.
Относительно оптимальные запасы влаги в начале вегета-ционного периода, что способствует широкому и бурномуразвитию в это время года бобовых в составе раститель-ного покрова (клевер, вика, лядвинец и другие). Будучибогатыми белком, они разлагаются, преимущественно,с участием бактерий и актиномицетов, которые способ-ствуют образованию зрелого гумуса фульватно-гуматногосостава. Присутствие карбонатов благоприятствует обра-зованию гуматов кальция, аккумуляции гумуса и образо-ванию ценной зернистой и комковатой структуры.Динамика гидротермических и воднофизических ус-ловий определяет динамику процессов разложения игумификации растительных остатков. Частично это про-исходит осенью после окончания вегетационного пери-ода (сентябрь-ноябрь).
Однако на этом этапе происходитлишь частичное разложение. В течение холодного пери-ода процессы разложения сокращаются, практически,до нуля. Наиболее интенсивно процессы разложения игумификации протекают в период апрель – первые дведекады июня (Жигэу и др. 2006). В этот период создаютсяблагоприятные условия и для выноса лабильной фракциигумусовых веществ из верхней части гумусового профиляв ниже залегающие. Бобовые растения в гумусообразо-вание имеет определяющую роль, именно они являютсяосновным поставщиком азота для гумусообразование. Вэтом смысле отмечаем, что процесс гумусооброзованияявляется биосферным процессом, обеспечивающим кон-троль над концентрацией и аккумуляцией азота в почве.В то же время, этот процесс не осуществляется без азота.Забегая вперед обращаем внимание, что вносимый в по-чву с удобрениями азот, не участвует в гумусообразова-ние. В этом смысле считаем, что исключение бобовых изсевооборота или же сведение их площади до минимум всовременном сельском хозяйстве является главным фак-тором, который лимитирует процессы гумусообразова-ние в пахотных черноземах.По мере сокращения запасов влаги в растительном по-крове степных экосистем бурно развиваются различныевиды ковыля и типчака. В поисках воды и азота эти рас-тения развивают мощную глубокую корневую систему,что способствует развитию и отложению растительныхвеществ в нижних горизонтах почвенного профиля и раз-витию изогумусных (глубокогумусных) почвенных профи-лей.Водный дефицит и повышенные температуры в течениеиюль-август сводят до минимума биологические процес-сы в черноземах благодаря чему вновь образованый напредыдущей фазе гумус не разлагается. Именно это обе-спечивает прогрессивное накопление гумуса в чернозе-мах.Факторно–процессный анализ регионального чернозе-мобразовательного процесса позволяет считать, что длячерноземов степных экосистем междуречья Прута и Дне-стра действует следующий эволюционный ряд: регосоль→ парарендзина → чернозем карбонатный → черноземтипичный малогумусный → чернозем типичный → черно-зем выщелоченный → чернозем глинисто-иллювиальный.В этот смысле считаем, что черноземы нашего регионаобязательно прошли карбонатную фазу.
Основным факто-ром в эволюционным изменении черноземов выступаетвремя и скорость почвообразования исходя из климати-ческих условий. Именно температурные условия и ув-лажнение определяют баланс растений и срок вегетациицелинных травянистых ассоциаций. Это, в свою очередь,определяет темп поступления энергии для почвообразо-вательного процесса и эволюции почв. В тоже время этиже условия определяют процессы миграции и накопле-ния веществ.Здесь уместно отметить, что один из основных черно-земных типогенетических процессов является процессмиграции карбонатов (Афанасьева, 1965). Этот процессявляется, также, динамическим и предполагает наиболь-шую интенсивность в холодное и влажное время года.Нашими многолетними исследованием уставлено, что вэто время года происходит выщелачивание почвенногораствора и восстановление состава почвенного поглоща-ющего комплекса (Жигэу, 2009).По интенсивности и тренду процессов миграции карбона-тов черноземы региона разделяются на три генетико-гео-химические группы:Первая группа включает черноземы карбонатные и черноземы типичные малогумусные.
Географически онипринадлежат к Южной Молдавской увалистой равнине,характеризующейся наиболее континентальным клима-том и наименьшей интенсивностью процессов миграциикарбонатов. Последние в течении холодного периодаподвергаются частичному выносу, а в теплое время под-тягиваются к поверхности. Отмеченные флуктуации при-дают стабильность карбонатому профилю и поглощающе-му комплексу почвы.Вторая группа представлена типичными черноземами,формирование которых происходит в условиях менееконтинентального и более мягкого климата, когда веге-тационный период более длительный и в почву идет не-прерывный приток энергии и органического вещества.В них карбонаты вынесены в среднюю часть почвенногопрофиля (горизонт В). Флуктуации карбонатов по про-филю менее выражены, но осуществляются, охватываяв отдельные годы небольшую мощность элюированногослоя. В сухие годы они более выражены и могут затра-гивать нижнюю границу горизонта АВ. В этих условияхгумусоаккумулятивный горизонт характеризуется менееустойчивым почвенным поглощающим комплексом. Болетого установлены случаи частичной недонасыщеностипочвенного поглощающего комплекса основаниями.
Этоделает почвенный поглощающий комплекс предрасполо-женным к изменениям в условиях орошения.Третью группу составляют черноземы выщелоченные иглинисто-иллювиальные, для которой характерны наи-большие изменения карбонатного профиля. В них карбо-наты вынесены за пределы активного почвообразующегослоя (в профиле отмечается безгумусная и безкарбонат-ная прослойка), а сезонные флуктуации не приводят квовлечению карбонатов в почвообразование. В этих ус-ловиям почвенный поглощающий комплекс наиболее по-датлив к изменениям под влиянием орошения.Эволюция черноземов междуречья на разных стадияхсопряжена с увеличением мощности почвенного профи-ля и накоплением органического вещества (Жигэу, 2003).Для более поздних стадий развития характерно освобож-дение профиля от карбонатов кальция, а вместе с ним иот других и щелочных и щелочноземельных.За все время голоцена для черноземов характерно уве-личение эффективного плодородия от черноземов кар-бонатных к типичным среднегумусным и его снижение оттипичных к глинисто-иллювиальным.Взаимосвязь эволюции черноземов с другими составны-ми почвенного покрова Северной зоны Молдовы можнопредставить следующей схемой:В Южной зоне взаимосвязь между компонентами почвенного покрова менее сложная и сводится к нижеследующимуровням организации почвенной массы: Отельное место в структуре почвенного покрова зани-мают терассовые черноземы.
Их формирование и эволю-ции сопряжено с эволюцией речных долин. В этот смыслеМ. Верлан (1968) отмечает, что террасы характерны длябольшинства рек региона, вместе с тем их число варьиру-ет от реки к реке. Наибольшим числом террас характери-зуются Днестр и Прут. Остальные реки характеризуютсядвумя-тремя террасами.Каждая из них представляет собой сравнительно ровнуюповерхность с достаточно хорошо выраженным микро-рельефом и, как правило, приподнятую (2-5 м) у собствен-ного уступа и более пониженную у уступа вышестоящейтеррасы. Почвообразующие породы представлены восновном разновозрастными (средни, верхние, нижне-четвертичные и плиоценовые) элювиальными, делюви-альными, древнеаллювиальными и аллювиальными (впойме) отложениями, подстилаемыми песчано-галечни-ковой толщей. На каждой из террас хорошо заметна ихпространственная дифференциация по механическомусоставу, в виде полос, соответствующих областям бывшейпоймы.Растительность изменяется от луговой (в пойме) до луго-во-степной (на первых террасах) и до типично степнойили же лесостепной на более старых террасах и водораз-делах.Величина абсолютной и относительной влажности воз-духа, дефицита влажности, суммарного испарения, тур-булентного теплообмена, радиационного баланса, тепло-обмена в почве и другие показывают на максимальнуюаридность климата в пределах второй и третьей террас,т.е. уменьшение аридности климата имеет противополо-женное векторное направление, уменьшаясь от второйи третьей террас в сторону водоразделов и русла реки(Верлан, 1968).
По мере перехода от более молодых террас к водораз-делу, соответственно на каждой из террас изменяются исвойства почв:- механический состав становится тяжелее (постепенноувеличивается содержание физической глины, главнымобразом за счет перехода песчаной фракции и крупнойпыли в мелкую пыль);- содержание гумуса и его запасы увеличиваются;- увеличивается емкость поглощения и изменяются составпоглощенных катионов (расширяется отношение Ca:Mg);- изменяется качественный состав гумуса и сама природаорганических веществ (степень извлекаемости углеродаорганических веществ смесью Na2P2O7+NaOH уменьшает-ся от 49-50 % до 39-40 %; отношение углерода гуминовыхкислот к углероду фульвокислом Сг:Сф увеличивается ноуменьшается частично количество гуминовых кислот сво-бодных и связанных с кальцием);- существенные изменение претерпевает и состав кар-бонатов. С увеличением возраста почвы из состава кар-бонатов выщелачивается фракция ,которая составляетактивные корбонаты (Na2CO3; Mg (HCO3)2). Вследствие это-го расширяется отношение между общими карбонатами(ОК) и активными карбонатами (АК).Наши исследования в долинах рек Делия, Скиноаса, Бах-луй (Румыния) позволяют предположить следующую схе-му эволюции черноземов террас: аллювиальная почва(пойма) → террасовые черноземы (вторая надпойменнаятерраса) → террасовые черноземы более старых террас(четвертичные и плиоценые) → черноземы приводораз-дельных склоновых и водораздельных плато (в основномплиоценовые).В целом большинство морфологических признаковчернозема террас носят признаки сходные черноземамстепных экосистем. Вместе с тем, они отличаются менеемощными профилями и более постепенными переходамимежду генетическими горизонтами.
Будучи молодыми по-чвами, черноземы террас характеризуются менее устой-чивым поглощающим комплексом и менее устойчивойструктурой по сравнению с черноземами степных экоси-стем.Согласно исследованиям, природный тренд развития на-шего региона ориентирован в направлению остепенения.Этому способствует процессы эрозионного расчлениятерритории, эпейрогенические поднятия.Наряду с этим в результате значительно и постоянно-го прессинга антропогенного фактора (сведение лесов,запашка безлесных пространств, особенно во времяосвоения целинных и залежных земель), в черноземахрегиона процессы остепенения усиливаются (в связи суменьшением запасов влаги и мощности зоны активноговодообмена в почвенном профиле). Усиление процессовостепеннения в черноземах способствует развитию эро-зии и сказывается на внутри ландшафтной геохимическойобстановке.К настоящему времени черноземы региона практическиполностью распаханы, в связи с чем их часто рассматри-вают как антропогенно преобразованые почвы.
Вместе стем наши исследования показали, что являясь объектоминтенсивного земледельческого использования, черно-земы пахотных угодий остаются самостоятельными при-родными телами и важнейшими компонентами биосфе-ры, поскольку продолжают функционировать благодарявзаимодействию с другими компонентами ландшафта.Вместе с этим агрогенные процессы, протекающие в по-чвах, накладывают свой отпечаток на функционированиепочв в условиях орошения, поэтому изучение функцио-нального взаимодействия между пахотной почвой и об-разующей ее средой в условиях агроценоза приобретаетбольшую научную и производственную значимость. Этипроблемы будут рассмотрены в следующей статье.