688

В Республике Татарстан (Россия), где осуществляется в больших объѐмах известкование, фосфоритование почв, внесение органических, минеральных удобрений, применение пестицидов, в 2000 г. урожайность зерновых в среднем составила 21,3 ц, а в 2001 г. – 32,3 ц/га. О снижении плодородия почв за последние 20 лет наглядно показывает фактический баланс элементов питания (табл. 2.9).

Таблица 2.9

Баланс элементов питания в земледелии Пермского края с 1966 по 2010 гг. (по данным агрохимической службы Пермского края)

При планировании урожайности озимой ржи 2,5 т/га, яровых зерновых 2,0 т, гречихи 1,0 т, картофеля 25 т, сена многолетних трав 3,0 т, силосных (кукурузы) 25-30 т и однолетних трав 10-15 т/га при современных площадях посева по нашим данным необходимо довести насыщенность 1 га пашни азотом в виде минеральных удобрений с учѐтом КИУ до 46 кг, фосфором 20 кг и калием 52 кг при насыщенности органическими удобрениями не менее 6 т/га. Использование таких количеств удобрений в ближайшие 5- 6 лет вряд ли возможно. Снизить на ⅓ потребность в азотных удобрениях можно за счѐт симбиотического азота, то есть за счѐт посева бобовых культур. Повысить их урожайность можно только за счѐт известкования и повышения фосфатного уровня почв путѐм внесения фосфоритной муки в дозах 1,5-2,0 т/га, извести до 10 т/га. Данные мероприятия должны проводиться ежегодно на площади 100-120 тыс. га соблюдая правильную технологию проведения этих приѐмов, не загрязняя окружающую среду.

Контрольные вопросы

1.Обеспеченность почв Пермского края элементами питания.

2.Урожайность сельскохозяйственных культур и применение средств химизации Пермском крае.

3.Баланс элементов питания в земледелии Пермского края.

21

ГЛАВА III

ПОЧВЕННО-КЛИМАТИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ СРЕДНЕГО ПРЕДУРАЛЬЯ

3.1 КЛИМАТ ПЕРМСКОГО КРАЯ И УРОЖАЙНОСТЬ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ КУЛЬТУР

Климат Пермского края резко континентальный с холодной, продолжительной и снежной зимой (6 месяцев), теплым коротким летом (5 месяцев).

Среднемесячная температура воздуха самого холодного месяца (января) – 18,9 С в северной и – 14,9 С в южной части. Самым теплым месяцем является июль. Его температура для северных районов +16,8 С, для южных +18,7 С. Разница в температуре между севером и югом в среднем составляет -4 С, а летом +2 С. Годовое количество осадков на территории Пермского края составляет 450-600 мм. Постепенное поднятие рельефа местности к востоку и близость предгорий Уральского хребта обуславливает увеличение осадков к востоку края. Например, в Верхней Косьве осадков за год выпадает 814 мм, а в селе Юрле, расположенном на одной широте со станцией Верхняя Косьва, за год выпадает в среднем 424 мм осадков (рис. 3.1). Из общего годового количества осадков в теплую часть года выпадает 350-450 мм. Максимум осадков отмечается в августе-до 72 мм. Меньше всего осадков выпадает в зимнее время года, особенно в феврале-марте.

Образование устойчивого снежного покрова на севере Пермского края происходит в конце третьей декады октября, на юге – в первой декаде ноября. Средняя продолжительность залегания снежного покрова на поверхности земли на севере края 180-190 дней, на юге 170-180 дней.

Разрушение устойчивого снежного покрова на севере области наблюдается в конце третьей декады апреля, на юге - во второй декаде апреля. В отдельные годы сход снежного покрова смещается на более ранние сроки – конец третьей декады марта.

По термическим условиям вегетационного периода территория Пермского края делится на пять агроклиматических районов (Агроклиматический справочник по Пермской области, 1959). Границы между агроклиматическими районами проходят по изолиниям сумм средних суточных температур выше 10 – 1300, 1500, 1700, 1900 С (рис. 3.1).

Первый агроклиматический район занимает горновосточную часть края и может быть охарактеризован как самый холодный и избыточно влажный. Этот район отличается самым коротким периодом с температурой выше 10 С, который составляет всего 100 дней, а с температурами выше 15 С всего 40-45 дней. Сумма среднесуточных температур воздуха выше 10ºC, являющихся показателем термических ресурсов местности, не превышает 1300ºC, ГТК больше 1,8. Преобладающие в области воздушные

22

потоки западного и юго-западного направления, встречая на своем пути горы, при подъеме вверх по склону, охлаждаются и отдают наибольшее количество содержащейся в них влаги. В связи с этим в этом районе выпадает до 600-700 мм осадков в год, в том числе 300 мм за тѐплый период. Недостаток тепла, избыток влаги, мало пригодные каменистые почвы являются причиной того, что район почти не освоен сельским хозяйством.

Второй агроклиматический район несколько теплее первого и может быть охарактеризован как умеренно прохладный. К нему относятся Александровский, Кизеловский, Соликамский, Чердынский и Ныробский районы. Сумма средних суточных температур воздуха за период с температурой выше 10 С колеблется в пределах 1300-1500 С. Длительность периода активной вегетации с температурой выше 10 С – 105 дней, с температурой выше 15 С на севере района – 40 дней, на юге – 50 - 60 дней.

По условиям увлажнения район делится на два подрайона. В горной юго-восточной части района за теплый период года осадков выпадает больше (300 мм), чем в северо-западной (250 мм), на что указывает ГТК, который на юго-востоке больше 1,8, на юго-западе 1,8-1,6. Годовая сумма осадков в этом районе составляет 550-650 мм. Условия увлажнения и температурный режим района обеспечивают возделывание озимой ржи, яровой пшеницы, овса, ячменя, раннеспелых сортов картофеля и капусты.

Третий агроклиматический район узкой полосой проходит с северозапада на юго-восток края (Лысьвенский, Березниковский, Кудымкарский, Кочевский, Юрлинский, Гаинский районы). Сумма средних суточных температур воздуха за период с температурами выше 10 С колеблется в пределах 1500-1700 С. Заморозки весной прекращаются в первой декаде июня. Осенние заморозки наступают в первой – начале второй декаде сентября. Средняя продолжительность безморозного периода 100-110 дней. По условиям увлажнения третий агроклиматический район относится к зоне достаточного увлажнения и делится на два подрайона. В северо-западной части района (III б) осадков за год выпадает 500 мм. Ближе к горам количество их возрастает до 550 мм (III а) соответственно увеличивается и ГТК от 1,4 на северо-западе района до 1,6 на юго-востоке. Термический режим и условия увлажнения района обеспечивают произрастание зерновых культур, овощей, картофеля, многолетних трав, зимостойких сортов плодовых и ягодных культур.

Четвертый агроклиматический район (Сивинский, Верещагинский, Очерский, Нытвенский, Краснокамский, Добрянский, Пермский, Оханский, Березовский, Кунгурский, Кишертский, Ординский, Суксунский районы) в почвенно-климатическом отношении самый благоприятный и может быть охарактеризован как теплый. Сумма средних суточных температур выше

10 C составляет 1700-1900 C.

Переход средних суточных температур воздуха через 10 C весной в среднем приходится на вторую декаду мая, осенью на конец первой – нача-

23

ло второй декады сентября. Средняя продолжительность безморозного периода по району – 115 дней.

Рисунок 3.1 Карта агроклиматических районов Пермского края

24

Четвертый агроклиматический район относится к зоне достаточного увлажнения. Осадков за год выпадает 475-500 мм, ГТК на большей части района меньше 1,4, а в восточной части 1,6. Запасы продуктивной влаги в почве ко времени сева ранних яровых культур достаточны – около 1500 мм в метровом слое. Минимальное количество влаги в почве отмечается в июне и августе. Устойчивый снежный покров устанавливается в первой декаде ноября и к концу зимы в среднем достигает высоты 50-65 см. Теплообеспеченность и влагообеспеченность четвертого агроклиматического района позволяют возделывать озимые и яровые культуры, крупяные, многолетние травы, кукурузу на силос, картофель, лен, овощи и морозостойкие плодовые и ягодные культуры.

Пятый агроклиматический район занимает южную часть области и является самым теплым районом. В состав 5 агроклиматического района входят следующие административные районы: Еловский, южная часть Осинского, Бардымский, Уинский, Куединский, Чернушинский. Сумма средних температур выше 10 C больше 1900 C. В этой части области самый продолжительный вегетационный период 160-165 дней. Длительность периода с температурой выше 10 C составляет 120-125 дней. Переход средней суточной температуры воздуха через 10 C происходит в первой – начале второй декады мая. Средняя продолжительность безморозного периода на большей части территории района составляет 115 дней. Пятый агроклиматический район относится к зоне достаточного увлажнения. Осадков выпадает 450-500 мм в год, за теплый период 200-225 мм. ГТК составляет 1,2-1,4, в отдельные годы бывает от 0,6 до 1,8. Запас продуктивной влаги в почве к моменту сева ранних яровых культур составляет 100150 мм в метровом слое. К середине лета влажность почвы достигает минимального значения и колеблется в пределах 50-100 мм в метровом слое. К осени за счет увеличения атмосферных осадков и уменьшения испарения с поверхности почвы запасы влаги в почве начинают пополняться.

Количество тепла и влаги вполне достаточно для возделывания озимых, яровых и крупяных культур, многолетних трав, овощных и плодовоягодных культур.

Общей особенностью климата Предуралья по сравнению с западными районами Европейской части России является меньшее годовое количество осадков и проявление частых засух в весенне-летний период, с момента таяния снега до августа; раннее промерзание почвы в осенний период (конец октября) и установление устойчивого снежного покрова в I декаде ноября. Сход снежного покрова происходит за короткий срок, в начале апреля, при относительно высокой температуре в дневное время и пониженной в ночное, что приводит к быстрому иссушению почвы к началу весен- не-полевых работ.

25

Средние многолетние данные распределения осадков по месяцам создают видимость достаточной обеспеченности влагой почв Пермского края. Отклонения от многолетних по месяцам и, особенно в мае-июне зачастую вызывают условия недостаточного увлажнения почвы, что приводит к засухе.

Большое значение для усвояемости растениями атмосферных осадков имеет испарение. В пределах Пермской области многолетние средние значения испарения изменяются от 200 мм на северо-востоке до 350 мм на юго-западе. Годовые затраты тепла на испарение составляют 15-18 ккал/см2, то есть около 20 % от всей годовой величины суммарной солнечной радиации (Хоринко П.А., 1949; Шкляев А.С., Балков В.А., 1963). Борьба за влагу в условиях центрального и южного Предуралья имеет первостепенное значение в формировании урожая сельскохозяйственных культур. В связи с этим особую значимость приобретает правильная своевременная обработка почвы, соблюдение севооборотов, глубокая заделка удобрений в сроки с оптимальной влажностью.

Атмосферные осадки, выпадающие на поверхность почвы, кроме испарения расходуются на сток и просачивание в почву – инфильтрацию. При изучении водного режима дерново–подзолистых почв тяжелого гранулометрического состава в УОХ «Липовая гора», Н.Я. Коротаев (1962) пришел

копределѐнным выводам:

1.В условиях г. Перми промачивание почвы до больших глубин (примерно до 100 см) бывает только весной от тающего снега. Летние осадки увлажняют только верхние горизонты почвы, осенние осадки просачиваются на небольшую глубину;

2.Влажность почвы по горизонтам в летнее время составляет только

50-60% от количества воды соответствующего капиллярной влагоѐмкости. Летние осадки, например, в июне, дающие около 60 т/га активной воды не могут насыщать верхний пахотный горизонт даже до состояния капиллярной влагоѐмкости, то есть просачивание при таких условиях будет очень слабым. Последнее должно учитываться при составлении системы удобрения, сроков внесения и способов заделки минеральных удобрений, экологическую безопасность почв и водоисточников.

Метеорологическая служба судит об обеспеченности почв влагой не по сумме осадков, а по гидротермическому коэффициенту (ГТК) Селянинова. Он равен отношению суммы осадков за период со средней суточной температурой воздуха выше 10 С к сумме температур за этот же период, уменьшенной в 10 раз.

ГТК = Р / ( t : 10),

где Р – сумма осадков за период с t 10 C

t – сумма положительных температур за тот же период.

26

На территории Пермского края ГТК в среднем составляет 1,4, но по годам колеблется от 1,3 до 1,6. С.А. Сапожников считает, что при ГТК более 1,6 год считается переувлажненным, при 1,3-1,6 нормально увлажненным и менее 1,3 засушливым.

Профессор Л.П. Воллейдт и др. (1985) на основании многолетних исследований в условиях дерново-подзолистых почв Нечерноземья пришла к заключению, что урожайность озимой пшеницы зависит, прежде всего, от количества осадков и суммы температур во время активной вегетации, то есть в период от весеннего отрастания до цветения. Ею установлено, что наиболее благоприятные условия для формирования урожая и эффективности удобрений складываются тогда, когда ГТК во время интенсивного роста озимой пшеницы находится в пределах 1,37-1,88.

В условиях Пермского края нами также выявлена высокая корреляционная связь только в одном случае: (r = 0,81) между урожаем яровой пшеницы и ГТК в период всходы – цветение (табл. 3.1). Для получения урожайности яровой пшеницы 30-35ц/га при использовании умеренных доз минеральных удобрений (N60Р60К45) на дерново-подзолистой тяжелосуглинистой почве со среднекислой реакцией ГТК в этот период должен быть 1,74-1,81. Очевидно, такой гидротермический коэффициент необходим для всех яровых зерновых культур при формировании высокой урожайности на фоне минеральных удобрений.

Таблица 3.1

Урожайность яровой пшеницы в зависимости от удобрений, содержания воды в почве, осадков и ГТК

Профессор кафедры растениеводства Пермского сельскохозяйственного института В.М. Макарова (1979) определяла зависимость между урожайностью нескольких сортов яровой пшеницы и гидротермическими коэффициентами за ряд лет, но зависимость между урожайностью и годовым ГТК ею не установлена. Она считает, что яровая пшеница для формирова-

27

ния урожайности 45-50 ц/га за вегетацию должна получать 1600-1800 С тепла (за период посев-уборка) и 200-220 мм осадков с их обязательным равномерным распределением по фазам роста и развития.

При такой урожайности других яровых зерновых количество тепла и распределение осадков в летний период должно быть таким же, как и для яровой пшеницы. Отрицательное влияние на урожайность всех яровых зерновых культур оказывает весенняя (в мае) и летняя (в июне) засухи. Недостаток влаги в почве в это время иногда приводит не только к недобору урожая, но и к гибели растений. Обильные осадки, выпадающие в июле, не исправляют положения, а вызывают дополнительную кустистость, подгон, что приводит к неравномерному созреванию посевов.

Для озимой ржи опасны низкие температуры (ниже -20 С) в осенний период при недостатке влаги в почве и отсутствии снежного покрова, но под глубоким снежным покровом она выпревает, особенно в те зимы, когда уходит под снег при положительной температуре почвы и избыточном увлажнении, при избытке азота.

На урожайность картофеля температура воздуха и почвы, влажность почвы и распределение осадков по фазам развития оказывают также определенное влияние. Если весеннюю засуху зерновые не выносят совсем и июльские дожди не исправляют положения, то картофель может догнать в росте и набрать достаточно мощную надземную массу (до 40 тыс. м2/га) в июле при нормальных условиях питания и к средине сентября сформировать высокий урожай. Недобор урожая картофеля в Предуралье часто происходит из-за ранних заморозков. Из-за гибели ботвы в этот период недобор клубней составляет до 60 и более ц/га.

3.2 ПОЧВЫ ПРЕДУРАЛЬЯ И ИХ ХАРАКТЕРИСТИКА

Почва – величайший дар природы, источник материального блага человечества на земном шаре. В государствах, где о ней заботятся, сохраняют и приумножают ее плодородие, охраняют от антропогенных и техногенных посягательств, она способствует обогащению, развитию и процветанию нации. Плодородные почвы во все времена ценились дороже любого человеком созданного продукта, а в недалеком прошлом являлась предметом раздора и даже войн между странами.

Понятие о почве в литературе трактуется по-разному. В одних случаях при пояснении, что такое почва указывается на главенствующую роль ее плодородия, в других придается большое значение условиям образования, в третьих материнским породам и так далее. Единого определения, что такое почва, пока нет.

Первое научное определение почвы дал В.В. Докучаев: «Почвой следует называть «дневные», или наружные горизонты горных пород (все рав-

28

но каких), естественно измененные совместным воздействием воды, воздуха и различного рода организмов, живых и мертвых».

Наиболее простое определение почвы мы встречаем во многих словарях – справочниках. В них почва рассматривается как верхний слой земной коры, обладающей плодородием и способной давать урожай растений. Почти такое же определение почве давал В.Р. Вильямс: «Когда мы говорим о почве, мы разумеем рыхлый, поверхностный горизонт земного шара, способность производить урожай растений».

В словаре-справочнике по агропочвоведению (1999) почва рассматривается с разных позиций.

1.Почва представляет собой природное биокосное образование, состоящее из генетически связанных почвенных горизонтов, формируемых в результате преобразования поверхностных слоев литосферы под воздействием воды, воздуха и живых организмов. Почва является компонентом биогеоценозов, обладает плодородием и участвует в производстве биомассы.

2.Почва есть сложная полифункциональная открытая четырехфазная система в поверхностной части коры выветривания горных пород, является функцией горных пород, живых и мертвых организмов, климата, рельефа, времени, обладающая плодородием.

3.Почва есть естественно органоминеральное тело природы, возникшее в результате воздействия живых и мертвых организмов и природных вод на поверхности горизонтов горных пород в различных условиях климата и рельефа в гравитационном поле Земли.

4.Государственным стандартом (1988) дано следующее определение: «Почва – самостоятельное естественноисторическое органоминеральное природное тело, возникающее на поверхности Земли в результате длительного последействия биотических, абиотических и антропогенных факторов, состоящее из твердых минеральных и органических частиц, воды и воздуха

иимеющее специфические генетико-морфологические признаки и свойства, создающие для роста и развития растений необходимые условия».

Как видим, из приведенных определений, выделить и найти преимущество одного из них не удается, так как во всех определениях отражены условия еѐ образования, свойство питать растение, а через растение – животный мир. В настоящее время почва рассматривается как предмет труда и как продукт труда. Используя удобрения, мелиоранты, технику, изменяя водный режим, устанавливая рациональное чередование возделываемых культур, изменяя другие жизненно необходимые факторы для развития растений, человек изменяет плодородие почв, то есть ее физические, химические, биологические свойства.

Первые сведения о почвах Пермского края относятся к 1801-1802 гг.

Профессор Н.Я. Коротаев (1962) отмечает, что Н.С. Попов, путешествуя по

29

Предуралью и во многих его районах, сделал описание «грунта земли», то есть почв. Значительно позднее ограниченные сведения о почвах Предуралья мы находим на почвенной карте черноземной полосы Европейской России, составленной В.В. Докучаевым (1883). На этой карте, которая захватила часть Пермского края, отмечены почвы с содержанием гумуса 4- 7 % в южных , 2-4 % – в центральных и 0,5-2 % – в северных районах. Более детальное изучение почв Пермской области было проведено с 1894 по 1909 гг. Р.В. Ризположенским. Его работы явились ценным вкладом в познание почвенного покрова Урала, сведения в них приведены главным образом на основании описания морфологических признаков почв.

Впослереволюционный период организацией широких почвенных обследований территории Урала занимались: С.С. Неустроев и Б.Н. Городков, В.В. Никитин и Г.А. Маландин, сотрудники Почвенного института Академии наук в целях составления государственной почвенной карты

СССР (Иванова Е.Н., Ногина Н.А. и др.), кафедра почвоведения Пермского сельскохозяйственного института (ныне академия). Под руководством профессора Н.Я. Коротаева выполнены большие работы по крупномасштабному картированию и глубокому изучению генезиса и свойств почв. Большой вклад в изучение почв внесли преподаватели кафедры М.А. Тифлов, Т.В. Вологжанина, В.П. Чернов О.А. Скрябина, Л.К. Юферева, В.П. Дьяков и др.

Врезультате длительных исследований учѐных кафедры накоплен большой материал, который был положен в основу Государственной почвенной карты и написания монографии доктором сельскохозяйственных наук, заслуженным деятелем науки РСФСР, профессором Н.Я. Коротаевым, вышедшей в 1962 году под названием «Почвы Пермской области».

Основными почвами в Предуралье являются дерново-подзолистые. М.М. Филатов в подразделении подзолистой зоны Европейской части СССР

делит еѐ на 7 районов. Почвы Пермской области относит к 6-му району, рас-

положенному на восток, примерно от 45 в.д. до Урала и к югу от 60 с.ш. до предстепья. Согласно с Государственной почвенной картой СССР Предуралье относится к восточной части дерново-подзолистой зоны Европейской части России.

Разделение почв Предуралья на подзолистые и дерново-подзолистые приведено впервые Е.Н. Ивановой в 1945 г. Ею указана граница между этими зонами – около 60 с.ш. Ниже этой границы распространены дерновоподзолистые, севернее – подзолистые почвы. Согласно систематическому списку почв, предложенному И.П. Герасимовым в 1952 г., также выделяются почвы подзолистые и дерново-подзолистые под общим названием «под-

золистые почвы».

30