Пойменные земли

В долинах больших, средних и малых рек России пойменные земли занимают 29,2 млн. га, из них около 20 млн. га сосредоточено в Сибири и на Дальнем Востоке (поймы рек Оби, Лены, Енисея, Амура и их притоков).

Степень освоения и использования пойменных почв и структура сельскохозяйственных угодий (лес, сенокос, пастбище, пашня) в поймах зависит от зонально-провинциальных условий, освоенности территории и плотности населения. С севера на юг сокращается площадь сенокосов и пастбищ и увеличивается площадь распаханных почв. В среднем пашня в поймах рек РФ составляет 2 млн 377 тыс га (8,1%). В Северо-Кавказском районе площадь пашни достигает 43,8 %, а в Северо-Западном районе она составляет всего лишь 4,4%. Из 9,2 млн га пойменных земель в Западной Сибири распахано всего около 300 тыс га. Больше допустимых норм распаханы почвы пойм рек в Московской, Калужской, Орловской областях, а также в южных районах России (поймы рек Дона, Кубани, Волго-Ахтубы). Волго-Ахтубинская пойма является самым большим овощным огородом России. В некоторых районах Московской области (Серпуховском, Ступинском, Каширском, Озерском, Коломенском) распахано около 80-90% площади поймы.

Адаптивное использование пойм должно базироваться на типологии пойменных земель.

Разделение пойм, предложенное В.Р.Вильямсом, на три части: прирусловую, центральную и притеррасную не исчерпывает всего их разнообразия, поскольку имеют место неполноразвитые, усеченные и островные поймы. Г.В. Добровольский с соавторами (1974) на примере поймы реки Оби предложил выделить пять типов поймы: островной, прирусловой, сегментно-гривистый, равнинный и пониженно-болотный.

Эти типы имеют разную хозяйственную значимость. Территория островного и прируслового типов поймы представляет собой залесенные водоохранные участки, где требуется сохранение и улучшение лесов. Площади сегментно-гривистого и равнинного типов поймы - это в основном сенокосные угодья и территории, занятые под овощные сельскохозяйственные культуры. Луга полого-гривистого подтипа могут быть использованы главным образом под пастбища; основную часть полого-гривистого и полого-редкогривистого подтипов составляют сенокосы первой и второй очереди. Большинство сенокосов второй очереди нуждается в осушительных мелиорациях. Пониженно-болотный тип притеррасной поймы выполняет важную барьерно-экологическую роль, задерживая сток элементов-загрязнителей в реки, моря, океаны.

По составу почвенного покрова предлагается подразделять пойменные массивы на три типа в зависимости от доли гидроморфных почв: слабогидроморфные - с долей аллювиальных дерновых и дерново-луговых почв свыше 50%; среднегидроморфные – с преобладанием почв лугового типа; и сильногидроморфные – с преобладанием в составе почвенного покрова лугово-болотных и болотных почв.

Для адаптивного использования пойменных земель необходимо учитывать специфические условия синлитогенного почвообразования, которое характеризуется протеканием почвообразования одновременно с аккумуляцией свежего органо-минерального материала, что приводит к постоянному омолаживанию верхней части почвенного профиля. Пойменные почвы формируются в результате двух групп процессов – поемно-аллювиальных и собственно почвообразовательных. Поемность и аллювиальность часто употребляются как синонимы, отсюда почвы, расположенные в речных долинах, называются то аллювиальными, то пойменными. Под пойменными процессами (или поемностью) следует понимать продолжительность стояния полых вод на заливаемой части речной долины. При затоплении полыми водами происходит ускоренное оттаивание промерзшей почвы, насыщение ее водой (влагозарядка), обновление почвенного воздуха. Полые воды, увлажняющие и вносящие в пойменные почвы различные растворенные в воде вещества, создают особые экологические условия для развития растительного и животного мира, заселяющего пойменные пространства, что, в свою очередь, обусловливает формирование своеобразного почвенного покрова.

Бытующее в народе определение пойм: «золотое дно», «кладовая плодородия» связано с тем, что во время затопления полыми водами в пойме откладываются элементы питания растений, аллохтонная органика и большое количество микроорганизмов.

Качественный и количественный состав взвешенных в полых водах веществ и растворенных в водах химических элементов непостоянен и зависит от природных условий бассейна реки, состава коренных и почвообразующих пород, почвенного покрова, гранулометрического и химического состава водораздельных почв. Вследствие этого почвы речных долин несут в себе определенные зонально-провициальные признаки.

Поемность неодинакова не только у различных пойм, но и для одной и той же поймы по ее продольному и поперечному профилю и всегда в последнем случае связана с характером рельефа. Продолжительность поемности по годам, как правило, колеблется в значительных пределах. Степень и характер поемности во времени имеют исключительно большое хозяйственное значение. Затопление участка поймы до 7 дней выдерживают все культуры, стояние весенних вод от 7 до 15 дней исключает выращивание озимых зерновых и косточковых культур. Хорошо влияет этот срок затопления на естественные и сеяные травостои. Продолжительность стояния полых вод от 16 до 30 дней исключает травосеяние, не выдерживают затопления дуб, сосна, вяз. Продолжительное стояние полых вод (более 30 дней) оказывает хорошее действие на развитие осок, а также крупностебельных корневищных злаков. Из древесных пород эту поемность выдерживают только ивы (75 дней), осокорь (50 дней), белый тополь (35 дней).

Поскольку поймы рек имеют гривистый рельеф, то продолжительность затопления грив и межгривных понижений различна. Например, в пойме Нижней Оби в долгопоемные годы понижения могут быть затопленными от 60 до 90 дней (почти весь вегетационный период). В эти годы исключается заготовка сена и пастьба скота на пойменных лугах. Страховой запас сена необходимо создавать на водораздельных территориях. В паводковых и почвенно-грунтовых водах заболоченных ландшафтов содержится много железа. Ожелезнение и оруднение пойменных почв является широко распространенным явлением в поймах рек южнотаежной подзоны.

В бассейнах рек, где преобладают карбонатные породы, типоморфными мигрантами могут быть кальций и магний. Повышенное содержание легкорастворимых солей в почвенно-грунтовых водах пойм южных районов России вызывает засоление пойменных почв.

Воды рек смягчают континентальность климата водоразделов. В степной и полупустынной зонах, где на водоразделах, кроме изреженного травостоя, нет ни деревца, ни кустарника, в пойме большой реки – цветущий оазис с древесно-кустарниковой растительностью и разнотравно-злаковым травостоем. В лесотундре и тундре, среди бескрайних просторов тундровой кустарничково-моховой растительности поймы больших рек часто характеризуются богатым разнотравьем и хорошо развитыми деревьями – пришельцами из более южных широт.

Под аллювиальностью подразумевается совокупность эрозионных и аккумулятивных процессов, связанных с деятельностью речных вод, т.е. разрушением ранее отложенных речных наносов, переносом, сортировкой и разгрузкой в пойме или русле реки взвешенных в воде частиц. В результате этих процессов формируются речной аллювий, топография и рельеф пойменной террасы.

Морфологически и микроморфологически аллювиальный процесс диагностируется слоистостью и микрослоистостью аллювия, чередованием наносов различного гранулометрического состава.

Интенсивность выраженности аллювиальных процессов в различных частях продольного и поперечного профиля речной долины, так же как и пойменных процессов, неодинакова. При этом пойменные и аллювиальные процессы по степени своей выраженности далеко не адекватны. Например, длительная поемность может протекать в условиях очень слабовыраженных аллювиальных процессов, и, наоборот, при интенсивно протекающих аллювиальных процессах поемность может быть кратковременной.

Распределение гранулометрических фракций в аллювии имеет свои закономерности. В прирусловой области поймы полые воды имеют большие скорости течения, и здесь оседают наиболее мощные песчаные наносы с преобладанием фракции мелкого песка (60-80%). По мере удаления от русла скорость водного потока замедляется, полые воды осветляются, а в составе отлагаемого наилка преобладают фракции крупной пыли (0,05-0,01 мм) и ила (< 0,001 мм). Ближе к коренному берегу, в притеррасной части поймы из осветленных паводковых вод выпадают мелкая пыль (0,005-0,001 мм) и ил (< 0,001 мм).

В поймах рек выделяются 3 самостоятельных типа почвообразования: дерновый, луговый и болотный - в зависимости от характера водного режима.

Дерновый процесс обычно развивается в прирусловой пойме и на участках (гривах) центральной поймы под воздействием травянистой растительности. Для него характерно только поверхностное увлажнение, роль почвенно-грунтовых вод незначительна. При дерновом процессе идет накопление перегноя и биогенно-аккумулятивных элементов.

Луговой процесс характерен для равнинных участков центральной поймы. В отличие от дернового он проявляется в условиях оптимального, иногда повышенного атмосферно-грунтового увлажнения (луговой тип водного режима) и характеризуется совершенно иным водно-воздушным режимом и наличием как биогенной, так и гидрогенной аккумуляции веществ.

Болотный процесс типичен для низкой притеррасной поймы и понижений центральной поймы. Развивается он при устойчиво избыточном атмосферно-грунтовом увлажнении, накоплении неразложившихся растительных остатков, а также веществ, выносимых с террас и водоразделов.

По характеру почвообразовательных процессов, реакции среды, степени разложения и аккумуляции органического вещества в поймах рек выделяется 9 типов почв (88) : аллювиальные дерновые кислые, аллювиальные дерновые насыщенные, аллювиальные дерновые опустынивающиеся карбонатные, аллювиальные луговые кислые, аллювиальные луговые насыщенные, аллювиальные луговые карбонатные, аллювиальные лугово-болотные, аллювиальные болотные иловато-перегнойно-глеевые, аллювиальные болотные иловато-торфяные.

В поймах рек можно выделить пять экосистем: 1. Экосистемы предпочвенных образований. 2. Лесные экосистемы. 3. Луговые экосистемы. 4.Болотные экосистемы. 5. Агроэкосистемы.

Экосистемы предпочвенных образований представлены песчаными пляжами, отмелями, молодыми островами, аллювий которых едва затронут процессами почвообразования. Это зона максимального отложения руслового крупнозернистого аллювия.

Лесные экосистемы пойм. Леса занимают меньшую, чем луга площадь. Они расположены в прирусловой части поймы, на больших островах и высоких гривах центральной поймы. Обширные заболоченные и торфяные понижения притеррасной поймы также бывают покрыты разреженными низкобонитетными лесами.

Луговые экосистемы. Луга - основной тип растительности большинства пойм России. Они представлены как первичными растительными формациями, так и луговыми экосистемами, возникшими после вырубки лесов или усыхания древесных пород вследствие изменения гидрологического режима поймы. Луговая травянистая растительность обладает большой изменчивостью видового состава, связанной с различной продолжительностью затопления поймы в разные годы и рельефом пойменной террасы.

Пойменные луга подразделяются на настоящие, болотистые и торфянистые. Настоящие луга - это луга высокого и среднего уровней по рельефу, которые освобождаются из-под паводковых вод в первую очередь. Приурочены они к широким и узким высоким гривам центральной поймы. Для них характерны хорошо аэрируемые, достаточно дренированные дерново-луговые и луговые суглинистые почвы различной мощности. Поверхность лугов обычно довольно ровная, удобная для заготовки сена машинами. Эти луга представляют лучшие сенокосы поймы.

Настоящие луга обладают достаточным разнообразием и включают как мезофитные злаковые, так и разнотравные формации. Из злаковых формаций наибольшую ценность представляют пырейная, лисохвостовая и костровая, дающие наиболее ценное в кормовом отношении сено. Мелкозлаковые луга - луговомятликовые, болотномятликовые и белополевицевые характерны для более высоких узких грив. Хозяйственная урожайность пырейных формаций 27-30 ц/га сена, костровых и лисохвостовых - 30-35 ц/га сена, луговомятликовых и белополевицевых - 20-25 ц/га сена. Большую ценность для корма скота представляют мышиногорошковые луга с хозяйственной урожайностью 20-22 ц/ га сена.

Болотистые луга располагаются на низких и средних уровнях, в межгривных понижениях, где долго застаиваются паводковые воды. Часть площади этих лугов представляют собой покосы второй очереди. Самая распространенная луговая формация - изящноосоковая, дающая около 50 ц/га сена. Почвы луговые и лугово-болотные тяжелосуглинистые. На этих же почвах, но на выровненных понижениях формируются канареечниковые луга. Это типичные долгопоемные луга, обладающие наибольшей травянистой массой -50-60 - ц/га сена. Межгривные и приозерные понижения в центральной пойме нередко заняты лангсдорфовейниковыми лугами с участием осоки пузырчатой и осоки изящной. Присутствие осок, образующих кочки высотой 50-60 см, обусловливает сильную неровность поверхности, что является препятствием для заготовки сена на этих лугах. Урожайность лангсдорфовейниковых лугов 18-20 ц/га сена плохого качества.

Болотные экосистемы представлены торфянистыми лугами и распространены в притеррасье на торфяно-глеевых почвах и торфяниках. Доминант - плотнокустовой оксиломезофит - осока дернистая, субдоминантом часто служит осока изящная. Обе осоки образуют высокие кочки до 50-60 см, диаметром 30-40 см. На кочках поселяются гидромезофиты и мезофиты.

Агроэкосистемы пойм. Большинство пойменных почв речных долин обладает высоким плодородием и благоприятным водным режимом для выращивания овощных, кормовых и технических культур.

В истории использования пойм можно выделить два этапа антропогенного воздействия. Первый этап связан со сведением лесов в поймах рек и формированием луговых формаций. Второй этап связан с мощным гидростроительством на реках и распашкой пойменных почв.

С 50-х годов XX века в России началась массовая распашка пойменных земель и замена луговых экосистем на агроэкосистемы. При высокой культуре земледелия в специализированных овощеводческих хозяйствах собирали высокие урожаи овощей – более 500 ц/га, картофеля – 200 - 250ц/га, корнеплодов – 400 – 600 ц/га, зеленой массы кукурузы - 400 – 500 ц/га.

Интенсивность земледелия на пойменных землях усиливается с севера на юг, от северной тайги к полупустынной зоне. Распаханность пойм и доля полевых и овощных культур в структуре пашни сильно возрастает в южно-таежно-лесной зоне, хотя пониженная теплообеспеченность этих земель остается основным лимитирующим фактором интенсивного земледелия. Пойменные земли здесь пригодны для возделывания среднеспелых и позднеспелых сортов капусты, моркови, столовой свеклы, а на юге таежно-лесной зоны еще и кабачков, зеленных культур. Такие культуры, как томаты, огурцы, лук-репка, на пойменных землях даже юга Нечерноземья обычно дают неустойчивые урожаи.

Капуста, морковь, столовая свекла и другие корнеплоды относятся к холодостойким растениям. Достаточная сумма активных температур для этих культур в южнотаежной зоне обеспечивает­ся в 95% лет. На пойменных землях они дают высокие и стабильные урожаи. Для производства ранних сортов капусты, моркови, столовой свеклы наиболее при­годны прирусловые пойменные земли, более легкие по гранулометрическому составу, раньше освобождающиеся от паводка и лучше прогреваемые.

В одном поле с белокочанной капустой возможно выращи­вание других представителей семейства капустных: краснокочанной капусты, репы, редьки; с культурами семейства сельдерейных - петрушки, сельдерея; со столовой свеклой - кормовой свеклы. Обязательными культурами овощных севооборотов являются однолетние и много­летние травы. В качестве однолетних трав используются викоовсяные и горохоовсяные смеси. Выбор многолетних трав зависит от продолжительности затопления. Клевер красный, клевер белый, ежа сборная, овсяница красная выдерживают до 10 суток зато­пления; люцерна, клевер розовый - до 15 суток; тимофеевка луговая, мятлик луговой, овсяница луговая, полевица белая - до 30 суток; кострец безостый, лисохвост луговой, бекмания обыкновенная - до 45 суток; двукисточник тростниковидный - до 60 суток. Условиям пойменных земель юга Нечерноземья наиболее отвечают 5-8-польные севообороты овощного и овоще-кормового типа, в зоне средней и северной тайги – только овоще-кормового.

На землях длительного затопления рекомендуется вводить севооборот: 1 - однолет­ние травы с подсевом многолетних, 2-4 - многолетние травы, 5 - капуста на хранение, 6 - капуста килоустойчивая, 7 - морковь, 8 - столовая свекла.

Для центральной и прирусловой поймы за основу следует взять севооборот: 1 - од­нолетние травы с подсевом многолетних трав, 2-3 - многолетние травы, 4 - капуста на хра­нение, 5 - капуста килоустойчивая, 6 - морковь, 7 - столовая свекла.

Приведенные выше севообороты могут изме­няться введением дополнительно поля однолетних или многолетних трав, раннего кар­тофеля, за исключением полей капусты или столовых корнеплодов.

При наличии земель с пониженным плодородием их следует выделять из севооборота в выводные поля и занимать культурами сплошного сева (многолетними и однолетними злакобобовыми смесями) и по мере их окультуривания включать в ак­тивное чередование с овощными культурами.

Оптимальная плотность минеральных почв для овощ­ных культур составляет 1,0-1,2 г/см³; фактическая плотность заметно отклоняется от оптимальной. На границе пахотного и подпахотного слоев из-за многочисленных проходов машинно-тракторных агрегатов образуется плужная подошва, затруднено просачивание поверхно­стных вод и осадков, начинает формироваться глеевый горизонт с повышенным содержанием закисного железа. Корни растений не могут проникнуть вглубь и располагают­ся в пахотном слое. Чтобы избежать этого, требуется периодическое применение глубоких обработок почвы.

Ин­тенсивные овощные севообороты без достаточного количества многолетних трав сни­жают плодородие, идет усиленная деградация почвы, снижение содержания гумуса, накапливаются возбудители болезней и вредители.

Для повышения плодородия почвы раз в ротацию необходимо вносить большие дозы навоза (50-80 т/га) под капусту, а также использовать сидеральные культуры. Положительное действие высоких доз органических удобрений в севообороте со­храняется 3-4 года. Биологическая активность почвы усиливается от применения орга­нических удобрений, но особенно возрастает при запашке сидерата.

При относительно пониженной теплообеспеченности пойменных земель по сравнению с плакорными в Центральном Нечерноземье, в нижнем течении великих сибирских рек, несущих тепло с юга на север, пойменные земли оказываются наиболее обеспеченными теплом и наиболее пригодными для земледелия.

В центральных районах страны пойменные земли конкурируют с черноземами, а в южных районах они отличаются наиболее благоприятными условиями для возделывания сельскохозяйственных культур вплоть до рисосеяния.

Вследствие чрезмерной антропогенной нагрузки и шаблонного использования большая часть пахотных почв пойм имеют все признаки деградации: переуплотнение пахотного и подпахотного горизонтов, обесструктуривание и проявление глыбистости, потеря гумуса, сокращение мощности гумусового горизонта, загрязнение тяжелыми металлами. Миллионы гектаров пойм Волги, Камы, Оби, Енисея находятся в затопленном, подтопленном, заболоченном или осуходоленном состоянии.

Учитывая большое народно-хозяйственное значение и экологическую роль пойменных почв, а также их легкую ранимость, дальнейшее их использование должно базироваться на адаптивных методах, суть которых заключается в максимальном приближении способов мелиорации, систем удобрений, машин, возделываемых культур к почвенно-экологическим условиям поймы.