Почвоведение, 2021, № 5, стр. 606-619

ВВЕДЕНИЕ

Влияние лесных полезащитных полос и агролесомелиорации на климат, свойства почв, а также состояние и продуктивность агроэкосистем трудно переоценить. Они выполняют климатообразующую, средообразующую, водорегулирующую, водоохранную, почвозащитную, противоэрозионную, почвоохранную функцию, а также одну из важнейших функций в биосфере – поддержание экологического баланса [3, 26].

Программа упорядочивания водного хозяйства в степях России для борьбы с засухой, предложенная В.В. Докучаевым, включала защиту почв от эрозии и пыльных бурь, создание водоемов для накопления влаги, искусственных лесных массивов и полос. В 1892–1894 гг. в Каменной степи были произведены первые закладки лесополос. С развитием сельского хозяйства, увеличением площади пашни в СССР в 50–60-х годах прошлого столетия начались активные лесомелиоративные работы, когда было заложено 1286 тыс. га зеленых лесных насаждений (ЗЛН). К настоящему времени из них сохранилось 286 тыс. га. Всего в России насчитывается 2.74 млн га ЗЛН, что в 3 раза меньше научно обоснованных норм облесения [14]. Около 1.4 млн га из них нуждаются в улучшении санитарного состояния и реконструкции.

В Крыму в 1949–1960 гг. было высажено более 25 тыс. га ЗЛН, из них в равнинной части более 16 тыс. га [1]. В настоящее время из них осталось 10 тыс. га, большинство из которых находится в неудовлетворительном состоянии [3, 16]. В южных степных районах нашей страны, в том числе в равнинном Крыму, полезащитные лесные полосы выполняют функцию регулирования поверхностного стока и снегораспределения, увеличивают водный баланс территории, повышают влажность воздуха и почвы прилегающих полей, что приводит к увеличению урожайности сельскохозяйственных культур на 10–40% по сравнению с открытым пространством [18].

Важным элементом регулирования климата, гидрологических и биогеохимических режимов агроландшафтов является лесистость. Естественная лесистость за последние 100 лет значительно сократилась и составляет в Центральной черноземной области около 10% [4]. Это приводит к развитию водной и ветровой эрозии. В связи с этим предлагается ввести экологический норматив лесистости в агроландшафтах степи в пределах 15–20% путем создания, как сплошных, так и полосных ЗЛН [19, 26].

Воздействие ЗЛН на климатические и почвенные показатели, а также продуктивность агроценозов изучалась во многих областях СССР и России как в Центральной черноземной области на черноземах выщелоченных и лугово-черноземных почвах лесостепи, так и в южных районах европейской части на черноземах обыкновенных и южных, а также на почвах Поволжья, Юга Сибири, в Украине, Румынии, Индии и других странах [4, 5, 8, 13, 21, 24, 27, 29–31]. Все исследователи отмечают улучшение структурного и гумусового состояния почв, некоторых показателей водного режима и уменьшение плотности под ЗЛН. Украинские почвоведы называют такие черноземы лесоулучшенными [21, 25]. Однако в настоящее время исследований по влиянию ЗЛН на физические и химические свойства черноземов Крыма, особенно с учетом влияния конкретных пород, не проводилось.

В связи с этим целью нашего исследования было изучить влияние длительного произрастания ЗЛН, а также конкретных видов деревьев на свойства агрочерноземов сегрегационных степного Крыма.

ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ

Для достижения поставленной цели в 2017 г. проведены почвенные исследования в Степном отделении (в настоящее время – лаборатория степного садоводства) Никитского ботанического сада (с. Новый Сад Симферопольского района Республики Крым). В начале 70-х годов прошлого столетия на территории отделения были высажены лесные полосы из сосны крымской (Pinus pallasiana D. Don), ореха черного (Juglans nigra L.), можжевельника виргинского (Juniperus virginiana L.), маклюры оранжевой (Maclura pomifera (Raf.) C.K. Schneid) и других культур. Была создана дендрологическая коллекция (дендропарк) на западной окраине с. Новый Сад. Здесь проводилась акклиматизация и интродукционное изучение новых для степного Крыма декоративных деревьев и кустарников.

Территория отделения находится в южной приподнятой части Центрально-Крымской возвышенной пологоволнистой равнины в пределах центрального равнинно-степного агроклиматического района Крыма. Район отличается засушливым климатом с умеренно-жарким вегетационным периодом и мягкой неустойчивой зимой [2]. Среднегодовая температура воздуха места проведения исследований 10.5°С, среднегодовое количество осадков 480 мм. Почвообразующие породы – плиоценовые красно-бурые глины, характеризующиеся “плотностью, глыбистостью и слабой пористостью, высоким содержанием карбонатов и гипса” [20, с. 14]. Почвообразующие породы легкоглинистого, реже среднеглинистого гранулометрического состава (содержат частиц размером менее 0.01 мм 50–66%) с высоким содержанием ила – 30–43%.

Объектами исследования были почвы, длительно находящиеся под лесонасаждениями и залежью – черноземы сегрегационные постагрогенные среднемощные и мощные местами глубокосолончаковатые турбированные легкоглинистые на красно-бурых легких глинах с формулой профиля AUtr(са)–(ABtr,ca)–BCA–BCAnc–BCca,nc(s) [13], по WRB-2015 [32 ] Haplic Chernozems (Clayic). Почвы под садами – агрочерноземы сегрегационные карбонатные среднемощные PUtr,са–AUса– BCA–BCAnc–BCca,nc–Cca [11], Calcic Chernozem (Clayic, Aric) [28]. Перед закладкой насаждений все почвы были плантажированы на глубину 60 см. В современном профиле почвы под лесонасаждениями и залежью пахотный горизонт не выделялся, турбированность в мощных почвах проявлялась в нижней части плантажного слоя в виде крупных языков и пятен нижележащего горизонта, в разрезах среднемощных почв нередко отсутствовал нижний переходный гумусовый горизонт.

Для оценки изменения свойства почв под влиянием ЗЛН 45–47-летнего возраста различного породного состава заложены разрезы в лесополосах вышеперечисленных интродуцентов, а также в дендропарке в массивах псевдотсуги Мензиса (Pseudotsuga menziesii (Mirb.) Franco) и бундука канадского или двудомного (Gymnocladus dioicus (L.) C. Koch). Для сравнения заложен разрез в дендропарке на куртине, не занятой древесной растительностью (залежь с 1970 г., положительный контроль), а также в садах черешни и персика – отрицательный контроль, расположенных к северу от дендропарка. Почва в саду содержится под черным паром. После каждой ротации сада (20–25 лет) почва подвергалась повторной плантажной вспашке на глубину 60 см. Почвы под садами на протяжении длительного времени до 2014 г. орошались водами р. Салгир и Северо-Крымского канала.

Природный ареал большинства изученных древесных интродуцентов находится в Северной Америке, сосна крымская распространена на Балканах, южных склонах Яйлы горного Крыма и на Кавказе, но хорошо акклиматизирована в степном Крыму. Все они успешно интродуцированы и рекомендованы для создания лесных насаждений степного Крыма, однако их использование в культуре весьма ограничено [12, 17].

Схема посадки растений в лесополосах 2 × 2 м в 2–3 ряда. Высота деревьев в основном составляет 8–12 м, кроме сосны, которая достигает 12–15 м, и маклюры, где большинство деревьев имеет высоту 5–7 м и кустовую форму с 3–7 стволами. Сомкнутость крон в большинстве насаждений составляет 0.7–0.8, под можжевельником – 0.9–1.0, бундуком – 0.3–0.4. Травяной покров под сосной и можжевельником отсутствовал, в этом случае подстилка достигала 3–5 см, нижняя полуразложившаяся часть которой была обильно пронизана грибным мицелием.

Участки лесополосы маклюры, дендропарка и сада персика сходны по почвообразующей породе, водному режиму, рельефу и находятся в нижней части широкого лощинообразного понижения (120 м над ур. м.), отмеченного ранее при микроклиматических исследованиях данной территории [22]. Разрезы расположены на расстоянии 50–150 м друг от друга вдоль дна лощины (разрезы 6, 8, 9, 13, 14, рис. 1). Здесь сформировались почвы с мощностью гумусового горизонта 80–90 см.

Рис. 1.

Схема расположения разрезов: 5 – сад черешня, 6 – сад персик, 8 – маклюра оранжевая, 9 – бундук канадский, 10 – сосна крымская, 12 – орех черный, 13 – псевдотсуга Мензиса, 14 – залежь, 15 – можжевельник виргинский. Примечание: в качестве топоосновы использована карта высот, троп и родников Крыма http://www.etomesto.ru/map-krym_vysoty-tropy-rodniki/.

Участок сада черешни, а также массивы лесополос сосны, можжевельника и ореха занимают более высокое положение в рельефе и находятся на слабопологом склоне к лощинообразному понижению на высоте 135–140 м над ур. м., расстояние друг от друга – 100–120 м. Участки схожи по почвообразующей породе, рельефу и водному режиму (разрезы 5, 10, 12, 15). Почвы карбонатные среднемощные с мощностью гумусового горизонта 60–70 см.

Разрезы закладывались на ровном месте на глубину 120–180 см с отбором образцов по генетическим горизонтам, в ЗЛН на расстоянии 50–100 см от ствола дерева. На расстоянии 5–10 м от основного разреза закладывалась дублирующая скважина с отбором образцов по 20-сантиметровым слоям до глубины 80–100 см. В образцах определяли основные физические, физико-химические и химические показатели свойств почв стандартными методами, изложенными в ГОСТах и [6, 7]. Отдельно отбирали образцы для определения плотности сложения почвы по 10-сантиметровым слоям до глубины 100 см и структурно-агрегатного анализа по 20-сантиметровым слоям до глубины 60 см в трехкратной повторности [6].

РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ

Морфология и карбонатность почв. Мощность гумусового горизонта обследованных почв под садом, насаждениями сосны крымской (далее сосна), можжевельника виргинского (далее можжевельник) и на залежи составила 55–62 см. Под другими породами гумусовый горизонт увеличивался до 75–80 см (маклюра оранжевая, далее – маклюра, псевдотсуга Мензиса, далее – псевдотсуга и орех черный, далее – орех), под растениями бундука канадского (далее – бундук) достигал 90 см за счет глубокого проникновения корней, образования большего количества подвижных форм гумуса и увеличивающегося объема корневых систем в поверхностном слое почвы [5, 6]. Проникновение гумуса по трещинам и ходам корней под этими породами отмечено до 90–120 см.

Граница вскипания и содержание карбонатов в почвах под древесными насаждениями, залежью и садом были различными. В настоящее время почвы под садом вскипают с поверхности из-за перемещения карбонатов на поверхность повторными плантажными вспашками. Под залежью вскипание отмечено с глубины 50 см вследствие подкисления почвы корневыми выделениями трав и выщелачивания карбонатов. Под насаждениями маклюры и псевдотсуги вскипание наблюдалось с глубины 30 см, бундука – с 80 см. Почвы под сосной, можжевельником и орехом вскипали с поверхности.

Содержание карбонатов в почвах колебалось в широких пределах (рис. 2). В слое 0–10(30) см под растениями маклюры, бундука и псевдотсуги оно было низким – 2.9–3.3%. Под насаждением бундука низкое содержание карбонатов отмечено до глубины 80 см (рис. 2, А).

Рис. 2.

Содержание карбонатов (%) в почвах ценозов. Обозначения здесь и на рис. 3: А: 1 – сад персик, 2 – залежь, 3 – маклюра оранжевая, 4 – бундук канадский, 5 – псевдотсуга Мензиса; Б: 1 – сад черешня, 2 – сосна крымская, 3 – орех черный, 4 – можжевельник виргинский.

В агрочерноземе сегрегационном карбонатном среднемощном содержание карбонатов в пахотном горизонте было в основном более высоким (6.6–14.4%), и лишь в почве под садом черешни (слой 0–30 см) оно было низким, что связано с длительным орошением почвы и вымыванием карбонатов в нижележащие слои (рис. 2, Б). В слое 20–40 см в этой почве отмечалось незначительное уменьшение содержания карбонатов до 6.6–9.4%, что связано с оборотом пласта при плантажной вспашке. В иллювиально-карбонатном горизонте под всеми культурами содержание карбонатов резко увеличивалось, и было максимальным в карбонатных почвах (18.9–29.5%). В мощных почвах его содержание было меньше (5.6–24.7) и больше зависело от конкретного вида декоративного растения. Так, максимальным оно было под насаждениями маклюры и садом персика, минимальным – под бундуком, среднее положение занимали залежь и псевдотсуга (рис. 2, А). В почвообразующей породе содержание карбонатов уменьшалось, но оставалось достаточно высоким (15.6–23.0%).

Плотность и структурное состояние почв. При сельскохозяйственном использовании и применении тяжелой техники в садах, где проходы ее ограничены шириной междурядий, происходит значительное уплотнение почв и ухудшение их структурного состояния [8]. По мнению многих исследователей и нашим данным, при агролесомелиорации и на залежи происходит улучшение структуры почвы, особенно верхних слоев [5, 8, 23]. Исследования плотности сложения почвы под различными угодьями показали, что под садом в слое 5–10 см она была невысокой из-за рыхления в результате вспашки (табл. 1). Под залежью в этом слое она имела сопоставимую величину, но структура была комковато-зернистой в отличие от пашни, где она была глыбисто-комковато-порошистой. С прекращением воздействия техники и активным развитием корневой системы деревьев, под всеми лесными породами плотность сложения почвы в слое 5–10 см уменьшалась, наиболее значительно и достоверно под бундуком – 59% относительно почвы под садом. Плотность сложения почвы в этом слое под орехом уменьшалась незначительно относительно сада и залежи, остальные породы сокращали ее примерно в равной степени – до 0.82–0.85 г/см³. В слое 10–20 см плотность увеличилась под всеми угодьями, в том числе и под залежью по сравнению с поверхностным слоем, но под маклюрой, бундуком, сосной и можжевельником эти величины были примерно одинаковыми и меньше, чем под садом и залежью на 0.02–0.04 г/см³. В слое 20–100 см значительное и достоверное уменьшение плотности выявлено под насаждениями бундука, маклюры и псевдотсуги на 0.04–0.29 г/см³ по сравнению с почвой под садом. Под можжевельником и сосной почва в этом слое несколько уплотнялась. Под залежью в слое 20–80 см почва была более уплотненной, чем под садом, что можно объяснить недавним проведением плантажной вспашки при закладке сада в 2016 г.

Оценка структурного состояния почв под различными ценозами проводилась на примере почв под садом, залежью и насаждением псевдотсуги. В почве под садом количество агрономически ценных агрегатов было минимальным из-за высокого содержания глыб (55–77%), причем в слое 20–40 см их количество было наибольшим (табл. 2). В связи с этим коэффициент структурности (K_стр) был минимальным и агрегатное состояние в слое 0–40 см было неудовлетворительным (K_стр < < 0.67). Под залежью содержание глыб значительно уменьшилось, особенно в слое 0–40 см за счет увеличения фракции размером 1–3 мм. При этом коэффициент структурности в этом слое возрастал в 4.3–5.3 раза по сравнению с пашней и агрегатное состояние становилось отличным (K_стр > 1.5), однако в слое 0–20 см по сравнению с пашней увеличивалось количество пылеватых частиц.

Под растениями псевдотсуги содержание агрономически ценных агрегатов увеличивалось существенно в слоях 0–20 и 40–60 см, особенно значительно в последнем по сравнению с пашней и лугом, что связано с более глубоким проникновением корней дерева и их структурообразующей ролью. Коэффициент структурности был высоким в слое 0–20 см, превышая таковой на залежи, и достаточно высоким в слое 40–60 см, что характеризовало структурное состояние как отличное.

Водоустойчивость структуры была больше в почве под садом и характеризовалась как отличная в слое 0–40 см в связи с высоким содержанием карбонатов. С глубиной значения критерия водоустойчивости уменьшались и в слое 40–60 см были почти вдвое меньше по сравнению с вышележащими горизонтами, однако водоустойчивость оставалась очень хорошей. Под залежью и псевдотсугой водоустойчивость структуры понижалась, но под залежью значения критерия водоустойчивости уменьшались с глубиной, а под псевдотсугой были максимальными в слое 40–60 см, что связано с более глубокой корневой системой древесной культуры. В целом под залежью и псевдотсугой водоустойчивость характеризовалась как очень хорошая и отличная.

Гранулометрический состав почв был достаточно однородным, в основном легкоглинистым с высоким содержанием ила и крупной пыли, нередко на глубине 60–100 см отмечены среднеглинистые прослойки (табл. 3). Под залежью гранулометрический состав почвы легкоглинистый крупнопылевато-иловатый, почвообразующей породы – легкоглинистый иловато-пылеватый, редко, на глубине 130–140 см, тяжелосуглинистый. В гумусовом горизонте содержалось максимальное количество частиц физической глины и ила, ниже по профилю оно уменьшалось. В составе фракции физической глины преобладали частицы крупной пыли с равномерным распределением их по гумусовому слою и увеличением в почвообразующей породе. Содержание пыли средней было низким, пыли мелкой было вдвое больше, чем средней и увеличивалось с глубиной.

При многолетнем интенсивном использовании почвы в садовом агроценозе, орошении и частых механических обработках произошло значительное утяжеление гранулометрического состава, в слое 20–80 см почва стала среднеглинистой иловато-пылеватой. Число частиц крупной пыли в этом слое резко сократилось, средней и мелкой пыли возросло в 1.5–3.0 раза, первой – по всему профилю, второй – в гумусовом горизонте. В результате содержание фракции пыли (частиц 0.01–0.001 мм) на пашне возросло в 1.3–2.5 раза по сравнению с залежью. Это свидетельствует о распылении почвы в результате интенсивной обработки и ухудшении ее структурного состояния.

Гранулометрический состав почвы под древесными растениями в лощине был легкоглинистым по всему профилю, пылевато(крупно)-иловатым. Под насаждением маклюры отмечалась среднеглинистая прослойка на глубине 80–100 см. Количество частиц физической глины и ила увеличилось по сравнению с залежью, ила – наиболее значительно в гумусовом слое и достигло 39–43%. Число частиц физической глины варьировало по профилю, но максимальным было в слое 80–100 см. Количество пылеватых частиц было невысоким под псевдотсугой и увеличивалось с глубиной. Под бундуком и маклюрой число частиц пыли мелкой увеличивалось до 23–26% на глубине более 80 см за счет уменьшения содержания средней пыли, неблагоприятной в агрономическом отношении. Содержание пыли было низким под всеми изученными культурами (2.6–8.8%).

В среднемощных почвах на склоне отмечается большее положительное влияние на гранулометрический состав ореха и можжевельника, чем сосны: уменьшается содержание пыли средней на 2–6 и 1–8% соответственно по сравнению с почвой под садом черешни. Под сосной количество пыли средней сокращалось только в слое 0–6 см на 3.1%, глубже по профилю – увеличивалось по сравнению с пашней. Почвы под орехом и можжевельником характеризовались большим содержанием ила, чем под садом и сосной, что свидетельствует о потере илистых частиц из почвы при интенсивной обработке и малым влиянием сосны как породы на восстановление этого свойства почвы.

Физико-химические и химические свойства почв. Величина рН водной суспензии в пахотном слое почв садового агроценоза была на уровне 8.0–8.2 (рис. 3). На залежи она уменьшалась, особенно в слое 10–20 см (рис. 3, А). Бундук и псевдотсуга также значительно сокращали ее в верхнем метровом слое до рН_водн 7.5–8.1. С глубиной рН_водн под всеми угодьями возрастал и становился максимальным в слое 80–120 см, что связано с высоким содержанием карбонатов (r = 0.67–0.92 в зависимости от культуры). В почвообразующей породе рН_водн несколько снижался по сравнению с иллювиальным карбонатным горизонтом, в большей мере в орошаемых пахотных почвах, что связано с уменьшением содержания карбонатов.

Рис. 3.

Величина рН водной суспензии в почвах ценозов.

На черноземе среднемощном можжевельник подкислял почву в слое 60–120 см до рН_водн 8.0–8.1, орех и сосна способствовали некоторому подщелачиванию водной суспензии, особенно в слое 60–110 см до рН 8.3–8.4 по сравнению с пашней (рис. 3, Б). Максимальная щелочность водной суспензии обнаружена под насаждением маклюры (рис. 3, А).

Основными показателями плодородия почв являются содержание органического углерода (С_орг), валового азота (N_вал) и их запасы, соотношение С/N, концентрация подвижных форм элементов питания. Исследования показали, что минимальное и низкое содержание С_орг было в почве под садом из-за содержания междурядий под черным паром, плантажной вспашки и частого рыхления (табл. 4). Под залежью и древесными насаждениями содержание С_орг было больше, чем под пашней при максимальном его накоплении в слое 0–30 см. Нередко содержание С_орг в поверхностном слое почвы было меньше, чем слое 10–30 см, что связано с перемешиванием почвы в результате глубокой отвальной вспашки. В целом все варианты агролесомелиорации и залежный режим почвы увеличивали содержание С_орг, в большей мере бундук, псевдотсуга и можжевельник.

Запасы С_орг под садом в слое 0–100 см были невысокими и составили 8.62 кг/м², под залежью и всеми древесными насаждениями они были больше на 41–108% (рис. 4, А). Запасы С_орг в слое 0–80 см под большинством древесных пород превышали аналогичный запас в почве под залежью, наиболее значительно под насаждениями бундука, ореха, псевдотсуги и можжевельника.

Рис. 4.

Запасы С_орг (А) и N_вал (Б) в почвах под различными угодьями. 1 – сад персик (контроль), 2 – залежь, 3 – маклюра оранжевая, 4 – бундук канадский, 5 – псевдотсуга Мензиса; 6 – сосна крымская, 7 – орех черный, 8 – можжевельник виргинский.

Содержание N_вал в почве под садом было высоким, глубже по профилю значительно уменьшалось, что свидетельствует об обеднении почвы азотом. Под залежью содержание N_вал в слое 0–10 см было таким же, как и под садом, но несколько больше в нижележащих слоях. Под всеми древесными насаждениями содержание N_вал увеличивалось во всем гумусовом горизонте, особенно в слое 0–20 см (на 8–48%), в большей мере под маклюрой, псевдотсугой и орехом по сравнению с почвой под садом.

Запас N_вал, характеризующий потенциальную обеспеченность почвы азотом, был низким в слое 0–80 см под пашней (1.08 кг/м²), что подтверждает значительное ухудшение плодородия почвы при интенсивном использовании в садоводстве (рис. 4, Б). Под длительной залежью запас N_вал был почти вдвое больше, чем под пашней (1.89 кг/м²). Под насаждениями маклюры, ореха и псевдотсуги запасы N_вал в слое 0–80 см были значительными и составляли 1.78, 1.82 и 2.0 кг/м² соответственно, что связано с накоплением гумуса под этими растениями. Довольно низкие запасы N_вал обнаружены под насаждениями сосны и можжевельника (1.03–1.19 кг/м²), что может быть связано с меньшим содержанием азота в хвое этих растений по сравнению с лиственным опадом [10].

Соотношение С : N в почве под садом составляло менее 8, что характеризует высокую степень обогащения гумуса азотом (табл. 4). Из древесных насаждений только под маклюрой это соотношение было меньше, чем под садом в слое 0–20 см. Под остальными насаждениями возрастало. Это связано с тем, что корни деревьев перехватывают элементы питания более активно, начиная с глубины 20 см [9], а также с относительным обеднением азотом гумусовых веществ, образованных под древесными растениями, по сравнению с травянистыми. В почве под залежью С : N было достаточно высоким и стабильным по всей гумусовой толще.

Содержание нитратного азота и подвижных форм фосфора в почве под всеми угодьями было низким, особенно под залежью и сосной (табл. 4). Содержание N–NO₃ в большинстве случаев было максимальным в слое 0–10 см, повышенным под насаждениями бундука и можжевельника, иногда увеличивалось в слое 60–90 см до 4.1–15.1 мг/кг из-за высокой подвижности нитратов. Содержание подвижного фосфора постепенно уменьшалось с глубиной и было максимальным также под бундуком и можжевельником в слое 0–10 см (табл. 4, табл. S1 ).

Концентрация подвижного калия (K₂О) в почве была высокой под всеми угодьями и максимальной в верхних слоях гумусового горизонта (табл. 4, табл. S1 ). Его содержание было самым высоким в почве под садом, что связано с внесением больших доз калийных удобрений в прошлые годы, и достаточно высоким под насаждениями бундука и ореха. Под остальными древесными породами и залежью содержание обменного калия было меньше, но оставалось достаточно высоким и близким по значениям.

Солевое состояние почв. В изученных почвах солевой горизонт не был вскрыт разрезами до глубины 200 см, однако под разными угодьями и древесными насаждениями сумма и состав солей различались. Глубокосолончаковатыми можно считать только почвы под маклюрой: засоление слабое содово-сульфатное кальциево-натриевое (табл. 5). Следует отметить, что маклюра неплохо переносит такое засоление. У 47-летних деревьев отмечается лишь небольшая суховершинность, что может быть вызвано и почвенной засухой. Сумма солей в почве под садом персика была наименьшей вследствие длительного орошения пресной водой. Содержание солей в почвах увеличивалось с глубиной. Под насаждением бундука сумма солей в слое 0–50 см была значительно меньше, чем под залежью на 10–30% в зависимости от слоя, что, видимо, связано с увеличением водопроницаемости почвы в результате разрыхления корнями и перемещения солей в нижележащие слои. Под остальными породами соли в профиле накапливались, особенно интенсивно под маклюрой, сосной и можжевельником глубже 60 см. Возможно, это связано со значительным иссушением почвы корнями деревьев и подтягиванием более концентрированных растворов из нижних слоев почвы [8], а также меньшей влажностью почвы на удалении 50–100 см от ствола дерева [9, 10], где и были заложены разрезы.

Щелочность от нормальных карбонатов обнаружена в небольших количествах только в почве под залежью и в нижних слоях профиля под можжевельником и бундуком. Это может быть вызвано значительным опреснением профиля и уменьшением содержания ионов Са²⁺, Mg²⁺ и ${\text{SO}}_{{\text{4}}}^{{{\text{2}} + }}$ в почве под залежью. Общая щелочность в большинстве разрезов была низкой и увеличивалась до 0.76–1.05 смоль(экв)/кг только под насаждениями маклюры и псевдотсуги.

Содержание водорастворимых Са²⁺ и Mg²⁺ в водной вытяжке было низким под большинством угодий и увеличивалось только под орехом, псевдотсугой и можжевельником в результате увеличения содержания гидрокарбонатов кальция, гипса и сульфатов магния. Концентрация водорастворимого Na⁺ в почвах была минимальной под садом персика, незначительно увеличивалась под залежью и орехом, под другими культурами увеличивалась по сравнению с залежью, особенно значительно под маклюрой, сосной и можжевельником. Хлорид-иона в почвах было очень мало (0–0.12 смоль(экв)/кг), и только в почве под можжевельником его содержание незначительно увеличивалось до 0.20–0.58 смоль(экв)/кг. Из анионов преобладали сульфаты. Максимальная их концентрация выявлена под насаждениями маклюры и хвойными породами с глубины 60–140 см, под сосной – с 20 см, что ранее отмечалось другими авторами [21].

В зависимости от концентрации солей в почвах их химический состав менялся. В почвах, где сумма солей была меньше 0.1%, химизм засоления чаще был сульфатно-содовым или сульфатным натриево-кальциевым. При увеличении суммы солей до 0.12–0.23% он, как правило, изменялся на содово-сульфатный или хлоридно-сульфатный кальциево-натриевый.

ВЫВОДЫ

1. Длительное (около 50 лет) произрастание лесных культур интродуцентов на почвах степного Крыма – агрочерноземах сегрегационных мощных и среднемощных повлияло на их свойства. Степень и характер влияния зависели от положения в рельефе и вида древесного растения. Так, на мощных постагрогенных почвах в нижней части широкого лощинообразного понижения под насаждениями псевдотсуги Мензиса и бундука канадского произошло увеличение мощности гумусового горизонта, значительное накопление С_орг в 1.7–3.5 раза, N_вал в слое 0–10(20) см в 1.3–1.4 раза, некоторое накопление подвижного азота, увеличился запас С_орг в слое 0–100 см в 1.8–2.1 раза, уменьшились показатели плотности сложения и рНн₂о, возросло количество агрономически ценных агрегатов, уменьшилась глыбистость, увеличился коэффициент структурности, значительно уменьшилось содержание карбонатов и понизилась граница вскипания (бундук канадский) по сравнению с почвой под садом, которая на протяжении этого же времени содержалась под черным паром и не менее двух раз подвергалась глубокой плантажной вспашке.

2. По своим свойствам почва под защитными лесными насаждениями приближалась к многолетней залежи, а порой превосходила ее по некоторым показателям плодородия (запасы С_орг, K_стр, сумма солей). Однако под насаждением маклюры оранжевой накапливались легкорастворимые соли в слое 80–120 см – в основном сульфаты магния и натрия в количествах 2.0–2.7 смоль(экв)/кг. Под бундуком канадским и псевдотсугой Мензиса соли, наоборот, выщелачивались. В агрочерноземах сегрегационных постагрогенных среднемощных, расположенных на склоне к лощине, степень изменения вышеперечисленных свойств была меньше, но в большей мере проявлялась под можжевельником виргинским и орехом черным. Под сосной крымской положительным было только уменьшение плотности почвы в слое 0–40 см, остальные свойства либо не изменялись, либо ухудшались: отмечено некоторое подщелачивание, сокращение запаса С_орг и N_вал, накопление легкорастворимых солей по сравнению с почвой под садом и залежью.

3. При длительном произрастании ЗЛН в условиях степи лучшие лесорастительные свойства складывались в широком лощинообразном понижении на черноземах сегрегационных постагрогенных мощных, сформировавшихся на красно-бурых глинах. Такие экотопы, а также подобные им на лёссовидных глинах и суглинках являются наиболее благоприятными для лесоразведения в равнинном Крыму. В большей степени положительно на свойства почвы повлияли интродуценты: бундук канадский, псевдотсуга Мензиса, орех черный и можжевельник виргинский, которые можно успешно применять в степных районах не только для улучшения экологического баланса территории, но и для повышения плодородия почвы. На слабозасоленных и солонцеватых почвах как солеустойчивую культуру целесообразно использовать маклюру оранжевую.