Торфяно-болотные почвы Полесья

УДК 631.445.12:631.42(476-13)

Семененко, Н. Н. Торфяно-болотные почвы Полесья : трансформация и пути 

эффективного использования / Н. Н. Семененко. – Минск : Беларуская навука, 
2015. – 282 с. – ISBN 978-985-08-1896-6.

В монографии приведены результаты исследований по влиянию осушения и длительного 

сельскохозяйственного использования на трансформацию морфологического строения, воднофизических, химических, биологических и энергетических свойств торфяно-болотных почв 
разных стадий эволюции, оценке их эффективного плодородия на энергетической основе, 
впервые полученные с применением новых методических решений. Разработаны модели прогноза трансформации свойств торфяно-болотных и диагностические признаки антропогеннопреобразованных торфяных почв разных стадий эволюции. Также представлены результаты 
теоретических и экспериментальных многолетних исследований в качестве адаптивных почвозащитных систем использования антропогенно-преобразованных торфяных почв, включающие технологии возделывания зерновых культур, кукурузы на зеленую массу и зерно, озимого рапса на маслосемена на основе применения энергосберегающих средств и новейших 
методических решений. Приведены инновационные почвозащитные системы земледелия 
в кормовых севооборотах. 

Предназначены для специалистов сельскохозяйственных предприятий, научно-исследо
вательских и учебных учреждений Республики Беларусь.

Табл. 123. Ил. 51. Библиогр.: 274 назв.

Р е ц е н з е н т ы:

академик НАН Беларуси Н. Н. Бамбалов, 

доктор сельскохозяйственных наук, профессор С. Е. Головатый, 

доктор сельскохозяйственных наук П. Ф. Тиво

ISBN 978-985-08-1896-6
© Семененко Н. Н., 2015
© Оформление. РУП «Издательский 
    дом «Беларуская навука», 2015

ВВЕДЕНИЕ

Торфяно-болотная почва как самостоятельное природное тело и как основ
ной объект земледелия приобретает все большее значение в производстве 
сельскохозяйственной продукции и экологической безопасности. Поэтому сохранение и рациональное использование этих почв является одним из приоритетных направлений политики устойчивого развития и обеспечения экологической безопасности государства.

В настоящее время перед земледелием Беларуси стоит задача – существенно 

повысить эффективность использования земли, удобрений и других средств 
интенсификации производства, где особое место уделяется росту объемов 
зерна и улучшению кормовой базы животноводства. Опыт развитых в сельскохозяйственном отношении стран – Германии, Великобритании, Нидерландов, Франции и др., результаты научных исследований и передовой производственный опыт, полученные в Беларуси, показывают, что в наибольшей степени 
решению этой проблемы способствуют адаптивная интенсификация земледелия и растениеводства, повышение их наукоемкости.

Решение поставленных задач особенно актуально для земледелия зоны 

Полесья, где около 700 тыс. га сельскохозяйственных земель размещаются на 
торфяных почвах разных стадий эволюции, более 90 % площади которых подстилаются песками. При ведении земледелия на этих почвах актуальна также 
разработка эффективных методов защиты их от деградации, воспроизводство 
плодородия и повышение производительной способности.

Основные площади торфяных почв в сельскохозяйственном производстве 

к настоящему времени используются уже более 40 лет. Под влиянием осушения и длительного сельскохозяйственного использования за счет усадки, минерализации органического вещества и ветровой эрозии в этих почвах уменьшилась мощность торфяного слоя, коренным образом меняется направление 
почвообразовательного процесса, круговорота органического вещества и накопленной энергии. На отдельных площадях это привело к разрушению торфяного слоя, изменению морфологических, химических, водно-физических 
и биологических свойств, снижению запасов органического вещества, биоэнергетического потенциала, уровня эффективного плодородия и производи

тельной способности почв. Процесс трансформации торфяных почв протекает 
постоянно. На месте торфяных формируются почвы торфяно-минеральные, 
минеральные остаточно-торфяные и минеральные постторфяные. В настоящее время из 1068,2 тыс. га бывших торфяных, используемых в сельском хозяйстве, образовалось более 200 тыс. га органо-минеральных почв разной степени эволюции, которые различаются свойствами и плодородием [85].

По данным Института почвоведения и агрохимии [21, 137 и др.], произво
дительная способность таких почв составляет 35–60 % от агроторфяных. 
Площади органо-минеральных почв постоянно увеличиваются и, по экспертным оценкам, в перспективе, прежде всего за счет распашки торфянисто- 
и торфяно-глеевых, могут достигнуть 450 тыс. га. и более. В отдельных сельскохозяйственных предприятиях зоны Полесья почвы агроторфяных комплексов 
составляют основу земледелия и играют определяющую роль в эффективности животноводства и в целом экономики.

При разработке приемов интенсификации земледелия на торфяных почвах 

разных стадий эволюции и способов по защите их от деградации, снижения 
плодородия важнейшее значение имеет объективная оценка состояния свойств 
и прогноз их возможных изменений во времени под влиянием антропогенных 
факторов. Для более рационального использования этих почв, сохранения 
и повышения их плодородия необходимо знать закономерности развития, тенденции трансформации свойств и уметь воздействовать на эти изменения. 
Учет состояния генетического потенциала почв конкретного поля позволяет 
существенно снизить удельные затраты на получение растениеводческой продукции, сохранить и/или повысить их плодородие. Таким образом, успешно 
решать вопросы увеличения урожайности сельскохозяйственных культур 
с высокой рентабельностью, с чем тесно связано и развитие животноводства, 
в почвенно-климатических условиях Полесья возможно только при адаптации 
технологий их возделывания применительно для каждого конкретного поля 
(рабочего участка) с учетом почвенных и погодных условий. 

Не менее актуальна и проблема диагностики и идентификации агроторфя
ных почв разных стадий эволюции. Диагностические признаки торфяных почв, 
которые были определены и рекомендованы для их оценки в прежние годы, 
нуждаются в обновлении и дополнении. По отдельным позициям для торфяных почв разных стадий эволюции необходима разработка новых критериев 
диагностики. Поэтому в современных условиях при решении задач рационального использования этих почв, оценки их агроэкологического состояния наряду с имеющимися возрастает актуальность использования новых показателей их свойств, в частности биоэнергетического потенциала. Этот показатель 
более точно представляет информацию о процессе направленности и интенсивности трансформации органического вещества и энергии почвы, изменения 
плодородия и потенциале режима питания растений. Руководствуясь показателем энергетического состояния торфяных почв разной стадии эволюции, 
можно более объективно оценивать их свойства и более обоснованно прини

мать решения по разработке мероприятий повышения эффективности земледелия на них и сохранения плодородия.

Сельское хозяйство Полесья ориентировано на производство молока и мяса, 

поэтому главной задачей земледелия этой зоны является улучшение кормовой 
базы животноводства, прежде всего, повышения урожайности, валовых сборов 
и качества фуражного зерна, снижение затрат на его производство. Для достижения этого важнейшее значение имеет совершенствование системы применения удобрений, других средств химизации и технологий возделывания 
в целом. Анализ эффективности применения удобрений за последние 20–25 лет 
показывает, что существенного роста в урожайности зернофуражных культур 
в зоне Полесья не произошло. В последние годы уровень применения минеральных удобрений на пашне составляет около 300 кг/га NРК, в том числе 
азота более 100 кг/га д. в., который позволяет формировать урожайность зерна 
45 ц/га и более. Однако существенного роста урожайности зерновых культур 
в сельскохозяйственных предприятиях на антропогенно-преобразованных торфяных почвах не отмечается, она колеблется в основом на уровне 25–30 ц/га. 
С целью повышения урожайности зерновых и других культур необходимо 
шире использовать новые методы управления их продукционным процессом 
на основе оптимизации минерального, прежде всего азотного питания, применения пестицидов, регуляторов роста, биологически активных веществ.

Анализ биоклиматического потенциала Полесья показывает, что имеющиеся 

агроклиматические ресурсы по тепло- и влагообеспеченности вегетационного 
периода позволяют в этой зоне получать 2–3 урожая с учетом возделывания 
основных и промежуточных культур. Широкое применение промежуточных 
культур возможно на основе всестороннего агроэкологического обоснования. 
Необходимы исследования по сравнительной оценке промежуточных культур, 
их продуктивности при использовании на зеленый корм и в качестве сидерата, 
влиянию на продуктивность севооборота и плодородие почв.

Важным звеном агротехнологий, требующим решения при возделывании 

сельскохозяйственных культур на антропогенно-преобразованных торфяных 
почвах, является выбор оптимального способа их основной обработки. Практикуемая ежегодная вспашка, с точки зрения создания оптимальных воднофизических свойств таких почв и ведения борьбы с сорняками, не оправдана, 
она ведет к усилению минерализации органического вещества и дефляции, снижению плодородия почв и увеличению энергетических и финансовых затрат. 
Поэтому также необходимы поиски более эффективных почвозащитных способов основной обработки и в целом проведение исследований по почвозащитному земледелию на почвах торфяных комплексов.

В монографии изложены в основном результаты собственных исследова
ний, полученные в последние годы под руководством и непосредственным 
участием автора. Используя оригинальные аналитические методы в результате 
системного подхода в условиях Полесья установлены закономерности трансформации химического и фракционного состава азота, фосфора и калия, био

логической активности и биоэнергетического потенциала торфяных почв под 
влиянием антропогенного воздействия. На этой основе разработаны модели 
прогноза изменений этих показателей почвенного плодородия и диагностические признаки торфяных почв разных стадий эволюции. Дана оценка влияния 
способов длительного использования на трансформацию свойств маломощной торфяно-болотной почвы.

Представленные в монографии системы применения удобрений под сель
скохозяйственные культуры учитывают теоретические положения по адаптивному земледелию, минеральному питанию и физиологии растений. Используя предлагаемые модели системы оптимизации продукционного процесса 
зерновых культур и дифференцированное применение азотных удобрений в основное внесение и в подкормки по этапам органогенеза, с учетом результатов 
почвенной и растительной диагностики можно, управлять режимом формирования компонентов продуктивности растений в течение их вегетации и урожайностью сельскохозяйственных культур. 

Значительное внимание в монографии уделено изложению результатов ис
следований по изучению эффективности способов основной обработки почвы, 
возделывания кормовых, масличных, промежуточных и кулисных культур 
в звене почвозащитного севооборота на антропогенно-преобразованных торфяных почвах.

Автор монографии выражает благодарность сотрудникам лаборатории ис
пользования и сохранения торфяных комплексов РУП «Институт мелиорации» 
С. И. Жмачинской, В. А. Журавлеву, И. И. Вага, Е. В. Каранкевич за помощь 
в проведении полевых и лабораторных исследований.

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 на 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. Смеяна [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. З. 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 ХХ 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 транс
формации 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. Лупиновича [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 транс
формации 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 агроторфяных 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