При террасировании склонов вследствие перемещения грунта неизбежно одна часть террас (выемочная) обедняется запасами органических веществ, а другая (насыпная) несколько обогащается ими в результате увеличения мощности гумусированного слоя почвы. Степень изменения запасов органического вещества на террасированных склонах обусловливается главным образом технологическими и конструктивными факторами, способом устройства, профилем полотна и его параметрами. Кроме того, на степень обеспеченности террас перегноем существенное влияние оказывают естественные факторы: тип почвы и почвообразующих пород, место размещения террас на склоне, направленность почвообразовательного процесса и др.
Первоначальные, сразу после устройства террас, запасы органических веществ в почве в наибольшей степени изменяются в зависимости от способа устройства и ширины полотна. По данным А. Г. Рожкова, в год устройства террас напашным способом относительное содержание гумуса после террасирования на расстоянии 1 м от выемочного откоса составило 71% запасов его до террасирования, при бульдозерном — 57 и при плантажном — 81%. В то же время на расстоянии 1 м от насыпного откоса содержание гумуса в 0,5-метровом слое составило соответственно по способам устройства 99; 90 и 81% от первоначальных запасов.
В условиях Молдавии, по сведениям Е. И. Петика и М. С. Гнатышина, на двухрядных террасах с плодоносящими виноградниками, устроенных плантажным способом, запасы гумуса в метровом слое выемочной части полотна составили 1,28%, на бульдозерных — 0,99%. В средней части полотна содержание гумуса в почве плантажных террас было 1,53%, а на бульдозерных — 1,24%. В почве насыпной части бульдозерных террас содержание общего гумуса на 0,11% больше, чем плантажных.
Таким образом, по равномерности распределения гумусированной почвы в первые годы напашные террасы превосходят бульдозерные. С увеличением возраста террас, устроенных различными способами, разница в обеспеченности метрового слоя почв гумусом выравнивается и достигает незначительных величин — от 0,11 до 0,29%. Однако эти изменения не затрагивают глубокие слои почвы выемочной части полотна. На бульдозерных террасах содержание гумуса в слоях глубже 40 см составляет 0,54—0,6%, а на напашных — 1,08—0,72%.
При устройстве террас экскаватором содержание гумуса в почве по элементам полотна разнится незначительно. По данным В. И. Донюшкина, в полутораметровом слое почвы у выемочного откоса содержание гумуса колебалось от 2,2 до 2,5%, а у насыпного — от 1,9 до 2,6% в зависимости от типов почв, слагающих склоны.
При одинаковом способе устройства террас характер распределения гумусированной почвы в незначительной степени зависит от профиля полотна. Так, по сведениям В. М. Сахарова, на террасах с прямым уклоном содержание гумуса в метровом слое почвы возрастает с 0,77% на выемочной части полотна до 1,17% на насыпной. На террасах с горизонтальным полотном содержание гумуса в почве возрастает соответственно по элементам с 0,62 до 0,92% и с обратным уклоном с 0,5 до 1,19%, то есть наиболее равномерное распределение гумусированной почвы достигается на террасах с прямым и горизонтальным профилем.
Значительно изменяется степень обеспеченности почвы гумусом в зависимости от ширины террас. Чем шире полотно, тем больше глубина выемки, тем сильнее обнажаются почвообразующие породы, что приводит к увеличению разницы в степени содержания гумуса в почве на различных элементах полотна. С увеличением ширины полотна на 1 м обеспеченность метрового слоя почвы выемочной части террас гумусом уменьшается в среднем на 0,15—0,2%. По мере эксплуатации террас распределение гумуса в почве по элементам полотна в зависимости от ширины полотна изменяется неодинаково. Так, на пятый год вегетации укрывных виноградников вследствие смыва почвы с бровки выемочного откоса, а также в результате многократной обработки почвы, особенно открывки кустов с применением пневмооткрывателей, содержание перегноя на выемочной части широких террас увеличивается в большей степени, чем на узких, где кусты открывают вручную.
Радикальным способом выравнивания плодородия почв по элементам полотна является окультуривание выемочной части террас путем внесения органических удобрений или почвы с высоким содержанием гумуса (табл. 8).
Таблица 8
Изменение содержания гумуса (в %) в почве террас в зависимости от окультуривания и ширины полотна (Терский опорный пункт)
На окультуренных террасах независимо от конструктивных и технологических характеристик процесс накопления перегноя в почве за период выращивания культур заметно ускоряется. Так, на террасах, занятых укрывными виноградниками, содержание перегноя в среднем за 5 лет при окультуривании гумусированной почвой увеличилось на 0,44—0,82% в слое 0—50 см, при окультуривании навозом на 0,41—0,6%, без окультуривания на 0,28—0,39%. На восьмой год после устройства террас с полотном 8—10 м содержание перегноя по сравнению с первоначальными запасами увеличивается в корнеобитаемом слое выемочной части террас в 3—4 раза. При окультуривании навозом (100 т/га выемки) запасы перегноя в почве увеличились в 1,5—2,5 раза.
По данным Г. И. Дизенгоф и Л. Ф. Дизенгоф, в условиях Черноморского побережья Кавказа при окультуривании террас сидератами из пелюшки и сои урожайностью 730,7 ц/га зеленой массы содержание гумуса в почве возросло с 1,97 до 2,26%. В условиях недостаточного увлажнения сидераты из гречихи и гороха при урожайности 43 ц/га зеленой массы обеспечили увеличение запасов перегноя за 2 года на 0,08%, что меньше, чем при других испытывавшихся способах окультуривания. Применение полных минеральных удобрений для окультуривания террас способствовало увеличению перегноя в почве выемочной части полотна за 7 лет эксплуатации в 1,2—1,8 раза по сравнению с первоначальными запасами.
Таким образом, наиболее благоприятное с агрономической точки зрения распределение гумусированной почвы достигается при экскаваторном и напашном террасировании. Независимо от способа устройства террас при горизонтальной и прямой ориентации полотна гумусированная почва меньше подвергается перемещению в насыпь, чем на террасах с обратным уклоном.
С увеличением ширины террас возрастает разница в обеспеченности почвы перегноем на разных элементах полотна. Для выравнивания плодородия по уровню обеспеченности перегноем необходимо окультуривание выемочной части полотна с применением органических удобрений или гумусированной почвы, а в районах с высокой влагообеспеченностью путем посева сидератов.
Для привитых виноградников важное значение имеет характер распределения карбонатных почвообразующих пород при террасировании. Исследованиями установлено, что распределение почв с повышенным содержанием карбонатов связано с распределением гумусированной почвы. Почвы с большим содержанием карбонатов, как правило, располагаются по выемочной части полотна и отдельными прослойками по насыпной.
Общая карбонатность почв возрастает с увеличением ширины полотна и угла обратного уклона террас. При окультуривании террас как органическими, так и минеральными удобрениями карбонатность в слое почвы глубиной до 50—80 см снижается.
При хлоридно-сульфатном и сульфатном засолении почв склонов Астраханской области после террасирования активно идет процесс рассоления, главным образом, по насыпной части полотна. За 4 года эксплуатации террас запас солей в метровом слое снизился почти в 2 раза по насыпной части и на 47% по выемочной. При этом засоленность почвенного профиля верхних по склону террас уменьшилась до величины, допустимой для закладки многолетних насаждений. Отмечено более активное вымывание сульфат-иона по сравнению с хлор-ионом. При орошении террас процесс рассоления наблюдается главным образом в приводораздельной части склона по всем элементам полотна, а в нижнем поясе склонов (у подножия) идет аккумуляция токсичных солей.
Плотность почвы террас зависит главным образом от способов устройства и в меньшей степени от параметров и профиля полотна. Наибольшая глубина рыхлого слоя почвы достигается при экскаваторном террасировании. При строительстве террас экскаватором в условиях Южного берега Крыма плотность почв в слое 1,5—2 м снижается на 12—20%.
На террасах, устроенных напашным способом, независимо от применяемых орудий — плантажного плуга или плугов общего назначения, полоса с мелким разрыхленным слоем ограничивается шириной 1— 1,5 м у основания выемочного откоса. При бульдозерном террасировании ширина полотна полосы с повышенной плотностью грунта охватывает всю выемочную и 0,5—0,7 м насыпной части полотна. Ширина полосы с повышенной плотностью почвы изменяется в зависимости от параметров полотна главным образом при бульдозерном террасировании. С увеличением угла обратного наклона полотна полоса с плотным сложением почв увеличивается.
В процессе эксплуатации террас проявляется влияние культуры на плотность. Так, на укрывных виноградниках на террасах с полотном 4,5 м зона с плотностью почвы менее 1,1 г/см3 ограничена поверхностным слоем 10—12 см, а на многорядных широких (8—10 м) этот слой достигает мощности 25—30 см (рис. 11).
Изменение температурного режима, влажности и плотности почв, их обеспеченности перегноем и характер распределения почвообразующих пород, обусловленные технологией создания террас и их конструктивными характеристиками, в значительной степени сказываются на накоплении и характере распределения в почве легкоусвояемых форм азота, фосфора и калия. Кроме того, на степень накопления этих соединений значительно влияют система содержания почвы, активность роста культуры, направленность почвообразовательного процесса и др. Такая сложная взаимосвязь затрудняет выявление закономерностей процесса накопления и характера распределения нитратных и аммиачных форм азота, окислов фосфора и калия.
Однако сравнение данных, полученных на отдельных локальных участках в различных географических зонах, позволило установить определенные закономерности. Так, более активное образование легкоусвояемых форм азота сопутствует большему содержанию гумуса в почве. Исключение составляет закрайка по насыпной части полотна при содержании ее в задерненном состоянии. В этом случае нитратный азот в период до июня обнаруживается в слое почвы 0—50 см лишь в виде следов. На остальной части полотна независимо от способов устройства и профиля террас содержание нитратного азота в зависимости от типа почв составляет от 0,8—1,3 до 6,4—9,7 мг на 100 г почвы.
В условиях Южного берега Крыма на террасах с серыми горными почвами на продуктах выветривания песчаников и глинистых сланцев содержание гидролизуемого азота в полуметровом слое составило от 6,98 на насыпной до 7,71 мг на 100 г почвы на выемочной части полотна экскаваторных террас.
Рис. 11. Плотность почвы террас на виноградниках:
А — укрываемых механизированно на многорядных террасах; Б — укрываемых вручную на двухрядных террасах; 1 — слой почвы плотностью до 1 г/см3; 2 — слой почвы плотностью от 1 до 1,1 г/см3.
На террасах с коричневыми карбонатными почвами на продуктах выветривания известняков накопление гидролизуемого азота достигло соответственно по элементам полотна 6,69—8,15 мг на 100 г почвы, то есть на процесс накопления легкоусвояемых форм азота большее влияние оказал тип почвы, чем место отбора образцов по элементам полотна.
В первые годы после устройства террас с увеличением ширины полотна процесс нитрификации в почве выемочной и средней частей значительно слабее, чем насыпной. Однако по мере эксплуатации террас и насаждений и выравнивания запасов гумуса по полотну накопление нитратного азота в почве на разных элементах выравнивается.
Способом, активизирующим процесс накопления легкоусвояемых форм азота в почве, является окультуривание террас гумусированной почвой или перепревшим навозом. В результате окультуривания запасы нитратного азота в метровом слое почвы увеличиваются в 2,5—4 раза на выемке и в 5—6 раз в средней части полотна. Применение для окультуривания сидератов приводит к неравномерному накоплению легкоусвояемых форм азота по времени и характеру распределения по горизонтам. Содержание гидролизуемого азота в результате запашки 730,7 ц зеленой массы на гектар склонов возросло с 5,36 до 8,29 мг на 100 г почвы.
При окультуривании террас полным минеральным удобрением в условиях Молдавии содержание нитратного азота в слое почвы 0—80 см по периодам вегетации винограда колебалось от 68,4 в фазу роста ягод до 148,2 кг на гектар при распускании почек. В том же опыте содержание нитратного азота на фоне окультуривания сидератами в смеси с минеральными туками колебалось в период вегетации от 56,8 до 78, при внесении навоза от 72,4 до 114,7 кг и без окультуривания от 57,5 до 69 кг/га террас.
Таким образом, для повышения нитрификационной способности почв на террасах наиболее эффективно внесение органических удобрений в виде навоза или гумусированной почвы в смеси с полным минеральным удобрением.
Исследованиями режима накопления легкоусвояемых форм фосфора и калия в почве в различных зонах юга СССР не выявлено, существенных различий в содержании их легкорастворимых форм в зависимости от способа террасирования и конструктивных особенностей террас. Однако режим накопления окиси фосфора в значительной мере изменяется в зависимости от окультуривания террас. Так, в среднем за 6 лет при окультуривании сидеритами и дополнительном внесении полных минеральных удобрений содержание окиси фосфора в слое 0—80 см увеличилось в 1,7 раза по сравнению с неокультуренными террасами. В то же время в варианте с внесением навоза без минеральных удобрений содержание окиси фосфора возросло по сравнению с контролем за тот же срок в 1,8 раза, а в варианте с полным минеральным удобрением (без навоза) в 1,6 раза. При окультуривании террас гумусированной почвой в условиях степной зоны Северного Кавказа существенных различий в степени накопления окиси фосфора на террасах не выявлено.
Режим накопления окиси калия на террасах практически не изменяется. Некоторое изменение запасов окиси калия наблюдается при сравнении отдельных видов окультуривания с неокультуренными террасами. Применение для окультуривания полного минерального удобрения или навоза без удобрений способствует увеличению окиси калия в почве на 8—10% по сравнению с контролем (без окультуривания). В варианте внесения навоза с полным минеральным удобрением прибавки содержания окиси калия в почве не было. Окультуривание сидератами с добавкой минеральных удобрений обеспечило увеличение окиси калия в почве в среднем за 6 лет до 3019 кг/га террас при содержании его в контроле 2900 кг, то есть относительная прибавка в накоплении окиси калия составила всего 4%.
Восстановление растительного покрова на террасированных склонах.
Для закрепления откосов террас и Восстановления естественных растительных сообществ на межтеррасных пространствах представляет интерес Малоисследованный вопрос о характере и степени этого процесса.
Изменение микрорельефа поверхности склонов сказывается на состоянии и характере роста естественной флоры. Так, сохранность естественного растительного покрова и его восстановление на нерабочих элементах террас (насыпной и выемочный откос, берма) в значительной мере изменяются в зависимости от способов устройства и размещения террас по отношению одна к другой.
На террасах, устроенных плантажными или обычными плугами, при наличии бермы зарастание насыпного откоса до степени .проективного покрытия в 50—60% наблюдается уже к середине первого года вегетации. При этом в составе травостоя по насыпному откосу семенные экземпляры занимают 35—40%, а корневищные и проросшие с засыпанного покрова — 60—65%. На склонах с напашными террасами без берм такого же проективного покрытия травостой достигает к концу первого года вегетации, а в отдельных случаях лишь к середине второго года. На насыпных откосах таких террас растения корневищного происхождения составляют 70—75%, а семенного — 25—30%.
На бульдозерных террасах степень и активность зарастания насыпных откосов зависит от крутизны склона и ширины террас. При насыпи малой мощности, менее 0,5 м, восстановление растительного покрова идет преимущественно за счет корневищных трав. На таких террасах уже за 2—3 месяца вегетации проективное покрытие достигает 50%, а к концу года 70—80%.
С увеличением мощности слоя насыпи до 1 м и более процесс зарастания идет главным образом семенными экземплярами и лишь 10—20% корневищными. Растительный покров с полнотой 80—100% формируется на таких террасах за 3—5 лет. При этом чем богаче естественные фитоценозы на склонах, тем быстрее идет зарастание насыпных откосов. Так, на склоне с растительным покровом из кирказона, свинороя и бородача за три вегетационных периода полнота травяного покрова достигла 40—50%. На участке с растительными формациями из астрагалов, вязеля, шалфея, злаковых трав уже к середине второго года вегетации проективное покрытие насыпного откоса составило 60—70%: злаковые травы — 65%, бобовые —10%, смесь широколистных трав других семейств — 25%· При этом доля семенных экземпляров достигла 80%.
Устройство террас с бермой способствует не только лучшему зарастанию насыпных откосов, но и восстановлению ценных растений. При ширине бермы 0,5— 0,7 м на террасах с мощностью насыпи 1,1—1,3 м на 5—6-й год вегетации на насыпном откосе появились растения, встречающиеся только на целинных участках склонов: шалфей, спаржа, миндальник, пеон рассеченнолистный, ирисы и др.
Ускоренному зарастанию насыпных откосов способствует укладка дерна по верхнему краю насыпи, а также посев трав.
