Рекультивація грунтів з підвищеним вмістом солей під виноградниками в прибережній зоні Дагестану

Ш.З. Ахмедова, Х.М. Чаракова Дагестанський науково-дослідний інститут виноградарства і виноробства, пос. Мамедкала
Розглядається комплекс заходів з рекультивації високосольових грунтів під виноградниками Дагестану, що включає ряд агротехнічних і гідротехнічних заходів: підбір сортів винограду, стійких до грунтів з підвищеним вмістом солей; глибоке розпушування грунту; введення науково обґрунтованих доз гіпсу, фосфогіпсу; система поливу.
Всебічне і детальне вивчення грунтів, а також грунтово-кліматичних умов місцевості служить основою для розробки заходів щодо підвищення родючості грунтів, що закономірно призводить до підвищення врожайності сільськогосподарських культур.
У зв'язку з дефіцитом родючих орних і рівнинних земель в південних зонах Росії актуальною є проблема використання невикористовуваних і незручних земель під інші культури під виноградники.
Грунт є дуже важливим фактором для життя виноградної лози. Це середовище, в якому відбувається життя і розвиток виноградного куща, утримуючи всю рослину, сприймаючи і транспортуючи до неї воду і елементи мінерального живлення з різних ґрунтових і підґрунтових горизонтів. Рослина винограду чуйно реагує на зміни ґрунтових умов вирощування. Ріст, плодоношення, здоров'я, стан і стійкість виноградної лози до різних несприятливих факторів зовнішнього середовища залежать від характеру і властивостей ґрунту, його механічного і хімічного складу, гідротермічного і сольового режимів. Особливої ​​уваги заслуговують ґрунти з високим вмістом солей, оскільки виноградна лоза, незважаючи на високу солестійкість, сильно страждає, а іноді й гине від надлишку шкідливих солей. Для цих ґрунтів характерна висока зв’язність і погані фізико-хімічні властивості. При намоканні вони розходяться завдяки високому вмісту натрію, перетворюючись на розтікається масу. При обробці таких грунтів утворюються блоки. У сухому стані обробіток таких ґрунтів практично неможливий. У цьому випадку врожайність низька і поганої якості. Під впливом надлишкового вмісту водорозчинних солей у ґрунтовому розчині порушується надходження води в клітину та обмінні процеси, що спричиняє зниження росту, урожайності та загибель виноградної лози.
На думку В.В. Горох [1], збільшення вмісту водорозчинних солей до 0,2-0,35 % у шарі 60 см призводить до різкого зниження росту куща та маси грона врожаю. Підвищення вмісту солі до 0,53% призводить до загибелі кущів винограду (1969).
Погана приживлюваність виноградної лози на грунтах з підвищеним вмістом солі пов'язана з дуже слабким формуванням молодих коренів, які так необхідні виноградній рослині для її подальшого росту і розвитку в цих грунтових умовах. Кущі винограду на грунтах з підвищеним вмістом солей розвиваються слабо. У них зменшується ріст листя, лоза стає тонкою і нестандартною. Рослини виглядають пригніченими. Рослини у віці 4-5 років за ростом схожі на 2-3-річні рослини. Виноградники на цих ґрунтах характеризуються високою розрідженістю, погано плодоносять і передчасно гинуть.
Для підвищення морозостійкості виноградної рослини важливо підживлення грунту. Морозостійкість підвищується при забезпеченні виноградної рослини всіма необхідними поживними речовинами, в іншому випадку вона знижується. Через нестачу або надлишок будь-якого з поживних речовин рослини винограду погано засвоюють і, як наслідок, не запасають на зиму необхідні запаси пластичних речовин. Загартування таких рослин восени незадовільне.
Дослідження лабораторії Академії наук Вірменської РСР показали, що при поліпшенні умов живлення (зокрема, застосуванні калійних добрив) провідні тканини стебел флоеми і ксилеми винограду потовщуються, що, в свою чергу, сприяє підвищенню їх стійкості до низьких температур.
У літературі відомо, що сорти винограду більш-менш стійкі до високого засолення ґрунту. До них відносяться такі сорти, як Сара, Ркацителі, Агадай, Часлас, Біанка, Первенець Магарача, Рислінг, Аліготе та інші [2-6].
Особливої ​​актуальності освоєння земель підвищеної солоності набуло зараз, коли йде активна боротьба за раціональне використання земель і поступове витіснення виноградної лози з родючих і сприятливих земель. Проте механічне перенесення агротехніки посадки та догляду за виноградниками на сприятливих ґрунтах у суворі та унікальні умови ґрунтів із підвищеним вмістом солей призводить до масової загибелі виноградних кущів.
При розробці ґрунтів з підвищеним вмістом солей під виноградники з метою визначення ступеня придатності ґрунтів, а також правильної оцінки і прогнозу меліоративного стану території, розробки меліоративних заходів обов’язковою умовою є проведення гідрогеологічних і ґрунтових досліджень. За матеріалами цих досліджень розробляються методи та засоби розробки ґрунтів з підвищеним вмістом солей під виноградниками [7-15].
Виноград є багаторічною культурою, тому при посадці виноградників необхідно враховувати умови ґрунту, які забезпечують рослині здатність до розвитку, довговічність, повноцінне живлення коренів, високу врожайність і хорошу якість одержуваної продукції. Успішне вирощування винограду на ґрунтах із підвищеним засоленням залежить як від біологічних особливостей рослин (сорт, вік, спосіб утримання культури – щеплені чи самокореневі), так і від комплексу екологічних факторів, до якого входять системи обробітку ґрунту, зрошення, удобрення тощо.
Республіка Дагестан розташована на північно-східних схилах Великого Кавказу і Прикаспійської низовини. Це область різких природних контрастів, де на порівняно невеликій території (50,3 тис. кв. Км) можна зустріти практично всю різноманітність природних ландшафтів, починаючи від спекотних напівпустель між Кумою і Тереком і закінчуючи високими гірськими хребтами, вкритими вічними снігами.
Хоча Дагестан і називають Країною гір, значна частина його території (близько 40%) припадає на Прикаспійську низовину. У напрямку з півночі на південь вигляд низовини поступово змінюється. До дельти Тереку (Терско-Кумська низовина) представлена ​​напівпустелею, порослою розрідженою рослинністю. На його поверхні іноді зустрічаються невеликі солоні озера. Значні площі займають солончаки та піски. Велика частина цієї території представлена ​​зимовими пасовищами, на яких щорічно випасається близько двох мільйонів голів дрібної та великої худоби.
На південь від Махачкали (Приморська низовина) гори майже впритул підходять до моря, а низовина звужується до 2-5 км. Каспійське море залишило свої сліди на низинах у вигляді ступінчастих терас, здавалося б, непомітно спускаються до узбережжя. Великі та малі річки утворили тут подекуди глибокі яри з крутими і обривистими берегами.
Майже вся територія Приморської низовини придатна для безпокривного виноградарства. Значні площі займають зернові, овочеві, плодові та кормові культури.
Клімат Дагестану різноманітний. Тут зустрічаються практично всі види клімату - від сухих субтропіків до суворої тундри Арктики. Але середня місячна температура найхолодніших місяців (січень-лютий) у рівнинній зоні не опускається нижче +3,1 °С, у передгір'ях - +5,9 °С, а в горах - мінус 6 °С, а в найтепліші місяці (липень-серпень) відповідно плюс 25,4-23,0 і 24,7 °С.
Не мале значення у формуванні клімату має Каспійське море, яке влітку пом'якшує температуру і підвищує вологість повітря, а взимку перешкоджає вторгненню холодних повітряних мас, що проникають із Середньої Азії та Західного Сибіру. Взимку в Дагестані випадає дуже мало опадів (в середньому 5-10% річної кількості), що зумовлює незначний сніговий покрив.
Вітри на території Дагестану досягають найбільшої сили (до 10-15 м/с, рідше 25 м/с) на узбережжі, переважно в районі Махачкали і в ногайських степах; в горах їх значно менше.
Ґрунтовий покрив дуже строкатий, що зумовлено складністю геоморфологічної будови територій і вираженою висотною поясністю ландшафтів; все це зумовлює неоднаковість однотипних сільськогосподарських угідь за якістю та родючістю ґрунтів. Грунтовий покрив низовинної частини Дагестану представлений темно-каштановим (6,68 тис. га), каштановим (37,95 тис. га), світло-каштановим (496,0 тис. га), лучно-каштановим (375,8 тис. га), лучним (416,5 тис. га), лучно-лісовим (36,3 тис. га), алювіально-лучні (160,6 тис. га), лучно-болотні (76,2 тис. га) ґрунти.
Солончаки займають 542,5 тис. га. Серед засолених ґрунтів поодинокими плямами поширені солонці та складні солонцювато-солончакові різновиди.
Світло-каштанові ґрунти містять гумус від 1,0 до 2,0 %. Вони бідні на гідролізний азот (2-3 мг на 100 г ґрунту) і рухомий фосфор (0,4-1,5 мг на 100 г ґрунту), містять до 30 мг обмінного калію на 100 г ґрунту.
Дані ресурсного обліку свідчать, що загальна площа засолених ґрунтів, включаючи солончаки, сягає 2 млн. 125,7 тис. га, у тому числі 0,52 млн. га солонцюватих різновидів. Наявність такої величезної площі засолених земель пояснюється особливостями геоморфології рівнинного Дагестану і близькістю Каспійського моря. На цій території глибина залягання ґрунтових вод коливається від 1 до 5 м.
Особливістю культури винограду, однієї з основних сільськогосподарських культур Дагестану, є його багаторічне вирощування на одному і тому ж місці. Значно змінюються властивості і родючість ґрунту.
Ґрунтово-кліматичні умови Дербентської області, на території якої проводилися дослідження, характеризуються наступними показниками. Середня тривалість сонячного світла протягом року становить 1450 годин. Середньорічна температура повітря +12,6 °С. Весна холодніша за осінь, що пояснюється впливом близькості Каспійського моря. Різниця середніх сезонних температур зими і літа тут становить 20,9 °C. Абсолютний річний мінімум температури повітря зазвичай спостерігається в січні, іноді в лютому і становить мінус 17 °С. Середня кількість днів з негативною температурою в році становить 37.
Характерною особливістю цього регіону Дагестану є загальна посушливість клімату. У середньому за рік випадає до 400 мм опадів.
Основні типи ґрунтів – каштанові та світло-каштанові, карбонатні, середньо- та важкосуглинисті за механічним складом. На Приморській низовині поширені грунти з вираженим алювіальним червоно-бурим горизонтом. Грунти тут, як правило, більш засолені, переважають солончакові різновиди. Вміст гумусу у верхніх горизонтах не перевищує 2-3 % і з глибиною його кількість поступово зменшується. Кислотність грунту коливається від нейтральної до слабо і сильно лужної (рН 7-9). Ґрунти характеризуються низькою забезпеченістю фосфором і високою калієм.
При вирощуванні винограду на грунтах з підвищеним засоленням необхідно враховувати ряд важливих показників:

кліматичний фактор і, головне, сортові особливості винограду.
Фізико-хімічна характеристика генетичних горизонтів ґрунтового профілю наведена в табл!. Тут представлені всі закономірності розподілу по ґрунтовому профілю основних елементів ґрунтового живлення (фосфору, калію, натрію) та кислотності ґрунтових горизонтів. Цей ґрунт характеризується лужною реакцією середовища, рН в горизонті А становить 8,8. У горизонті В рН підвищувався до 10,0, а потім з глибиною лужність ґрунту відносно зменшується і в горизонті С досягає значення 8,3.
Таблиця 1 - Фізико-хімічні властивості світло-каштанового
солонцюваті ґрунти

Стосовно рухомого фосфору простежується чітка закономірність до зменшення його кількості вниз по профілю. Проте в підстилаючих породах (гор. С і шар 117-179 см) вміст фосфору вище, ніж у підстилаючих горизонтах, і досягає рівня гумусового горизонту (14 мг/кг). Загалом ці ґрунти знаходяться на межі слабкої та середньої забезпеченості фосфором і тому потребують інтенсивного застосування фосфорних добрив. Слід також зазначити, що кількість рухомих форм фосфору не дає повного уявлення про потенційну насиченість цих ґрунтів фосфором; для цього необхідний аналіз ґрунту на вміст різних фракцій фосфору. Ймовірно, більша частина фосфору ґрунту зв’язана у вигляді важкорозчинних фосфатів кальцію, а тому було б правильно розробити заходи щодо забезпечення рослин фосфором.
Вміст калію в ґрунтах досить високий у горизонті А. Його рівень досягає 62 мг/100 г ґрунту. У зв'язку з цим рослини не відчувають нестачі калію і не потребують калійних добривах. З глибиною вміст калію дещо знижується, хоча рівень забезпеченості за градацією Мачигіна залишається дуже високим.
Найважливішою діагностичною характеристикою солонцюватих ґрунтів є вміст у них обмінного натрію. Він визначає в основному всі інші властивості ґрунту. У гумусово-акумулятивному горизонті (А) досліджуваних ґрунтів міститься 1,42 мекв/100 г ґрунту обмінного натрію, що становить 5 % від ємності поглинання. У нижніх шарах ґрунту спостерігається природний приріст його кількості і в горизонті С досягає 3,41 мекв/100 г. Відносно високий вміст натрію в нижніх горизонтах порівняно з горизонтом А свідчить про неприпустимість глибокої відвальної оранки цих ґрунтів, щоб уникнути переміщення натрію у верхні шари. Однак це не виключає можливості проведення глибокої безвідвальної оранки ґрунту з метою розпушування нижніх, більш ущільнених горизонтів, для кращого вимивання обмінного натрію.
Якість винограду залежить від ряду факторів. Зокрема, на ґрунтові умови, біологічні особливості сорту, застосовану агротехніку (обробіток ґрунту, навантаження кущів пагонами, кількість поливів, строки збирання), ступінь ураження хворобами та шкідниками, а також на режим живлення ґрунту.
Вивчено солестійкість різних сортів винограду, зокрема Агадай і Ркацителі, та її вплив на врожайність при застосуванні різних меліорантів (фосфогіпсу, гіпсу, виноградних вичавок та ін.). Показано, що сорти винограду при внесенні різних доз меліорантів (Агадай і Ркацителі) дають досить високий урожай, більший, ніж у контролі. Позитивно впливають також залізний купорос, сірчана кислота та різні види гіпсовмісних порід [5].
При додаванні фосфогіпсу вміст фосфору порівняно з контролем збільшується на 14,0 мг/кг. Зменшується вміст Na, що значно покращує якість ґрунту, що дає можливість рослині винограду на цих засолених ґрунтах значно краще розвиватися та не пригнічуватися через високий вміст поглиненого Na (табл. 2).

Таблиця 2 – Вплив меліорантів на зміну властивостей ґрунту

Виноградні вичавки надають на цих ґрунтах подщелачивающую дію. І це видно з експериментальних даних. Частка вижимки в середньому на 1 га при переробці вина становить 14,5-16% урожаю. У складі вижимки в грунт надходить певна кількість азоту, фосфору, калію та інших мінеральних елементів, які так необхідні для нормального росту і розвитку виноградної рослини.
Гіпсування дозволяє різко поліпшити водно-фізичні та хімічні властивості ґрунтів з високим вмістом солей. Додавання гіпсу, за нашими даними, значно знижує кислотність.
Засолення створює реальні обмеження на продуктивність виноградної рослини. Деякі сорти винограду стійкі до засолення. Зокрема, це технічні сорти Ркацителі, а столові сорти – виноград місцевої селекції Агадай. На прикладі цих сортів досліджено солестійкість та вплив різних меліорантів на врожайність. Дані цих експериментів наведено в таблиці 3.
Підвищена засоленість ґрунтів під виноградними насадженнями створює реальні обмеження на продуктивність кущів винограду. На прикладі внесення різних доз меліорантів на ґрунтах із підвищеним засоленням, зокрема при внесенні 10 т фосфогіпсу або 7 г гіпсу на 1 га, урожайність сортів винограду Агадай та Ркацителі підвищується на 15-20 ц/га. Це свідчить про те, що внесення фосфогіпсу та гіпсу на землях з підвищеним засоленням підвищує врожайність винограду.
Таблиця 3 – Вплив різних доз меліорантів на врожайність винограду
в ц/га

Розширенню виноградників і повному їх використанню в Каспійській зоні заважає не тільки велика кількість ґрунтів з високим вмістом солей, але й наявність високомінералізованих підземних вод поблизу поверхні. Для збереження і подальшого росту і розвитку виноградних кущів на цих ґрунтах необхідна хороша дренажно-колекторна система.
Грунтові води, що залягають близько до поверхні ґрунту, зменшують загальну товщину кореневого шару. Рівень грунтових вод ближче 1,5 м від поверхні землі неприпустимий навіть у найпосушливіших районах. При заляганні на глибині 1,5 м підземні води повинні містити менше 1 г/л солей. Якщо грунтові води залягають глибше 3 м, то ні сама вода, ні її сольовий склад не роблять різкого гнітючого впливу на виноградну рослину. Для більш повного поліпшення властивостей грунту з підвищеним вмістом солей гіпсування і промивання необхідно супроводжувати внесенням великих доз органічних добрив (гній, компости та ін.).
Рекультивацію ґрунтів у виноградниках з підвищеним вмістом солей слід проводити на підставі спостережень за меліоративним станом території виноградних насаджень, динамікою рівня ґрунтових вод, водно-сольовим режимом ґрунтів.
Комплекс заходів з рекультивації засолених грунтів Каспійської зони включає:

Література

За матеріалами науково-практичної конференції «Адаптивне управління виноградарством (селекція, розсадництво, технології вирощування, виноробство)», Новочеркаськ, 19-23 квіт. 2004 рік