почВенная эКологИя МаСлИчных РаСТенИй: подсолнечник, клещевина, горчица, арахис, сафлор, кунжут

Подсолнечник. Ведущее масличное растение нашей страны и других районов умеренной зоны пришло с американского конти­нента. Но родиной масличного подсолнечника стала, как извест­но, Россия.

Подсолнечнику присущи высокорослость, стержневой тин кор­невой системы, жесткое опущение всего растения. Его экологиче­ская характеристика определяется холодостойкостью, ярко выра­женной светолюбивостью, относительно высокими требованиями к влаге и почвам.

Родина подсолнечника - суббореальные и субтропические рай­оны прерий Северной Америки с плодородными многогумусными бруниземами и руброземами. Поэтому подсолнечник предъявляет повышенные требования к плодородию почв. Экологически по от­ношению к почвам его можно поставить в один ряд с пшеницей. Лучшими для подсолнечника землями являются черноземы всех подтипов, близкие к ним лугово-черноземные и темно-каштановые почвы. Уровень плодородия этих почв для подсолнечника зависит от их гумусового содержания. Наблюдается прямая корреляция между урожайностью и запасами гумуса. Наибольшие урожаи семян подсолнечника получают на типичных и выщелоченных черноземах южно-европейской фракции с запасами гумуса около 600 т/га и мощностью гумусового горизонта 120-150 см. Хороши для подсолнечника также аллювиально-луговые и луговые почвы речных долин. Оценка плодородия почв для подсолнечника пока­зана в табл. 8.1 (Карманов).

Мощно развитая и глубоко проникающая корневая система по­зволяет подсолнечнику извлекать влагу из большой толщи почвы. Благодаря этому, а также опушенности листьев и стебля подсол­нечник считают достаточно устойчивым против жары и засухи в период до цветения. Однако в дальнейшем (и при цветении в осо­бенности) он сильно угнетается засухой, что отрицательно сказы­вается на продуктивности.

Таблица 8.1

Баллы бонитета зональных подтипов почв для подсолнечника

Подсолнечник - культура нейтральных и слабощелочных почв. Большую приспособленность он имеет в щелочном интервале. Хорошо растет на карбонатных черноземах Предкавказья с pH 8,4­

8,6. На кислые почвы реагирует крайне отрицательно, очень чув­ствителен к обменному алюминию. На кислых почвах с рН 4,4-4,6 получали урожаи семян всего 11-42 % от уровня тех же, но нейтра­лизованных известью почв (Fog, 1974). Исследованиями F. Blamey обнаружена корреляция между содержанием токсичного алюминия и урожаем семян подсолнечника. Снижение уровня ионообменного алюминия на 0,1 м.-экв на 100 г почвы повышало урожай на 11 %, а снижение насыщенности почв алюминием на каждые 10 % увели­чивало урожай семян на 17 %.

Подсолнечник часто относят к растениям, которые негативно реа­гируют на всякого рода плотные слитые почвы. Действительно, уро­жай на таких почвах с плотностью корнеобитаемой толщи более 1,45­1,50 г/см³ значительно снижается. Однако подсолнечник способству­ет мелиорации тяжелых глинистых почв. Его стержневая, хорошо развитая корневая система с большим количеством боковых корней и проникающая на глубину 2-3 м воздействует на почву как рыхли­тель.

Подсолнечник устойчив к засолению почвы и может применять­ся при мелиорации как культура-освоитель недопромытых земель. Песчаные, сильнозасоленные и солонцеватые, а также заболочен­ные почвы для подсолнечника не приемлемы.

В основных районах возделывания наиболее распространенным предшественником подсолнечника является озимая пшеница. Она

создает наилучшие условия для питания и водного режима расте­ний подсолнечника. Однако эти условия заметно ухудшаются при посеве интенсивных сортов озимой пшеницы. Значительно возрас­тает также и расход воды на создание высокого урожая озимой пшеницы. Это приводит к снижению урожая подсолнечника, раз­мещенного после высокоурожайных сортов озимой пшеницы.

В последующие годы установлено, что в районах недостаточного увлажнения хорошими предшественниками подсолнечника явля­ются кукуруза, сахарная свекла, клещевина. В опытах ВНИИМК урожайность подсолнечника (в ц с 1 га) составляла при размеще­нии его после озимой пшеницы 27,3, кукурузы - 28,5, клещеви­ны - 28,6, сахарной свеклы - 27,3.

В этих районах хорошие урожаи подсолнечника получают так­же после озимого и ярового ячменя, после зерновых бобовых, за исключением фасоли, которая имеет общую с подсолнечником бо­лезнь - склеротиниоз.

На Урале, в Западной и Восточной Сибири, в Северном Казахстане подсолнечник размещают преимущественно после яро­вой пшеницы.

Подсолнечник не следует высевать после суданской травы, лю­церны и других полевых культур с мощной корневой системой, сильно истощающей нижние слои почвы.

Сам подсолнечник - хороший предшественник для яровой пше­ницы, овса, ячменя и других яровых зерновых культур. Однако они нередко засоряются падалицей подсолнечника. Поэтому под­солнечник необходимо убирать своевременно и без потерь, а осенью проводить глубокую вспашку почвы, чтобы уничтожить проростки осыпавшихся семян.

В южных районах (Краснодарский край, Ростовская область и др.) после подсолнечника нередко высевают озимые культуры.

В севообороте подсолнечник не следует возвращать на преж­нее место ранее 7-8 лет. Более частое возделывание приводит к распространению на его полях заразихи, болезней (склеротиниоз, ржавчина) и вредителей (подсолнечниковая моль, усач и др.).

Клещевина. Растение происходит из тропическеих районов Африки, на этом континенте, по мнению исследователей, она впер­вые вошла в культуру. Возделывается клещевина обыкновенная.

Как культурное растение клещевина известна с глубокой древ­ности. Семена клещевины найдены в гробницах египетских фа­раонов. В культуре клещевина впервые введена в Африке, где ее можно видеть в окультуренном состоянии в виде изгородей и за- 278

щитных полос в селениях, вокруг плантаций табака, хлопчатника и батата. В старину проникла в Азию, значительно позже завезена в Америку и Европу. Сейчас главным производителем в мире явля­ется Индия. Мировая площадь возделывания клещевины состав­ляет около 2 млн га.

В Россию клещевина завезена из Индии через Иран, в Туркестан, на Кавказ и Северный Прикаспий. В начале XIX в. один из сара­товских помещиков, служивший в российском посольстве при пер­сидском шахе, привез семена этого растения в Россию. Он развел клещевину в своем имении близ Царицина. С тех пор клещевина поселилась на юге Нижнего Поволжья и возделывается как деко­ративное растение.

Испытание свойств семян клещевины впервые провел врач Г. Гауровид. В 1830 г. он собрал два фунта семян одичавшей клеще­вины и посеял их на почве, подготовленной для овощных культур. В следующем году он повторил опыт, который также увенчался успехом. А в 1832 г. один из петербургских аптекарей получил из этих семян масло по густоте, цвету и вкусу, не уступавшее загра­ничным образцам (Минкевич, 1968).

Клещевина появляется в Кавказской области, Туркестане, Кубано-Черноморском округе. Получаемое из нее масло успешно используется в медицинских целях.

Опыты промышленной культуры клещевины в Средней Азии и на Кавказе доказали полную возможность успешного ее разведе­ния.

Интерес к культуре клещевины снова возобновился в годы пер­вой мировой войны, когда привоз семян из-за границы, обычно доставляемых их Индии через Одессу, прекратился.

В 1915 г. в России стал ощущаться острый недостаток касто­рового масла. При усиленной пропаганде, распространении посев­ного материала, авансировании поставщиков и гарантированном сбыте семян по высоким ценам в 1916 г. на Кавказе и Туркестане было засеяно 1500 га. После 1917 г. гражданская война, голод, резкое падение сбыта значительно сократили посевы клещевины. В 1920 г. ею было засеяно не более 500 га.

В последующие годы в связи с бурным развитием авиации, ну­ждающейся в незамерзающей смазке, культура клещевины приоб­рела исключительно важное значение во всех частях света и у нас в стране. В 1925 г. клещевиной было занято в Советском союзе, главным образом в Казахстане, 5200 га.

С каждым годом посевные площади ее стали быстро расти, центр ее разведения переместился на Северный Кавказ. В 1931 г. только здесь клещевина занимала 160 тыс. га. Это с избытком удов­летворяло потребность страны в касторовом масле. Сократившаяся площадь посева в период Великой Отечественной войны, вследст­вие оккупации Кубани, в послевоенные годы были восстановлены и в 60-70 годы. составляли около 200 тыс. га.

Драматична судьба клещевины. В 80-е годы посевы клещевины стали сокращаться. Резко возрос индийский импорт. В 90-е годы клещевина на Северном Кавказе уже не встречалась.

Черноземные районы возможного возделывания клещевины на Северном Кавказе, как показывает опыт предшествующих деся­тилетий, оптимальны для многих сортов, в том числе созданных селекционерами Кубани и Дона (табл.

Растения не попадают в период вегетации ни под весенние, ни под осенние заморозки. Температуры летнего периода (июль-август) оптимальны (более 20-30 ^оС) для нормального развития клещеви­ны и получения доброкачественных семян.

Таблица 8.2

Биоклиматические особенности экологии клещевины

Центр происхождения клещевины - саванны восточной Африки с красно-бурыми и красно-коричневыми почвами. Для этих почв характерен гумусовый горизонт небольшой мощности с малым со­держанием гумуса, железисто-облегченный механический состав, реакция среды близкая к нейтральной, промытость от легкорас­творимых солей. Такие же условия необходимы для культурных растений. Клещевина не предъявляет повышенных требований к гумусовому содержанию почв. Хорошо растет на супесчаных и су­глинистых почвах разных типов, а также на тяжелосуглинистых и глинистых структурных черноземах.

Клещевина не предъявляет повышенных требований к богатству субстрата, так как обладает способностью осваивать большой объем почвы и почвообразующей породы (до 2-3 м³). Она формирует мощ­ную корневую систему, которая состоит из стержневого и 3-6 бо­ковых корней, от которых отходят многочисленные ответвления, дающие мелкие корни с хорошо развитой сетью корневых волос­ков, охватывающей большую массу почвы в виде сплошной белой паутины. Стержневой корень может проникать на глубину 2-4 м, боковые по горизонтали простираются на 1,5-2,0 м. При недостатке влаги корни сильно растут вглубь, мало ветвясь в верхних горизон­тах. Большая масса корневой системы, а она составляет 60-70 % от всей биомассы растения, позволяет клещевине приспосабливаться к засушливым периодам. В то же время это растение положитель­но реагирует на хорошее увлажнение, что предопределено генети­чески прародителями культурного растения. В саваннах восточной Африки характерно чередование сухих и влажных периодов года.

Большая масса корневой системы позволяет считать клещевину мелиоративным растением, обогащающим почву органическими веществами, материалом для создания гумуса, повышающим пло­дородие почвы при нормальной урожайности семян около 15 ц/га. Отмечена разрыхляющая почву функция клещевины.

Мощность корнеобитаемой толщи, способной обеспечивать расте­ния питанием, влагой и воздухом - составляет не менее 2,0 м. Эта корнеобитаемая толща должна обладать всеми характеристиками, от­вечающими требованиям экологии клещевины (табл. 8.3). Мощность гумусового горизонта не лимитирует произрастания растений.

Наиболее оптимальны для клещевины черноземы теплой южно-европейской фации. Они встречаются в Ставропольском и Краснодарском краях и на юге Ростовской области. В прошлом именно на этих почвах получали устойчивые высокие урожаи се­мян клещевины. В Краснодарском и Ставропольском краях встре­чаются следующие подтипы черноземов: выщелоченные, типичные, обыкновенные (карбонатные) и южные (каштановые). Среди этих подтипов менее пригодны для возделывания клещевины южные (каштановые) черноземы, встречающиеся в Краснодарском крае на Таманском полуострове, а в Ставропольском крае - в засушливых районах, на границе с зоной каштановых почв. Тем более, что на Северном Кавказе каштановые черноземы являются прекрасными землями для возделывания высококачественного винограда, со­ставляя вместе с почвами Абрау-Дюрсо, Анапы основной земель­ный фонд для виноградной лозы.

Таблица 8.3

почвенно-экологические особенности возделывания клещевины в Ростовской области, Краснодарском и Ставропольском краях на черноземных почвах

В Ростовской области встречается только один подтип черноземов южно-европейской фации: черноземы обыкновенные, чаще называе­мые здесь черноземами предкавказскими и северо-приазовскими.

Преобладающий род черноземов - черноземы обычные, которые вобрали в себя все положительные качества черноземообразования. Однако в отдельных районах в связи с местными особенностями почвообразования могут встречаться роды черноземов, неудовле­творительные для возделывания клещевины. На крупномасштаб­ных почвенных картах бывших колхозов и совхозов они показаны как черноземы солонцеватые, мочаристые (вторично заболоченные), глубоко солончаковатые, остаточно луговые уплотненные, слитые, неполноразвитые (на элювии каменистых пород).

Среди подтипа выщелоченных черноземов почти повсеместно в микродепрессиях рельефа (западинах) встречаются лугово-чер­ноземные слитые поверхностно-гидроморфные почвы, на кото­рых в периоды дождей сельскохозяйственные культуры вымока­ют. Площадь таких почв в отдельных случаях может достигать 30-40 % от площади всей пашни. Относительно невлажные годы эти почвы дают урожай, но ниже, чем на окружающих черноземах. Поэтому подзону выщелоченных черноземов в районе Краснодара (аллювиально-аккумулятивная равнина с покровом лессов) следует лучше считать не перспективной для возделывания клещевины.

Черноземы не равноценны по уровню плодородия. Если дать примерную бонитировочную оценку черноземов для клещеви­ны, то получается следующая картина. Типичные черноземы Краснодарского края в районе Кореновск-Выселковская можно оце­нить в 100 баллов, черноземы Ростовской области - 70-80 баллов, черноземы Ставропольского края - около 80 баллов. Такая оценка связана с увлажненностью территорий и видовым разнообразием черноземов. По мощности гумусовых горизонтов А+АВ выделяют среднемощные черноземы - менее 80 см, мощные - 80-120 см, сверхмощные - более 120 см. Выделяются также слабогумусиро­ванные черноземы - гумуса содержат менее 4 % (3-4 %) и малогу- мусные более 4 % (4-5 %). В предгорных районах могут встречать­ся среднегумусные черноземы (6-9 %).

Неблагоприятны для клещевины переувлажненные, заболочен­ные почвы, не пригодны солонцеватые и засоленные роды почв любых типов и подтипов, а также почвы с признаками оглеения.

Черноземы Предкавказья обладают достаточным уровнем по­тенциального запаса основных химических элементов. Клещевина при урожае 16 ц/га потребляет: азота 103, фосфорной кислоты 24, калия 84, кальция 94, магния 27 кг/га (Минкевич, 1968). Примерно 75 % этих элементов возвращаются в почву с пожнивными и кор­невыми остатками и включаются вещественно и энергетически в почвообразовательный процесс. Рассматриваемые почвы на многие десятилетия обеспечены потенциально калием, кальцием, магни­ем. Возможен недостаток азота в начальные периоды вегетации при низкой биологической активности почвы. Фосфор имеет тенденцию связываться в черноземах Предкавказья в труднодоступные формы (терехкальциевый фосфат). Однако клещевина способна повышать растворимость связанных фосфатов.

Социально-экономические потрясения общества провоцирова­ли кризисные явления и в сельском хозяйстве, включая растение­водство и обусловленные им многие отрасли перерабатывающей промышленности, вплоть до исчезновения некоторых из них. Так получилось и с клещевиной. Она исчезла из структуры посев­ных площадей. Прекратилась ее переработка на рициновое масло. Громаднейший спектр отраслей промышленности и транспорта по­пал в зависимость от импорта и в первую очередь из Индии.

Нарушена логика здравого смысла. Почему оказалось проще импортировать продукты выращивания клещевины, чем получать их здесь, в России. Выходит, затраты на производство в нашей стране превышают транспортные издержки по привозу из-за триде­вять земель. Продуктивность возделывания клещевины в России, выход касторового масла на гектар не уступают, если не выше, чем у индийских земледельцев.

Клещевину в севообороте размещают после озимой пшеницы, кукурузы и зерновых бобовых культур. Сама клещевина - хоро­ший предшественник для яровых и озимых хлебов.

Горчица. Это одно из древних растений, происхождение ко­торого относят прежде всего к Среднеазиатскому генетическо­му центру. В культуре возделывается два вида горчицы - сизая (сарептская) и белая. Их площадь в нашей стране превышает и 250 тыс. га. Горчица - холодостойкое растение (особенно белая). У нее стержневая корневая система, глубоко проникающая в поч­ву даже с уплотненным подпахотным горизонтом. Горчица сизая более засухоустойчива и является ведущим техническим расте­нием в сухой степи юго-востока страны. Этот вид в посевах пре­обладает.

Для горчицы лучшими являются нейтральные и слабощелоч­ные черноземные и каштановые почвы. Не выносит переувлажне­ния, слитости. Мирится со слабой солонцеватостью.

Лучшие предшественники горчицы - озимые, зерновые, бобо­вые и пропашные культуры. Ее не следует размещать после мас­личных семейства Капустные, так как они имеют общих вредите­лей (земляная блошка и др.).

Арахис. Ценнейшее бобовое и масличное растение, происхо­дит из Южио-Американского генетического центра. Для Старого Света - это сравнительно новое растение, хотя на родине арахис введен в культуру очень давно. Наибольшее распространение полу­чил арахис культурный или подземный. Мировые посевы достигли 15 млн га. У нас площади арахиса незначительны.

Специфическая особенность арахиса - подземное расположение плодов, обусловливает особый характер экологии этого растения. Арахис теплолюбив, влаголюбив.

К почвенному плодоролдию арахис умеренно требователен и лучше растет на хорошо гумусированных почвах легкого грану­лометрического состава. Это супесчаные и суглинистые почвы, руброземы и черноземы, коричневые почвы субтропиков, ферал- литные красно-коричневые и красно-бурые почвы тропических саванн. На легких почвах на корнях арахиса образуются вздутия клубеньковых бактерий, поэтому арахис считается культурой, повышающей плодородие почв. На тяжелых почвах, например на выщелоченных черноземах Предкавказья, глубеньковые бак­терии не развиваются. Весьма требователен арахис к рыхлости пахотного горизонта, поэтому все почвы, склонные к образованию корки, неблагоприятны для этой культуры. К таким образовани­ям относятся тяжелосуглинистые и глинистые черноземы с силь­но разрушенной структурой пахотного горизонта, солонцеватые и заболоченные почвы. На почвах с большим содержанием карбо­натов арахис страдает хлорозом, непригодны для него сильнокис­лые почвы, а также засоленные.

Неудачны для арахиса без орошения сухие каштановые и серо­коричневые почвы, так как он требует повышенной влажности, особенно в период цветения и до конца образования плодов, однако в конце вегетации легко переносит засуху.

Арахис размещают после озимой пшеницы, кукурузы, клеще­вины, кунжута. Сам арахис является хорошим предшественником для многих полевых культур.

Сафлор. Ценное масличное и красильное растение, вышедшее из Средиземноморского генетического центра. Сафлор экологиче­ски приурочен к степям и полупустыням. Он теплолюбив и засу­хоустойчив.

Сафлор хорошо растет на каштановых почвах, южных чернозе­мах, серо-коричневых почвах. Глубокая (1,5-2,0 м) стержневая силь­но ветвящаяся корневая система способна хорошо усваивать влагу и питательные вещества из большой толщи почвы и материнской при­роды. Сафлор не предъявляет высоких требований к богатству почв, к содержанию гумуса. Он не переносит избыточной увлажненности, заболоченности, кислотности почв, близких грунтовых вод. Не опти­мальны для сафлора и автоморфные влажные почвы - желтоземы и красноземы, выщелоченные и оподзоленные черноземы, бурые лес­ные почвы. Сафлор относят к солеустойчивым культурам.

В севообороте сафлор часто размещают после озимой пшеницы и кукурузы. Сам сафлор считается хорошим предшественником для яровых зерновых культур.

Кунжут. Как культурное растение, дающее масло, по качеству близкое к прованскому, кунжут известен с глубокой древности. Это растение африканского происхождения, хотя расцвет культура получила в Индии, с чем связано и название самого распростра­ненного в практике вида - кунжут индийский.

Кунжут - теплолюбивое, влаголюбивое и требовательное к све­ту растение теплых и умеренно-влажных субтропических условий с коричневыми почвами и руброземами. В суббореальном поясе для кунжута более благоприятны черноземы южно-европейской фации. Хорошо растет на почвах речных долин (аллювиально-лу­говые, луговые, лугово-черноземные). Кунжут - культура легких супесчаных и суглинистых почв. Слитые образования, тяжелые почвы, образующие корку, засоленные, заболоченные, солонцева­тые для кунжута непригодны.

Лучшие предшественники кунжута - озимая пшеница, куку­руза и зерновые бобовые культуры.

Показатели оптимума и минимума приведены в табл. 8.4.

Таблица 8.4

показатели оптимума, экономически допустимого минимума и максимума почвенных характеристик для масличных растений