728.влияние противоэрозионных обработок на агрофизические свойства дерново подзолистой среднесмытой

На правах рукописи

САВОСЬКИНА Ольга Алексеем»

ВЛИЯНИЕ ПРОТИВОЭРОЗИОННЫХОБРАБОТОК НА АГРОФИЗИЧЕСКИЕ

СВОЙСТВА ДЕРНОВО-ПОДЗОЛИСТОЙСРЕДИЕСМЫТОЙ ПОЧВЫ

И ПРОДУКТИВНОСТЬ КУЛЬТУРПОЧВОЗАЩИТНОГО СЕВООБОРОТА

Специальность 06.01.01,— общее земледелие

Авторефератдиссертации на соискание ученой степени

кандидата сельскохозяйственных наук

МОСКВА 2000

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Работа выполнена на кафедре земледелия н методикиопытного дела Московской сельскохозяйственной академииимени К- А. Тимирязева.

Научный руководитель — доктор сельскохозяйственных нж-ук, профессор j И. С. Кочетов | .

Официальные оппоненты: доктор сельскохозяйственныхнаук, профессор Ю. П. Жуков; кандидат сельскохозяйствен-ных наук, доцент О. А. Раскутнн.

Ведущее предприятие —Курская государственная сельско-хозяйственная академия им. Иванова.,— .

Защита состоится. S/./P/^^U^.^/k^-. . 2000 г.на заседании диссертационного совета К 120.35 07 в Москов-ской сельскохозяйственной академии имени К А. Тимирязева.

Адрес: 127550, Москва, Тшмнрязевская ул., д. 49. Ученыйсовет МСХА.

С диссертацией можно ознакомиться в ЦНБ_МСХА.

Автореферат раэослан....^^. &&М££4{£$/Ь&'. 2000 г.

Ученый секретарьдиссертационного совета —кандидат сельскохозяйств». чг ,

наук (JZy/^ Н. Г. Тазмиж


ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. На современном этапе развития сельского

хозяйства эрозионные процессы не приостановлены. Главенствующая роль

эрозии среди других процессов деградации связана с ее широким распро-

странением, с глубиной и необратимостью изменений почвенного покрова,

с громадными размерами причиняемого ей экологического и экономическо-

го ущерба.

По данным Почвенного института имени В.6. Докучаева в Цент-

ральном Нечерноземье 66% пашни расположено на склонах более 1°, в том

числе на склонах крутизной более 3° - 23%. Здесь при среднегодовом стоке

талых вод 90-100 мм ежегодно теряется 21,8 млн.т. почвы (бт/га), с которой

отчуждается 310,1 тыс.т. гумуса, 16,5 тыс.т. азота, 13,6 тыс.т. фосфора и

255,1 тыс.т. калия. Эрозия почв в последние годы стала одним из основных

факторов сдерживающих повышение урожайности сельскохозяйственных

культур.

Как с хозяйственно-экономической, так и с экологической точек зре-

ния значительно целесообразнее предупреждение неблагоприятных измене-

ний почвенного покрова, чем выполнение дорогостоящих работ по его вос-

становлению или воссозданию утраченных свойств, ответственных за пло-

дородие. При этом, эффективная защита почв от эрозии возможна только

при применении комплекса противоэрозионных мер, в котором одно из

первостепенных значений принадлежит обработке почвы.

Чтобы реально оценить научную обоснованность и почвозащитную

направленность зональной системы земледелия, нужны объективные пока-

затели, свидетельствующие о рациональности применения системы повыше-

ния плодородия эродированных почв. ' .

Задачи исследований. С целью изучения закономерностей формиро-

вания стока талых вод и эффективности почвозащитных мероприятий в его


2

регулировании в условиях Нечерноземной зоны РОССИИ был заложен ста-

ционарный полевой опыт и поставлены следующие задачи:

1. Установить роль метеорологических условий в развитии эрозии

почв.

2. Изучить влияние протнвоэрозионных обработок на поверхност-

ный и внутрипочвеннын сток, смыв почвы и продуктивность полевых куль-

тур.

3. Определить влияние противоэрозионных обработок на водный

режим склоновых земель.

4. Изучить агрофизические свойства, противоэрозионную устойчи-

вость дерново-подзолистой среднеэродированной почвы и приемы восста-

новления ее плодородия.

5. Изучить влияние разноглубинных почвозащитных обработок на

сорный компонент склоновых земель.

6. Определить биоэнергетическую эффективность противоэрозионных

обработок почвы.

Научная новизна. В условиях Центрального Нечерноземья дана

сравнительная почвозащитная оценка противоэрозионных технологий ме-

ханической обработки почв склонов. Определено влияние метеорологиче-

ских условий зимнего и ранне-весеннего периодов на характер и направ-

ленность процессов водной эрозии. Установлена зависимость распределе-

ния сорных растений на склоновых землях от интенсивности стока талых

вод и длительного применения почвозащитного севооборота.

Практическая ценность работы. Полученные результаты исследова-

ний требуют дальнейшего совершенствования способов, приемов и всей си-

стемы обработки почв склонов для решения проблемы водной эрозии, осо-

бенно с учетом сложных почвенно-климатических условий зоны. Знание

закономерностей формирования стока талых вод в теплые, неустойчивые

зимы позволит более рационально применять систему удобрений, оптими-


• з

зировать водный режим склоновых земель и определить комплекс эффек-

тивных мер в природоохранном отношении.

Апробация работы. Результаты исследований доложены на научной

конференции МСХА в 1997, 1998, 1999 и 2000 годах, гае получили положи-

тельную оценку.

Публикации. По материалам диссертации опубликованы ^научные

статьи.

Структура и объем диссертации. Работа изложена на /w?rf страницах

машинописного текста, содержит £хй таблиц, .%<?... рисунка, состоит из вве-

дения, .я., глав, выводов. Список использованной литературы включает4X2 Jit

Сси&каимгнований, из них .'лЖ на иностранных языках.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ.

Условия и методика исследований. Стационарный полевой опыт по

изучению и разработке научных основ и практических приемов совершен-

ствования защиты почв от эрозии был заложен осенью 1980 года,'на пло-

щади б га, в производственных условиях на Конаковском поле учебно-

опытного хозяйства ТСХА "Михайловское* в Подольском районе Москов-

ской области, а в связи с переходом на разработку адаптивно-

ландшафтных зональных систем земледелия и с учетом принципов разио-

глубинности, минимализации, почвозащитной целесообразности и экологи-

ческой адаптивности приёмов и технологий обработки почвы, построения

систем обработки почвы, особенно для эрозионных агроландшафтов, осе-

нью 1989 года стационарный полевой опыт был модернизирован по схеме :

' Система обработки (фактор А): вспашка на 20.J22 см, вспашка + щелева-

ние на 40...50 см, плоскорезная на 18...20см + щелевание, плоскорезная +

чизелевание на 38...40см, поверхностная на 8... 10см + щелевание, поверх-

ностная; Крутизна склона: 4°, 8°(фактор Б). ' ' »

ЦпНТРАЛЬНАЯ . . | .'-НАУЧНАЯ БИБЛИОТЕКА5Л>ск. соль -.. о -оз. академии

им. К. А.. IV


4

Предпосевная обработка почвы под изучаемые культуры, за исклю-

чением многолетних трав, включает дискование тяжелыми дисковыми бо-

ронами (БДТ-3), культивацию и обработку РВК - 3,6 на глубину заделки

семян. На вариантах вспашки со шелеванием и поверхностной со шелева-

нием нарезание шелей проводили при устойчивом промерзании почвы на

глубину 3...5 см.

На вариантах, включающих плоскорезную обработку в сочетании со

шелеванием и чизелеванием, основная обработка почвы проводилась в

обычные сроки комбинированным агрегатом ПЩН - 2,5.

Для усиления противоэрозионной эффективности поверхностной об-

работки после I укоса многолетних трав 2-го года пользования применяли

чизелевание на глубину 38...40 см плугом ПЧ - 4,5 М.

Общая площадь делянок 1-го порядка -11,5 X 240 =2760 м2, учетная -

4,2 X 240 = 1008 м2; 2-го порядка - общая - 11,5 X 120 = 1380 м2, учетная -

4,2 X 120 = 504 м2. Для изучения внутрипочвенного стока заложены водоба-

лансовые площадки (200 м2).

Наши исследования охватывают второй период стационарного по-

левого опыта( 1996... 1998 гг) четвертой ротации изучаемого почвозащитно-

го севооборота: овес, яровая пшеница с подсевом многолетних трав, много-

летние травы I гл., многолетние травы 2 т.п., озимая пшеница.

Полевые наблюдения и анализы проводили в соответствии с мето-

диками, принятыми в научно-исследовательских учреждениях.

Программа исследований включала: измерение мощности снежно-

го покрова н количества влаги в нем, глубины промерзания и оттаивания

почвы, учет поверхностного и внутрипочвенного стока, определение смыва

почвы по мутности стоковой воды и объему водороин, содержание в про-

дуктах твердого и жидкого стока питательных элементов, а также определе-

ние макро- и микроагрегатного составов, плотности, влажности, водопро-

ницаемости почвы, засоренности посевов, урожайности, биоэнергетической


s

эффективности противоэрозионных обработок почвы. Образцы отбирали

по горизонтам 0... 10,10...20,20...30 и 30...40 см.

Роль метеорологических условий в развитии водной эрозии почвы

В годы проведения исследований основное влияние на формирование

поверхностного стока талых вод и смыв почвы оказали температура возду-

ха и осадки, изменения которых нарушали взаимосвязь факторов стока, их

количественные и качественные характеристики, что и определяло условия

его формирования и прохождения. , .

Зимние периоды 1996... 1998 пг. характеризовались как неустойчи-

вые, с частыми положительными температурами и глубокими оттепелями. В

среднем за годы исследований температура воздуха зимних периодов была

на 5°С выше, а количество выпавших атмосферных осадков на 20 мм ниже

нормы. ... .

В таблице 1 дана сравнительная характеристика показателей поверх-

ностного стока и смыва почвы двух периодов: 1983... 1988 гг., когда зимы

были относительно благоприятными и за • исследуемый, когда зимы были

неустойчивыми. Так промерзание почвы и запасы воды в снеге за исследуе-

мый период были в два раза меньше, чем в зимние периоды с устойчивым

характером погодных условий. Большая амплитуда колебаний температуры

воздуха в суточном ее ходе во время весеннего снеготаяния 1996..98 гг. об-

условила существенное снижение объема поверхностного стока талых вод и

его слабое эродирующее воздействие на почву.

• Однако, интенсивное таяние снежной массы в зимние оттепели, фор-

мирование внутриснежных промежуточных стоков способствовало допол-

нительным потерям влаги и. заметному снижению стокорегулирующих

свойств изучаемых агротехнических приемов обработки почвы. „


Таблица 1Влияние противоэрозионных обработок на поверхностный сток талых

вод и смыв почвы.

Вариантыafjafrra

П»ми*]шпкпгаы • на-чалу ггмса,

смIMJ-ипгг.

1MSГГ.

Запасы и д и 1снег» + «сад-

ка, мм

Ш З -1»SSгг.

1»8гг.

Стм.мм

1»»J-1NSгг.

\т-19»гг.

К'эффнцнгкгстака

Ш } -1J88гг

l»t-1»»Sгг

Скынитеы,т/га

1»»*-1»88гг

1»»«_1»»«гг.

Крутизна склона—4°ВспашкаВспашка*щелсжанже

Пмсах-я*стям

63 049.0

5 6 0

3 0 03 2 0

29.0

110.71083

1113

51.051.5

52.6

17.79.4

183

2 43Z23

337

0 1 60.09

0.16

0070.06

0 0 9

0090.04

0.09

0 010.01

—

Крутизна склона—8°ВспашкаВспашка*щел»ашк

Hntyx—настняа

68.057.0

60.0

37 034.0

32.0

1037102.1

105.5

5 2 351.5

50.9

34.019.3

43.7

7.576.33

800

0 330.19

0.41

0.150.14

0.18

0310.14

0.49

0.060.01

0 0 2

Влияние противоэрозионных обработок на поверхностныйсток и смыв почвы

В сложных почвенно-климатических условиях формирования по-

верхностного стока талых вод изучаемые противоэрозионные обработки

почвы не оказали заметного влияния на количественные и качественные ха-

рактеристики эрозионного процесса (табл. 2).

Частый возврат положительных температур воздуха в зимние пе-

риоды способствовал закреплению твердых осадков на изучаемых вариан-

тах, обуславливая более равномерное распределение снежной массы на по-

верхности почвы склона, что снижало возможность ее смыва и размыва.

Разница между вариантами (в т.ч. и по элементам склона) по высоте снега и

запасов воды в нем не превышали ! ...2 см и 1 ..3 мм соответственно.

Стокорегулируюшие и почвозащитные свойства изучаемых агротех-

нических приемов в условиях высокой степени промерзания почвы суще-

ственно не различались. Определенное положительное влияние на перерас-


пределение стока талых вод и смыв почвы оказало лишь проведение щеле-

вания при вспашке и поверхностной обработках.

Влияние рельефа местности было более заметным, гае гораздо ак-

тивнее процессы эрозии проходили на склоне крутизной 8°. Так, макси-

мальный сток талых вод (9,2 мм), при коэффициенте стока 0,18 и смьш поч-

вы (0,04 т/га) отмечен при плоскорезной обработке в сочетании с щелевани-

ем. В целом, с увеличением крутизны склона с 4 s до 8° сток талых вод воз-

растал в 2-3 раза, а смьш почвы - 2,8 раза.

Таблица 2

Влияние противоэрозионных обработокна поверхностный сток и смыв почвы в среднем за 199б-1998гг.

Варианты tfpaf « nПрмирза-minni,

см

Запасы •»-дыапкг»,

ми

Спя, мм к«+н-внтттка

Скыав»*-«ы, i/ra

Крутизна склона-4°ВспашкаВспашка+пелеваниеПлвскорыная+щслсвавиеПлоасоретаа+чюелеваниеПовсрхностав+щслсвашкПаасрхнаспшя

30.032.0

29.0

29.0

28.0

29.0

51.051.5

51.6

52.2

51.5

52.6

2.432.23

3.20

3.10

3.07

3.37

0.070.06

0.Q9

0.08

0.08

0.09

0.010.01

0.01

0.01

—

—Крутизна склон»-8о

ВспашкаВспашка*щслевание 'Плоскррсзнав+телевантПл*скорепмп+чтслсааивсПоаерки<ктная+щелеваниеПоверхностнаяHCPos A

В

37.034.0

31.0

30.0

31.0

32.0

51.351.5

52.7

53.1

5Z8

50.9

7^76.33

9.17

7.60

7.80

8.001.4 .2.4

0.150.14

0.18

0.16

0.16

0.18

0.060.01

0.04

0.02

0.02

0.020.010.02

Таким образом, в период исследований 1996-1998 гг., основное

влияние на активность процессов разрушения почв склонов талым стоком


оказали природные факторы (температурные параметры зимне-весенних

периодов, осадки и рельеф местности). Роль антропогенных факторов

(агротехнические приемы, культуры почвозащитного севооборота) была

незначительной.

Влияние противоэрозионных обработок на агрофизическиесвойства почвы.

В годы проведения исследований на водно-физические свойства поч-

вы влияние оказали, прежде всего, метеоусловия осенне-зимних и вегетаци-

онных периодов(табл. 3).

Таблица 3Влияние противоэрозионных обработок на агрофизические свойства

почвы, в среднем за 1996-1998 гг.

Вариантыобработки

Плот-ность,г/ем1

ВспашкаВспашка*•целеаан»ПлммаспииИ-шмнпоиПл»ск»>ннаа+ЧНЗСЛГ1ШШС

rUitiimrraan-щслпашпn««t>XH*mnn

ВспашкаВспашка*шслснннеПл«ех«>с1ка*+щ«л«шпмПЛ1ск»«ннаа+•ппслпаянсП»1саимсттиш+иплняняеПм(»хи*спм(HCPOJ A

В

1.301.30

1.34

1.33

1.30

127

Коэффи-циент

структурности

Крутизна2 3Z3

2.4

2 5

2 7

2 9

Водопропность,

%

Содержанис пылии агрега-тов<0 25мм

Общаяпорис-тость,

•/.

Водопроницае-иость,

мм/мин

клона — 4 '

38437.1

384

37.7

40 2

44 2Крупина склона—S*

132132

1.34

1.36

136

1.370.02003

1 81.8

1.9

1.9

2 2

2 40203

3 6 0368

369

37.2

38.8

37.61628

6 66 4

7.0

6 3

6.4

7 8

5 05 0

5 4

5.2

5 0

5 6

4 9 85 0 2

48 6

49 0

50.4

5 0 0

49 649 8

48 8

48.1

4 8 2

47 7

1.71.7

1.7

2.3

2 4

2 7

1.91.8

1.8

1.7

2 4

1.90305


9

Обильные дожди осенних периодов 1996.. 1997 гг., значительно

уплотнивших почву и не позволивших провести основную обработку в оп-

тимальные сроки, сложная весна 1998 г. отрицательно повлияли на раз-

уплотняющую способность протнвоэрозионных обработок почвы и ее

основные агрофизические свойства. • , . * . .

Нашими исследованиями установлено существенное уплотнение поч-

вы, особенно в 1996 и 1997 гг., где величина плотности по отдельным гори-

зонтам достигала 1,51-1,65 г/см3. Лишь в 1998 году, при возделывании мно-

голетних трав 1-го года пользования, отмечено значительное снижение (до

1,1 г/см3) ее значений, обусловленное рядом причин (обильные осадки, раз-

уплотняющее действие корневой системы трав и др.).

В среднем за три года исследований структурное состояние почвы по

изучаемым обработкам было хорошим, что связано с воздельшанием в се-

вообороте многолетних трав. Наибольшее количество агрономически цен-

ных агрегатов содержалось при поверхностной обработке почвы обоих

склонов (2.9 и 2,4), что на 15-25% выше, чем на других изучаемых вариан-

тах обработки. С увеличением крутизны склона отмечено снижение коэф-

фициента структурности в 1,3 раза. .

Изучаемые противоэрозионные обработки оказали различное влия-

ние на водопрочность почвенной структуры. Исследованиями установлено,

что наиболее устойчива к воздействию влаги почва при поверхностной

обработке на склоне крутизной 4° (44.2%) и при поверхностной со щелева-

нием на склоне крутизной 8° (38.8%), что соответственно на 1О...19.5% и

3.2....7.8% выше, чем на других изучаемых вариантах. С увеличением кру-

тизны склона количество водопрочных агрегатов • уменьшалось на

1.0—6.6%, при максимальном их снижении (до 17.6%) на поверхностной об-

работке, что является следствием более интенсивного поверхностного стока

и смыва почвы на склоне крутизной 8°. •.


10

Исследования показали, что на величину водопроницаемости оказа-

ли влияние влажность и плотность почвы. На склоне крутизной 4° при по-

верхностной обработке скорость впитывания воды была на 41% выше, чем

при обычной вспашке. Хороший эффект водопогпашения как на склоне

крутизной 4°, так и на склоне крутизной 8° дала поверхностная обработка

со шелеванием.

Влияние агрофизических факторов (водопрочность, водопроницае-

мость, коэффициент структурности и др.), определяющих противоэрозион-

ную устойчивость почвы, на урожайность возделываемых культур почво-

защитного севооборота было невысоким: множественный коэффициент

корреляции составил - 0,75.

Влияние противоэрозиоиных обработокна сорный компонент склоновых земель

Одним из важных элементов почвозащитной системы земледелия яв-

ляется борьба с сорными растениями.

В своих исследованиях мы проследили засоренность посевов ячменя с

подсевом многолетних трав в динамике за 3 ротации зернотравяного сево-

оборота: 1982, 1992 и 1997 годы и распространение сорных растений по

элементам склона различной крутизны на фоне изучаемых обработок.

Анализ учета засоренности посевов яровой пшеницы с подсевом мно-

голетних трав в 1997 году показал, что на количество сорных растений ока-

зывали влияние крутизна склона, его форма и варианты обработки почвы.

Выявлены определенные закономерности в распределении сорняков по

склонам (табл. 4).

Так на склоне крутизной 4° наибольшая засоренность посевов как

многолетними, так и малолетними сорняками была на варианте вспашки в

сочетании с шелеванием - 108 шт/м^ в том числе многолетних 5 шт/м2), что

выше чем в контроле (вспашка) соответственно на 14 и 67% . Наименьшая -

отмечена при поверхностной обработке с шелеванием - 74(1) шт/м2. Коли-


чество сорняков по изучаемым вариантам обработки почвы к середине

склона увеличивалось, а затем уменьшалось в нижней его части.

На склоне крутизной 8° максимальная засоренность - 87(15) шт/м2

отмечена при поверхностной обработке, минимальная - на варианте плос-

корезной обработки в сочетании с чизелеванием - 62 (12) шг/м2 . При этом

общее количество сорняков вниз по склону устойчиво увеличивалось.

Таблица 4

Влияние протнвоэрозионных обработок на засоренность посевов яровойпшеницы с подсевом многолетних трав, 1997 г. Числитель — всего шт. м1,

знаменатель—многолетние шт. м1

Варианты обработки Часть склонаВерхняя Средняя Нижняя

В среднемпо склону

Крутизна склояа—4°Вспашка

Вспашка + шелевание

Плоскорезная*щелеванне

Плоскорезная-)-чизелевание

Поверхности ая+щелеванне

Поверхностная

212

106

862

25

88

252

Ш2

1317

1227

1122

2Q1

Ш1

754

877

354

647

463

683

253

1085

814223

741

902

Крутизна склона—8°Вспашка

Вспашка + щелевание

Плоскорезная+щелевание

Плоско резная+чизелевание

Поверхности ая+щелевание


85156611225

53136Q8

888

56137920899

53157114684

519

2519

1219

807

1051

10432

6412Ш17828

62

7978215


12

С возрастанием крутизны склона с 4° до 8° количество малолетних

сорняков уменьшалось, а многолетних увеличивалось. Где наибольшее их

число было в нижней части склона при поверхностной обработке - 32

ш т / м 2 . . ; . . ' . . • • - . . . • ' . - : " " - ;

Таким образом, прослеживается взаимосвязь распределения сорных

растений от интенсивности эрозионных процессов, обуславливающих миг-

рацию семян сорного компонента по склону как с жидким, так и с твердым

с т о к а м и . . . . ' - . • . , • .

Анализ данных, полученных за 18 лет (табл. 5), показал, что много-

летнее применение противоэрозионных обработок почвы на склоновых

землях в сочетании с почвозащитным севооборотом обусловило устойчивое

снижение (в 2-3 раза) засоренности посевов во времени как на склоне кру-

тизной 4°, так и на склоне крутизной 8°. Вместе с тем, на склоне крутизной

8° отмечено увеличение(на 50%) засоренности многолетними * сорными

растениями, по сравнению с 1982 годом.

Таблица 5.

Влияние противоэрозиоиных обработок на засоренность посевов ячме-ня с подсевом многолетних трав, шт.м1, :

Варианты обработки

Вспашка

Вспашка + щелевание

- Поверхностная

. Вспашка

Вспашка + щелевание"


Количество сорняков в посевах1982 г. 1992 г.

Крутизна склона —4°270

5287

821518

1214

1206

147. 2 *

Крутизна склона — й°16410

16810

1019

76б86б

. 2220

1997 г.

953

1085

902

641280178715

шт.м1

В среднемза 3 года

1 «4

175б

1517

1019

Ш112415


13

С увеличением крутизны склона общее количество сорняков умень-

шалось в 1,6 раза, однако возрастало в 2 раза число многолетних сорных

растений.

Применение шелевання по вспашке, за счет частичного накопления

семян сорных растений в щелях, ведет к повышению на 13% общей засорен-

ности посевов по сравнению с другими вариантами обработки почвы.

Влияние противоэрозионных обработок на продуктивность культурпочвозащитного севооборота

Противоэрозионные обработки оказали неравнозначное влияние на

урожайность овса, яровой пшеницы, многолетних трав 1 года пользования

(табл.6).

Таблица б

Влияние противоэрозионных обработок наурожайность культур в среднем за 199б-1998г.г.

Варианты опыта Урожайность культур в ц/га.

1996,овес

1997,ярлшешща

+МНГТР

1998,мног.травы

1гл.

В среднем во. корм сд.1996-98гт.

Крутизна склона—4°ВспашкаВспашка + щелеваниеП «огкормноя +щглеваниеПлоскорезная +чнзелеваниеПоверхностная +щелеввнмеПоверхностная

2883013 0 3

2 9 2

27.7

32 0

341

33 2281

27 0

27.1

284

9 5 98218 7 3

76 6

846

95 7

37 735 73 4 6

32.1

32 9

365Крутизна склона—8°

ВспашкаВспашка + щелеваниеПлоскорезыая +щелсваннеПлоскормная +чизелеваниеПоверхностная +щелсваннеПоверхностнаяНСРоз А

В

3 6 33 6 6

34.5

35.1

3 4 8

3 6 92.716

331315

27.3

251

264

281101.7

8 6 2834

100 0

80 8

97.6

9564.476

38 437 437 6

340

37.0

38 0


14

Максимальная урожайность овса отмечена при поверхностных об-

работках: на склоне крутизной 4° - 32,0 ц/га, на склоне крутизной 8° - 36,9

ц/га. С увеличением крутизны склона продуктивность овса возрастала на

14-26%.

Неблагоприятные условия вегетации яровой пшеницы с подсевом

многолетних трав не позволили реализовать весь биологический потенциал

продуктивности этой культуры. В этих условиях наибольший выход про-

дукции отмечен при вспашке обоих склонов: 34,1 и 33,1 ц/га соответственно.

Близкие по значению показатели получены и при вспашке со шелеванием.

По другим изучаемым вариактам'урожайность яровой пшеницы была су-

щественно ниже. . •

При возделывании многолетних трав 1 года пользования наиболь-

шую урожайность сена (2 укоса) обеспечило применение плоскорезной об-

работки со щелеванием на склоне крутизной 8° -100 ц/га.

В целом, продуктивность культур почвозащитного севооборота на

склоновых землях была на хорошем уровне и составила 34-38 ц. кормовых

единиц с 1 га севооборотной площади, при максимальном ее значении на

вариантах с применением обычной вспашки на глубину 20...22 см (37,7 и

38,4 цлсорм.едТга).

Биоэнергетическая эффективность протавоэроэионныхобработок почвы

В настоящей работе нами сделана попытка использовать специфиче-

ский метод, разработанный во Всероссийском научно-исследовательском

институте земледелия и защиты почв от эрозии ( В.М.Володин, Р.Ф.Еремина

1990,1995), позволяющий учитывать систему показателей: энергопотенциал

почвы и его изменения; количество ФАР, антропогенные затраты, потери

энергии под действием противоэрозионных приемов.

Основными показателями эффективности функционирования агро-

экосистем в экологии и агроэкологии являются показатели, определяющие


IS

процессы трансформации энергии и вещества. Наиболее высокий агроэко-

номическнн эффект в зернотравяном севообороте достигался при поверх-

ностной обработке почвы и вспашке в сочетании с щелеванием.

Исследованиями установлено, что в отличии от энергетической эф-

фективности, производительность АЭС на единицу ресурса при применении

противоэрозионных приемов имеет тенденцию повышаться. Так, примене-

ние шелевания по фону вспашки повысило производительность АЭС овса

на склоне 4° на 8,1% и отмечена тенденция к ее повышению при чизелевании

на фоне плоскорезной обработки.

Различные противоэрозионные приемы имеют большую эффектив-

ность на более крутых склонах ( 8°), гае производительность АЭС овса на

единицу ресурса была выше на 6-13 КДж-день/ГДж или на 8%.

Определение величины направленности воспроизводства плодородия

почвы показало, что противоэрозионные приемы повышали уровень вос-

производства ее плодородия под овсом по фону вспашки и плоскорезной

обработки на склоне крутизной 4°. На склоне же крутизной 8° это их пре-

имущество заметно только на варианте вспашки. Вместе с тем, по всем из-

учаемым вариантам выращивание овса обеспечивало расширенное воспро-

изводство плодородия почвы(у> 1,0). Однако более интенсивно процесс вос-

становления плодородия почвы протекает на склоне крутизной 8° . На

склоне крутизной 4° этот показатель составил 1,38-2,70, а на склоне кру-

тизной 8° - 1,72-2,86, что выше на 12,3%.

Выводы

В Центральном районе Нечерноземной зоны решающее влияние на

характер и направленность эрозионных процессов оказывают метеороло-

гические условия зимне-весенних периодов, особенно температурный ре-

жим воздуха во время весеннего снеготаяния (на величину увлажнения


16

верхних слоев почвы и запасы воды в снеге, глубину и степень промерза-

ния, сроки и особенности снеготаяния). - ' '

1. Неустойчивые зимы с частыми положительными температурами

воздуха и глубокими оттепелями способствуют дополнительным потерям

талой воды и растворенных в ней питательных веществ, что существенно

ухудшает влагообеспеченность и питательный режим культур в период веге-

тации. ' "' • ' • -. • ••• • ' • • • '• ' •••>'.• . • . . : . : • .

2. Влияние противоэрозионных систем обработки почвы и крутизны

склона (в том числе элементов склона) на высоту снега и запасы воды в нем

были несущественными (разница достигала не более 1...2 см и I..3 мм соот-

ветственно). При этом равномерное распределение снега на поверхности

почвы уменьшало возможность ее смыва и размыва. ' '• '""•'

3. В условиях высокой степени промерзания верхних слоев почвы

глубина рыхления (до 4O...5O см) не оказывала заметного влияния на стоко-

регулирующую эффективность агротехнических приемов обработки почвы.

Разница между ними по объему поверхностного стока не превышала 1...2

М М . ' . - ' • ' • ' • • • •' •' ' • • • • ' . : . , • ,, • - / - • •

4. Максимальный сток талых вод (9,2 мм) отмечен при плоскорезной

обработке с щелеванием на склоне крутизной 8°. В целом, за годы исследо-

ваний, объем поверхностного стока талых вод был незначительным и коле-

бался: на склоне крутизной 4° — от 2.4 мм по вспашке до 3.4 мм на поверх- -

' ностной обработке; на склоне крутизной 8° - от 6 3 мм по вспашке со щеле-

ванием до 9.2 мм по плоскорезной обработке со щелеванием. При этом от-

мечено и слабое эродирующее воздействие талого стока на почву, где смыв

мелкозема по изучаемым вариантам составил не более 70 кг/га.

5. Чизелевание и щелевание, как противоэрознонные приемы, усили- .

вают (до 35-40%) водопроницаемость, по сравнению с обычной вспашкой,

способствуя лучшему поглощению атмосферных осадков и дополнительно-

му (до 12 мм) накоплению запасов влаги в 0...40 см слое почвы.


17

6. Щелевание и чизелевание по поверхностной обработке и вспашке

оказало положительное влияние на агрофизические показатели: снижало

величину плотности, улучшало структурное состояние почвы и ее водо-

прочность.

7. Многолетнее, в течении 18 лет, применение почвозащитных прие-

мов в зернотравяном севообороте обусловило устойчивое снижение (в 2—3

раза) засоренности изучаемых культур, при этом на склоновых землях раз-

вивается биоценоз, значительно отличающийся от плакорных земель. Об-

щая численность сорняков на изучаемых вариантах склона крутизной 8°

снижается почти в 2 раза. Однако возрастает, в 1,5 раза, количество много-

летних сорных растений, по сравнению с 1982 годом.

8. Распределение сорных растений по склону зависело от его крутиз-

ны и формы. При этом прослеживалась взаимосвязь их распределения с ин-

тенсивностью поверхностного стока талых вод. На склоне крутизной 4°

численность сорняков увеличивалась ( на 20 шт/м2) от верхней части склона

к середине, а затем происходило ее снижение(на 52 шт/м2). На склоне кру-

тизной 8° количество сорных растений от верхней его части к нижней воз-

растало устойчиво.

9. Продуктивность культур зернотравяного почвозащитного сево-

оборота в большей степени зависела от метеорологических условий вегета-

ционных периодов полевых культур, чем от изучаемых агротехнических

приемов. Максимальный выход растеневодческой продукции получен на

вариантах вспашки и поверхностной обработки, составивший

(ц корм ед/га): 37,7 и 38,4 - на склоне крутизной 4°, 36.5 и 38,0 - на склоне

крутизной 8°.

10. Установлено, что экологически и экономически эффективными

являются технологеи возделывания культур зернотравяного севооборота,

включающие вспашку или поверхностную обработку почвы в сочетании с

шелеванием или чизелеванием на глубину 38...40 см. Они способствуют бо-


18

лее интенсивному восстановлению плодородия почвы, где показатель на-

правленности воспроизводства ее плодородия (V) равен 1,72...2,70 в срав-

нении со вспашкой (1,38), • ; , , ,

Рекомендации производству. 1 .На склонах крутизной до 4° целесооб-

разно чередование поверхностной обработки с щелеванием и обычной

вспашки, в зависимости от конкретных условий года и возделываемой

культуры, на склонах крутизной более 4° - применять поверхностную обра-

ботку с щелеванием на глубину 40-50 см, с расстоянием между щелями 3...4

м. •• . • . • - . : • • • • • . ' . - - . . . . .

2. В целях снижения отрицательного влияния неустойчивых зим на •

процессы эрозии почвы необходимо: . . . • • ' . .

>. - проводить нарезание щелей после устойчивого промерзания почвы

. на глубину 3...5 см; ' _ ' . . . . . . ..

- проводить дополнительные мероприятия по увеличению мощности

снежного покрова на полях. . . . - •

Работы, опубликованные по теме диссертации. ••.•••:. ' .

1. Кочетов И.С., Осипов В Л . , Белолюбцев А.И., Савоськина О А., -

Миграция химических элементов на склоновых землях Нечерноземной зо-

ны.// Химия в сельском хозяйстве, 1995, № 5 . ;

2. Макаров И.П., Кочетов И.С., Белолюбцев А.И., Савоськина О А.,

Экология и водная эрозия почв Центрального Нечерноземья России.// Меж-

дународный экологический форум, 1995, 4-8 июля г. Курск.,



Объем 1,25 п. л Заказ 532 Тираж 100

Типография Издательства МСХА12755<\ Москва. Тимирязевой^ ул. д. 44


Documents

728.влияние противоэрозионных обработок на агрофизические свойства дерново подзолистой среднесмытой