Post on 08-Aug-2015
МОСКОВСКАЯ ОРДЕНА ЛЕНИНАИ ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ
СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ имени К. А. ТИМИРЯЗЕВА
На правах рукописи
БЕЛОЛЮБЦЕВ Александр Иванович
ВЛИЯНИЕ ПРОТИВОЭРОЗИОННЫХОБРАБОТОК НА ВОДНО-ФИЗИЧЕСКИЕ
СВОЙСТВА ДЕРНОВО-ПОДЗОЛИСТОЙ ПОЧВЫИ УРОЖАЙНОСТЬ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ
КУЛЬТУР
Специальность 06.01.01. — общее земледелие
Авторефератдиссертации на соискание ученой степени
кандидата сельскохозяйственных наук
МОСКВА 1993
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
л—* ,
Работа выполнена на кафедре земледелия и методикиопытного дела Московской ордена Ленина и ордена Трудо-вого Красного Знамени сельскохозяйственной академииимени К А Тимирязева
Научный руководитель — доктор сельскохозяйственныхнаук, профессор И. С. Кочетов.
Официальные оппоненты: доктор сельскохозяйственныхнаук, профессор Трегубой П. С, кандидат сельскохозяиственных наук, доцент Расяутин О. А.
Ведущее предприятие—НПО «Подмосковье» ^**
Защнта диссертации состоится « (7 » £Ь&-40&\-£>гх-*^>1S93 года в [О часов на заседании специализирован-ного совета К 120 35 07 в Московской ордена Ленина и орде-на Трудового Красного Знамени сельскохозяйственной ака-демии имени К А Тимирязева
Адрес: 127550, г Москва, ул Тимирязевская, 49 Ученыйсовет
С диссертацией можно ошакомиться в ЦНБ^РСХА
Автореферат разослан « V » -^-tiAX-O^U^ i993 г
Ученый секретарь Р ^Sспециализированного совета — L/P'^O Окандидат сельскохозяйственных
наук В. И. С .облнна
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
„ , ; : Х А Р А К Т Е Р И Ш К А Р А Б О Т Ы : / •••, .-.-•'•
. ' Актуальность проблемы; Вопросы охраны природа и рациональ-
ного использования земельных угодий; расположенных на склонах
и подверженных процессам водно! эрозии, в связи с дальнейшей
интенсификацией- земледелия Центрального района Нечернозёмной,
зоны, преобретам всё большее значение;
Полученные экспериментальные данные за последние годы ж
экспертные оценки водной эрозии убеждают в том, что эрозионные
процессы могут сохраниться и в перспективе даже;усилиться.
По данным Почвенного института им. В.В.Докучаева в Нечернозем-
ной зоне Росоийокой Федерации 38 % пашни эродировано ж 67 %
врозионноопасньй Ежегодник снкв почвы составляет более 50 млн1
т., о которой теряется 1,0 млн. т. гумуса; 54,0 тыс. г. общего
азота; 162,0 тыс. т. общего фосфора ж 540,0 тыо. т. общего
калиг;
Эффективная защита почв от эрозии возможна только при прж-
мененжн комплекса противоэрознонных мер, в котором одно жэ
; первостепенных значений придаётся обработке' почвы£ В современ-
ном почвозащитном земледелии изменяются многие ее функции1.
Выдвигаются вовне задачи повышения цротивоэроэионной устойчи-
вости., замедления минерализации ж накопления гумуса,;исполь-
зования стерневых остатков и еоломы, уменьшения деформирующего
разрушения почвы ходовыми оиотемами машин ж орудий.
Дель и задачи исследований. С целы)- изучения закономер-
ностей формирования и прохождения стока талах вод и эффектив-
ности почвозащитных мероприятий в его регулировании в условиях
Нечернозёмной зоны Российской Федерации был заложен стационар-
ный полевой опыт и поставлены следующие задачи:
I. Установить роль метеорологических условий в развитии
ЦС-ЧРАЛЬНАЯНАУЧЧЛЯ БИБЛИОТЕК*Моск.
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
эрозии почв.
2. Изучить влияние противоэрозионных обработок на поверх-
ностные и внутрипочвенный сток, смыв почвы и продуктивность
полевых культур.
3. Определить влияние противоэрозионных обработок на вод-
ный режим склоновых земель и миграцию элементов питания.
4. Изучить агрофизические свойства, противоэрозионную
устойчивость дерново-подзолистой среднеэродированной почвы и
приёмы восстановления ее плодородия.
5. Определить агро-акономическую эффективность противоэро-
зионных обработок почвы.
Научная новизна. В условиях Центрального Нечерноземья
дана сравнительная почвозащитная оценка противоэрозионных обра-
боток склоновых земель. Установлена зависимость интенсивности
развития процесов водной эрозии от климатических условий пред-
зимнего и зимнего периодов, как факторов формирования поверх-
ностного стока талых вод. Наиболее эффективным почвозащитным
приёмом в сложных почвенно-климатических условиях формирования
и прохождения стока талых вод является щелевание проведенное
по зяблевому фону при промерзании поверхности почвы на глубину
3-5 см. Определена высокая почвозащитная эффективность мульчи-
рования поверхности почвы стерней и измельченной соломой.
Практическая, ценность работы. Полученные результаты иссле-
дований подтверждают необходимость широкого применения проти-
воэрозионных обработок на склоновых землях, что приводит к
значительному сокращению эрозионных процессов, улучшению вод-
но-воздушного режима и повышению продуктивности возделываемых
культур. Яри разработке системы удобрений для склоновых земель
и природоохранных мероприятий необходимо учитывать, что с
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
• . . ? • . . : - / . • •:. _.-•' ;• • " . - > • 3 / ,. \ \ - ' ;
: -,;• ; . . ; " •
поверхностным стоком вымывается основное количество элементов
•„• питания. Экономически выгоднее и экологически целесообразнее
использовать пожнивные остатки на склоновых землях в виде муль-
чируицего слоя на поверхности почвы. Для снижения отрицатель-
ного :влияния неустойчивых зим на процессы водной эрозии необ-
' ходимо дополнительно проводить снегозадержание. . ' - , ; .
-'-.. • .'• ' Апробация •работы.* Результаты исследований были использованы
•_ при написании рекомендаций^"Водная эрозия почв и меры борьбы о
. . ней в условиях Московской области" (1989 г . ) . >
.. "•'. "J Публикации. По материалам-диссертации опубликовано 2 статьи.
'•;- ,'; Объём работы; -. Диссертапия изложена на /Д 6 страницах маигано-
••_• писнвго'текста., включает 22 таблицы и 6 риоунков, состоит из
введения,-4-х глав, выводов, списка литературы (194 наименова-
ния^ из них 12 на иностранном языке), ч V . - -•'.'-•'•".
•V .'_,';>.,-•••'_'•"••, ;',< ,
;;. "СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ- /J-/,,'-',. ;.".
:;
/:;.;̂ .';.'. ,\' v /.'' 1
Л '','."•'•> Условия и метотпся проведения исследований. Исследования
.'-..; выполнены в I99Q-I992 гг. в отделе разработки сиотем земледе-
'_ .. лия и животноводства ТСХА на стационарном: полевом опыте .кото- /•
i.' 4рый был заложен в 1980 году в почвозащитном пятипольном сево-
'"' обороте во времени: овёо - ячмень о подсевом многолетних трав -",
;. многолетние травы первого года пользования - многолетние травы
"—.второго года пользования - озимая пшеница; Экспозиция склона -
'•'•;.'; южная.. Размещение • вариантов методом 'организованных повторений., •
i;V Изучались противоэроэионные обработки почвы (Фактор А) г;,.-: - .;
--, '\I.:вспашка'на,20-22 см; 2. вспашка': +'щелёванне на 40-50:см; ;-;;~
•'.: 3; плоскорезная на' 18-20 см + щелевание;;_4..плоскорезная +, чи-~
V.. зелевание на'38-40 см; 5i;поверхностная на 8-10 см + щелевание; .
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
4
6. поверхностная. Фактор Б - крутизна склона 4° и 8°.
Предпосевная обработка почвы включала дискование для
заделки удобрений и пожнивных остатков, культивацию я обработ-
ку РВК-3,6. На вариантах включающих плоскорезную обработку в
сочетании о щелеванием и чизелвваннем основная обработка почвы
проводилась ОДН-2,5. Щелевание по вспашке и поверхностной
обработке проводилось при устойчивой промерзании почвы на глу-
бину 3-5 см. Для усиления противоэрозионной эффективности
поверхностной обработки после I укоса многолетних трав 2-го
года пользования применяли чизелевание на 38-40 см. плугом
Щ-4,5 М. Для повышения почвозащитной способности изучаемых
протнвоэрозионных обработок почвы и более эффективного исполь-
зования пожнивных остатков в 1990 и I99Z гг. дополнительно
применялось мульчирование поверхности почвы измельчённой соломой.
Общая площадь делянок 1-го порядка (11,5x240 « 2760 м2) ,
учётная - (4,2x240 = 1008 м2) ; 2-го порядка - общая (11,5x120 «
т 1380 м2) , учётная* - (4,2x120 я 504 м
2) . Площадь стоковых
площадок 1200 ы2. Д5и изучения внутрипочвенного стока заложены
стационарные водобалансовые площадки (200 ы ^ ) .
Анализы проводились по соответствующим методикам и ГОСТам.
Программа исследований включала: измерение мощности снежного
покрова и количества влаги в нем, глубины промерзания и оттаи-
вания почвы, учёт поверхностного и внутрипочвенного стока,
определение смыва почвы по мутности стоковой воды и объёму
яодороин, содержание в продуктах твёрдого и жидкого стока пита-
тельных элементов, а также определение макро- и микроагрегатно-
го составов, твердости, плотности, влажности, водопроницаемости
почвы, урожайности, экономической эффективности возделываемых
Культур. Образцы отбирали по горизонтам 0-10, 10-20, 20-30 и
30-40 см.
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
;•" v••'.:••'-';•' • .. . в р а з в и т и и эрозии п о ч в '... '' • \ -. " •-.'
.:, -На формирование поверхностного стока талых вод оказывают
• влияние внешние ж внутренние факторы, которые находятся между
. восЧ>4. в неразрывной связи (рисЛ). Каждый гад выделяется веду-
. щнй фактор формирования и качественные характеристики стока
' с и л ь н о м е н я е т с я . ' •'. -:." .' ,,'..' '.' v ..- • •:-.:>:'• '-' ' '•
• В период проведения исследований основное влияние на фор-
:. мированив поверхностного. . , :'-. '"•••'• .
: V
: аегока талых вод оказали ' I Уровень солнечной радиации Г В
•; температура воздуха и ".
: • —
1 • —"-* •
н
осадки,.изменения кото-
" рых нарушили всю цепь
взаимосвязей факторов *
стока i их количвствен-
ные я качественные
характеристики, чтлг
х определило условия
его формирования ж
прохождения.
Зимние периоды
1990-1992 гг. харак-
теризовалась как неус-
тойчивые, с частыми
положительными темпе-
ратурами и продолжи-
тельными оттепелями.
В среднем температура
воздуха была на 5-6°С
Температура воздуха Осадки
мощность снежного покрова
глуоинапромерзания
влажностьпочвы
Степень промерзания |
БодопроЕкцаемостъ
Поверхностный стокталых вод
ВНУТ.РSН'ки
РиоД. Схема взаимосвязей факторов
поверхностного стока.
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
6
выше, а количество выпавших атмосферных осадков на 35-40 км
ниже нормы. Это приводило к интенсивному таянию снега и форми-
рованию промежуточных стоков, а чередование о отрицательными;
температурами способствовало значительной нейтрализации щелей
льдои, разрушению под действием обильной влаги и перепадов
температур структурных образований почвы и следовательно, уси-
лению процессов эрозии.
Таблица I
Влияние противоэрозионяых обработок наповерхностный сток и смыв почвы.
!Промерзание! Запасы воды! Сток, t Смыв почвы,Вариант !почвы к на-!в снеге + ! !
M y стока,см!осадки, ш • мм J т/гаобработки!— — — — — —1— — — — — — I— — — — — —J— — — — — —
II983-! I99O-! I983-! 1Э9О-! 1983-11990-11983-f1990-П988 JI992 !I988 II992 11988 11992 11988 11992. ГГ. | ГГ. | ГГ. I ГГ. I ГГ. ! ГГ. | ГГ. t ГГ.
Крутизна склона - 4°
Вспашка 63 25 110,7 36,3 17,7 4,3 0,09 0,66Вспашка +щелеваняе 49 26 108,3 35,9 9,4 2,9 0,04 0,44Поверхноотная 56 19 111,3 37,2 18,3 4,4 0,09 0,64
Крутизна склона - 8°Вспашка 68 34 103,7 33,9 34,0 14,7 0,31 1,08Вспашка +щелевание 57 35 102,1 34,2 19,3 12,8 0,14 0,91
Поверхностная 60 26 105,5 35,4 43,7 15,8 0,49 1,25
В таблица I приведена сравнительная характеристика пока-
зателей поверхностного стока и смыва почвы двух периодов -
1983-1988 гг., когда зимы были относительно благополучными и
за исследуемый период - 1990-1992 гг., когда зимы были крайне
неустойчивыми, Эа исследуемый, период при значительно меньшем
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
; : • , , ; - / ' . . ; . v • • - • , • - ' ; . : . • - - - \ ' ' 7 • • : • • . • • ' .-• - . > • ' • ' • ' • - - • • ' . .
; (в 1,5-4,1 раза) объёме стока талых вод наблюдалось резкое ,
;;увеличение (в 2,5-11,0 раз) потерь смытой почвы. '
. ;:.,, /Влияние противоэрозионных обработок на
: Л
• * \ ^ /поверхностный сток и смыв почвы
•';'•_,'••• В сложных почвенно-клюиатических:условиях формирования. •
" '"поверхностного стока талых вод изучаемые противоэроэионные •;
•обработки почвы оказали различное влияние.на количественные' ;.
'{'характеристики эрозионного процесса (табл.2).: ./ , ;
:,,,- - '• Щелевание 'зяби,' проведённое при устойчивом промерзании
: почвы на" 3-5 см на вспашке и поверхноотной обработке было . . ; .
,'более эффективным почвозащитным приёмом. Оно позволило умень-
• шитьсвок.талых вод на склоне крутизной 4° в 1,3-1,5 раза а
-"- смыв почвы в 1,3-1,6' раза;и в 1,1-1,3, 1,1-1,4 раза соответст-
• венно, на*' склоне крутизной. 8° по сравнению, с другими изучаемы-
/ми обработками.* Шксимальный: сток талых вод (19,2 мм) при -
\? коэффициенте стока; 0,58 и смыв почвы (1,82 т/га) отмечен на
;- склоне крутизной 8°. при поверхностной обработке, а минимальный."
^воспгветственно - 4,4 мм, 0,13 и 0,65,т/га на склоне крутизной ",-.
; ,4°/при. вспашке о щелеванием.: С, увеличением крутизны склона о
;. .4° до 8°-сток талых вод возрастал в 2,S-3,3 раза а смнв почвы '
/лв ; 1,6-2,о раза./..^!'- /'V
v>/^:'.1 •,•;''•. ' •;;;'"•'•; /•*.; -'..-V-''•',•
:;;-.•;.."•..':';'
.;•.>"/;; Г: . Елагодаря высокой •почвозащитной • аффективности посевов. - ;
/. .озимой.пшеницы возделываемой в опыте в 1989-1990 гг. и.хоро-••'
-;̂ шей;водопоглотительной способности почвы в период стока ) были
*•/.полностью предотвращены потери почвы на склоне крутизной 4°,
х, а на^склоне крутизной 8>°.;- при значительной.•интенсивности "сне- I,
;, готаяния (свыше 10 щ/сутки);, максимальный смыв почвы, отмечен— •
/яый при поверхностной; обработке с щелеванием;.' составил "лишь * /
.160 кг/га» что в 11,4 раза меньше чем максимальньйсмыв по '
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
8
зяблевому фону.
Таблица 2
Влияние сротивоарозионных обработок на поверхностныйсток и смыв почвы, В среднем за 1990-1992 гг.
Шромер-!Запасы!Продол-|Интен- !Р , „
Я О П. £ зание !воды в!житель-!сивность!Сток.
Вариант щочвигачалу
оораоотки1отока
-
1 СМ
Вспашка
Вспашка *щелеваниеПлоскорезвая+ щелввашеПлоскорезнах+ чизелеваниеПоверхно стная•*• щелевание
Поверхностная
ВспашкаВспашка +щелеваниеПлоскорезная•+ щелеваниеПлоскорезная+ чизелеваниеПоверхностная•*• щелевание
Поверхностная
НСРда
25
26
27
21
21
19
34
35
34
30
27
26
—
к!снеге+1ность' !осадки(стока,1 мм (сутки
Крутизна
36,3
35,9
37,3
37,4
36,4
37,2
Крутизна
33,9
34,2
36,0 ,
36,4
34,4
35,4
-
!онего- ! ммtтаяния, 1Гмм/сутки!!
склона - 4°
3
3
4
3
2
4
12.1
12,0
9,3
12,5
18,2
9,3
склона - 8°
7
6,5
7
7
6,5
7
-
4.8
5,3
5 Л
5,2
5,3
5,1
4.3
2,9
4,7
4,5
3,2
4,4
14,7
12,8
15,9
15,0
14,6
15,8
4,34
ГКоэф-
ГентtoTOKa1
0,12
0,03
0,13
0,12
0,09
0,12
0,43
0,37
0,44
0,4Г
0,42
0,45
-
Г
{Смыв(почвы.I т/га
1
0,66
0.44
0,69
0,65
Q.49
0,64
1,08
0,91
1,14
1,18
1,04
1,25
0,56
В среднем за I99O-I992 гг. омнв почвы на склоне крутизной
8° был в 1,7-2,1 раза выше, чем на склоне крутизной 4°, при наи-
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
больших её потерях на поверхностно* обработке (I,25 т/га),
а сток талых вод соответственно - 3,5-4,5 раза, при максималь-
ных его значениях на поверхностной обработке ж длосхореэной о
, щелвванием (15,8 и 15,9 мм)» . .
• .-,С.уменьшением крутизны склона вдвое промерзание почвы
. снижалось на 7-9 см, а оттаивание наступало на 3-4 дня раньше,
что имело большое значение в снижении поверхностного стока.
•'.'..' Анализ эрозионных процессов при дополнительном мульчиро-
вании, показывает, что чем меньше измельчённая солома смеши-
вается о почвой и чем больше покрыта её поверхность, тем почва
устойчивее к смыву.талыми водами. Наибольшая почвозащитная
эффективность мульчирования отмечена на плоскорезных обработках
в сочетании с щелеванием и чизелеванивм.
Влияние противозрозионных"обработок почвы
. на миграцию химических элементов
- Проведёнными исследованиями установлено, что потеря пита-
тельных веще ств о внутрипочвенным горизонтальным стоком и о
• просачивающимися водами sa пределы хорнеобитаемого слоя невели-
ки и составляет от 11,5 % до 23,1 % от общих потерь, и немогут
оказать вредного влияния на окружавшую среду. Значительно боль-
ше .выносится химических элементов с поверхностным стоком, что
в гораздо опаснее' в экологическом отношении. -
Сложные предзимние периоды, малоснежные эжмы, формирование
промежуточных стоков -оказали заметное влияние на величину та-
;терь элементов питания с поверхностным стоком ж затруднили вы-
явление зависимости этих потерь от изучаемых факторов (табл.3).
За период исследований наибольшие суммарные потери изу-
чаемых элементов литания (70,6 кг/га) отмечены при плоскорезной
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
10
обработке с чизелеваинвм на склоне крутизной 8°, наименьшие
(II,Ь кг/га) - при вспашка с щелеванием на склоне крутизной 4°.
Таблица 3
Ьшмше противоэрозиошшх обработок на вынос химическихэлементов с поверхностным стоком талых вод, кг/га.
В среднем за 1990-1992 гг.
Вариант. { Всьго | _ _ fi ™" ^^t? — _ _
кг/га }/VW^i Р2 03 ! К 2 0 ! Co. I HCOj I у А
Крутизна склона - 4°
<гЗ,12 0.IW 0,17 1.20 3,07 6,31 12,18Бспшлкаt щелоьсшие 11,59 0,17 0,18 0,83 1,35 2,54 6,52Шюокирезнаяt щелеьсшив 30,12 0,4Ь 0,30 2,04 3,72 7,59 16,02Елоскорызная»• чизелвьошш 29,51 0,52 0,36 2,22 3,63 7,75 15,03Поьерхноотная+ щелввашге 14,03 0,19 0,12 0,88 1,77 2,55 9,32
Поверхностная 25,66 0,54 0,37 2,67 2,85 5,69 13,54
Крутизна склона - 8°
Вспашка 66,43 l,U 0,42 2,36 8,62 15,27 38,64Вспашка+ щелевшше 50,01 0,96 0,41 2,16 6,66 9,69 30,13Плоскорозная• щелевание 54,09 1,07 0,48 2,55 6,90 13,17 29,92Плоскорезная+ чизелешние 70,62 1,42 3,44 3,27 11,10 16,59 37,80Поверхностная+ щелевание 58,44 ГД4 0,46 2,75 7,72 12,80 33,57Поверхностная 51,75 1,06 0,36 3,42 4,62 13,36 28,93
Щелевание и чн1елеванзе проведенные соответственно по вспашке
и поверхностной обработка (под посев озимой пшеницы) на склоне
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
крутизной 8° способствовали наиболее заметному сжижению потерь
' элементов питания по отношению к другим изучаемым вариантам
склона, соответственно в 1,1-1,4 раза и 1,1-1,3 раза.
. Вынос химических элементов на вспашке о шелеванием и по-
. верхностной с шелеванием на склоне крутизной 4? был в среднем
> в 1,5-3,0 раза меньше чем на других обработках почвы'иэучаемо-
•;• г о с к л о н а . ' •.'•'„ . • , . ' • • • , ' • . • -••'.' , '•
- г. С удвоением крутизны склона с А0 до 8° потери химических
влементов о поверхностным отоком возрастали в среднем в 2,9
.'• р а з а , - • ' , : . ' • / ' '. i > . ' • . ' ' ' . ' ' . У ' . • . : ' ' '• ' • ' ' ' - ' '
; Содержание нитратного.и аммиачного азота в стоковой воде
v при весеннем снеготаянии было незначительным. Это обусловлено
высокой подвижности) данных форм азота в почве и их значитесь-
- . ным вымыванием из неё еще в предзимние и зимние периоды. Наи-
,' меньшие потери отмечены и фосфора, но в отличии от азота фос-
, . фор в почве малоактивен и вынос его талыми водами незначителен.
; Следовательно потери фоофора из почвы почти не зависят от усло-
; вий формирования стока и мало зависят от,способа обработки
/почвы.\ Содержание кальция, калия, углерода, нитратного азота в
>: снеговой воде на мульчированных вариантах (особенно на плоско- .-
.;'"'. резной с щёлеванием и плоскорезной с чизелеванием) заметно вы-
'•-':;'1'ш& чем̂ на других изучаемых обраоЪтках;.Это, видимо,,обусловлено
1 ' i' что хроме выщелачивания химических веществ » почвы проио-
vходи»-также освобождение:их во время снеготаянияи из раститвль-
-v.v- .„- Питательные^элементы на дврновоподаолиотнх; ереднеэродиро-",
ванных почвах в зависимости\ от обсолютной велЕчины > потерь: с по-,
верхостным стоком можно расположить вi следующем порядке: оера> '
углерод > хлор >; кальций > магний > калий > заатржй > нитратны* •
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
12
азот > аммиачный азот > фоофор.
Влияние противоэрозионвых обработок на
водный режим почвы и влагообеспеченнооть
полевых культур
Исследованиями установлено, что водопроницаемость почвы на
плоскорезной о чизелеванием и поверхностной обработках, в среднем
за 1990-1992 гг., была выше на склоне крутизной 4° в 1,1-1,3 ра-
за, на склоне крутизной 8° в 1,2-1,3 раза по сравнении с другими
изучаемыми обработками почвы. Однако, свои коррективы в накопле-
ние влага в почве внесли сложные предзимние и зимние периоды,
когда происходило основное её пополнение и соотношение влагоза-
пасов по изучаемым обработкам было несколько иным (табл.4).
В условиях 1990 года запасы почвенной влаги формировались в
зимне-весенний период о дополнительным увлажнением во время веге-
танин озимой пшеницы. Тёплая зима во многом нивелировала влияние
изучаемых против©эрозионных обработок на запасы почвенной влаги
в этот период. К возобновление вегетации озимой пшеницы, щелвва-
ние при поверхностной обработке склона крутизной 4° и при вспаш-
ке склона крутизной 8° способствовало дополнительному накоплению
(от 4,9 до 16,5 мм) влаги в слое почвы O-IO0 см.
В условиях опыта 1991 года основное количество влаги посту-
пило в почву за счёт выпавших в течении осени большого количест-
ва осадков. Наиболее благоприятный водный резаш в начале вегетации
растений, овса отмечен на плоскорезной и поверхностной обработках
усиленных целованием, где содержание влаги в почве было от Г,5
до 20,3 мм выше, чем на других изучаемых обработках. Наиболее
экономно расходовалась влага растениями овса в период вегетации
на вспашке и поверхностной обработке.
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
13
Таблица 4
Влияние противоэрозионных обработок на запасы влаги вслое почвы 0-100 см, в мм. В среднем за 1990-1992 гг.
Вариант | При } Перед | После 'Вегетация культур
обработки [щелеван1Ш| стоком j стока | ^ ^ f! ( 1 I '
Крутизна склона - 4°
Вспашка 318,3 333,3 341,4 325,6 288,0 ч
Плоскорезная+ щелевание 332,6 336,8 345,2 328,9 289,3Плоскорезная+ чизелевание 326,7 329,8 344,0 332,1 288,7Поверхностная+ щелевание 337,5 337,2 347,5 336,8 287,5
Поверхностная 331,3 341,3 345,0 327,2 283,3
Крутизна склона - 8° .
Вспашка 307,7 330,9 337,2 312,7 272,1
^щелевание згг>1 3 4 7 » 8 3 3 6 . 7 ш - 3 2 7 9 ' 8
Плоскорезная+ щелевание 330,9 327,4 332,5. 313,4 272,9Плоскорезная+ чизелевание 308,0 343,0 341,4 312,2 280,9Поверхностная+ щелевание 331,5 368,0 348,8 321,0 273,4Поверхностная 324,5 367,6 356,5 312,2 277,4
При возделывании ячменя с подсевом многолетних трав влаго—
запасы почвы формировались в октябре месяце, а дополнительное
количество воды поступило в почву в период весеннего таяния сне-
га. Наиболее полное обеспечение влагой растений ячменя в начале
вегетации было на вариантах плоскорезной обработки о чизелеванием
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
. . . 1 4 ., • • • . ' . - ;
на склоне крутизной 4° я поверхноотной о щелеванием на склоне
крутизной 8°, что на 8,3-22,6 мм и 10,6-17,0 мм соответственно
больше, чем на других изучаемых вариантах. "...
В среднем за три года исследований более высокие запасы
влаги в метровом слое п о ч в ы имела поверхностная обработка о щ е -
лвванием. ' • ;. • -., '. • . • j • • ' •••'••'....'.'.'
' . ' . . . . ' - . , . ; . • . • ' - ' . . " - .
Действие противоэрозионных обработок на агро- •
физические свойства почвы и урожайность полевых
культур '
В условиях опыта 1990-1992 гг. существенных различий в плот-
ности почвы на изучаемых протявоэрозионных обработках не'отмечв—'.,,
но. Обильные осадки осенних периодов 1990 и 1991 гг., заметно . -
уплотнившие почву и не позволившие провести основные обработки в
. оптимальные агротехнические сроки, сложная весна 1991 года, засу--
ха 1992 года оказали значительное отрицательное влияние и на
разуплотняющую способность противоэрозионных обработок и в целом
на физические свойства почвы, лишь в условиях 1989-1990 гг. при
возделывании озимой пшеницы наблюдалась высокая разуплотняющая
эффективность изучаемых обработок почвы, оообенно на вариантах •.
где применялось чизелевание (табл.5). ; . • • '•."••_'
Высокая твёрдость"почвы отмечена по плоскорезной обработке
с щелеванием изучаемых склонов,-что видимо'связано с наиболее. }
слабым крошением обрабатываемого слоя;безотвальным орудием. , ;.; ;'<•
Несколько большее влияние на снижение твёрдости оказало.щелёванке'
и чизелевание на склоне крутизной'8°, проведённые соответственно;
по вспашке и плоскорезной обработке. Показатели твёрдости других!,
изучаемых вариантов суще ственно не различались между собой. . ; ';
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
15
Таблица 5
Влияние противоэрозионных обработок на агрофизическиесвойства почвы. Слой 0-40 см. В среднем за 1990-1992 гг.
Вариант
обработки
ВспашкаВспашка+ щелеваниеПлоскорезная*• ще летниеПлоскорозная••• чизелвваниеПоверхностная+ щелевание
Поверхно стная
ВспашкаВспашка• щелеваниеПлоскорезная+ щелеваниеПлоскорезная*• чиэелвваниеПоверхностная+ щелевание
Поверхностная
НСРоб
Шлот-1иость(почвы,(г/см 3
I,
I ,
I,
I .
I,
I,
I,
I,
I,
I,
I,
I,
0
,44
,44
,44
,43
,43
,42
,47
,47
,48
.47
,47
,46
,019
I Общая!порио-!тость,1 *
(Твер-
дость1ПОЧВЫ,
\кс/аг
Крутизна склона
44,6
44,8
45,0
45,1
45,2
45,7
37,5
37,9
39,2
38,8
38,6
37,9
Крутизна склона
43,8
43,7
43,4
44,0
43,6
44,1
0,64
43,4
41,9
43,0
41,7
42,4
42,2
• 3,56
1Коэффи-!пиентtструк-турно о—I ти
-4°2,52
2,47
2,46
2,53
2,63
2,89
-8°2,15
2.12
2,14
2,15
2,29
2,42
0,13
1Сод-ние(пыли иlarpera-!тов<0,25t мм
4,1
4 . 3
3.7
3,8
3,5
3,6
3,7
2 , 7
2.6
2,7
2,6
2,9
-
1% водо-! прочны:farpera-1 тов
39,9
39,5
37,9
40,2
41,3
42,5
36,1
36,5
37,5
37,6
37,9
36,7
2,99
В среднем за три года исследований структурное соотояние
почвы по изучаемым обработкам было в целом хорошим, что связано
с возделыванием в севообороте многолетних трав. Наибольшее коли-
чество агрономически ценных агрегатов содержалось при поверх-
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
. • . - 1 6 . • . . • .,• •• . . • . - . • •
ностной обработке изучаемых склонов, где коэффициент структур- '.•
ности был на 5,4-14,9 % выше чем на других вариантах обработки .
почвы. С удвоением крутизны склона отмечено снижение коэффициен-
та структурности на 13,0-16,3 %.
На склоне крутизной 4° наиболее устойчивой к воздействию
влаги отмечена почва при поверхностной обработке (42,5 %), менее
устойчивой - при плоскорезной обработке*с щелеванием (37,9#).'
С увеличением крутизны склона водопрочность почвенных агрегатов •
снижалась (на 7,8 %), при минимальных её значениях на вспашке и.
поверхностной обработке (36,1 и'36,7 %}. "- . •.
В период наблюдений мульчирующая обработка не оказывала •
существенного влияния на агрофизические свойства почвы*.
Противоэрозионные обработки оказали неравнозначное влияние
на урожайность озимой пшеницы, овса и ячменя о подсевом много- -"
л е т н и х т р а в ( т а б л . 6 ) . ; ••..:.' •
Наибольшая урожайность зерна озимой пшеницы отмечена на -
склоне крутизной 8° при поверхностной обработке е щелеванием :';';.
(43,7 ц/га), на склоне крутизной 4° - при вспашке (43,3 и/га), •
наименьшая (39,3 и 39,9 ц/га) - при поверхностной обработке изу-•}
чаемых склонов. Урожайность на других вариантах существенно не :
различалась между собой. . ; .•' V , / :, "
;,^ .•,.,•. .,.• ' \
Если на склоне крутизной 8° показате̂ л̂и урожайности зерна ••;
овса на изучаемых вариантах были близки по значению, то?с умень-Г,
шением крутизны;склона:эти различия были более заметными. Макси- v
малыши урожай получен при вспашке (27,4;ц/га) и поверхностной • ;.
обработке с щелеванием (27,2 ц/га), а минимальный, (24,5 ц/га) - ,
при поверхностной обработке. ; . ,. ,. ' ' .'. - . ;
Влияние засухи в период вегетации ячменя с подсевом много-
летних трав не позволило реализовать.весь биологический-потенциал
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
17
продуктивности этой культуры. В этих условиях на склоне крутизной
8° существенных различий в показателях урожайности зерна ячменя
не отмечено. На склоне крутизной 4° влияние изучаемых противоэро-
зионных обработок было более заметным, где максимальный выход
продукции получен на поверхностной обработке (17,2 п/га), а мини-
мальный (£3,8 ц/га) — на плоскорезной обработке о щелеванием,
( Таблица 6
Влияние противоэрозионных обработок на урожайность \полевых культур, ц/га.
!Озимая ! Овйо, ! Ячмень, !В среднем заВариант (пшеница, 1
I I99O г. t I99I г.обработки!— — — — — —|-
4° | 8° } 4° | 8°
II990-I992 гг.1992 г. !ц. корм. ед.
.{4Ь { 8° { 4° | 8°
Вспашка 43,3 40,7 27,4 27,2 15,7 20,3 32,2 32,8Вспашка
+ щелевание 42,7 41,5 24,8 27,7 15,1 18,9 30,9 32,8Плоскороаная
+ щелевание 40,9 41,3 26,0 27,6 13,8 18,2 30,1 32,4Олоскорезная
+ чизелевание 39,7 41,8 25,9 26,6 14,5 19,3 29,8 32,7Поверхноотная
+ щелевание 41,4 43,7 27,2 26,9 16,2 19,7 31,6 33,7
Поверхноотная 39,3 39,9 24,5 28,2 17,2 19,7 30,2 32,7
2,96 2,05 1,98 2,01
I.7I 1,18 1,Г4 1,16В сложных почвенно-клшатичеоких условиях, сложившихся в
период проведения исследований, влияние агрофизических факторов
(Коэффициента структурности, водопроницаемости, водопрочнооти),
определяющих противоэрозионную устойчивость почвы, на урожайность
полевых культур было невысоким: множественный коэффициент корре—
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
ции достигал в 1990 году - 0,74, в 1991 году - 0,65, в 1992 году
— 0,84. Зависимость урожая от агрофизических свойств почвы (плот-:,
ности, твёрдости, структурности, содержания пыли и агрегатов даа-,'
метром менее 0,25 мм, общей пористости) более заметное: множест- •
венный коэффициент корреляции составлял в 1990 году- - 0,90, в *'
1991 году••- 0,64 и в 1992 году - 0,95. " .' - •: " . ' ;
Агротехническая и экономическая эффективность". , с V.V.
противоэрозионных обработок почвы . . . . . . , ' • ; • ;
. В среднем за годы исследований максимальный выход продукции'
(33,7 ц корм. ед./га) , чистый доход (271,16 руб/га) и уровень л',
рентабельности (135,1 %) при меньших производственных.затратах :• ~\
(200,64 руб/га> и себестоимости I ц корм. ед. (5,95 руб) отмече-
ны при поверхноотной обработке с щелеванием на склоне крутизной !.
8° . С уменьшением крутизны склона вдвое по данной обработке;-oiv- ..
мечено снижение (на 10,7 %) чистого дохода^ (на 10*5''%У:уровня ';
рентабельности и увеличение (на &,Т%) себестоимости..Высокий;';
выход продукции и чистого дохода получен на изучаемом склоне и '..
по вспашке, но большие производственные затраты (на 4^4 %)• и с е -
бестоимость I ц корм.: ед.; (на 2^6 %) снизили (на 4,6 ^ у р о в е н ь . -
рентабельности этого варианта по отношению' к поверхностной обра- ,
ботке с щелеванием. Хорошие экономические показатели на склоне:";,
крутизной 8° получены' при поверхностной обработке, но из-за; ела-'"
бой почвозащитной способности применение её"-на данном склоне не:'-у
целесообразно.: ';,"••. • ''•/'.-'•.•'•'1-'-:'\- '- ' • •'-.v',/"''".Г'.'-'.''- ,-"Vt.!-->̂ *^';
" , I . В условиях Центрального района Нечернозёмной^зоны интен-
сивность эрозионных процессов на пахотных землях,;кроме прочих ?
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
19
факторов, определяется характером предзимнего и зимнего периодов,
состоянием поверхности почвы в период формирования и прохождения
стока талых вод, мощностью снежного покрова, наличием раститель-
ного покроЕа и пожнивных остатков.
2. Неустойчивые зимы с частыми положительными температурами
и продолжительными оттепелями способствуют резкому увеличению
интенсивности эрозионных процессо.в.
3. Максимальный сток талых вод и смыв почвы отмечен при _
поверхностной обработке на склоне крутизной 8°. За годы исследо-
ваний сток талых вод и смыв почвы на склоне крутизной 4° соот-
ветственно составили: по вспашке - 4,3 мм, - 0,66 т/га; по вспаш-
ке с щелеванием - 2,9 мм, - 0,44 т/га; по плоскореэной с щелева-
нием - 4,7 мм, — 0,69 т/га; по плоскорезной с чизелеванием -
4,5 мм, — 0,65 т/га; по поверхностной с щелеванием — 3,2 мм, -
0,49 т/га и по поверхностной - 4,4 мм, - 0,64 т/га. С увеличением
крутизны склона сток талых вод и смыв почвы соответственно воз-
растали: при вспашке — на 10,4 мм и 0,42 т/га, при вспашке с
щелеванием — на 9,9 мм и 0,47 т/га, при плоскорезной с щелева-
нием - на 11,2 мм и 0,45 т/га, при плоскорезной о чизелеванием -
на 10,5 мм и 0,53 т/га, при поверхностной с щелеванием — на
11,4 мм и 0,55 т/га, при поверхностной - на 11,4 мм и 0,61 т/га.
Посевы озимой пшеницы оказали заметное положительное влияние на
снижение интенсивности процессов эрозии.
4. Наибольшие потери химических элементов из почвы с поверх-
ностным стоком талых вод отмечались на склоне крутизной 8°: при
вспашке - 66,4 кг/га, при вспашке о щелеванием — 50,0 кг/га, при
плоскорезной с щелеванием - 54,1 кг/га, при плоскорезной с чизе-
леванием — 70,6 кг/га, при поверхностной с щелеванием - 58,5 кг/га,
при поверхностной - 51,7 кг/га. С уменьшением крутизны склона
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
20
до 4° потеря химических элементов снижались соответственно в 2,8; "
- 4,3; - 1,8; - 2,4; - 3,9 и 2,0 раза. Осноннов коишчеотво »ле- , *\
ментов питания (до 76 % от общих потерь) синваетоя поверхностным • ;
стоком талых вод, что необходимо учитывать при использовании ;•;-::
системы удобрений, о целью снижения их потерь от вымывания и в .',••*/.;;
п р и р о д о о х р а н н о м о т н о ш е н и и . •« •• •.".•• .'..": * с ',--г. '. '
::..''' '
5. Щелевание по вспашке и поверхностной обработке, проведён-
ное при промерзании поверхности почвы на глубину 3-5 ом по зябле^, ;
вому фону, оказалось наиболее аффективным почвозащитным приёмом:
в сложных условиях формирования поверхностного стока талых вод. .;. |
6. мульчирующий слой, нз стерни,и измельчённой соломы на плоо~ j
корезных обработках с щелеванием и чизелеванием способствует в ; у.
осенний период накоплению и сохранению влаги в почве, раннему •',':". •-
зимнему.снегонакоплению, более равномерному его распределению по .д j
поверхности почвы, благоприятным темпам таяния снега. Мульчирую-;• •!.
ций слой сыграл важную почвозащитную роль, при этом мутнооть сто- ;
ковой воды на единицу её объёма была минимальной по отношению к .
аналогичным показателям других изучаемых вариантов обработки;почвы.
7. Щелевание и чизелевание способствовали заметному увеличе- .'
нию водопроницаемости почвы, что позволило усилить её водопогло-*
тигельную способность и дополнительно накопить влагу в метровом'.'',
с л о е п о ч в ы . =.'• ' • " ' • • • • • ' " . . ' . • • •..•'•• ' :4^ ';'•'•/.''."".*•• • • • " * '
1 : ••"'..'.'' '••-. *''.';'•.'•'•'•''•
8. Проведение щелевания по поверхностной обработке и чизеле--
вания по плоскорезной и поверхностной (под посев озимой пшеницы)
оказало благоприятное влияние на агрофизические показатели:, сни-:. •
жало твёрдость слоя 0-30 см и величину плотности, улучшало струк-
турное состояние почвы и её водопрочность. , •;'• .•'.," ' /̂̂ ' ' ; " •
9. Шксималышй выход продукции>в ц-корм.'.'ад; 6 X га, чистый
доход и уровень рентабельности, при незначительных затратах труда
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
21
я средств и минимальной себестоимости получен на склоне крутиз-
ной 8° при поверхностной обработке почвы усиленной, щелеванием.
лучшие экономические показатели на склоне крутизной 4° имеет
поверхностная обработка с щелеванием и вспашка.
РЕКОШЩЩИИ ПРОИЗВОДСТВУ
1. На склонах крутизной до 4°, целесообразно чередование
поверхностной обработки о щелеванием и обычной вспашки, в зави-
симости от конкретных условии года и возделываемой культуры, на
склонах крутизной, более 4° - применять поверхностную обработку
о щелеванием на глубину 40-50 см, о 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 мощнос-
ти снежного покрова на полях. •
3. Для усиления противоэрозионнох. устойчивости поверхности
почвы и защиты от неблагоприятных метеорологических факторов, а
также улучшения агрофизических и других свойств почвы применять
мульчирование измельчённой соломой и другими растительными остат-
ками из расчёта не менее 2,5 т/га.
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Список работ, опубликованных по материалам диссертации*." ' -
1 . Водная эрозия почв и меры борьбы о вей в условиях:
Московской области / И.П.Макаров, И.С.Кочатов," В.Н.Ооипов,., : . ' •
А.И.Белолюбцев и д р . - М., 1989, - > 8 о . . :*-, >." ;• -' • .*' : •,--'•.
2 . Кочетов И . С , Осипов В.Н., Белолюбцев А.И. йконокичеокая
эффективность противоэрозионной обработки почвы оклояовых земель .
в условиях Центрального Нечврнозеыья /Окультуривание'почв: неуч-
ныв ооновы, опыт и направления. - М.: Агропрокиздаг, 1992. - С. 2*
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Объем l'/г п л Заказ 1417 Тираж 100
Типография \<1гу~х<>в~кой t x. л«лдемии им К А Тимирязева127550 Чосква И 550 Тимирязевская ул, д 44
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»