729.влияние противоэрозионных обработок на водно...

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


„ , ; : 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.


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


• . . ? • . . : - / . • •:. _.-•' ;• • " . - > • 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; .


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.


;•" 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.


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


; : • , , ; - / ' . . ; . 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 '


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


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-


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


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


<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


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


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* •


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.


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 '


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


. . . 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. . ; ';


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


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-


. • . - 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


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—


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 ?


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


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


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.


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*


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


729.влияние противоэрозионных обработок на водно...

Documents

Transcript of 729.влияние противоэрозионных обработок на водно...