Агромелиорация на склонах юга Приволжской возвышенности Текст научной статьи по специальности «Сельское хозяйство, лесное хозяйство, рыбное хозяйство»

УДК 631.452

Агромелиорация на склонах юга Приволжской возвышенности

Л.А. БАБАЯН, A.M. БЕЛЯКОВ, доктора сельскохозяйственных наук

В.В. ЛЕОНТЬЕВ, кандидат сельскохозяйственных наук

Нижне-Волжский НИИ сельского хозяйства

E-mail: [email protected]

Рассказано об основных приемах агромелиорации на склоновых землях Волгоградской области и опыте их использования в ОПХ «Новожизненское».

Ключевые слова: смыв почвы, почвозащитный севооборот, буферно-поло-стное размещение культур, обработка почвы на склонах, фитомелиоративный комплекс.

В Волгоградской области эрозионные процессы, обусловленные в основном дефляцией и смывом почвы, охватывают 835 тыс. га сельскохозяйственных угодий, расположенных на склонах от 2° до 8° и выше. Воздействие дефляции отмечается преимущественно при ветрах восточных направлений. Появления пыльных бурь за два десятилетия в области не зафиксировано, но влияние более слабых ветров ощущается постоянно. Водная же эрозия почв наблюдается практически ежегодно при интенсивном снеготаянии, а также при периодическом выпадении ливневых осадков в летний и осенний периоды. Годовой суммарный смыв почвы колеблется в пределах от 3-6 до 10-15 т/га, а в отдельных случаях - до 32 т/га [1].

Анализы, проведенные в нашем институте, показали, что в твердом

стоке со светло-каштановой почвы на участке с уклоном 4-5° содержалось 2,2 % гумуса, 11,2, мг/100 г почвы доступных форм азота, 3,3 -фосфора и 49,9 мг/100 г - калия, тогда как их исходное содержание в почве составило соответственно 1,7 %, 10,9; 2,2 и 31,0 мг/100 г почвы [1].

Вызывает озабоченность и дегу-мификация почв, особенно на при-сетевых участках водосборной территории. Установлено, что за десятилетний период (1994-2004 гг.) содержание гумуса в слое 0-20 см светло-каштановой почвы с верхней части склона северо-западной экспозиции крутизной 4-5°уменьшилось с 2,0 до 1,7 %, а с нижней (ближе к водотоку) - с 2,3 до 2,0 %. На этих же частях склона, но юго-восточной экспозиции и крутизной 5-6°, снижение содержания гумуса составило соответственно 0,1 и 0,2 %. Содержание гумуса на приводораздельных частях участка и водотоке за десятилетний период существенно не изменялось (точки отбора почвенных проб зафиксированы в 1994 г., методы определения и лаборатория те же). Дегумификация почвы на склоне за этот период обусловлена преимущественно активно действующими эрозионными процессами, вызванными в основном нерациональным антропогенным вмешательством. Наблюдаемые почти повсеместно, и особенно на пашне, довольно глубокие размоины нередко приводят к образованию оврагов и, как следствие, - к выводу значительной земельной площади из производственного оборота.

Нерациональное и бесконтрольное использование угодий обусловило развитие деградационных про-

Рис. I. Буферная полоса из многолетних трав в посевах

на эродированном северо-западном склоне крутизной 4-5° (ОПХ «Новожизненское»)

цессов и на нижерасположенных слабоуклонных территориях.

Обобщение результатов многолетних исследований, проведенных на водораздельной территории со светло-каштановой почвой в ОПХ «Новожизненское» [2], позволяет рекомендовать для снижения масштабов плоскостного стока ряд почвозащитных агроприемов, адаптированных к местным условиям.

Прежде всего, это правильное чередование культур в севообороте. В степной зоне каштановых почв на эродированных агроландшафтах крутизной выше 3° мы рекомендуем севооборот со следующим чередованием культур: зерновые - зернобобовые (горох, вика) - ячмень + донник - донник или зерновые - ячмень + эспарцет - эспарцет - эспарцет. В этом севообороте соотношение между культурами-восстановителями почвенного плодородия (зернобобовые, многолетние травы) и культурами зерновой группы оптимально. Использование последних укосов многолетних трав в качестве сиде-рального удобрения в значительной степени повышает противоэрозион-ную стойкость почвы и ее плодородие. Так, запашка травостоя люцерны под зерновые колосовые обеспечила получение дополнительного урожая зерна 2-3 ц/га, а последействие сидерального удобрения положительно сказалось на продуктивности следующих в севообороте культур. В производственном опыте в таком севообороте на слабо- и сред-неэродированной светло-каштановой почве склона юго-восточной экспозиции крутизной 5-6° урожайность сена донника составила 63,6 и 48,8 ц/га, а урожайность сена эспарцета -соответственно 40,4 и 37,2 ц/га. Однако по качественным показателям донник уступает эспарцету и выпадает после двухлетнего использования.

На сложных ландшафтах с каштановыми почвами в травопольных севооборотах перспективна бобово-злаковая травосмесь, включающая бобовые (эспарцет, донник, люцерна синяя) и злаковые (житняк широ-коколосый, костер безостый, пырей сизый).

Следует также учесть, что в богар- " ных условиях сухостепной зоны Ниж- | него Поволжья получить всходы и со- £ хранить начальные посевы многолет- | них трав в отдельные годы со сла- ^ бой влагообеспеченностью бывает 2 не всегда возможно, а иногда тре- й буется их пересев. р

Противоэрозионная эффектив- 2

2 Земледелие № 3

Enlieugiaaiea gaiee..p65 9 24.03.2013, 13:32

ность севооборота с четырех-, и особенно пятилетним использованием бобово-злаковых трав наиболее высокая, но при этом урожайность травосмеси снижается до 6-10 ц/га и ниже. Одновременно ухудшается и качество сена. Такое длительное пользование многолетними травами возможно лишь на сильноэродиро-ванных землях.

Размещать посевы культур на эродированных склонах следует по контурам под защитой буферных полос шириной 8-10 м из бобово-злаковых смесей многолетних трав (рис. 1). Выбор ширины буферного пространства зависит от уклонов и противоэрозионной стойкости почвы, но она должна быть не менее 30-40 м, так как на более узких полосах трудно проводить полевые работы. Такое полосное размещение растений эффективно сдерживает смыв почвы, поскольку при разделении участка на отдельные отрезки сокращается энергия передвижения поверхностного стока, а смыв почвы гасится на границе с многолетними травами. На межбуферной полосе создается меньшая контрастность рельефа, почвенного покрова и микроклимата.

В борьбе с эрозией на склонах большую роль играет выбор способа обработки почвы. На склоновых полях степной зоны, где преобладают тяжелые заплывающие солонцовые почвы, особенно после многолетних трав и предшественников, засоренных многолетними и корне-отпрысковыми сорняками, наиболее приемлема глубокая отвальная вспашка плугом с предплужниками. На сравнительно легких почвах после зерновых и зернобобовых можно применять плоскорезы. Однако при обработке плоскорезом наблюдается усиление засоренности, уплотнение почвы, неравномерная заделка органических удобрений. При посеве рядовыми сеялками часть семян остается на поверхности поля. Эти негативные моменты можно устранить, применяя разноглубинную обработку с помощью новых чи-зельных рабочих органов (РАНЧО), конструкция которых разработана в $2 нашем институте (рис. 2). Поверхно-8 стная обработка почвы эффективна со после зернобобовых и пропашных г предшественников при допустимом ф уровне засоренности. ^ Чтобы снизить уплотнение почвы ■з и засоренность посевов, особенно е; многолетними сорняками, бесплуж-

§ ную обработку эффективно перио-т

10

ЁпиёйдТаа1ёа да!ёё..р65 10

дически (через 3-4 года) чередовать с отвальной вспашкой.

Исследованиями установлены оптимальные нормы минеральных удобрений под зерновые колосовые культуры на эродированных почвах степных агроландшафтов области -

Х40-60Р40-60К30-40. Ф°сф°рные и калийные удобрения целесообразнее вносить осенью, под основную обработку почвы. Наибольшая отзывчивость озимой пшеницы на азотные удобрения достигается при внесении одной трети дозы до посева и остальной части - ранней весной в подкормку. При недостатке в хозяйствах азотных туков целесообразно применить их весной, в фазе кущения растений. Под яровые колосовые эффективнее всю норму азота вносить до посева. Рационально использовать азотные удобрения и локально (в рядки) при посеве зерновых колосовых (10-^ кг/га).

Проведенные исследования показывают, что с повышением густоты стояния растений почвозащитные свойства посева усиливаются. На склонах на каштановых почвах оптимальная норма высева озимой пшеницы - S-6, ярового ячменя - 4^ млн всхожих семян на 1 га. Для посева зерновых колосовых на эродированных склонах можно использовать стерневую сеялку СЗС-2,1, отрегулированную на минимальную глубину высева.

3

Рис. 2. Модернизированный рабочий орган РАНЧО: I- стойка; 2 - башмак;3 - упор стойки; 4 - долото широкое; 5 - кронштейны;6 - лапки подрезные; 7 - эксцентрик «РАНЧО»

Многолетний опыт показывает [2 -6], что применение отдельных приемов не всегда позволяет эффективно предотвратить деградацию почвы. Успешная борьба с эрозией возможна лишь при комплексе противоэро-зионных мер.

В ОПХ «Новожизненское» с 1994 г. мы изучали защитную эффективность противоэрозионного фитоком-плекса. Опыты проводились на части водосбора крутизной 4-6° между балками Майская и Дочь. С учетом рельефа и почвенного покрова на водосборе проведены почвозащитные мелиорации с включением агротехнических и лугомелиоративных приемов. На наиболее эрозионно опасной части склона северо-западной экспозиции строго по контуру участка (параллельно водотоку) создана буферная полоса из смеси зла-ково-бобовых трав шириной 10 м с межбуферным расстоянием по обе стороны S0 м. Дно балки с выраженным началом оврагообразования за-лужали посевом многолетних трав. Для предотвращения смыва почвы смесь многолетних трав посеяна и на водораздельных участках склонов северо-западной и юго-восточной экспозиций. В состав травосмеси входили эспарцет, донник, люцерна, кострец, житняк, пырей. Общая площадь созданного контурно-мелиоративного комплекса - 28 га. На нем сложились следующие компоненты агроландшафта: полезащитные лесонасаждения (лесные ветрозащитные полосы, созданные в прошлом)

- 3,3 %, залуженные участки - 31,3 %, используемая пашня - 65,4 %.

Внутри почвозащитного комплекса проводили изучение эффективности севооборотов с различным насыщением многолетними травами, буферно-полосного размещения культур, способов отвальной и безотвальной обработок почвы. В севооборотах использовали озимую пшеницу, яровой ячмень и в качестве улучшителя почвенного плодородия

- зерно-бобовые (горох).

Почва опытного участка - светло-каштановая, солонцеватая. В низинной части балочного водосбора в результате поверхностного стока образовались намытые почвы черно-пепельной окраски (следствие высокой гумусированности)и с однородностью слоев по глубине. Отличительная особенность почвы - большое количество пылеватых фракций (до S9 %), что характерно для светло-каштановых почв области и обуславливает их низкую противоэрози-

24.03.2013, 13:32

Рис. 3. Посевы гороха, ячменя, донника на склонах северо-западной (4-5 °) и юго-восточной (5-6 °) экспозиции (освоенный фитокомплекс)

онную устойчивость. Намытые почвы водотока отличались зернисто-ком-коватой или мелко-комковатой структурой и были густо пронизаны корнями растений. Наибольшая величина полевой влагоемкости (24,3 и 2S,2 %) отмечалась на пониженных участках склонов, и особенно на водотоке, что предопределяло и больший диапазон активной влаги (^,1 и ^,6 %). Реакция почвенного раствора щелочная и по элементам рельефа существенно не изменялась. Обеспеченность пахотного (0-30 см) слоя почвы азотными и фосфорными соединениями слабая, калийными -хорошая. Намытые почвы водотока отличались высокой гумусированно-

стью (3,2-3,3 %) и большим накоплением питательных элементов.

К началу освоения территории комплекса почвы склонов были объектом интенсивного проявления водной эрозии. Ежегодное количество почвы, смываемой с поверхности склонов в результате весеннего снеготаяния и ливневых осадков, составляло в среднем 12,3 т/га. С твердым стоком выносилось 209,1 кг гумуса, а также усвояемых форм питательных веществ: азота - 1,0 кг, фосфора - 0^ кг, калия - 4,6 кг (табл. 1). Урожайность озимой пшеницы составляла 1,13 т/га, ярового ячменя -1,20, гороха - 0,86 т/га, сена однолетних трав - 1,41 т/га, многолетних

трав - т/га, тогда как продуктивность рядом расположенных пастбищных угодий - 0^-0,6 т/га воздушно-сухой массы (табл. 2).

В первые годы освоения под культуры севооборота на 1 га вносили 90 кг д.в. азотных, 60 кг - фосфорных и 40 кг - калийных удобрений. В отдельные годы применялась сидерация с измельчением и запашкой люцерны. После уборки предшественника, дискования стерни и отрастания сорняков опытные участки обрабатывали гербицидом Раундап (3-4 л/га), действие которого было весьма эффективным.

В результате комплексного применения противоэрозионных агротехнических мероприятий в сочетании с луго- и лесомелиорацией удалось изменить характер эрозионных процессов. Проявляемый весной смыв на межбуферных полосах с повышенными элементами макрорельефа наблюдался локально в виде микроструйчатой сети. Основная масса твердого стока откладывалась на стыке с буферной полосой, т.е. вместо смыва верхнего слоя почвы по всему склону наблюдалось перераспределение его на определенных частях. Смыв почвы на участке под фитомелиоративным комплексом сократился в 2,3 раза и составлял в среднем 4,8 т/га в год, что значительно меньше, чем в близко расположенных рядовых посевах. Соответственно снизились и потери элементов питания.

Введение севооборотов, насыщенных зерновыми бобовыми и многолетними травами с буферно-полосным размещением и залуже-нием эрозионно опасных участков под защитой созданных в прошлом полезащитных лесополос, улучшило структуру почвы, повысило ее устойчивость к деградации (см. табл. 1). Противоэрозионный комплекс способствовал уменьшению потерь влаги со склонов благодаря более равномерному впитыванию осадков в почву, что в богарных условиях имеет большое значение. Осуществление агротехнических, луго- и отчасти лесомелиоративных мероприятий на эродированном участке водосборной территории позволило не толь- " ко ослабить разрушающее действие | эрозионных процессов, но и повы- д сить продуктивность полевых куль- 1 тур и пастбищ (см. табл. 2). е

Обустройство почвозащитного 2

комплекса требует определенных Ц

затрат на организацию территории, р

создание агрофонов по каждому се- 2

со

I. Противоэрозионная эффективность фитомелиоративного комплекса ОПХ «Новожизненское» на светло-каштановой среднеэродированной почве юго-восточного склона крутизной 5-6°

Показатель До освоения После освоения

Зодопрочные агрегаты > 0,25 мм 14,1 20,8

Содержание питательных веществ

в слое почвы 0-30 см:

гумус, % 1,6 1,5

гидролизуемый азот, мг/100 г 4,3 8,6

подвижный фосфор, мг/100 г 1,4 1,9

обменный калий, мг/100 г 28,5 25,8

Смыв почвы, т/га 12,3 4,8

Потери питательных веществ

с твердым стоком, кг/га:

гумус 209,1 81,6

гидролизуемый азот 1,0 0,4

подвижный фосфор 0,5 0,2

обменный калий 4,6 1,7

2. Продуктивность полевых культур, ц/га

Культура

До освоения После освоения Прибавка

Озимая пшеница 11,3 17,8 6,5

Яровой ячмень 12,0 20,4 8,4

Горох 8,6 16,1 7,5

Однолетние травы (сено) 14,1 16,6 2,5

Многолетние травы (сено) 15,5 18,7 3,2

ЁшТёйдТааТёа да!ёё..р65 11 24.03.2013, 13:33

вообороту, разметку базисной линии, особенно на многосторонних склонах, при залужении водотоков и при-сетевых участков. Однако эти затраты быстро окупаются за счет дополнительного урожая возделываемых культур.

Создание противоэрозионного комплекса - это и важное мероприятие по охране окружающей среды от загрязнения веществами, мигрирующими с поверхностным стоком на нижерасположенные участки. Комплексное воздействие фитомелиора-ции положительно отражается и на ландшафте водосборной территории.

Литература

1. Бабаян Л.А., Протопопов В.М. Плодородие светло-каштановой почвы на различных элементах рельефа//Почво-ведение, 1997. - № 10. - С. 1245-1249.

2. Бабаян Л.А., Беляков А.М., Леонтьев В.В. Агропроизводственное использование обрабатываемых угодий на склонах Приволжской возвышенности. - Волгоград, 2011. - 107 с.

3. Система ведения агропромышленного производства Волгоградской области на 1996-2010 гг. - Волгоград, 1997.

- 10 с.

4. Шабаев А.И. Адаптивно-экологические системы земледелия в агроландшаф-тах Поволжья. - Саратов, 2003. - 63 с.

5. Шикула Н.К. Почвозащитная технология возделывания с.-х. культур на склоновых землях лесостепи Украины/ Почвозащитное земледелие на склонах.

- М.: Колос, 1983. - 190 с.

6. Черкасов Г.Н. Проблемы земледелия надо решать комплексно/земледелие, 2008 - № 2. - С. 10.

Статья поступила в редакцию 2i.ll.2012

Melioration on slopes of the south of Volga Uplands

L.A. Babayan, A.M. Belyakov, V.V. Leont'ev

w

© Main ways of melioration on slopes of w Volgograd region and experience of their si applying in OPH "Novozhilinskoe" are „ discussed.

| Keywords: soil erosion, soil protection <j> crop rotation, buffered-cavitary placement cu of the culture, soil cultivation on slopes, 5 phytomeliorative complex. n ■

12

Подведены итоги

13 февраля состоялось Общее собрания Отделения земледелия РАСХН, обсудившее итоги работы научно-исследовательских учреждений в 2012 г.

Общее собрание отметило, что в соответствии с планом фундаментальных и приоритетных прикладных исследований Россельхозака-демии по научному обеспечению развития АПК РФ на 2011-2015 гг., учеными выполнен большой комплекс исследований по разработке теоретических основ технологической модернизации, системы формирования адаптивно-ландшафтного земледелия, проектирования современных агротехнологий.

Институты Отделения участвовали в научном сопровождении Федеральной целевой программы «Сохранение и восстановление плодородия почв земель сельскохозяйственного назначения и агролан-дшафтов» и «Комплексного плана исследований погоды и климата до 2020 г.». Работа велась по 38 грантам РФФИ,22 грантам с иностранными партнерами,233 научно-техническим договорам с федеральными министерствами и ведомствами, 23 договорам с региональными органами управления АПК, 1430 договорам с сельхозтоваропроизводителями различных форм собственности и специализации, 652 договорам с производителями минеральных удобрений, средств защиты растений, а также другими учреждениями.

Среди наиболее значимых научных разработок 2012 г. - адаптивно-ландшафтные системы земледелия для Волгоградской, Воронежской, Курганской и Ульяновской областей, Ставропольского края, обеспечивающие увеличение производства сельскохозяйственной продукции на 10-15 %; технологии использования торфяных ресурсов России для производства органических удобрений; растительно-микробные системы и новые штаммы азотфиксирующих, фитостиму-лирующих и биоконтрольных микроорганизмов для получения биопрепаратов комплексного действия; новые нормативы для определения вклада биологического азота бобо-

вых культур в баланс азота в земледелии России.

В 2012 г. научными учреждениями Отделения разработаны 9 адаптивно-ландшафтных систем земледелия; 42 усовершенствованные агротехнологии возделывания сельскохозяйственных культур, включая пакеты технологий для фермерских хозяйств; 68 приемов и способов применения в аг-ротехнологиях минеральных и органических удобрений, химических мелиорантов, средств защиты растений, регуляторов роста растений и биопрепаратов; 98 методик и нормативных документов; 10 концепций и законодательных предложений для органов управления АПК; выделено 5 новых штаммов микроорганизмов для создания биопрепаратов; получено 85 патентов. По результатам исследований опубликовано свыше 2000 работ. В институтах Отделения проведено 38 Дней поля, на которых с инновационными разработками ознакомились около 4,7 тыс. человек, а также 118 семинаров, в которых приняли участие 13 тыс. специалистов агропромышленного комплекса регионов.

Лучшие инновационные разработки ученых Отделения земледелия в 2012 г. были отмечены 19 медалями на международных, 48 -на всероссийских и 10 - на региональных выставках. По итогам конкурсов агропромышленной выставки «Золотая осень 2012» институты Отделения награждены 45 медалями, из них 17 золотых.

Подготовку научных кадров осуществляли через аспирантуру и докторантуру 12 НИИ Отделения, где обучались 88 человек. В 2012 г. было выпущено 32 аспиранта (из них шесть с защитой диссертации). Работниками институтов Отделения защищены семь докторских и 36 кандидатских диссертаций, все защитившиеся доктора и 29 кандидатов наук продолжили работу в своих институтах.

В минувшем году укреплялась материально-техническая база институтов: приобретено 208 единиц приборов и лабораторного оборудования, 251 персональный компьютер, 172 сельскохозяйственных машин и орудий на общую сумму 105,5 млн руб.

Продолжение на стр. 39.

Enfieugiaaiea gaiee..p65 12 24.03.2013, 13:33