CC BY
15
УДК 630*116.64:626.80:631.559
DOI: 10.24412/2587-6740-2021-4-59-63
ОЦЕНКА ВЛИЯНИЯ ПРОТИВОЭРОЗИОННЫХ КОМПЛЕКСОВ НА УРОЖАЙНОСТЬ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ КУЛЬТУР, ВОЗДЕЛЫВАЕМЫХ НА СКЛОНАХ
Работа выполнена в рамках государственного задания ФБГНУ«Курский федеральный аграрный научный центр» по теме № 0632-2019-0017
С.А. Тарасов, Т.Я. Зарудная, И.В. Подлесных
ФГБНУ «Курский федеральный аграрный научный центр», г. Курск, Россия
В статье обосновывается значение формирования высокой продуктивности культур, возделываемых на склоновых землях, наряду с обеспечением противоэрозионной защиты почв. На основе многолетних исследований в условиях стационарного опыта по изучению элементов противоэрозионных комплексов в контурно-мелиоративном земледелии проведена оценка влияния стокорегулирующих лесных полос с валом-канавой и лесных полос с валом-канавой в комплексе с валами-террасами на уровень урожайности озимой пшеницы, ячменя, многолетних трав, гороха и гречихи. Установлено, что на склонах все возделываемые культуры формируют более высокий уровень урожайности на фоне влияния лесных полос и лесных полос с валами-террасами в сравнении с участками без элементов противоэрозионного комплекса. В среднем за годы исследований лесные полосы, а также лесные полосы с валами-террасами обеспечивали повышение урожайности озимой пшеницы и ячменя на 0,38-0,73 т/га, многолетних трав — на 4,50 т/га, гороха — на 0,32-0,45 т/га и гречихи — на 0,14-0,44 т/га. В отдельные годы, с малоснежными и чрезмерно холодными зимами, или когда бывают частые оттепели в зимний и ранневесенний периоды, валы-террасы в пространстве между лесными полосами могут вызывать изреженность посевов из-за вымерзания или вымокания и снижать урожайность культур. Условия вегетации сельскохозяйственных культур в различные годы в большей степени влияют на формирование уровня их урожайности в сравнении с элементами противоэрозионного комплекса. Особенно сильно уровень урожайности от условий года зависит у ячменя ярового и озимой пшеницы, в меньшей степени — у гречихи, гороха посевного и многолетних трав. Наиболее высокий эффект роста урожайности сельскохозяйственных культур под влиянием лесных полос и валов-террас отмечается в годы с недостаточной обеспеченностью посевов осадками в период вегетации.
Ключевые слова: противоэрозионные комплексы, лесные полосы, урожайность, озимая пшеница, ячмень яровой, многолетние травы, горох посевной, гречиха.
Введение
Рациональное использование земель сельскохозяйственного назначения предполагает защиту почвенного покрова от разрушения, сохранение и воспроизводство его плодородия и повышение продуктивности возделываемых культур как гарантии продовольственной безопасности. Особого внимания заслуживает проблема повышения урожайности культур на эродированных почвах. Для них характерно более низкое содержание гумуса и доступных для растений элементов минерального питания, значительное ухудшение агрофизических свойств в сравнении с неэродированными почвами [1], что неблагоприятно сказывается на условиях формирования продуктивности возделываемых культур.
За счет потепления климата в последние годы в европейской части России снизилась интенсивность водной эрозии. Однако она по-прежнему остается одним из наиболее масштабных и вредоносных факторов деградации почв [2]. Примерно половина европейской территории России находится в условиях, где потенциальный смыв почвы не более 0,5 т/га в год, остальная территория в результате водно-эрозионных процессов может терять от 10 до 15 т/ га в год почвы [3].
С увеличением степени эродированно-сти почв отмечается закономерное снижение урожайности сельскохозяйственных культур. Установлено, что они по-разному реагируют уровнем урожайности на степень смытости почвенного покрова [4]. Меньше всего на смытых почвах снижают урожайность многолетние
© Тарасов С.А., Зарудная Т.Я., Подлесных И.В., 2021
Международный сельскохозяйственный журнал, 2021,
травы, в наибольшей степени -подсолнечник, картофель, сахарная свекла, гречиха и просо. Урожайность кукурузы, пшеницы и ячменя на средне- и сильносмытых почвах может снижаться наполовину [5].
Организация территории водосборов в пределах агроландшафтов со сложным рельефом предполагает использование противоэрозион-ных комплексов с элементами, которые дополняют друг друга по почвозащитной эффективности. Противоэрозионные комплексы включают биотическую подсистему в виде естественных растительных формаций, рукотворных лесных полос и сельскохозяйственных посевов, инженерную подсистему в виде гидротехнических сооружений и почвозащитных технологий возделывания культур [6]. Эффективность противоэрозионных мероприятий следует оценивать не только по степени защиты почвы от эрозии, но и по влиянию их на уровень урожайности возделываемых культур [7, 8].
В формировании микроклимата, благоприятного для повышения продуктивности сельскохозяйственных культур, особая роль отводится полезащитным лесным полосам. Они обеспечивают снегозадержание в межполосном пространстве, уменьшают испарение и способствуют накоплению в почве доступной для растений влаги [9]. Лесные полосы, в сравнении с травянистой растительностью, за счет снижения скорости ветра замедляют эмиссию диоксида углерода из почвы в атмосферу [10]. Напашные валы-террасы, как элементы противоэрозион-ного комплекса, не только сокращают смыв почвы, но и, благодаря улучшению ее водного
том 64, № 4 (382), с. 59-63.
режима, улучшают рост и сохранность лесных полос, повышают урожайность возделываемых культур [11]. Закономерности влияния различных элементов противоэрозионного комплекса на урожайность сельскохозяйственных культур можно использовать для формирования продуктивных севооборотных массивов при проти-воэрозионной организации территории.
Цель исследования
Цель исследования заключалась в оценке влияния противоэрозионных комплексов с различным насыщением почвозащитными элементами на урожайность сельскохозяйственных культур, возделываемых на склонах в условиях Центрального Черноземья.
Условия и методика
исследования
Исследования проводились в период с 1988 по 2019 гг. в стационарном опыте по контурно-мелиоративному земледелию. Опытный участок расположен в Медвенском районе Курской области на площади 163 га со сложным ложбинно-балочным рельефом. Почвы — выщелоченные и типичные черноземы средне- и тяжелосуглинистого гранулометрического состава со степенью эродированности от 16,5 до 27,3% и с содержанием гумуса от 4,9 до 6,0%. Крутизна склонов в пределах водосборов от 0,1 до 8 градусов.
На территории опытного участка три водосбора с различным насыщением почвозащитными элементами. Контрольный вариант — водосбор без противоэрозионных элементов.
ш
SCIENTIFIC SUPPORT AND MANAGEMENT OF AGRARIAN AND INDUSTRIAL COMPLEX
На втором водосборе элементами противоэро-зионной защиты являются узкие двухрядные стокорегулирующие лесные полосы с водоу-лавливающей канавой и водоудерживающими валами, высаженные через 216 м друг от друга по горизонталям склона. На третьем водосборе представлены такие же лесные полосы, однако в межполосном пространстве через каждые 54 м напаханы валы-террасы высотой 0,4-0,5 м.
В пределах каждого водосбора территория использовалась под культурами сначала в зер-нотравянопаропропашном севообороте, затем в зернотравяном севообороте, и начиная с 2011 г. — в зерновом севообороте. Из-за низкой противоэрозионной устойчивости кукурузы, после 1997 г. она была выведена из состава культур севооборота. В эксперименте изучали влияние противоэрозионных комплексов с различным насыщением почвозащитными элементами на урожайность озимой пшеницы, ячменя ярового, многолетних трав (клевер красный), гречихи и гороха посевного. Использовалась общепринятая для ЦЧР технология возделывания каждой культуры, одинаковая в пределах всех вариантов водосборов. В опыте изучали влияние на урожайность культур двух факторов: фактор А — противоэрозионные комплексы с различным насыщением почвозащитными элементами; фактор В — годы возделывания культур, которые различались по температурному режиму и количеству выпадающих осадков.
Метеорологические условия в годы исследования оценивали за период вегетации культур с апреля по июль по гидротермическому коэффициенту увлажнения. Для расчетов использовали данные по температурному режиму и количеству выпадающих осадкой ближайшей к опытному полю метеорологической станции «Курск». Учет урожайности зерновых культур проводили методом прямого комбайнирования с использованием зерноуборочного комбайна, многолетних трав — путем скашивания и взвешивания травяной массы с учетной площади с одновременным отбором и последующим высушиванием пробного снопа. Повторность учета урожайности сельскохозяйственных культур в эксперименте — трехкратная. Полученные результаты обрабатывали методом дисперсионного анализа с определением доли вклада элементов противоэрозионного комплекса и условий года в формирование уровня урожайности каждой культуры.
Результаты исследования
Метеорологические условия весенне-летнего вегетационного периода возделываемых культур в отдельные годы заметно различались. Судя по гидротермическому коэффициенту увлажнения, из семи лет исследования формирование урожайности озимой пшеницы проходило на фоне четырех лет в слабозасушливых условиях, один год характеризовался засушливыми условиями и два года — влажными условиями (табл. 1).
Формирование урожайности ячменя проходило на фоне четырех лет из семи во влажных условиях, остальные годы характеризовались слабозасушливыми, засушливыми и очень засушливыми условиями вегетации культуры. На фоне трех лет возделывания многолетних трав вегетация проходила во влажных, слабозасушливых и засушливых условиях. Из трех лет возделывания гороха посевного период вегетации характеризовался как слабозасушливый по
условиям увлажнения. На фоне трех лет из пяти формирование урожайности гречихи происходило во влажных условиях, остальные годы характеризовались слабозасушливыми и засушливыми условиями вегетационного периода.
Особый интерес вызывает анализ влияния на уровень урожайности возделываемых культур на эрозионно-опасных склоновых землях лесных полос и гидротехнических сооружений в виде валов-террас в различные по метеорологическим условиям годы. В среднем за годы исследования на водосборе с лесными полосами, усиленными канавой, урожайность озимой пшеницы оказалась на 0,43 т/га, а на водосборе с лесными полосами и валами-террасами — на 0,70 т/га выше в сравнении с контролем (рис. 1).
Характерно, что в течение семи лет исследования урожайность озимой пшеницы на территории водосбора с лесными полосами и валами-террасами была несколько выше, чем урожайность на водосборе только с лесными полосами. И только в условиях 1996 г. на варианте опыта с валами-террасами урожайность озимой пшеницы оказалась на 0,19 т/га меньше в сравнении с вариантом, где в качестве противо-
эрозионного комплекса использовались только лесные полосы без валов-террас. Полученные результаты можно объяснить тем, что в январе-марте 1996 г. температурный режим воздуха был на -2,2-3,2оС ниже нормы, в отдельные дни температура опускалась ниже -23оС, что при малом количестве выпадающих снежных осадков приводило к вымерзанию растений пшеницы на непокрытых снегом валах-террасах.
Высокая эффективность влияния элементов противоэрозионного комплекса на повышение урожайности проявилась и на посевах ячменя ярового. Установлено, что на водосборе с лесными полосами и валами-террасами, а также и на водосборе только с лесными полосами, урожайность ячменя ярового во все годы исследования оказалась выше в сравнение с контролем (рис. 2).
В среднем за годы исследования урожайность ячменя ярового на водосборе с лесными полосами, усиленными канавой, оказалась на 0,38 т/га, на водосборе с лесными полосами и валами-террасами — на 0,73 т/га больше в сравнении с контролем. Относительно низкий уровень урожайности ячменя ярового в условиях 2005 и
Таблица 1
Метеорологические условия основного периода вегетации в годы возделывания культур (с апреля по июль включительно)
Годы Среднесуточная температура воздуха, оС Многолетняя норма температур, оС* Сумма осадков, мм Многолетняя норма осадков, мм* Оценка вегетационного периода по ГТК**
Озимая пшеница
1994 13,4 14,2 2oo 242 1,24
1996 15,3 14,2 2o6 242 1,12
1999 16,4 14,2 195 242 o,99
2oo3 14,2 14,4 232 258 1,36
2oo9 15,6 14,4 2o2 258 l,o8
2ol2 17,5 14,8 249 248 1,19
2ol6 16,3 14,8 357 248 1,83
Ячмень яровой
1988 15,2 14,2 349 242 1,92
1992 13,7 14,2 3ol 242 o,94
2ooo 14,9 14,2 346 242 1,94
2oo5 15,5 14,4 248 258 1,33
2olo 18,5 14,4 lo8 258 o,49
2ol4 16,2 14,8 211 248 l,o8
2ol8 16,5 14,8 259 248 1,31
Многолетние травы
1993 13,5 14,2 244 242 1,51
2oo2 15,8 14,4 236 258 1,25
2oo7 15,6 14,4 162 258 o,87
Горох посевной
1995 15,8 14,2 223 242 1,18
2oo6 14,6 14,4 176 258 l,oo
2oll 16,7 14,8 214 248 l,o7
Гречиха
2ool 15,5 14,4 324 258 1,74
2oo4 13,3 14,4 3lo 258 1,94
2ol3 l7,o 14,8 153 248 o,75
2ol5 15,6 14,8 243 248 l,3o
2ol9 16,7 14,8 166 248 o,83
*Многолетняя норма среднесуточной температуры воздуха и осадков корректируется каждые 10 лет; **ГТК — гидротермический коэффициент увлажнения.
2018 гг. объясняется практически отсутствием или выпадением незначительного количества осадков в период с апреля по вторую декаду мая. Тем не менее в вариантах опыта с лесными полосами, и особенно с лесными полосами и валами-террасами, создавались более благоприятные условия по обеспеченности посевов ячменя ярового доступной влагой. В межполосном пространстве формировался более мощный снежный покров, при таянии которого в почву поступало больше влаги. Валы-террасы способствовали снижению стока талых вод на склонах и фильтрации их в почву в большем количестве в сравнении с вариантами без валов-террас.
Урожайность многолетних трав во все годы исследования также была существенно выше на водосборах с элементами противоэрозионного комплекса. В среднем за годы исследования в вариантах опыта с лесными полосами и лесными полосами, усиленными валами-террасами, урожайность многолетних трав оказалась на 4,484,49 т/га больше в сравнении с контролем (рис. 3).
В условиях 1993 и 2007 гг. урожайность многолетних трав была несколько выше в варианте с лесными полосами и валами-террасами в сравнении с вариантом, где лесные полосы были без валов-террас. Однако в условиях 2002 г. урожайность многолетних трав на водосборе с лесными полосами оказалась выше в сравнении с урожайностью культуры на водосборе с лесными полосами и валами-террасами. Полученный результат объясняется частыми оттепелями в зимний период 2002 г. и выпадением осадков в виде дождя. Валы-террасы способствовали застаиванию влаги на посевах многолетних трав, что приводило к их вымоканию и снижению густоты травостоя.
Во все годы отмечалось также повышение урожайности гороха посевного на водосборах с противоэрозионными комплексами в сравнении с контрольным водосбором без элементов противоэрозионной защиты. В среднем за годы исследования урожайность гороха посевного на водосборе с лесными полосами оказалась выше на 0,32 т/га, на водосборе с лесными полосами и валами-террасами — на 0,45 т/га в сравнении с контролем (рис. 4).
Относительно низкая урожайность гороха посевного в условиях 1995 г. объясняется незначительным количеством выпадающих осадков в апреле и мае. Тем не менее, также как и на посевах ячменя, лесные полосы обеспечивали более благоприятные условия по влагообеспечен-ности для формирования уровня урожайности гороха посевного в сравнении со склоновыми участками без лесных полос.
В сравнении с контролем отмечалось также и существенное повышение урожайности гречихи на водосборах с лесными полосами и лесными полосами, усиленными валами-террасами. В среднем за годы исследования в варианте опыта с лесными полосами урожайность гречихи оказалась выше на 0,44 т/га, в варианте с лесными полами и валами-террасами — на 0,14 т/га в сравнении с контролем (рис. 5).
Характерно, что эффективность лесных полос без валов-террас по влиянию на урожайность гречихи оказалась заметно выше, чем эффективность лесных полос с валами-террасами. В среднем за пять лет в варианте с лесными полосами урожайность культуры оказалась на 0,31 т/га больше, чем в варианте с лесными полосами и валами-террасами. Особенно сильно различия по урожайности между этими вариантами
4,90
3,32
. ™ 3,24 2,96
-, у
3,07
77Я 2'78
1,61
1994 г. 1996 г. 1999 г. 2003 г. 2009 г. 2012 г. 2016 г. -♦—Контроль —■ -Лесные полосы —А— Лесные полосы + валы-террасы
Рис. 1. Влияние лесных полос и гидротехнических сооружений на урожайность озимой пшеницы
1,16
1988 г. 1992 г. 2000 г. 2005 г. 2010 г. 2014 г. 2018 г. Контроль-Лесные полосы Лесные полосы + валы-террасы
Рис. 2. Влияние лесных полос и гидротехнических сооружений на урожайность ячменя ярового
Рис. 3. Влияние лесных полос и гидротехнических сооружений на урожайность многолетних трав на зеленый корм
- 61
МЕЖДУНАРОДНЫЙ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫЙ ЖУРНАЛ № 4 (382) / 2021
SCIENTIFIC SUPPORT AND MANAGEMENT OF AGRARIAN AND INDUSTRIAL COMPLEX
опыта проявились в условиях 2001 и 2004 гг., которые характеризовались повышенным количеством выпадающих осадков в период вегетации культуры.
Очевидно, что на фоне относительно высокой обеспеченности почвы доступной влагой в пространстве между валами-террасами дополнительная влага, поступающая с осадками, способствовала затягиванию сроков созревания посевов гречихи, отмечался бурный рост вегетативной массы, однако при этом снижалась уро-
жайность зерна. Кроме того, в 2004 г. на фоне высокой влагообеспеченности вегетация посевов гречихи происходила в условиях пониженного температурного режима (табл. 1), что также не способствовало формированию высокой продуктивности культуры.
Следует отметить, что доля вклада в формирование уровня урожайности возделываемых культур условий по годам была заметно выше, чем доля вклада лесных полос и гидротехнических сооружений (табл. 2).
Особенно заметно варьировал уровень урожайности в зависимости от метеорологических и других условий года у ячменя ярового и озимой пшеницы. В меньшей степени зависимость уровня урожайности от погодных и других условий в годы возделывания была отмечена у гречихи, гороха посевного и особенно у многолетних трав. Характерно, что влияние лесных полос и валов-террас на повышение уровня урожайности сельскохозяйственных культур особенно проявляется в годы с недостаточным количеством выпадающих осадков.
Выводы
1. Формирование высокой продуктивности сельскохозяйственных культур на склонах с различной степенью эродированности является актуальной задачей, вносящей свой вклад в решение продовольственной безопасности страны.
2. Противоэрозионные комплексы на склоновых землях в виде лесных полос и валов-террас обеспечивают повышение урожайности озимой пшеницы и ячменя на 0,38-0,73 т/га, многолетних трав — на 4,50 т/га, гороха посевного — на 0,32-0,45 т/га и гречихи на 0,14-0,44 т/га в сравнении с участками без противоэрозион-ных элементов.
3. Валы-террасы, напаханные между лесными полосами на склонах, в годы с малоснежными зимами в условиях пониженного температурного режима могут вызывать изреженность посевов озимой пшеницы за счет вымерзания. В годы с частыми оттепелями зимой также может проявляться изреженность посевов озимой пшеницы и многолетних трав из-за вымокания. В годы с обильными осадками валы-террасы снижают урожайность гречихи из-за чрезмерной влагообеспеченности посевов и формирования мощной вегетативной массы культуры в ущерб семенной продуктивности.
4. Вклад условий года в формирование уровня урожайности сельскохозяйственных культур заметно больше, чем вклад элементов противо-эрозионного комплекса. Особенно сильно зависит уровень урожайности от условий года у ячменя ярового и озимой пшеницы, в меньшей степени — у гречихи, гороха посевного и многолетних трав.
5. Наиболее высокий эффект роста урожайности сельскохозяйственных культур под влиянием лесных полос и валов-террас отмечается в годы с недостаточной обеспеченностью посевов осадками в период вегетации.
Литература
1. Масютенко Н.П., Глазунов Г.П., Санжаров А.И., Кузнецов А.В., Афонченко Н.В., Олешицкий В.В. Влияние степени эродированности на показатели экологического состояния черноземных почв // Достижения науки и техники АПК. 2015. Т. 29. № 8. С. 19-23.
2. Litvin, L.F., Kiryukhina, Z.P., Krasnov, S.F., Dobro-vol'skaya, N.G. (2017). Dynamics of agricultura! soil erosion in european Russia. Eurasian Soil Science, vol. 50, no. 11, pp. 1344-1353. doi: 10.1134/S1064229317110084
3. Mal'tsev, K.A., Ivanov, M.A., Sharifullin, A.G., Golo-sov, V.N. (2019). Changes in the rate of soil loss in river basins within the southern part of European Russia. Eurasian Soil Science, vol. 52, no. 6, pp. 718-727. doi: 10.1134/ S1064229319060097
4. Riccia, G.F., Jeongb, J., De Girolamoc, A.M., Gentile, F. (2020). Effectiveness and feasibility of different management practices to reduce soil erosion in an agricultural watershed. Land Use Policy, vol. 90, p. 104306 doi: 10.1016/j. landusepol.2019.104306
oo o
o.
и
2,6 2,4 2,2 2
Ё 1,8
0
1 >s
ra 1С
Ï 1,6 O
a
>
2,59
1,4
1995 г. 2006 г. 2011 г.
Контроль —■ -Лесные полосы —А— Лесные полосы + валы-террасы
Рис. 4. Влияние лесных полос и гидротехнических сооружений на урожайность гороха посевного
Об
о
2,3 -,
2,1
1,9
& 1,7
12 1,5
I-
13 ¡3 1,3
0
1 IS га
о 0,9
a >
1,1
1,91
0,68
0,7
0,5
2001 г.
Контроль
1,80
1,87
2004 г. 2013 г. 2015 г. 2019 г.
•Лесные полосы —Ь— Лесные полосы + валы-террасы
Рис. 5. Влияние лесных полос и гидротехнических сооружений на урожайность гречихи
Доля вклада факторов в формирование уровня урожайности сельскохозяйственных культур, %
Таблица 2
Показатели Озимая пшеница Ячмень яровой Гречиха Многолетние травы Горох посевной
Доля вклада противоэрозионного комплекса (ПК) 7,2 6,1 12,7 34,o 25,3
Доля вклада условий выращивания культур по годам (УГ) 89,o 92,1 69,5 52,4 68,2
Доля вклада взаимодействия ПК и УГ 3,6 1,5 17,3 l3,o 5,7
Доля вклада неучтенных факторов o,3 o,3 o,5 o,6 o,9
б2
5. Балакай Н.И. Критерии оценки и состояния противоэрозионных мероприятий на различных типах агроландшафтов // Политематический сетевой электронный научный журнал Кубанского государственного аграрного университета. 2010. № 64. С. 222-234. Режим доступа: http://ej.1gb.ru/2010/10/pdf/03.pdf (дата обращения: 17.03.2021).
6. Ивонин В.М. Теоретические основы противоэро-зионных инженерно-биологических систем // Научный журнал Российского НИИ проблем мелиорации. 2013. № 4 (12). С. 15-29.
7. Kiryushin. V.I. (2019). The management of soil fertility and productivity of agrocenoses in adaptive-landscape farming systems. Eurasian Soil Science, vol. 52, no. 9, pp. 1137-1145. doi: 10.1134/S1064229319070068
8. Пармакли Д.М. Урожайность сельскохозяйственных культур: алгоритм оценки и градации // Международный сельскохозяйственный журнал. 2019. № 5. С. 8-11. doi: 10.24411/2587-6740-2019-15074
9. Кулик К.Н., Рулев А.С., Ткаченко Н.А. Изменения климата и агролесомелиорация // Известия Нижневолжского агроуниверситетского комплекса: наука и
высшее профессиональное образование. 2017. № 2 (46). С. 58-67.
10. Смагин А.В., Карелин Д.В. О влиянии ветра на газообмен почвы и атмосферы // Почвоведение. 2021. № 3. С. 327-337.
11. Вольнов В.В., Бойко А.В., Чичкарев А.С. Опыт использования противоэрозионных гидротехнических сооружений в борьбе со стоком талых вод и смывом пахотных почв на склоновых землях Алтайского края // Вестник Алтайского государственного аграрного университета. 2017. № 6 (152). С. 42-48.
Об авторах:
Тарасов Сергей Анатольевич, кандидат сельскохозяйственных наук, старший научный сотрудник лаборатории защиты почв от эрозии, ОРСЮ: http://orcid.org/0000-0003-1246-3494, sergejtarasov1989@mail.ru
Зарудная Татьяна Яковлевна, кандидат сельскохозяйственных наук, старший научный сотрудник лаборатории защиты почв от эрозии, ОРСЮ: http://orcid.org/0000-0002-1883-7074, proterozorg@mail.ru
Подлесных Игорь Вячеславович, кандидат сельскохозяйственных наук, ведущий научный сотрудник, заведующий лабораторией защиты почв от эрозии, ОРСЮ: http://orcid.org/0000-0003-4848-8685, podlesnich_igor@rambler.ru
ASSESSMENT OF THE IMPACT OF ANTI-EROSION COMPLEXES ON THE YIELD OF CROPS CULTIVATED ON THE SLOPES
S.A. Tarasov, T.Ya. Zarudnaya, I.V. Podlesnykh
Federal Agricultural Kursk Research Center, Kursk, Russia
The paper substantiates the importance of the formation of high productivity of crops cultivated on sloping lands, along with ensuring anti-erosion protection of soils. On the basis of long-term research under the conditions of a stationary experiment on the study of the elements of anti-erosion complexes in contour-ameliorative agriculture, the influence of flow-regulating forest shelter-belts with a bank-and-ditch and forest shelter-belts with a bank-and-ditch in combination with cut-and-fill terraces on the yield level of winter wheat, barley, perennial grasses, peas and buckwheat was estimated. It was found that on the slopes, all cultivated crops formed a higher level of yield against the background of the influence of forest shelter-belts and forest shelter-belts with cut-and-fill terraces, in comparison with areas without elements of the anti-erosion complex. On average, over the years of research, forest shelter-belts, as well as forest shelter-belts with cut-and-fill terraces, provided an increase in the yield of winter wheat and barley by 0.38-0.73 t/ha, in that of perennial grasses by 4.50 t/ha, peas by 0.32-0.45 t/ha and buckwheat by 0.14-0.44 t/ha. In some years, with little snow and excessively cold winters, or when there are frequent thaws in the winter and early spring, the cut-and-fill terraces in the space between the forest shelter-belts can cause sparseness of crops due to freezing or soaking, and reduce crop yields. The conditions of vegetation of crops in different years have a greater influence on the formation of their yield level, in comparison with the elements of the anti-erosion complex. Especially much the level of yield depends on the conditions of the year for barley and winter wheat, to a lesser extent-for buckwheat, peas and perennial grasses. The highest effect of crop yield growth under the influence of forest shelter-belts and cut-and-fill terraces is observed in years with insufficient provision of crops with precipitation during the growing season.
Keywords: anti-erosion complexes, forest shelter-belts, yield, winter wheat, spring barley, perennial grasses, seed peas, buckwheat.
References
1. Masyutenko, N.P., Glazunov, G.P., Sanzharov, A.I., Kuznetsov, A.V., Afonchenko, N.V., Oleshitskii, V.V. (2015). Vli-yanie stepeni ehrodirovannosti na pokazateli ehkologichesk-ogo sostoyaniya chernozemnykh pochv [Influence of the degree of erosion on the indicators of the ecological state of chernozem soils]. Dostizheniya nauki i tekhniki APK [Achievements of science and technology of the AIC], vol. 29, no. 8, pp. 19-23.
2. Litvin, L.F., Kiryukhina, Z.P., Krasnov, S.F., Dobro-vol'skaya, N.G. (2017). Dynamics of agricultural soil erosion in european Russia. Eurasian Soil Science, vol. 50, no. 11, pp. 1344-1353. doi: 10.1134/S1064229317110084
3. Mal'tsev, K.A., Ivanov, M.A., Sharifullin, A.G., Golosov, V.N. (2019). Changes in the rate of soil loss in river basins within the southern part of European Russia. Eurasian Soil Science, vol. 52, no. 6, pp. 718-727. doi: 10.1134/S1064229319060097
4. Riccia, G.F., Jeongb, J., De Girolamoc, A.M., Gentile, F. (2020). Effectiveness and feasibility of different management practices to reduce soil erosion in an agricultural watershed. Land Use Policy, vol. 90, p. 104306 doi: 10.1016/j. landusepol.2019.104306
5. Balakai, N.I. (2010). Kriterii otsenki i sostoyaniya proti-voehrozionnykh meropriyatii na razlichnykh tipakh agroland-shaftov [Criteria for the assessment and status of anti-erosion measures on various types of agricultural landscapes]. Politematicheskii setevoi ehlektronnyi nauchnyi zhurnal Kubanskogo gosudarstvennogo agrarnogo universiteta [Poly-thematic network electronic scientific journal of the Kuban State Agrarian University], no. 64, pp. 222-234. Available at: http://ej.1gb.ru/2010/10/pdf/03.pdf (accessed: 17.03.2021).
6. Ivonin, V.M. (2013). Teoreticheskie osnovy protivoeh-rozionnykh inzhenerno-biologicheskikh sistem [Theoretical principles of antierosion engineering and biological systems]. Nauchnyi zhurnal Rossiiskogo NII problem melioratsii [Scientific journal of the Russian research institute of problems of melioration], no. 4 (12), pp. 15-29.
7. Kiryushin. V.I. (2019). The management of soil fertility and productivity of agrocenoses in adaptive-landscape farming systems. Eurasian Soil Science, vol. 52, no. 9, pp. 11371145. doi: 10.1134/S1064229319070068
8. Parmakli, D.M. (2019). Urozhainost' sel'skokhozyaist-vennykh kul'tur: algoritm otsenki i gradatsii [Crop productivity: estimation and grading algorithm]. Mezhdunarodnyi
sel'skokhozyaistvennyi zhurnal [International agricultural journal], no. 5, pp. 8-11. doi: 10.24411/2587-6740-2019-15074
9. Kulik, K.N., Rulev, A.S., Tkachenko, N.A. (2017). Izm-eneniya klimata i agrolesomelioratsiya [Climate change and agroforestry]. Izvestiya Nizhnevolzhskogo agrouniversitetsk-ogo kompleksa: nauka i vysshee professionale obrazovanie [Proceedings of the Nizhnevolzhsky agrouniversitetskiy complex: science and higher professional education], no. 2 (46), pp. 58-67.
10. Smagin, A.V., Karelin, D.V. (2021). O vliyanii vetra na gazoobmen pochvy i atmosfery [On the influence of wind on the gas exchange of soil and atmosphere]. Pochvovedenie [Soil science], no. 3, pp. 327-337.
11. Vol'nov, V.V., Boiko, A.V., Chichkarev, A.S. (2017). Opyt ispol'zovaniya protivoehrozionnykh gidrotekhnicheskikh sooruzhenii v bor'be so stokom talykh vod i smyvom pak-hotnykh pochv na sklonovykh zemlyakh Altaiskogo kraya [Experience in the use of anti-erosion hydraulic structures in the fight against meltwater runoff and loss of arable soils on the sloping lands of Altai Territory]. Vestnik Altaiskogo gosu-darstvennogo agrarnogo universiteta [Bulletin of Altai state agricultural university], no. 6 (152), pp. 42-48.
About the authors:
Sergey A. Tarasov, candidate of agricultural sciences, senior researcher of the laboratory of soil erosion control, ORCID: http://orcid.org/0000-0003-1246-3494, sergejtarasov1989@mail.ru
Tatiana Ya. Zarudnaya, candidate of agricultural sciences, senior researcher of the laboratory of soil erosion control, ORCID: http://orcid.org/0000-0002-1883-7074, proterozorg@mail.ru
Igor V. Podlesnykh, candidate of agricultural sciences, leading researcher, head of the laboratory of soil erosion control, ORCID: http://orcid.org/0000-0003-4848-8685, podlesnich_igor@rambler.ru
sergejtarasov1989@mail.ru
МЕЖДУНАРОДНЫЙ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫЙ ЖУРНАЛ № 4 (382) / 2021
