CC BY
56
РЕСУРСОСБЕРЕГАЮЩАЯ ТЕХНОЛОГИЯ ЗАЩИТЫ ПОЧВ ОТ ЭРОЗИИ НА СКЛОНАХ СРЕДНЕГОРЬЯ АЛТАЯ
А.В. Шуравилин, М.А. Кулагин
Кафедра почвоведения и земледелия Российский университет дружбы народов ул. Миклухо-Маклая, 8/2, Москва, Россия, 117198
В условиях среднегорья Алтая наиболее эффективным почвозащитным приемом регулирования поверхностного стока является контурное чизелевание. По сравнению с минимальной обработкой и обычной вспашкой оно снижает смыв почвы и потери химических элементов с поверхностным стоком и повышает урожайность многолетних трав. При противоэрозионных способах обработки почвы на склоне крутизной 6° миграция химических веществ была более чем в два раза меньше по сравнению с аналогичными вариантами на склоне крутизной 10°.
Ключевые слова: среднегорье Алтая, почвозащитный прием, контурное чизелевание, про-тивоэрозионные способы обработки почвы.
На склонах среднегорья Алтая с сильно пересеченным рельефом распашка почв без почвозащитных мероприятий способствует интенсивному проявлению водной эрозии. Доля площади почв пахотных угодий, расположенных на склонах круче 6°, составляет 51%, что является одной из причин развития ускоренной плоскостной эрозии. В этих условиях наиболее эффективной технологией является контурная почвозащитная обработка почв. Этим вопросам посвящены многочисленные исследования [1—4], однако изучению защиты почв от эрозии в условиях горного Алтая посвящено недостаточное количество работ, что не позволяет разработать соответствующие рекомендации производству.
В этой связи основной целью исследований являлась разработка почвозащитной технологии обработки пашни на склонах, направленной на улучшение плодородия почв и повышение урожайности многолетних трав.
Материалы и методы. Исследования выполнялись в течение 2006—2008 гг. в ФГУП «Алтайское экспериментальное сельское хозяйство» Сибирского отделения Российской академии наук, расположенном в среднегорье Алтая. Для проведения опытов были выбраны 2 опытных участка. В опыте 1 уклон составлял 6° (i = 0,105), в опыте 2 — 10° (i = 0,176). На этих участках изучались три системы основной обработки почвы: вариант 1 — отвальная вспашка на 20—22 см (контроль), вариант 2 — фрезерная обработка на глубину более 30 см, вариант 3 — минимальная обработка (дискование на глубину 10 см). В опытах возделывалась галега восточная. Почва опытного участка — чернозем выщелоченный среднесуглинистый смытый с мощностью гумусового горизонта 35—40 см. По почвенному профилю черноземов выщелоченных перераспределение гранулометрических фракций отражает элювиально-иллювиальную дифференциацию, связанную с процессами выщелачивания: накопление частиц менее 0,001 мм в горизонте В и обеднение ими гумусового и переходного к материнской породе горизонтов, слабое осветление нижней части гумусового горизонта, наличие красноватых и бурых тонов с растечной гумусовой прокраской горизонта В. Черноземы вы-
щелоченные характеризуются вполне благоприятными для полевых культур физико-химическими свойствами, слабокислой и близкой к нейтральной реакцией почвенной суспензии и высокой степенью насыщенности основаниями, а в почвенно-поглощающем комплексе преобладает обменный кальций. В гумусовом горизонте 0—22 см содержание гумуса составляет 4,85%, подвижного фосфора — 4,2 мг/100 г и обменного калия — 9,0 мг/100 г. Сумма обменных катионов (кальция и магния) в среднем равна 36 мгэкв/100 г. Плотность сложения довольно высокая (1,25 г/см ), общая пористость — 53% от объема, наименьшая влагоемкость — 26,5% от массы.
Изучение свойств почв проводилось с использованием современных и стандартных методов и методик. Поверхностный сток и смыв почвы, а также вынос химических элементов определялся по стоковым площадкам и объему водороин методом С.С. Соболева. Учет урожая проводился сплошным методом со всей учетной площади.
Результаты исследований. Наблюдения за развитием эрозионных процессов показали, что наиболее заметный смыв почвы и большие потери химических элементов отмечались на склоне крутизной 10° = 0,176). Глубокое чизелевание
(более 30 см) в значительной степени способствовало снижению поверхностного стока и переводу его во внутрипочвенный. Это прослеживалось в обоих опытах (табл. 1).
Таблица 1
Влияние способов обработки на смыв почвы и потери химических элементов в среднем за три года исследований (2006—2008 гг.)
Способ обработки Показатель Опыт 1, крутизна склона 6° (/ = 0,105) Опыт 2, крутизна склона 10° (/ = 0,176)
период снего- таяния период дождей итого период снего- таяния период дождей итого
Вспашка на 20—22 см (контроль) Смыв почвы, т/га 3,6 0,4 4,0 5,8 1,1 6,9
Потери химических элементов, кг/га 102 21,7 123,7 176,3 26,8 203,1
Чизелевание на глубину более 30 см Смыв почвы, т/га 1,9 0,2 2,1 3,2 0,7 3,9
Потери химических элементов, кг/га 76 17,3 93,3 128,5 21,6 150,1
Минимальная обработка на 10 см (дискование) Смыв почвы, т/га 4,7 0,7 5,4 9,2 1,2 10,4
Потери химических элементов, кг/га 143 19,5 162,5 252 25,7 277,7
В опыте 1 с крутизной склона 6° при чизелевании на посевах галеги восточной смыв почвы в среднем за три года был наименьшим и составил 2,1 т/га, что на 1,9 и 3,3 т/га меньше, чем при вспашке и минимальной обработке соответственно. Многолетние травы способствовали снижению смыва почвы, особенно на втором и третьем годах пользования.
Аналогичные изменения отмечались и по выносу химических элементов с поверхностным стоком. Так, наибольшие потери химических элементов зафиксиро-
ваны при вспашке и минимальной обработке (123,7 и 162,5 кг/га), а при чизельной обработке они были меньше на 32,6 — 74,2% и в среднем составляли 93,3 кг/га.
При возделывании многолетних трав почти аналогичная картина прослеживается и в опыте 2 с крутизной склона 10°. Здесь смыв почвы и вынос химических элементов с поверхностным стоком, по сравнению со склоном 6°, возрастает в 1,6—1,9 раза. Так, при минимальной обработке отмечается наибольший смыв почвы и вынос химических элементов. По этим показателям отвальная вспашка занимает промежуточное положение между чизелеванием и минимальной обработкой. Применение чизелевания способствовало снижению миграции химических веществ: смыв почвы сократился в 1,8—2,7 раза, а потери химических элементов — в 1,4—1,9 раза. Следует отметить, что наибольший удельный вес смытой почвы и выноса химических элементов приходится на паводковый период и составляет при этом 80—90% от его общего количества.
Полученные данные по выносу почвы и химических веществ показали, что чизелевание является важным противоэрозионным приемом обработки почвы на склонах 6° и 10°.
Благодаря уменьшению смыва почвы при чизельной обработке, улучшению агрофизического состояния почвы и водного режима растения лучше развиваются и наблюдается повышение урожайности сена многолетних трав (галеги восточной) по сравнению с другими способами обработки (табл. 2).
Таблица 2
Урожайность сена многолетних трав (галеги восточной) в зависимости от крутизны склона и способов основной обработки за годы исследований, т/га
Способ обработки Годы исследований Среднее Отклонение от контроля
2006 | 2007 | 2008 т/га | %
Опыт 1, крутизна склона 6°
Вспашка (контроль) 2,12 7,86 7,55 5,84 — 100
Чизелевание 2,54 9,93 8,67 7,05 1,21 120,7
Минимальная 1,86 7,02 6,85 5,25 -0,59 89,9
НСР05 т/га 0,18 0,57 0,44
Опыт 2, к рутизна склона 10°
Вспашка (контроль) 1,52 6,14 5,94 4,53 — 100
Чизелевание 2,05 7,83 7,21 5,70 1,17 125,8
Минимальная 1,06 5,41 5,15 3,87 -0,66 85,4
НСР05 т/га 0,19 0,36 0,32
Так, в среднем за три года наибольшая урожайность сена многолетних трав отмечалась при чизелевании и составляла 7,05 т/га в опыте 1 и 5,70 т/га в опыте 2, что выше по сравнению с другими способами обработки соответственно на 20,7 и 34,3%. С увеличением крутизны склона с 6° до 10° урожайность сена многолетних трав снижалась в среднем на 1,31—1,38 т/га, или на 20—25%. Таким образом, одним из основных почвозащитных мероприятий склоновых земель является их залужение многолетними травами.
Заключение. Природные условия сельскохозяйственных угодий среднегорий Алтая и активное воздействие антропогенных факторов способствует интенсивному развитию эрозионных процессов. Деградации почв и почвенного покрова сель-
скохозяйственных угодий среднегорий способствуют: эрозионно опасный горный рельеф местности, преимущественно ливневый характер дождей в весенне-летний период (более 80% осадков выпадает в теплое время года), значительный снежный покров и интенсивный его сход, несоответствие структуры земельных угодий среднегорий условиям рельефа (51% пашни размещен на склонах свыше 6°, 80% почв пахотных угодий расположено на склонах выпукло-вогнутой формы). Исследования показали, что наибольший смыв почвы и вынос химических веществ с поверхностным стоком происходит во время снеготаяния в паводковый период и их показатели возрастают с увеличением крутизны склона. Для снижения потерь почвы и сохранения ее плодородия рекомендуется проводить залужение и применять почвозащитные технологии обработки почвы по горизонталям местности, основанные на контурной организации территории. Выявлено, что на склоновых землях применение чизелевания на глубину не мене 30 см по сравнению с другими изучаемыми способами обработки улучшает агрофизические свойства и водный режим почвы, уменьшает смыв почвы и вынос химических элементов поверхностным стоком и способствует получению более высоких урожаев многолетних трав.
ЛИТЕРАТУРА
[1] Джамиев Сахиб Джами оглы. Разработка мероприятий по защите почв от эрозии в горно-земледельческой зоне Центральной части Южного склона Большого Кавказа (на примере Огузского района): Автореф. дис. ... канд. с-х. наук. — Баку, 1991.
[2] Кочетов И.С. Энергосберегающая обработка почвы в нечернозомье. — М.: Росагро-промиздат, 1990.
[3] Кочетов И.С., Осипов В.Н. Эколого-экономическая оценка комплекса противоэрози-онных мероприятий. — М.: МСХА, 1992.
[4] Фефелова Н.К. Почвы и почвенный покров сельскохозяйственных угодий среднегорий Алтая, их охрана и рациональное использование (на примере Чемальского района): Автореф. дисс. ... канд. с-х. наук. — Барнаул, 2004.
RESOURCE-SAVING TECHNOLOGY OF PROTECTION OF SOIL ON SLOPES OF ALTAI MIDDLE MOUNTAINS
A.V. Shuravilin, M.A. Kulagin
Department of pedology and farming Russian People’s Friendship University
Miklucho-Maklay str., 8/2, Moscow, Russia, 117198
In conditions of middle mountains of Altai contour chisel-planting is the effective soil-protective reception of regulation of superficial drain. In comparison with the minimum processing and usual ploughing it reduces washout of soil and loss of chemical elements with a superficial drain and raises productivity of long-term grasses. At antierosion ways of processing of soil on a slope a steepness 6° migration of chemical substances was more than twice less in comparison with similar variants on a slope a steepness 10°.
Key words: middle mountains of Altai, soil-protective reception, contour chisel-planting, antierosion ways of processing of soil.
