CC BY
4
УДК 631.4:551.5 РС! 10.21661/Г-561490
Полуэктов Е.В., Балакай Г.Т., Ишханов В.Ю.
Влияние контурно-полосного размещения сельскохозяйственных культур на аккумуляцию наносов мелкозема при поверхностном стоке талых и дождевых вод
Аннотация
Цель - исследование особенностей аккумуляции наносов мелкозема на границе двух полос (зяби, вспашка и многолетних трав) при контурно-полосном размещении сельскохозяйственных культур на склонах, приносимых при эрозии почвы поверхностным стоком талых и дождевых вод. Материалы и методы. Исследования влияния контурно-полосного размещения сельскохозяйственных культур на склонах на аккумуляцию мелкозема проводились на границе двух полос: зяби (вспашка) и многолетние травы (эспарцет, выводное поле севооборота в течение 6 лет) при уклоне поверхности поля 2-3 и 5-6 градусов. Применялись общепринятые методы исследования Г В. Добровольского и методика РосНИИПМ. Результаты. Исследования аккумуляции наносов проводились в 2023 году показали, что на границе двух полос на 6-й год жизни эспарцета посевного высота вала составляет при уклоне 2-3 градуса до 13,11 см (по гребню вала), при уклоне 5-6 градусов высота вала достигает 23 см. Выводы. На одном километре длины границы полос шириной 10 м (зябь и многолетние травы) аккумулируется мелкозем многолетними травами массой 158,4 т при уклоне 2 градуса и при уклоне 5-6 градусов смыв почвы увеличивается до - 285,4.
■ Ключевые слова: эрозия, контурно-полосное размещение культур, поверхностный сток, сток наносов, мелкозем.
"Г^ведение. Целинные земли степей устойчивы процессам эрозии и дефляции благодаря .Йш^ наличию растительного покрова, которая имеет большое проективное покрытие и мощную корневую систему. С вмешательством человека в природную среду, и в первую очередь в связи с распашкой большей части площадей на плакорных ландшафтах и особенно на склонах, когда распаханность достигает 85-90% процессы эрозии усилились и стали основным фактором деградации земель [1].
Смыв самого плодородного верхнего слоя почвы приносит ощутимый ущерб земельным ресурсам и природным водным объектам вследствие их заиления и смыва токсичных веществ в водоемы [16]. Поэтому вопросами эрозии почвы занимались многие зарубежные и отечественные ученые [4; 16; 18], что позволило разработать почвоохранные мероприятия для различных регионов [9; 10; 14]. Считается, что на современном уровне наиболее эффективными в борьбе с эрозией являются адаптивно-ландшафтные системы земледелия [3; 10]. Для снижения эрозии усовершенствуют технику и технологии, способствующие снижению темпов эрозии почвы [2; 3; 8], для контроля эрозионных процессов разрабатываются современные методы [2; 15] и используются ГИС-технологии [15; 16]. В зональных системах земледелия и научно-практических рекомендациях вопросы земледелия на адаптивно-ландшафтной основе и борьбы с эрозией являются обязательным разделом [6; 7; 10; 17].
Материалы и методы. Объектом исследований является эрозия почвы на склонах Предмет исследо-
ваний - влияние контурно-полосное размещение сельскохозяйственных культур на склонах на аккумуляцию мелкозема. Были предусмотрены наблюдения за аккумуляцией объемов и массы наносов мелкозема на границе двух полос: зяби (вспашка) и многолетних трав (эспарцет, выводное поле севооборота в течение 6 лет, 6-го года жизни) при уклоне поверхности поля 2-3 и 5-6 градусов. Применялись общепринятые методы исследования Г.В. Добровольского [4; 5]. Изучение негативных процессов на различных типах агроландшафтов и пути их устранения проводились по методике РосНИИПМ [13], а также использовались нормативные документы по выявлению и оценке показателей эрозии [11; 12].
Результаты. Одним из эффективных почвозащитных мероприятий является возделывание сельскохозяйственных культур на склонах с использованием чередования полос уплотненных посевов культур сплошного рядового способа посева (многолетние травы, озимые и яровые колосовые, кормовые и технические культуры) и широкорядных пропашных культур (кукуруза, подсолнечник, соя и пр.).
Для исследования особенностей сдерживания наносов проводились наблюдения на границе двух полос первая верхняя полоса была зябь вспашка после кукурузы на зерно (по предшественнику озимая пшеница) и вторая, ниже по склону, полоса - выводное поле многолетних трав (эспарцет) 6-го года жизни. Исследовались наносы мелкозема, которые смывались поверхностным стоком талых и дождевых вод вниз по склону с зяби и задерживались в начале полосы многолетних трав. Схема приведена на рисунке 1.
Рис. 1. Схема поперечного сечения на границе двух контурных полос зяби и многолетних трав
Визуальное обследование поверхности почвы на границе двух полос показало наличие в полосе многолетних трав слоя наносов мелкозема, задержанных растениями. Для вычисления слоя наносов производили геодезическую съемку высот маршрутом снизу в верх вдоль уклона шагом 0,5 м. Рассчитаны высоты точек поверхности земли относительно точек линии тренда и по разности высот определены показатели высоты наносов (в см) относительно линии тренда при уклоне 2 градуса (рисунок 2).
Измерения высоты наносов показывает, что они формируют вал из мелкозема разной величины. В нашем случае, на границе двух полос на 6-й год жизни эспарцета посевного высота вала составляет в начале 2-3 см и доходит до 13,11 см по гребню вала, а затем постепенно снижается до уровня высоты линии тренда уклона. Динамика изменения высота вала наглядно видны на рисунке 1.
Рис. 2. Показатели превышения уровня поверхности земли над линией тренда уклона в 2 градуса на границе перехода полосы зяби на полосу многолетних трав
Наибольшая высота наносов приходится ниже границы двух полос на 0,5 м, где в полосе многолетних трав толщина наносов составляет 11-13 см на удалении от границы на 1-2 м и, ниже сравнивается с линией естественного тренда уклона поверхности. Средневзвешанный показатель слоя наносов на границе двух полос шириной
по 10 м (всего 20 м) составляет 6,44 см или 64,4 мм, что в пересчете на 1 км длины такой границы составляет в объеме 128,9 м3. Получается, что при уклоне 2 градуса на одном километре длины границы полос (забь и многолетние травы) шириной 10 м аккумулируется многолетними травами 158,4 т/га мелкозема.
Исследования показали, что при увеличении уклона поверхности почвы с 2-3 до 5-6 градусов при поверхностном стоке талых и дождевых вод образуется вал из наносов мелкозема большей высоты (рисунок 3).
Рис. 3. Показатели превышения уровня поверхности землинад линией тренда уклона в 5 градуса на границе перехода полосызяби на полосу многолетних трав В нашем случае, при уклоне 5-6 градусов на 6-й год жизни эспарцета посевного на границе двух полос высота вала над линией тренда уклона достигает 23 см, а затем постепенно снижается.
Выводы. Таким образом, средневзвешенный показатель слоя наносов на границе шириной 10 м двух контурных полос (зяби и многолетних трав, эспарцет 6-го года жизни) шириной 50-70 м составляет 12,2 см при уклоне поверхности 2-3 градуса и повышается до 23 см при уклоне 5-6 градусов. На одном километре длины границы полос (1 га) аккумулируется мелкозем многолетними травами массой 158,4 т/га при уклоне 2 градуса, а при уклоне 5-6 градусов повышается эрозия почвы и масса аккумулированной почвы увеличивается до 285,4 т/га. По всей ширине контурно-полосного размещения многолетних трав остается запас для аккумуляции большего объема и массы смытого мелкозема.
Литература
1. Акперова УЗ. Эрозия почвы водой и меры борьбы с ней / УЗ. Акперова // Евразийский Союз Ученых (ЕСУ). - 2020. -№8 (77). - С. 45-51. - DOI 10.31618ZESU.2413-9335.2020.577.986. - EDN KCBMDH
2. Гулюк Г.Г. К вопросу разработки нового экспресс-метода определения объема и массы почвы, смытой в результате водной эрозии / Г.Г. Гулюк, Г.Т. Балакай, А.Н. Бабичев // Научный журнал Российского НИИ проблем мелиорации. - 2018. -№4 (32). - С. 20-37. d=569. DOI: 10.31774/2222-1816-2018-4-20-37. EDN YOZHNR
3. Гурбанов Г.Я. Исследование технологии защиты почвы от эрозии (Комбинированный почвообрабатывающий агрегат) / Г.Я. Гурбанов, M.E Гасанов, РЖ Mустафаев [и д.] // Аграрный научный журнал. - 2022. - №6. - С. SS-90. - DOI 10.28983/ asj.y2022i6pp88-90. - EDN BWWVYG
4. Добровольский T.B. Деградация и охрана ночв / T.B. Добровольский, С.А. Шоба, П.Н. Балабко; нод ред. EB. Добровольского. - M.: Изд-во MГУ, 2002. - 654 с. EDN TSHOTH
5. Добровольский T.B. Избранные труды но почвоведению. Общие вопросы теории и развития почвоведения / T.B. Добровольский. - Т. 1. - M.: Изд-во MTX 2005. - 525 с. - EDN QKXIIJ
6. Клименко А.И. Зональные системы земледелия Ростовской области на 2022-2026 годы: монография / А.И. Клименко [и др.]. - Ростов н/Д.: ООО «Альтаир», 2022. - 763 с. - EDN GHQGWS
7. Турулев B.K Зональные системы орошаемого земледелия Ростовской области: монография / B.K Турулев [и др.]. - Ростов н/Д.: Книжное изд-во, 1987. - 102 с. - EDN SCMOZX
8. Ивонин B.M. Лесомелиорация ландшафтов: учебник / B.M. Ивонин. - Новочеркасск: Лик, 2018. - 206 с. EDN YPJKVN
9. Извеков А.С. Защита ночв от эрозии и воспроизводство плодородия в южных и лесостепных районах России / А.С. Извеков // Бюллетень Почвенного института им. B.B. Докучаева. - 2012. - №70. - С. 79-95. - EDN PVLOWB
10. Mальцев К.А. Потенциальные эрозионные потери почвы на пахотных землях европейской части России / К.А. Mальцев, О.П. Ермолаев // Почвоведение. - 2019. - №12. - С. 1502-1512. DOI: 10.1134/S0032180X19120104. - EDN CCRHJE
11. Mетодические рекомендации но выявлению деградированных и загрязненных земель (утверждены Роскомземом 28 декабря 1994 г, Mинсельхознродом РФ 26 января 1995 г., Mинприроды РФ 15 февраля 1995 г.).
12. Общесоюзная инструкция но почвенным обследованиям и составлению крупномасштабных карт землепользования (утверждена Mинсельхозом СССР от 23июня 1972 года).
13. Колганов A.B. Принципы и методы организации орошаемых земель на агроландшафтной основе / A.B. Колганов [и др.]. -M.: ООО «Эдель-M».
14. Балакай Г.Т. Проектирование, создание и уход за защитными лесными насаждениями на землях сельскохозяйственного назначения / Г.Т. Балакай [и др.]. - Депонированная рукопись №69-B20l6 04.05.2016. - С. 102-107. - EDN WKEXMN
15. Самофалова И.А. Диагностика эродированности ночв с использованием современных подходов к интерпретации параметров гранулометрического состава / И.А. Самофалова // Земледелие. - 2020. - №1. - С. 14-19. - DOI 10.24411/0044-39132020-10104. - EDN IWQONB
16. Щедрин B.H Условия формирования поверхностного стока. Прогноз причиняемого ущерба. Компенсационные мелиоративные мероприятия / B.K Щедрин [и др.]. - Новочеркасск: PосHИИПM, 2016. - 450 с. - EDN DFPRCD
17. Шевченко П.Д. Кормопроизводство степной зоны России: монография / П.Д. Шевченко, Г.Т. Балакай. - Новочеркасск: Оникс+. - 421 с.
18. G. Pham, J. Degener, and M. Kappas, «Integrated universal soil loss equation (USLE) and geographical information system (GIS) for soil erosion estimation in A Sap basin: Central Vietnam,» International Soil and Water Conservation Research, 2018, vol. 6, no. 2, pp. 99-110.
