CC BY
41
УДК 631.92:630.266
ЗНАЧЕНИЕ ЛЕСОМЕЛИОРАЦИИ В КОМПЛЕКСЕ МЕР ПО ЗАЩИТЕ ПОЧВ ОТ ЭРОЗИИ НА СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ ЗЕМЛЯХ СТАВРОПОЛЬЯ
Е. Н. Общия, с.н.с., А. И. Хрипунов, к.с.-х.н., зав.лаборатории агроландшафтов, [email protected] - ФГБНУ «Северо-Кавказский ФНАЦ», Ставропольский край, г. Михайловск
Разработка оптимального комплекса противоэро-зионных мероприятий, наиболее адаптированных для данных конкретных природных и экономических условий, позволит предотвратить эрозию почвы. Эрозии подвержены земли сельскохозяйственного назначения Ставропольского края (на примере экспериментального полигона «Агроландшафт»).
В статье рассмотрены вопросы влияния защитных
Природными условиями Ставропольского края обусловлена высокая потенциальная оспас-ность ветровой и водной эрозии. Опасность ветровой эрозии существует на 87%, водной на 47% пашни края.
На территории Ставропольского края проявление водной эрозии от ливней наблюдается ежегодно, от талого стока не чаще 1 раза в 10 лет, а сильное проявление 1 раз в 25 лет. Водная эрозия почв сильнее проявляется на склоновых землях при частом выпадении ливневых дождей или весной после активного снеготаяния.
Усугубляет проявление эрозионных процессов легкая размываемость грунтов, особенно соленос-ных, сильная ложбинчатость, суффозионные процессы в засоленных почвах, оползневые явления. Высокая распаханность ландшафтов Ставропольского края и большая протяженность склонов также способствует повышению интенсивности водной эрозии.
Ветровая эрозия (дефляция) проявляется как местно, так и в виде пыльных бурь. Местная ветровая эрозия проявляется на распыленной сухой поверхности почв при малых скоростях ветра и на отдельных массивах. Пыльные бури, охватывающие огромные пространства при ураганных ветрах, наиболее вредоносны в крае. За несколько часов они способны выдуть с одного гектара 100-500 тонн почвы.
Водная эрозия преобладает в западной и юго-западной части края (разрушено 40-50% земель), ветровая в восточной части (дефлировано > 20% земель), совместное проявление водной и ветровой эрозии наиболее выражено в центральных районах Ставропольского края [2].
Многообразие факторов эрозии и дефляции требует системного подхода и применения комплекса противоэрозионных мероприятий: агротехнических, гидротехнических, лесомелиоративных, организационно-хозяйственных. Агролесомелиоративные комплексы в агроландшафтах играют важную роль в борьбе с эрозионными процессами и способствуют получению устойчивых урожаев, являясь арматурой противоэрозионных каркасов современных адаптивно-ландшафтных систем земледелия. Особенностью создания каркаса в агроландшафт-ном земледелии является первоначальная дифференциация территории по специфике рельефа, свойствам почвы, закрепление границ выделенных однотипных территорий рубежами (лесополосами из деревьев и кустарников, травяными полосами).
В системе мер по защите почв от эрозии на сельскохозяйственных землях лесомелиоративные мероприятия являются первостепенными. Они равномерно распределяются по территории возможного развития эрозии и предназначены для предотвра-
лесных полос на продуктивность зерновых культур. Дана характеристика снегоотложения в зависимости от конструкции лесных полос в условиях склоновых земель на территории экспериментального полигона.
Ключевые слова; водная и ветровая эрозия, адаптивно-ландшафтное земледелие, агролесомелиоративные мероприятия, защитные лесные насаждения, снегоотложение, урожайность.
щения эрозионных процессов на каждом участке земельных угодий.
Также важно соизмерять степень мелиоративного воздействия лесополос с характером хозяйственной деятельности на мелиорированных землях, соответствующим образом размещая насаждения в пространстве и варьируя их конструкциями с целью полной эколого-экономически оправданной реализации местного агроресурсного потенциала.
Мелиоративные противоэрозионные мероприятия для разных зон Ставропольского края зависят от сочетания природных условий, состава сельскохозяйственных угодий и возделываемых культур.
Долговечность, устойчивость и эффективность защитных лесных насаждений возможна при правильной основной подготовке почвы, подборе адаптированного посадочного материала, оптимизации ширины и рядности лесополос, своевременном проведении агротехнических и лесоводст-венных мер ухода, лесовозобновительных рубок и реконструкции насаждений.
Материалы и методика исследований. Методика проектирования комплекса противоэрозионных мероприятий для достижения устойчивости агро-ландшафтов апробируется более 20 лет на территории экспериментального полигона «Агролан-дшафт», который является действующей моделью фермерского хозяйства, занимает площадь 216 га. На территории полигона земли, имеющие одинаковое плодородие почв, геологию и крутизну, выделены в ландшафтную единицу (подурочище), к которой привязываются севообороты с набором культур, наиболее адаптивных к плодородию почв и экспозиции склонов. Границы севооборотов закреплены рубежами в виде лесных полос и буферных травянистых полос, рассчитанных на защиту от ветровой и водной эрозии почв. Размещение противоэрозионных рубежей основывается на рельефе, геологических и почвенных условиях землепользования полигона «Агроландшафт» [3].
Созданные таким образом на полигоне «Агро-ландшафт» рубежи ослабляют негативное проявление процессов ветровой и водной эрозии почвы. Полосы из многолетних степных трав в сочетании с лесными и кустарниковыми посадками оптимизируют экологическую обстановку территории в целом [4].
Объектом исследований являются элементы противоэрозионного экологического каркаса на территории экспериментального полигона «Агро-ландшафт» и его влияние на биологическую урожайность зерновых сельскохозяйственных культур, и характер снегоотложения под влиянием лесополос.
Рис. 1 - Рубежи в виде лесных полос и буферных полос из трав как способ обустройства агроландшафтов
Климат зоны, к которой приурочен полигон, умеренно-континентальный. Среднее годовое количество осадков 551 мм. Максимальное количество в июне - 86,1 мм, минимальное в феврале - 24,7 мм. Зима умеренно мягкая (-3,5°С). Высота снежного покрова составляет в среднем 10 см. Лето короткое и жаркое (+24С). Количество осадков, выпадающих в течение вегетационного периода, составляет в среднем 388 мм. Число дней с суховеями - 60-80, продолжительность безморозного периода 200210 дней [1].
Почвенный покров полигона «Агроландшафт» представлен обыкновенным черноземом. Почвы фаций различаются по мощности гумусового горизонта. Наибольший - 103 см в нижней части склона, 83 см - в верхней части склона, 65 см - на окраине плакора. Содержание гумуса в горизонте А (0-20 см) составляет: нижняя часть склона - 4,4%, верхняя часть склона - 3,4%, окраина плакора - 1,4%.
Исследования по определению влияния лесополос на биологическую урожайность путем постановки опытов на полях, защищенных лесополосами: в нижней части склона (А3), в кустарниковой лесополосе плотной конструкции (ЛП№9), в средней части склона (А2), в лесополосе ажурной конструкции (ЛП№5), на окраине плакора (А1) в лесополосе ажурной конструкции (ЛП№2).
Агротехника возделывания сельскохозяйственных культур - общепринятая для зоны неустойчивого увлажнения. Повторность каждого опыта - трехкратная.
Результаты исследования. Целью создания экспериментального полигона являлось научно-методическое обеспечение адаптивно-ландшафтного земледелия, в том числе лесомелиорации.
На территории полигона ведутся работы по оптимизации параметров лесных насаждений (ширина, рядность, наличие травяных буферных зон и т.д.). В условиях полигона проходят интродук-ционное испытание различные виды древесной и кустарниковой растительности, как общепризнанные, так и пока редко применяемые при лесомелиорации на территории Ставропольского края. Проводится целый ряд исследований: по изучению адаптированности пород к различным условиям в пределах микрокомплексов, по влиянию конструкции лесополос на снегоотложение, эффективности простейших гидротехнических сооружений (их
вида и местоположения), рядности лесополос, их конструкции, ассортименту древесно-кустарнико-вых полос, влияние лесополос на продуктивность сельскохозяйственных культур севооборота в условиях склоновых земель.
Урожайность сельскохозяйственных культур под влиянием лесных полос изменяется в довольно больших пределах в зависимости от их возраста, высоты, конструкции, погодных условий, уровня агротехники. Причем разные культуры и сорта неодинаково реагируют на защитное действие лесополос, особенно в условиях склоновых земель.
Поскольку фактором, лимитирующим урожай в районах недостаточного увлажнения, является влага, успех роста сельскохозяйственных культур под защитой лесных полос связан с улучшением влагообеспеченности и микроклимата. Такая связь подтверждается материалами многолетних исследований.
Проводимые на территории экспериментального полигона СНИИСХ «Агроландшафт» исследования урожайности зерновых культур (таблица 1) показали: под влиянием лесополосы продуваемой конструкции (высота 7-8 м, верхняя часть склона Аг) повышение урожайности озимого ячменя (сорт «Эспада») отмечено на расстоянии от 10 до 25 метров от неё (42,2 ц/га), что составляет 2Н-4Н лесополосы; уменьшение урожайности - на расстоянии 0-10 метров от лесополосы (24,8 ц/га). Это так называемая зона депрессивного влияния лесополосы. Средняя урожайность вне зоны действия лесополосы составила 35,0 ц/га. Под влиянием лесополосы ажурной конструкции (высота 5-6 м) (средняя часть склона А2) повышение урожайности озимой пшеницы (сорт «Фируза») отмечено на расстоянии от 5 до 10 метров от неё (40,8 ц/га), что составляет 2Н лесополосы; уменьшение урожайности - на расстоянии 0-5 метров от лесополосы (26 ц/га). Средняя урожайность вне зоны действия лесополосы составила 36,6 ц/га. Под влиянием лесополосы плотной конструкции из кустарника (высота 2,5-3 м) (нижняя часть склона А3) повышение урожайности озимой пшеницы (сорт «Фируза») отмечено в непосредственной близости от неё, но оно незначительно (40,6 ц/га), и в целом практически не влияет на среднюю урожайность данного поля. Средняя урожайность вне зоны действия лесополосы составила 40,5 ц/га.
Таблица 1 - Урожайность озимых зерновых культур на таксонах ландшафта в зависимости от расстояния до лесополосы, ц/га
Таксон Вариант Лесополоса Расстояние от лесополосы, м Урожайность вне зоны дествия ЛП, ц/га
конструкция высота, м 0-5 5-10 10-25
А, Озимый ячмень «Эспада» плотная 2,5-3,0 40,5 40,5 40,5 40,5
А2 Озимая пшеница «Фируза» ажурная 5,0-6,0 26,0 40,8 40,8 36,6
А3 продуваемая 7,0-8,0 24,8 24,8 42,2 35,0
По предварительным выводам на урожайность озимых зерновых культур влияние оказывают высота лесополосы, ее конструкция и местоположение в рельефе. Кустарниковая лесополоса даже плотной конструкции высотой не более 3м не оказывает практического влияния на урожай зерна озимых культур [5].
Влияние линейных рубежей на снегоотложение. Продолжены исследования характера снегоотло-
жения на территории экспериментального полигона «Агроландшафт»; зависимость профиля снежного шлейфа от конструкции лесополосы, её высоты и приуроченности к различным таксонам ландшафта.
Лучшие показатели у лесных полос продуваемой конструкции: при средней высоте лесополосы 6-7м средняя поперечная ширина снежного шлейфа составляет 34 м (5Н) (таблица 2).
Таблица 2 - Зависимость ширины снежного шлейфа от высоты и конструкции лесополосы (экспериментальный полигон «Агроландшафт»)
Конструкция лесополосы Параметры, м Годы исследования
2014г. 2015г. 2016г. 2017г.
Ажурная (№23) Высота ЛП, м 7,3 8,1 ,5 8,8
Ширина шлейфа 22,5 29,0 32,8 32,0
Продуваемая (№21) Высота ЛП, м 5,0 6,4 7,3 7,5
Ширина шлейфа 26,0 32,5 34,5 34,0
Плотная (№12) Высота ЛП, м 1,2 1,7 2,1 2,2
Ширина шлейфа 3,0 4,0 5,0 5,5
При ажурной конструкции лесополосы (средняя высота 8,8 м) поперечная длина шлейфа - 32 м. Длина шлейфа лесополос продуваемой конструкции в среднем соответствует 4-м высотам (4Н); ажурной - 5-ти высотам (5Н), плотной конструкции - 2-м высотам (2Н). Таким образом, продуваемая конструкция лесной полосы способствует равномерному распределению снега, а плотная - его накапливанию в самой лесополосе.
Выводы. Применение оптимального противоэ-розионного комплекса полного или частичного сочетания различных групп противоэрозионных мероприятий, наиболее адаптированных для данных конкретных природных и экономических условий позволит предотвратить эрозию почвы.
В результате мелиоративного воздействия лесных полос на межполосных полях создаются в целом более благоприятные условия микроклимата, водообеспеченности, защищенности почвы от эрозии и дефляции. Это является важной основой повышения продуктивности и устойчивости земледелия в зонах неустойчивого, недостаточного увлажнения, предотвращения процессов деградации природной среды.
Литература:
1. Бадахова Г.Х., Кнутас А.В. Ставропольский край: современные климатические условия. Ставрополь,2007.
2. Кулинцев В. В. Система земледелия нового поколения Ставропольского края [Текст]: монография. В. В. Кулинцев [и др.]. - Ставрополь: АГРУС, 2013. - 520 с.
3. Общия Е. Н. Эффективность комплекса противоэ-
розионных мероприятий на склоновых землях (на примере экспериментального полигона СНИИСХ «Агроландшафт») [Текст] Е. Н. Общия, А. И. Хрипунов, Н. С. Лебедева // Сб. СНИИСХ, 2017. - 58.
4. Общия Е.Н., Желнакова Л.И. Руководство по подбору ассортимента древесно-кустарниковых пород для создания мелиоративных лесных насаждений на территории лесостепной зоны Ставропольского края. 2011. - 12с.
5. Хрипунов А.И., Общия Е.Н., Лебедева Н.С. Влияние лесных полос на урожайность зерновых сельскохозяйственных культур на склоновых землях. Сборник СНИИСХ, 2016. -27с.
THE IMPORTANCE OF FOREST RECLAMATION IN THE COMPLEX OF MEASURES TO PROTECT SOILS FROM EROSION ON AGRICULTURAL LANDS OF STAVROPOL
E. N. Obshchiya, Senior Researcher, A. I. Khripunov, K.S-Kh.N. head.laboratories of agricultural landscapes, [email protected] - FGBNU North Caucasian Federal scientific agrarian center, Stavropol Territory, Mikhailovsk
Development of an optimum complex of the antierosion actions which are most adapted for these specific natural and economic conditions will allow to prevent soil erosion. Erosion are subject the earth of agricultural purpose of Stavropol Krai (on the example of the experimental Agrolandshaft ground). In article questions of influence of protective forest strips on efficiency of grain crops are considered. The characteristic of a snegootlozheniye depending on a design of forest strips in the conditions of slope lands in the territory of the experimental ground is given.
Keywords: water and wind erosion, adaptive and landscape agriculture, agrolesomeliorativny actions, protective forest plantings, snegootlozheniye, productivity.
