Введение к работе
г " ' . '' І.
Актуальность проблемы. Южно-Уральский,регион занимает
одно из ведущих мест в России по производству сельскохозяйст
венной продукции. Здесь заготавливается 10 товарного зерна
(преимущественно - высококачественные яровые твердые и сильные
пшеницы) и Q% мяса. Сельскохозяйственные угодья составляют 10,8
млн.га, в том .числе в пашне -6,4 млн.га. Почвенный покров пре
дставлен черноземами (7<Ж), остальная площадь занята темно-каш--
тановыми почвами. Около 2,0 млн.га занимают солонцово-солонча-
, ковые комплексы различного генезиса, из них 0,6 млн.га находит
ся в пашне. ''_ ."''-.-' '.."''
'>:. Нестабильность сельскохозяйственного производства-выражена в низкой урожайности особенно зерновых культур (за последние 15 ': лет. - 10,7 ц/га)" и значительными ее колебаниями.по.годам (от ' 180 до. 20%) .Это обусловлено, усилением. аридизации. и снижением ' плодородия, почв, вызванных эрозией и дефляцией. Причиной эрозии '.,: почв.является сплошная "распашка: земель без учета их качества, ;. проходившая в три, этапа: первичное освоение (І800-І963' гг.), ос-; воєнне, целинных, и залежных земель, (1953-1956 гг.) и распашка у малопродуктивных пастбищ.("коренное улучшение" І965-І985 гг.).. ... Сплошное массивное земледелие, а также сведение лесов в прошлом '; "привело^ к усилению стока, обсыханию территории и дестабилизации -экологической- обстановки."'.
-у; ;' ..Изучению процессов эрозии и дефляции почв в регионе до по-
' следнего времени уделялось недостаточное внимание. Разработан-
' ' ныв в 80-х годах системы земледелия страдают. слабой лочвозащит-
.У ной. направленностью.'. Неоправданно. высокая степень распаханности
;'-:эрозионн6опасных,. неполноразвитых, солонцовых и других почв с
"'-.'.низким естественным плодородием требует разработки системы за-
Y щиты почв от эрозии и дефляции, обеспечивающей сохранение пло-
-"дородия почв и его воспроизводство. Этим и определяется акту-
- альность исследований. ..',"
-" ' ' Представленная работа является составной частью исследований, проведенных автором во время почвенных экспедиций ("Волго-ишрозем"), программ и заданий ГКНГ Совета Министров СССР Оренбургскому ffifflCI (номера регистрации 20991, 01827000855, 226, . 75026165',. 227,/01860130159).
Задачи-исследований. Цель задачи, состояла в исследовании закономерностей проявления эрозионных процессов для научного
2 \
обоснования мероприятий, обеспечивающих повышение продуктивности
эродированных почв, надежную защиту' их от эрозии. Для достижения
втой цели необходимо:- , .
на основе системного анализа условий, детального изучения свойств почв, факторов эрозии выявить основные закономерности формирования поверхностного.стока талых вод, вызывающих смыв черноземов; .
разработать критерии диагностики черноземов по степени эродированности и противоэрозионной устойчивости;
определить объемы и темпы "потерь органического вещества в почвах;
- разработать эффективные почвозащитные технологии возделывания зерновых культур на склонах 1-3, 3-5, 5-7 и более 7;
- провести почвенно-эрозионное районирование территории и
на его основе разработать модели почвозащитных систем земледелия»
адаптированных к условиям агроландшафтов.
ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ,ВЫН0СИ.ШЕ НА ЗАЩИТУ . '
-
Активизация эрозии и дефляции в регионе обусловлена :по-всеместной распашкой склонов и малопродуктивных земель. Это привело к усилению поверхностного стока при постоянном дефиците влаги в почве и дестабилизации экологической обстановки. Максимальная величина весеннего стока достигает 120 -возросла расчлененность территории на 17. что усилило 'её обсыхание и ари-дизацщо.
-
Эрозия и дефляция ухудшили агрохимические. и водно-физические свойства почв, ускорили"темпы дегумификации. Исследователями установлено, что темпы ежегодных эрозионных потерь органического вещества'возросли в 1,5-2 раза и'составили от 0,5 ' т/га в черноземах южных и темно-каштановых почвах до 1,5 т/га -в черноземах типичных и обыкновенных. Наибольшие потери (свыше 2,0 т/га) зафиксированы в сильноэродированных, неполноразвитих и маломощных почвах, вовлеченных в пашню при втором этапа освоения целинных земель. Возросли темпы минерализации гумуса (0,4-0,7 т/га),' особенно на парах (сешіє 2,0 т/га в год).-
% 3. С .целью разработки научкцх основ защити почв от эрозии и оптимизации экологической обстановки региона проведано ого почвенно-эрозионное районирование, разработан!.1 критерии диагностики почв по стопеци эродированности и прзтг.нозрозлошоіі устойчивости, сформированы банки иочконних и погодных даннпх пи
базе ЗИЛ, являющиеся основой агроэкологического мониторинга.
4. Б зависимости от сложности эрозионных ландшафтов раз
работана система мероприятий по предотвращению эрозии и дефля
ции почв. Для агроландшафтов незначительной сложности с расч
лененностью 0,3-0,5 km/knt и крутизной склонов 1-3 разработа-
на система мер, в которых определяющую роль играет замена вспа
шки противоэрозионной обработкой с сохранением на поверхности
почвы пожнивных остатков, что обеспечило сояракрние потерь поч
вы в 2,0-2,8 раза и повышение урожайности зерновых культур на
17-27,. '
5. Для слабо- и умеренно- сложных, сложных и весьма слож-
' ных агроландшафтов с крутизной склонов 3-5, 5-7 и более 7, с
расчлененностью 0,7-1,0; 1,0-1,4; 1,4-1,8 км/гаг. разработана . контурная организация территории севооборотов, в основе которой . - буферные полосы из многолетних трав,' кустарниковые кулисы и
залуженные водотоки. Почвозащитше технологические модули, диф
ференцированные- с учетом сложности агроландшафта^сокращают сток
. на 15-20/2 и полностью устраняют вынос почвы за его пределы. . ' 6. На умеренно-сложных ландшафтах защиту почв от эрозии и ' дефляции'обеспечивают буферные полосы шириной 20 м через 100 м
с долей многолетних трав в севообороте не более 20^; на слож-
. ных:ландшафтах, кроме выше перечисленных мероприятий, доля многолетних/трав достигает 40 с мульчированием поверхности почвы ..измельченной.соломой и залужением водотоков; на весьма сложных .1 ландшафтах "почвозащитный модуль- усилен двурядными кустарниковы-''. вд'.кулисами,: ". ,...-',..;.'. -.'-.,-- ' -':.'. - " ":
' "' 7. -Сильноэр.одированныё ландшафты с. крутизной склонов более
\_, 1':ж расчлененностью болев'2-km/кат при .сгущении'горизонталей и
. ложбин стока, площадь' которых составляет 0,8 млн.га, рекоменду
ется, вывести.из пашни под сплошное, залужениа...-многолетними тра-
,;вами.'с последующей организацией сенокосо- и пастбище оборотов.
-; .7'8. В соответствии с изложенными.принципами для различных
категорий ландшафтов разработаны'модели почвозащитных систем
.земледелия, оптимизированные по условиям сокращения стока и за
щиты почв от.эрозии и дефляции. ' .
"Научная новизна. Впервые для условий степной зоны Южного Урала:
-дан системный анализ природных и антропогенных факторов эрозии
'. и дефляции- почв;
изучены агрохимические, физические и водно-физические свойства эродированных почв и разработаны критерии диагностики черноземов по степени эродированности и противоэрозионной устойчивости;
определены объемы" и темпы потерь органического вещества в почвах; .
- рассчитана величина паводкового поверхностного стока в зональном аспекте,являющаяся-научной основой прогнозирования интенсивности эрозионных, процессов;
разработаны почвозащитные технологии возделывания зерновых культур на юадых эродированных черноземах, расположенных на склонах 1-3, 3-5, 5-?. и более 7 градусов;
также впервые на основе проведенного почвенно-эрозионного районирования территории разработаны и апробированы в производстве модели почвозащитных систем земледелия, адаптированные к .условиям агроландшафтов, обеспечивающие надежную защиту, почв от эрозий, повышение урожайности сельскохозяйственных культур и охрану окружающей среда.
Апробация.. Результаты исследований докладывались на выездной сессии БАСИЩ по борьбе с засухой (Волгоград,1 IS87), Всесоюзном совещании (Курск, ,1977), трех Всероссийских совещаниях-по почвозащитному земледелию (Саратов, 1974; Новочеркасск, 1980, 1983), заседании отделения земледелия БАСИШ (Москва, 1981), семи координационных совещаниях и заседаниях бюро Совета ,(Шор-танды, 1974; Курск, 1976, 1981, 1982, 1983; Саратов, 1982;-Барнаул, 1982; Москва, 1982), на первой сессии Российской академии (Оренбург, 1990),. на научно-практической кот~іереіщші "Проблемы уральских черноземов" (Челябинск, 1293).'" ,.
Публикация. Опубликованы две книги (в соавторстве); ма- ' териачы в трудах ВАС ШИЯ (т.ІІ: "Черноземы Поволжья и Преду-ралья"), 75 статей и рекомендаций общим объемом более 50 печатных листов, Почвенная карта Оренбургской области М I: 600000 в соавторстве.
Внедрение. Непосредственное участие автора в составлении, разработке и освоении почвозащитных комплексов, вошедших в системы земледелия области, опытно-производственных хозяйств, колхозов и совхозов; составление Генеральной схемы протлвоэро-зионных мероприятий и Государственной комплексной программы повышения плодородия почв.
Разработки автора, сотрудников лаборатории и', хозяйств области, где осваиваются почвозащитные комплексы, демонстрировались на областной и ВДНХ СССР,-отмечены' золотыми, серебряными медалями'и дипломом Почета.
Б работе использованы материалы исследований, выполненные лично автором или под его руководством научными сотрудниками лаборатории и Восточного сектора защиты почв от эрозии, что отражено в совместных публикациях.
Объем работы. Содержание работы изложено на Зої странице машинописного текста, включая 74 таблицы; иллюстрирована 40 рисунками, 14 приложениями. Список литературы насчитывает 435 работ на русском и 14 - на иностранном языке.
I. ПРОГРЕЛА, ЩОДИКА И УСЛОШ ПРОВЕДШИ ІЮСВДОЗАШІЇ Программа и методика исследований. Систематизированы и статистически обработаны почвенные материалы института "Еолго-гипрозек",где автор работа! с 196'«, по 1575гг. Стационарные опыты
выполнены в 1976...1992 гг в опытно-производственных хозяйствах
им.Куйбышева, им.50 летия ВЛКШ, "Советская России" Оренбзфгс-
кого НИИСХ, совхозе им.ХІХ партсъезда Светлинского района. Иссле
дования проводились в соответствии с методическими рекомендация- .
ми Почвенного института им.В.В.Докучаева, ВНИИЗ и ЗПЭ, ВНИИЗХ,
Гидрометеослужбы, АНИИЗи С, НИИСХ Юго-Востока и ВНИАЛМИ. Анализы
агрохимических свойств почв проведены в лабораториях институтов
"Волгогипрозем" и Оренбургского НИИСХ согласно методик, описан
ных в работах Е.В.Аринушкиной (1970),'агрофизических свойств -
А.Ф.Вадганиной и З.А.Корчагиной (1973). В водобалансовых исследо
ваниях использовался метод стоковых площадок, дождевания - уста
новкой ПДУ по методике Н,С,Ерхова (1970, 1972). Площадь дождева
ния 6x8=48 м , интенсивность дождя 1,5...2 мм/мин. Результаты
анализов обрабатывались методом вариационной статистики (Н.А.Пдо-
хинский, 1970), оценку темпов интенсивности потерь органического
вещества в почвах - с использованием монографии А.А.ТитляновоЙ,
В.И.Кирюшина, И.П.Охинько (1984), фенологические наблюдения и
структура урожая - по общепринятой методике Госсоргиспытания.
Математическая обработка данных проведена дисперсионным методом
по В.А.Доспехову (1979), экономическая эффективность способов обра
ботки, технологий и комплексов - по методике ВШИ и ЗПЭ (1983),
тренды - методом гармонических весов ХА.НДолевой, 1988), интегра-.
лыдае кривые - по А.Д.Силину (1990)(.
Применялись полевой, лабораторно-полевой, лабораторный, статистический, расчетный « экспедиционный методы.
Схемы опытов. Стационар УЛ "Противоэрозионная оценка. техно- ^ логий возделывания зерновых культур на склонах " (І976...І987гг) заложен в подз'бне южных черноземов в БІК им.І^йбншева на СЗ склоне, крутизною''Т;.'.3. Почвы - черноземы южные среднесмытые тяже-лосуглинистые на делювиальных карбонатных глинах. Мощность гумусового горизонта составила 27-37 см, содержание гумуса в пахотном слое - 'ЗІК.
-Схема опыта; I. Отвальная-обработка плугом ПН-4-35 на Й5",Г27 См ^116^11 склона (контроль), 2. Гребнистая вспашка плу-4г'Йм ПН-4-35 (с удлиненным отвалом 3-го корпуса) на 25...27 см с почвоуглублением на 35...40 см (почвоуглубители на 3"...4 корпусах) 3. Безотвальная обработка плугом ПРН-4-35А на 25...27 см. 4. Плоскорезная обработка КПГ-250 на 25...27 см. 5. Плоскорезная обработка на .12..,14 см после уборки + позднеосеннєе щелегание на
35...40 см. Размещение делянок - систематическое с частичным смещением вариантов в три яруса. Общий фон - удобренный дозой Л/40^60" Площадь Делянки - 0,5 га. На делянках строились стоковые площадки с водосливами. Севооборот - зері о-паровой: пар кулисный, озимая рожь, яровая пшеница, яровая пшеница, ячмень. Годы ротации - 1979...1985. С 1980 г проведена производственная проверка первого, четвертого и пятого вариантов.
Стационар '" 2 - "Разработать и выдать рекомендации производству по системе земледелия для склонов на основе контурной организации территории" (Пост.ГКНТ от 8.07.1981 г., Р 227). В оксперименте в качестве стокорегулирумцих и почвозащитных средств в условиях проявления водной и ветровой эрозии.служили буферные полосы из многолетних трав в системе контурной организации территории севооборота. Под стационар использовался западный склон 3-5 с черноземами южными карбонатными снльноэродированными глинистыми. Мощность гумусового горизонта - 18...22 см, содержание гумуса в пахотном слое - 3, в подпахотном - 1,5-2,015. Схема опыта:
-
Склон без буферных полос (контроль),
-
Буферные полосы шириной 21,6 м через 100,8 м.
-
То же + щелевание буферной полосы на 35...40 см.
-
Буферные полосы шириной 10,8 м через 100,8 м.
-
То же + щелевание буферной полосы на 35...40 см.
-
То же, что и 5-й вариант + щелевание на 35,..40 см в межбуферном пространстве.
Расположение буферных полос контурно-параллельное, перпендикулярное линии стока. На вариантах строились стоковые площадки с водосливами. Площадь делянки - 0,80 га, размещение повторений сплошное в один ярус, в пространстве и времени'- трехкратное.
