Содержание к диссертации
Стр.
ВВЕДЕНИЕ 5
Глава I. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ПРОБЛЕМЫ ЗАЩИТНОГО
. ЛЕСОРАЗВВДЕНИЯ НА ОРОШАЕМЫХ ЗЕМЛЯХ 13
Глава 2. ПРОГРАММА РАБОТ И МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЙ ..... 32
Глава 3. ФИЗИКО-ГЕОГРАФИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ЮГО-ВОСТОКА-.
ПОЧВЕННО-КДИМАТШЕСКИЕ И ПОГОДНЫЕ УСЛОВИЯ
ОБЪЕКТОВ ИССЛЕДОВАНИЯ 43
3.1. Агроклиматические особенности региона . . 45
3;2. Почвенно-климатические и погодные условия'
. . объектов .исследования. 54
3.3. Выводы 64
Глава 4. НАУЧНО-ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ВЛИЯНИЯ УЗКИХ ЛЕСНЫХ ПОЛОС НА АЭРОДИНАМИЧЕСКИЕ И ГЩРОТЕНШЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ И УРОЖАЙНОСТЬ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ КУЛЬТУР В УСЛОВИЯХ ОРОШЕНИЯ 67
4.1. Режим скоростей воздушного штока в зоне
влияния полезащитных и приканальных лесных
полос, в зависимости от конструктивных осо
бенностей их, числа рядов и размещения от-
. . носительно гидросооружений 68
4.2. Влияние лесных полос на основные элементы
. . микроклимата и влажность почвы 96
4.3. Урожайность сельскохозяйственных культур
. . под защитным влиянием.лесных полос .... 105
. 4.4. Выводы ............... 114
Глава 5. ПОЧВОЗАЩИТНАЯ РОЛЬ ЛЕСНЫХ ГОЛОС В УСЛОВИЯХ
ОРОШЕНИЯ И ОБОСНОВАНИЕ ИХ ПАРАМЕТРОВ 121
5.1. Характер формирования и размер зон дефля
ции и аккумуляции при действии моделей
лесных полос 121
Стр.
5.2, Противодефляционное влияние системы лесных
полос различных параметров в натурных ус
ловиях 150
, 5*3. Выводы 156
Глава 6. ВЛИЯНИЕ ЗАЩИТНЫХ ЛЕСОНАСАЖДЕНИЙ НА ГИДРОЛОГИ
ЧЕСКИЙ РЕЖИМ И МЕЛИОРАТИВНОЕ'СОСТОЯНИЕ ОРОШАЕ
МЫХ. ЗЕМЕЛЬ 161
6.1. Фильтрационные потери воды из каналов в
. . зависимости от их облесенности 163
6.2. Снегоотлояение и его влияние на мелиора-
. . тивное состояние орошаемых земель .... 167
6.3. Водопотребление древесными породами в
. разных условиях произрастания 183
6.4. Выводы 197
Глава 7. ОСОБЕННОСТИ РОСТА ДРЕВЕСНЫХ ПОРОД И СОСТОЯНИЕ
ЗАЩИТНЫХ ЛЕСОНАСАЖДЕНИЙ В УСЛОВИЯХ ОРОШЕНИЯ 201
7.1. Особенности лесорастительных условий на
. . орошаемых землях 201
-
Рост и состояние защитных лесонасаждений вдоль каналов и на полях севооборотов . . 213
-
Древесные породы и схемы смешения их при создании защитных лесных насавдений на
. . орошаемых землях 237
. 7.4. Выводы 243
Глава 8. ПРИНЦИПЫ РАЗМЕЩЕНИЯ И ПРОЕКТИРОВАНИЯ ЛЕСНЫХ
ПОЛОС НА ОРОШАЕМЫХ ЗЕМЛЯХ 247
8.1. Основные принципы проектирования и разме-
. . щения лесных полос на орошаемых землях . . 247
8.2. Размещение лесных полос при разных спосо-'
бах полива ...... 252
-
Размещение лесных. полос вдоль каналов . . ^ 270
-
Выводы . . . . 272
Стр.
Глава 9. НАУЧНОЕ И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ОБОСНОВАНИЕ СОВРЕМЕННОЙ ТЕХНОЛОГИИ ВЫРАЩИВАНИЯ ЛЕСНЫХ ПОЛОС НА ОРОШАЕМЫХ ЗЕМЛЯХ ПРИ ПОЛИВЕ ДОЖДЕВАНИЕМ .... 275
-
Обще вопросы выращивания лесных полос . 275
-
Полив лесных полос и водообеспеченность
. насаждений 279
9.3. Выращивание лесных полос с применением
современных механизмов и химических
. средств 288
9.3.1. Уходы за почвой с применением различ-
ных механизмов 289
9.3.2. Меры борьбы с сорной растительностью
. . при помощи химических средств . . . . ; 303
9.3.3. Комплексный способ ухода за почвой . . . 318
9.4. Выращивание лесных полос с минимальным
. . отводом пашни 323
.9.5. Выводы 330
Глава Ю.ЭКОНОМШЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ ЗАЩИТНОГО ЛЕСО
РАЗВЕДЕНИЯ НА ОРОШАЕМЫХ ЗЕМЛЯХ. . 336
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ И ПРЕДЛОЖЕНИЯ 344
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 354
ПРИЛОЖЕНИЯ 388
Введение к работе
Основными направлениями экономического и социального развития СССР на I98I;..I985 годы и на период до 1990 года предусмотрено ввести в эксплуатацию 3,4...3,6 млн; га орошаемых земель ( 2).
Известно, что более половины пахотных земель в стране находится в районах засушливого климата и недостаточного увлажнения, часть их подвергается действию засух и суховеев, ветровой и водной эрозии, причиняющим значительный ущерб сельскохозяйственному производству. Эти неблагоприятные природные явления особо проявляются на крайнем юго-востоке Европейской территории СССР; Поэтому Коммунистической партией и Советским правительством была поставлена задача создать в засушливой зоне страны крупные районы гарантированного производства сельскохозяйственной продукции на базе орошения. Орошение резко повышает урожайность сельскохозяйственных культур и придает устойчивость сельскохозяйственному производству;
Повышение роли мелиорации в увеличении производства сельскохозяйственных продуктов нашло отражение в решениях Майского (1982 г.) Пленума ЦК КПСС "О Продовольственной программе СССР на период до 1990 г; и мерах по её реализации" ( 4).
Оросительные системы создаются во всех регионах страны: в Поволжье, на Северном Кавказе, Украине, республиках Средней Азии и Закавказья. Уже сейчас с орошаемых земель получают более четверти всей валовой продукции земледелия колхозов и совхозов, хотя они составляют только 9 % общей площади пашни и многолетних насаждений ( 64).
Однако опыт ведения поливного хозяйства показывает, что орошение устраняет лишь почвенную засуху и не полностью защищает сельскохозяйственные культуры от ущерба, вызываемого атмосферной засухой;1 При суховеях даже с достаточной влажностью почвы недобор урожая пшеницы составляет 18...30 %. В эрозионно опасных районах потери почвы превышают допустимый предел; Поэтому требуется разработка эффективной защиты полей и оросительной сети*
Актуальность мер по преодолению засухи и эрозии на объектах мелиоративного и водохозяйственного строительства отмечена в постановлении ЦК КПСС и Совета Министров СССР "О неотложных мерах по защите почв от ветровой и водной эрозии" ( 6),
Наряду с осуществлением крупномасштабных мер по укреплению материально-технической базы, увеличению поставок удобрений и расширению площадей поливных земель, важное значение придано широкому переходу на зональные научно обоснованные системы земледелия, составным элементом которых является защитное лесоразведение* Дальнейшее развитие последнего предусматривается в решениях ХХУІ съезда КПСС ( I).
В условиях орошения защитные лесные насаждения являются действенным средством повышения урожайности сельскохозяйственных культур. В настоящее время площадь орошаемых земель в стране, защищенная лесными полосами превышает 2,5 млн* га,с неё дополнительно по-лучагот более 2,5 млн. ц зерна и другой продукции сельского хозяйства.
Мелиоративное и природоохранное значение лесных защитных насаждений проявляется в улучшении микроклимата, защите почвы от эрозии и сельскохозяйственных культур от неблагоприятных природных факторов, улучшении гидрологического режима орошаемой территории и снижении испарения, защите гидросооружений от заносов продуктами дефляции и улучшении эксплуатации поливной техники. Системы лесных полос расширяют технологические возможности полива дождеванием при различных скоростях ветра. Кроме того, они выполняют важные социальные функции, являются активными регуляторами биоэко-
7 логического равновесия на защищенной территории, устраняют климатическую дискомфортность среды и способствуют стабилизации трудовых ресурсов в земледельческих районах страны.
Поэтому создание защитных лесных насаждений на орошаемых землях и поиск путей повышения их эффективности является важной народнохозяйственной задачей.
Большой вклад в разработку основных положений и приемов агролесомелиорации степных районов внесли В. В. Докучаев, Г* Н. Высоцкий, A.J В. Альбенский, Б." А. Бодров, В, Н. Виноградов, М. И. Дол-гилевич, Б. И. Логгинов, Г. И; Матякин, ПЇ; ДЗГ- Никитин, Tt: IK' Озолине ЕГ С^ Павловский и др.
Эффективность защитных лесных насаждений в условиях орошения в ряде районов страны глубоко проанализированы в работах Я. Д.: Панфилова ( 285, 286), В. В. Лебедева ( 203, 206), Б. И. Логгинова ( 214, 215), А. И. молчановой ( 254, 255) и др.
Однако сложность проблемы и недостаточное внимание к лесной мелиорации орошаемых земель не привели к решению многих вопросов. Применение в орошаемом земледелии широкозахватной поливной техники потребовало изучения параметров размещения лесных полос на орошаемой территории и относительно дождевальных машин, способов полива лесных насаждений дождеванием. Не были решены вопросы размещения лесных полос относительно гидросооружений в целях защиты их от заносов продуктами эрозии. В связи с ценностью орошаемой пашни необходимо было изучить аэродинамические, мелиоративные и агрономические свойства узких полезащитных лесных полос и дать научное обоснование их. Облицовка каналов и подача воды по трубам внесли существенные изменения в лесорастительные условия, поэтому необходимо было изучить водопотребление и водообеспеченность защитных насаждений и биоэкологические особенности роста их. В то же время в связи с значительными потерями воды и подъемом уровня грунтовых вод на системах с открытой оросительной сетью следовало определить параметры биологического дренажа» И, наконец, применение современных механизмов и химических средств для борьбы с сорной растительностью в лесных полосах создавало возможность выращивания лесных насаждений без применения ручного труда по уходу за почвой в рядах насаждение Для этого необходимо было испытать различные культиваторы и гербициды в условиях орошения и выявить особенности действия их на различных этапах выращивания защитных лесонасаждений и др.
В связи с этим, целью наших исследований явилась разработка научных основ современной лесной мелиорации орошаемых земель, обеспечивающих повышение продуктивности их и эффективности насаждений, и научно обоснованных рекомендаций по созданию лесных полос в условиях полива дождеванием.
Основные зацачи исследований, способствующие достижению поставленной цели, предусматривали: I) разработку оптимальных параметров полезащитных и приканальных лесных полос, обеспечивающих повышение их эффективности; 2) исследование наиболее рационального размещения лесных полос вдоль гидросооружений и на орошаемой территории в условиях применения перспективных способов полива и новой поливной техники; 3) разработку лесомелиоративных приемов защиты гидротехнических сооружений от заносов продуктами эрозии; 4) оптимизацию условий формирования высокоэффективных насаждений в связи с изменением экологической среды; 5) разработку перспективной технологии выращивания устойчивых лесных полос с высокими аэродинамическими, мелиоративными и агрономическими свойствами.
Решение поставленных задач стало возможным благодаря использованию современных методов исследований и широкой механизации процессов работ при создании лесных полос.
Почва, лесные насаждения, экологическая среда рассматривались нами как составные части единой системы - биогеоценоза. Ш-роко применялся метод сопряженного изучения этих элементов при применении интенсивной технологии выращивания защитных лесонасаждений. Использован динамичный подход к изучаемым объектам. Лесные насаждения.изучались в процессе роста и во взаимосвязи с окружающей средой.
В исследованиях использованы.общепринятые ( 44, 53, ИЗ, 167, 232, 236, 261, 272, 315, 323, 334) и собственные методики изучения мелиоративной.роли лесных полос на орошаемых землях и смежных вопросов (337).
В результате проведенных исследований теоретически обоснованы вопросы современной лесной мелиорации орошаемых земель в степных районах юго-востока Европейской территории СССР. Научно обоснованы принципы размещения лесных полос на орошаемой территории с учетом широкозахватной поливной техники и оптимальные параметры полезащитных и приканальных лесных полос. Установлена мелиоративная, агрономическая и противоэрозионная роль полос в зависимости от их ширины, конструкции и размещения относительно гидросооружений. Научно обосновано создание полезащитных и приканальных лесных полос (внутрихозяйственная сеть) с уменьшенным числом рядов без существенного снижения их аэродинамических свойств, агрономического и мелиоративного влияния. На основе изучения интенсивности транспирации, динамики нарастания массы листьев и роста корневых систем с учетом освоенной ими площади определены размеры возможного водопотребления лесными полосами и методика расчета его, что позволяет осуществить прогноз расхода воды насаждением.
Теоретически определено место защитных лесонасаждений в об-
10 щей системе гидротехнических мер и показана роль их в качестве биологического дренажа; Изучены особенности роста древесных пород в зависимости от лесорастительных условий, расширены и углублены сведения о биоэкологии их; Рекомендован перспективный ассортимент древесных пород и дана схема размещения лесных культур на орошаемой территории с учетом водообеспеченности.
Научно обоснована и экспериментально подтверждена возможность уменьшения площади отвода пашни под лесные полосы без существенного снижения прироста древесных пород и аэродинамических свойств насаждения при оптимальных параметрах размещения. Дана критическая оценка существующей и рекомендована для практического использования перспективная технология выращивания лесных полос без применения ручного труда на уходах за почвой в рядах насаждений. Научно обоснована и доказана возможность широкого использования в условиях орошения для уходов за почвой в рядах насаждений современных культиваторов и химических средств борьбы с сорной растительностью, а также полива полос дождеванием с одновременным поливом сельскохозяйственных культур. Даны рекомендации по проектированию, размещению и выращиванию защитных лесонасаждений на орошаемых землях при поливе дождеванием.
На защиту выносятся: I) сформулированные основные положения современной лесной мелиорации орошаемых земель; 2) параметры полезащитных и приканальных лесных полос, обеспечивающие повышение их эффективности; 3) сформулированные принципы размещения и проектирования защитных лесных насаждений на орошаемых землях при поливе новыми дождевальными машинами; 4) критериальный анализ водообеспеченности защитных лесных насаждений при поливе дождеванием и оптимизация условий роста их в зависимости от условий произрастания; 5)эколого-лесоводственное обоснование технологии создания защитных лесных насаждений с применением современных механизмов и химических средств.
Материалы, положенные в основу диссертации, докладывались на 26 всесоюзных, республиканских, региональных и зональных научных, научно-теоретических и научно-производственных совещаниях, конференциях и семинарах (1968...1983.гг.), на 5 всесоюзных координационных совещаниях (1979...1983 гг.), объединенном научно-техническом совете Минсельхоза СССР, Минводхоза СССР и Гослесхоза СССР (1973 г.), годичной сессии Отделения лесоводства и агролесомелиорации ВАСХНШГ (1976 г.),.бюро Отделения лесоводства и агролесомелиорации ВАСХНЛ (1980 г.), секции защитного лесоразведения Всероссийского отделения ВАСХНИЛ (1981 г.).
Основные положения наших разработок, изложенные в рекомендациях ,- предложениях и методических указаниях внедрены в хозяйствах. Среднего и Нижнего Поволжья и Северного їйвказа на площади 15 тыс. га, а также использованы институтами "Союзгипролесхоз" и "Гапро-водхоз" при разработке проектов создания защитных лесных насаждений (20,4 тыс. га) на орошаемой площади 1,16 млн. га.
Диссертация общим объемом 417 страниц состоит из введения, 10 глав, выводов и предложений, включает 82 таблицы, 50 рисунков, список использованной литературы из 419 наименований, в том числе 32 иностранных и 23 приложения.
Основой диссертации являются результаты стационарных, полевых опытов и лабораторных исследований, проведенных нами в аэродинамической лаборатории ВНИАЛМИ и в натурных условиях - на шлях колхозов и совхозов: в южной части лесостепи на Тольяттинской оросительной системе и в степном Заволжье на орошаемом участке Поволжской АЭДОС в куйбышевской области, в сухой степи на Кислов- ской оросительной системе в Волгоградской области, полупустынной зоне на орошаемом участке Богдинской НИАГЛОС в Астраханской области и в степной зоне на Нижне-Донской и Богаевско-Садковской оросительных системах в южных и восточных районах Ростовской области, В диссертации использованы также некоторые материалы экспедиционных исследований по изучению влияния лесных полос на гидрологический режим, проведенных автором на других оросительных системах.
Работа выполнена в течение 1967...1983 гг. в соответствии с тематическим планом Всесоюзного НИИ агролесомелиорации и заданиями Министерства сельского хозяйства СССР (0.51.079, 0.51.01, 0.СХ.30.02.И).
Для научных исследований были созданы опытные и опытно-производственные лесные полосы на площади более 100 га, заложено в лесных насаждениях 517 пробных площадей и более 200 почвенных разрезов, проведены воднобалансовые наблюдения в 228 смотровых скважинах, выполнено более 2300 анализов водно-физических и химических свойств почв и грунтовых вод, проведено более 30 тыс. определений влажности почвы при исследовании лесорастительных условий, раскопано и изучено более 90 корневых систем древесных пород и др.
В работе использованы материалы исследований, выполненных лично автором. Кроме того, в разработке отдельных вопросов под руководством автора и совместно с ним участвовали В. Е. Васильчиков, А. Г. Ломакин, Е. А. Литвинов, Е. М; Смертин, А. П. Егоренков и др.
Ценные замечания и предложения по рукописи диссертации сделали доктор сельскохозяйственных наук А. М. Бялый, кандидат сельскохозяйственных наук И. М. Торохтун, кандидат технических наук Ю. И. Васильев и кандидат сельскохозяйственных наук 3. И.' Малани-на. Всем им автор выражает искреннюю благодарность.
Похожие диссертации на Лесная мелиорация орошаемых земель юго-востока Европейской территории СССР
