Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА I. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ 7
ГЛАВА 2. ФИЗИКО-ГЕОГРАФИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ РАЙОНА ОПЫТНЫХ РАБОТ 22
2.1. Положение района . 22
2.2. Почвы, рельеф, растительность 22
2.3. Климат и погодные условия периода исследований 23
ГЛАВА 3. ПРОГРАММА, МЕТОДИКА И ОБЪЕКТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ . 34
3.1. Программа исследований 34
3.2. Методика исследований . 35
3.3. Объекты исследований 42
ГЛАВА 4. ВЛИЯНИЕ ЛЕСНЫХ ПОЛОС НА МИКРОКЛИМАТ МЕЖПОЛОСНОГО
ПОЛЯ 45
4.1. Скорость ветра 45
4.2. Температура воздуха 47
4.3. Относительная влажность воздуха . 49
4.4. Испаряемость 49
4.5. Снегоотложение . 51
4.6. Влажность почвы 55
ГЛАВА 5. ВЛИЯНИЕ ЛЕСНЫХ ПОЛОС НА РОСТ И РАЗВИТИЕ РАСТЕНИЙ ЯРОВОЙ ПШЕНИЦЫ 59
5.1. Развитие яровой пшеницы 59
5.2. Рост растений яровой пшеницы 61
5.3. Оводнённость надземных органов яровой пшеницы 79
5.4. Транспирация яровой пшеницы 83
ГЛАВА 6. ВЛИЯНИЕ ЛЕСНЫХ ПОЛОС НА ФОТОСИНТЕТИЧЕСКУЮ ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ ЯРОВОЙ ПШЕНИЦЫ
6.1. Фотосинтетический потенциал (ФСП) посевов яровой пшеницы
6.2. Чистая продуктивность фотосинтеза
6.3. Поглощение посевами яровой пшеницы фотосинтетически активной радиации (ФАР) и использование её на формирование урожая
ГЛАВА 7. ВЛИЯНИЕ ПОЛЕЗАЩИТНЫХ ЛЕСНЫХ ПОЛОС НА УРОЖАЙ И КАЧЕСТВО ЗЕРНА ЯРОВОЙ ПШЕНИЦЫ
7.1. Урожай зерна яровой пшеницы
7.2. Качество зерна яровой пшеницы
ГЛАВА 8. ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ ПОЛЕЗАЩИТНОГО
ЛЕСОРАЗВЕДЕНИЯ
ВЫВОДЫ
- ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ
- Почвы, рельеф, растительность
- Методика исследований
- Скорость ветра
- Развитие яровой пшеницы
Введение к работе
В решениях 1171 съезда КПСС и майского (1982 г.) Пленума ЦК КПСС указано, что ключевой проблемой в сельском хозяйстве является всемерное увеличение производства зерна и придание ему большей устойчивости в разные по погодным условиям годы. В Продовольственной программе намечено повысить урожайность зерновых культур за десятилетие на 6-7 ц, а к 1990 г. она должна составить 21-22 ц/га. Среднегодовое производство зерна в одинадцатой пятилетке составит 238-243 млн. т, а в двенадцатой - 250-255 млн. т.
Среднее Поволжье является одним из важных районов нашей страны по производству продукции сельского хозяйства. Дальнейший рост урожайности и валовых сборов сельскохозяйственных культур возможен здесь в результате осуществления мероприятий по широкой мелиорации земель, намеченных мартовскими (1965 и 1967 гг.) Пленумами ЦК КПСС.
В комплексе мероприятий, направленных на улучшение сельскохозяйственных земель, наряду с другими приёмами, обращается внимание и на защитное лесоразведение.
Особенностью лесных полос является долговечность и разносторонность их мелиоративного влияния на прилегающие поля. Уменьшая скорость ветра в зимний период, они задерживают на защищаемой территории до 95 % выпавших твердых осадков, способствуя тем самым повышению влажности почвы по сравнению с незащищёнными полями (В.В. Захаров, В.М.Кретинин, 1979).
Ослабление скорости ветра и турбулентного обмена в летний период ведет за собой повышение относительной влажности воздуха, уменьшение испарения с поверхности почвы и растений. На межполосном поле в результате этого создаётся своеобразный микроклимат приземного слоя воздуха, улучшающий рост и развитие растений. Увеличение
Урожайности сельскохозяйственных культур среди лесных полос, в сравнении с открытыми полями, отмечено в работах многих авторов (Г.М.Тумин, 1926; В.А.Бодров, С.М.Зепалов, 1935; Ф.М.Касьянов, 1950; Г.И.Матякин, 1955; Л.М.Елинецкий, 1956 и др.).
Фиксируемая при этом прибавка урожая складывается за счёт зимнего снегозадерживающего воздействия лесных полос и их влияния на микроклимат приземного слоя воздуха в течение вегетационного периода.
Мелиоративное влияние лесных полос в летний период (исключая зимнее) на рост и развитие сельскохозяйственных культур до настоящего времени изучены недостаточно. Попытки определения доли урожая, полученной за счёт летнего влияния от общей суммы прибавки, предпринимались в условиях Среднего Поволжья Б.В.Карузиным (1939) и Е.Я.Шефер-Сафоновой (1941). При этом исследователи обращали внимание в основном на конечную работу лесных полос (прибавку урожая) без рассмотрения особенностей роста и развития растений.
До сих пор в литературе практически нет сведений о влиянии лесных полос на фотосинтетическую деятельность растений, в результате которой образуется основная масса органического вещества.
Учитывая малоизученность и актуальность этого вопроса, мы сочли необходимым проведение данной работы, в ходе которой основное внимание обращалось на влияние полезащитных лесных полос на микроклимат прилегающей территории, рост и развитие растений, элементы водного режима и фотосинтетическую деятельность посевов яровой пшеницы.
Работа выполнялась на территории Поволжской АГЛОС Куйбышевской области в течение 1978-1980 гг.
Большую помощь в проведении исследований оказали научный руководитель доктор сельскохозяйственных наук, профессор В.В.Захаров и.директор Поволжской АГЛОС, кандидат сельскохозяйственных наук В.И.Терентьев, которым автор выражает свою благодарность.
Обзор литературы
Для получения высоких и устойчивых урожаев зерновых и других сельскохозяйственных культур в нашей стране проводится широкое развитие мелиорации земель, включающее и развитие защитного лесоразведения.
Мелиоративная эффективность полезащитных лесных полос определяется в первую очередь их влиянием на скорость ветра и интенсивность турбулентного обмена воздушного потока в приземном слое атмосферы. В настоящее время накоплен обширный материал, позволяющий судить о сущности влияния полезащитных лесных полос на ветер. Установлено, что ветровой поток, встречая на своём пути лесные полосы, обтекая и частично проходя через них, значительно снижает свою скорость и интенсивность турбулентного обмена. Основными показателями, характеризующими эффективность ветроослабляющего действия лесных полос, являются: протяжённость зоны, где происходит снижение скорости ветра, степень наибольшего его снижения и суммарное (среднее) снижение скорости ветра в зоне влияния (В.А.Бодров, 1936, 1961; П.Ф.Ка-дошников, 1936; Г.И.Матякин, 1937; Л.А.Кузнецова, 1954; Г.Г.Данилов, 1955, I960; К.И.Попов, 1957; Л.П.Боброва, 1962; М.М.Лазарев, 1967; И.К.Винокурова, 1968; Б.В.Лабазников, 1969; П.С.Захаров, Ф.С. Барышман, В.М.Горяинов, 1974; Л.А.Вайно, 1979; Н.И.Ивченко, М.Н.Юн-никова, 1979 и др.).
Работами Я.Д.Панфилова (1936) и Г.М.Матякина (1952) было определено, что эффективность воздействия лесных полос на скорость ветра зависит от их конструкции. Они дали первые определения трёх основных конструкций лесных полос: непродуваемой, ажурной, продуваемой.
В.А.Бодров, С.М.Зепалов (1935) выявили, что влияние лесных полос растёт вместе с их высотой. При прочих равных условиях это влияние будет тем больше, чем больше высота полосы. Поэтому и влияние лесных полос измеряется высотами древесных насаждений.
Степень уменьшения скорости ветра зависит от угла подхода воздушного потока к лесной полосе. Наибольшее уменьшение скорости ветра на межполосном поле, по сравнению с незащищённым, наблюдается при угле подхода 90. В этом случае снижение скорости ветра может достигать 57 % от исходной (Л.П.Боброва, I960, 1964; Б.В.Лабазников, 1965; А.й.Пилюгина, 1971; Н.В.Вдовин, 1972, 1975; П.Д.Никитин, М.И. Долгилевич, 1977; К.П.Митрюшкин, Е.С.Павловский, 1979). В силу боковой шероховатости лесных полос их ветрозащитное действие остаётся значительным и при параллельном направлении ветра относительно основных насаждений и составляет примерно 25 % от ветрозащитного действия при перпендикулярном направлении (А.Р.Константинов, Л.Р.Струзер, 1965).
Почвы, рельеф, растительность
Общая площадь землепользования Поволжской АГЛОС 3270 га, пашни - 2259 га. Территория станции расположена на левобережье реки Волги на части водораздельного плато между притоками Волги - реками Самарой и Чапаевкой. Рельеф местности определяется наличием глубоких балок и оврагов. Основу геологического строения пахотных земель составляют пермские породы. Почвообразующими породами являются сыр-товые глины. Преобладающие почвы - обыкновенные, среднегумусные чернозёмы разной степени смытости, по механическому составу глинистые. Содержание гумуса в верхнем пахотном слое обыкновенных чернозёмов колеблется от б до 10 %.
Естественный покров Поволжской АГЛОС представлен как древесной, так и травянистой растительностью.
Травянистая растительность представлена злаками, полынью, лебедой, шалфеем, сурепкой и другими видами.
Из естественной древесно-кустарниковой растительности встречаются: осина, берёза, дуб, клён, тополь, лещина, смородина.
Значительное место на станции занимают искусственные насаждения: полезащитные, водорегулирующие и приовражные лесные полосы. Облесён-ность пашни составляет 4,6 %, общая лесистость доведена до 12 %, В лесных полосах произрастают: дуб, берёза, клён остролистный, ясень зелёный, лиственница сибирская, акация жёлтая и другие породы.
Методика исследований
class3 ВЛИЯНИЕ ЛЕСНЫХ ПОЛОС НА МИКРОКЛИМАТ МЕЖПОЛОСНОГО
ПОЛЯ class3
Скорость ветра
Исследования по вышеназванным программным вопросам проводились по методикам ВНИАЛМИ (П.Д.Никитин, М.М.Лазарев, 1973; А.М.Степанов, Е.М.Смертин, 1972), с использованием других общепризнанных методик (Б.А.Доспехов, 1979; А.В.Соколов, Д.Д.Аскинази, 1967; Д.С.Роктанен, В.П.Томилов, 1976; З.И.Журбицкий, 1968).
При выявлении летнего мелиоративного влияния лесных полос на рост, развитие и урожай яровой пшеницы необходима изоляция сельскохозяйственных растений от последствий зимнего снегозадерживающего воздействия лесных полос, то есть от неодинаковой влагообеспечен-ности почвы на межполосном и открытом полях.
Для решения поставленной задачи закладывалось два опыта, осуществляемых параллельно друг другу - полевой и вегетационно-полевой.
Вегетационно-полевой метод предусматривал применение вегетационных сосудов с одинаковой вместимостью почвы, устанавливаемых в траншеи вровень с поверхностью почвы (рис.1). Сосуды размещались в открытом поле (контроль) и среди лесных полос на расстоянии I Н, 5 Н, 10.Н, 15 Н от заветренной и 5 Н (20 Н), 3 Н (22 Н), I Н (24 Н) от наветренной стороны лесной полосы. В каждой точке помещалось по II сосудов, в которых выращивалось по 15 растений яровой пшеницы сорта "Кутулукская". В шести сосудах растения оставлялись для определения урожая и его структуры, а из других пяти брались для изучения динамики прироста органической массы яровой пшеницы.
Сосуды набивались почвой, взятой в средней части межполосного поля. При набивке сосудов в каждый из них добавлялось 0,75 г л/ , 0,5 г Р205 и 0,5 г К20.
На протяжении всей вегетации в сосудах поддерживалась влажность почвы, равная 60 % от полной влагоёмкости. Полив производился в зависимости от расхода воды, так чтобы её убыль не превышала 10 % отисходного количества. Количество воды, необходимой для полива, определялось путём взвешивания сосудов (рис.2).
Полевой метод исследований предусматривал наблюдение за ходом роста и развития посевов яровой пшеницы "Кутулукская" в тех же местах межполосного поля, где размещались вегетационные сосуды. Контролем служили посевы яровой пшеницы в открытом поле. Чтобы было возможным выявление летнего мелиоративного влияния лесных полос, на незащищённом поле выделялись три площадки размером 50 м каждая, на которых в зимнее время с помощью щитов проводилось снегозадержание. Такое дополнительное снегонакопление позволяло достигнуть на этих площадках почвенных влагозапасов, близких по своей величине запасам влаги в зоне шлейфов межполосного поля. Поэтому расхождение в росте и развитии растений яровой пшеницы в течение вегетации на площадках со снегозадержанием и на межполосном поле можно объяснить тем, что одни посевы находились под защитой лесополос, а другие нет.
Развитие яровой пшеницы
В процессе развития сельскохозяйственных культур выделяют определённые периоды, для которых характерны внешние морфологические изменения растений. У яровой пшеницы на протяжении её развития отмечают следующие основные фазы: всходы, три листа, кущение, выход в трубку, колошение, молочную, восковую и полную спелость зерна.
Ряд исследователей приводит данные, говорящие о том, что под защитой лесных полос наблюдается более раннее появление всходов-сельскохозяйственных растений, по.сравнению с открытым полем (Б.В. Карузин, 1937; Д.П.Рыжиков, 1963).
Аналогичные результаты были получены нами на полевых площадках (приложение 7, 8, 9). В среднем за годы опыта.всходы яровой пшеницы на расстоянии до 5 Н от заветренной и до З Н от наветренной сторон лесной полосы появлялись на один день раньше, чем на остальной части межполосного поля и на три дня раньше, чем на площадках со снегозадержанием и контроле (табл.12). Повидимому здесь сказывалось отепляющее действие полос в весенний период.
Период от всходов до кущения яровой пшеницы был примерно одинаков на межполосном и открытом полях. Начиная с фазы кущения развитие растений яровой пшеницы среди лесных полос замедлялось, что в итоге приводило к удлинению периода вегетации. Так, на расстоянии до 10 Н от заветренной стороны лесополосы, продолжительность вегетации яровой пшеницы была на 4 дня, а на остальной части межполосного поля на 3 дня больше, чем на площадках со снегозадержанием и контроле. и на открытом поле. Исключение составил 1979 год, когда более"ранние всходы яровой пшеницы были отмечены в приполосных зонах до 5 Н от заветренной и до З Н от наветренной сторон.
Продолжительность развития растений яровой пшеницы в сосудах до фазы колошения была одинаковой на межполосном и открытых полях. С фазы колошения, на расстоянии до 5 Н от заветренной стороны лесной полосы, развитие яровой пшеницы шло несколько медленнее. Поэтому, период вегетации растений здесь был в среднем на I день длиннее, чем на контроле и остальной части защищенного поля.
