Содержание к диссертации
Введение
1. Аналитический обзор 8
2. Условия и методика проведения исследований 32
2.1. Место проведения исследований и природные условия 32
2.1.1. Месторасположение опытного участка 32
2.1.2. Климат и метеорологические условия 32
2.1.3. Рельеф и гидрология 35
2.1.4. Почвообразующие породы и почвы СХПК «Лесной» 36
2.2. Характеристика опытного объекта 38
2.3. Методика исследований 40
3. Динамика таксационных показателей древесных пород в лесных полосах под влиянием вала-канавы и по элементам рельефа 50
3.1. Динамика таксационных показателей лесных полос под влиянием вала-канавы 50
3.2. Динамика таксационных показателей в лесной полосе вдоль склонового оврага 60
3.3. Динамика таксационных показателей в лесной полосе вдоль донного оврага 67
4. Почвоулучшающая роль противоэрозионных насаждений 70
4.1. Динамика плодородия чернозема обыкновенного под воздействием лесных полос, усиленных валом-канавой 70
4.1.1. Динамика морфологических и агрофизических свойств почв 70
4.1.2. Динамика физико-химических и биохимических свойств почв 79
4.2. Динамика плодородия чернозема обыкновенного под воздействием лесных полос вдоль склонового и донного оврагов 84
5. Влияние лесных полос на снегоотложение, влагозапасы и урожайность сельскохозяйственных культур 91
5.1. Влияние лесных полос на снегоотложение 91
5.2. Влияние лесных полос на накопление почвенной влаги 104
5.3. Влияние лесных полос на урожайность прилегающих полей 112
6. Биоэнергетическая оценка эффективности мелиоративного влияния лесных полос противоэрозионного комплекса 121
6.1. Биоэнергетическая оценка производства продукции растениеводства под влиянием лесных полос противоэрозионного комплекса 121
6.2. Биоэнергетическая оценка создания и эффективности мелиоративного влияния противоэрозионного комплекса 125
Общие выводы 133
Предложения производству 134
Список использованных источников 136
Приложения 155
- Почвообразующие породы и почвы СХПК «Лесной»
- Динамика таксационных показателей в лесной полосе вдоль склонового оврага
- Динамика плодородия чернозема обыкновенного под воздействием лесных полос вдоль склонового и донного оврагов
- Влияние лесных полос на урожайность прилегающих полей
Введение к работе
Актуальность работы. В настоящее время происходит усиление деградации агроландшафтов в результате практически бесконтрольного и истощительного использования земель акционерными обществами, фермерами и другими хозяйственными формациями, стремящимися получать максимальную прибыль без адекватного вклада в поддержание и наращивание агроресурсного потенциала используемых земель (Кулик К.Н., Петров В.И., Кретинин В.М., 2005).
В Поволжье смыву подвержено более 8 млн га сельскохозяйственных угодий, в том числе 5,7 млн га пашни. На почвах разной степени эродированности урожай зерновых культур снижается на 40-60 % и более, в результате чего недобор зерна составляет свыше 500 тыс. т в год (Шабаев А.И., 2003). Потери гумуса за последние 20 лет на черноземах составили 0,3-0,7 %, или в удельном весе - 8-13 % от исходной величины (Проездов П.Н., 1999). Лесистость на водосборных бассейнах Волги за последние 150 лет снизилась с 30-40 до 10-30 % (Шипунов Ф.Я., 1985).
Важнейшее место в системе мероприятий по снижению экологической напряженности в сельском хозяйстве отводится защитному лесоразведению. В многочисленных исследованиях дана оценка положительному влиянию лесных мелиорации, определена необходимость их применения. Однако лишь в последние десятилетия начались исследования комплексной продуктивности противоэрозионных насаждений, их роли в формировании экологически устойчивых агролесоландшаф-тов. На этом фоне актуально изучение воздействия лесных полос противоэрозионного комплекса на почвенные факторы и урожайность сельскохозяйственных культур в степи Приволжской возвышенности.
Цель работы - изучение эколого-мелиоративной роли и
характера влияния лесных полос противоэрозионного ком
плекса на агрофизические, физико-химические, биохимиче
ские свойства чернозема обыкновенного и урожайность сель
скохозяйственных культур. Г"
I рос НАЦИОНАЛЬНА* і
1 | БИБЛИОТЕКА j I
1, ^Т^г
Задачи исследований:
-
Исследовать лесные полосы противоэрозионного комплекса с изучением динамики таксационных показателей лесных полос по элементам рельефа и под влиянием вала-канавы.
-
Выявить воздействие лесных полос противоэрозионного комплекса на агрофизические, физико-химические, биохимические свойства чернозема обыкновенного.
-
Изучить характер снего- и влагораспределения в системе противоэрозионных мелиорации.
-
Установить закономерности изменения урожайности сельскохозяйственных культур под влиянием лесных полос противоэрозионного комплекса.
-
Дать биоэнергетическую оценку противоэрозионным мелиорациям.
Объект исследований - агролесоландшафты в степи Приволжской возвышенности.
Методика исследований. При изучении программных вопросов использовались типовые методики ВНИАЛМИ (1973, 1985), НИИСХ Юго-Востока (1973), ВАСХНИЛ (1989, 1991), ВНИИЗиЗПЭ (2000) и др. Насаждения изучались общепринятыми методами таксации (Анучин Н.П., 1986) с применением программы Life (Кабанов СВ., 2004). Жизненное состояние древостоя оценивали по методике В.А. Алексеева (1989). Агрофизические, физико-химические и биохимические свойства почвы определяли согласно Е.В. Аринушкиной (1970). Математическая обработка данных проведена по методике Б.А. Доспехова (1979) с применением пакета типовых компьютерных программ Microsoft Excel, STATISTICA 6.0.
Научная новизна. При существующей структуре противоэрозионных лесных полос дана оценка их состоянию, выявлены особенности роста под влиянием вала-канавы и по элементам рельефа. Изучено влияние лесных полос на характер снего- и влагораспределения, на агрофизические, физико-химические, биохимические свойства чернозема обыкновенного. Установлены зависимости влияния лесных полос на урожайность сельскохозяйственных культур.
Дана биоэнергетическая оценка противоэрозионным ме-лиорациям с разработкой новых показателей: 1) показатель воспроизводства почвенного плодородия за мелиоративный период; 2) энергетический коэффициент прироста органического вещества почвы; 3) энергетический коэффициент прироста фитомассы лесных полос; 4) коэффициент прироста биоэнергетического потенциала территории; 5) энергетический коэффициент прироста биоэнергетического потенциала территории.
Научные положения, выносимые на защиту;
-
Оценка состояния лесных полос и динамики таксационных показателей по элементам рельефа и под влиянием вала-канавы.
-
Динамика плодородия почв, характер снего-, влагорас-пределения и урожайность сельскохозяйственных культур под влиянием лесных полос противоэрозионного комплекса.
-
Биоэнергетическая оценка противоэрозионных мелиорации.
Практическая ценность и реализация результатов исследований. Полученные данные по состоянию, росту лесных полос, их влиянию на почвообразовательный процесс, снего-, влагораспределение и урожайность сельскохозяйственных культур могут быть использованы для разработки проектов защитных лесных насаждений и ведения хозяйства в них.
Результаты исследований внедряются учебно-опытным лесным хозяйством «Вязовское» на землях сельхозпредприятий Татищевского района. Средняя прибавка урожайности сельскохозяйственных культур под защитой лесных полос (до 20Н) составляет 0,15 т/га, стоимость дополнительной продукции в ценах 2005 г. - 450 руб./га.
Материалы исследований используются в учебном процессе при чтении лекций и проведении лабораторных занятий по дисциплинам «Лесомелиорация ландшафтов» и «Основы сельскохозяйственных пользований».
Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на научно-практических конференциях профессорско-преподавательского состава и аспирантов ФГОУ ВПО «Саратовский ГАУ» (2003-2006 гг.),
Всероссийской научно-практической конференции (Пенза, 2002), Международной научно-практической конференции, посвященной 125-летию со дня рождения Н.И. Суса (Волгоград-Саратов, 2005), конференции, посвященной 118-й годовщине со дня рождения академика Н.И. Вавилова (Саратов, 2005).
Публикации. Основные положения диссертации опубликованы в 7 печатных работах. Общий объем публикаций составляет 2,55 печ. л., из них лично соискателя - 1,15 печ. л.
Объем и структура диссертации. Диссертация изложена на 154 страницах, состоит из введения, 6 глав и общих выводов, имеет 19 таблиц, 35 рисунков, 39 приложений. Список литературы включает в себя 179 наименований.
Почвообразующие породы и почвы СХПК «Лесной»
Территория Нижней поверхности денудации Приволжской возвышенности, на которой расположены земли СХПК «Лесное» Татищевского района Саратовской области, сложена коренными породами: верхнемеловыми, нижнемеловыми, юрскими, акчагыльскими. Из них верхнемеловые (преимущественно опоки), нижнемеловые породы (глинистые и песчаные) занимают большую часть территории бассейна реки Старый Курдюм. Юрские породы (тяжелые серовато-бурые глины) покрывают меньшую часть этого же бассейна (с. Мизино-Лапшиновка). Пески и песчаники Саратовского яруса распространенны преимущественно в юго-восточной части СХПК «Лесной» (с. Хлебновка). Пойменные террасы реки Старый Курдюм и ее притоков сложены современным аллювием коренных пород: щебнем опоки, глины и песка. Непосредственно на дневную поверхность выходят породы сызранского, саратовского и акчагыльского ярусов третичного времени представленных опоками, глинами и суглинками, песчаниками, мергелями и мелом.
Осадки третичной системы представлены в хозяйстве серыми и синевато-серыми опоками нижнесызранского яруса, которые слагают водораздельные участки, склоны к оврагам и балкам. При значительной глубине базиса эрозии (до 200 м) и эрозионно-неустойчивых опоковых грунтах территория хозяйства отличается сильной эрозионной деятельностью, которая приводит к разрушению больших площадей сельскохозяйственных угодий. Овраги заканчиваются в верхней части склонов густой расчлененной, веерообразной сетью промоин глубиной 1-2 м, с обнаженными осыпающимися скатами. Наряду с линейной эрозией в этих хозяйствах сильно развита и плоскостная эрозия, чему в значительной степени способствует распашка склонов с маломощными почвами на коренных породах. Из четвертичных отложений наименее устойчивы делювиальные суглинки, покрывающие склоны и днища балок. Литологический состав коренных пород различных геологических отложений в значительной степени определяет интенсивность развития эрозионных процессов. К особо неустойчивым грунтам относятся отложения сыз-ранского яруса третичной системы, представленные различными опоками, и делювиальные суглинки четвертичной системы. Поэтому при решении водохозяйственных и агропроизводственных задач необходимо учитывать не только климатические, рельефные, агропочвенные условия местности, но и литологический состав подстилающих коренных почвообразующих пород. Черноземы являются самыми распространенными почвами района исследований. Занимая преобладающую площадь (95 %), они разнообразны по содержанию гумуса, мощности гумусового горизонта, гранулометрическому составу, степени эродированности.
Общая площадь земель, потенциально предрасположенных к водной и ветровой эрозии (эрозионнопасные земли по М.Н. Заславскому), составляет около 87 % от всех сельскохозяйственных угодий. По агропроизводственной ценности и в зависимости от степени эродированности все земли в хозяйстве объединены в 6 групп: 1. Не подверженные эрозии - 6,4 %; 2. Потенциально предрасположенные к водной и ветровой эрозии -22,6 %; 3. Слабоэродированные -42,3%; 4. Среднеэродированные - 17,6 %; 5. Сильноэродированные - 1,3 %; 6. Земли, которые без коренной мелиорации непригодны для сельскохозяйственного использования - 4,2 %. Обладая в целом высокими агропроизводственными показателями, земли СХПК «Лесной» в прошлом усиленно теряли свое плодородие в результате эрозионных процессов. Выполненные работы на этой территории противоэрозионные мероприятия с учетом особенностей рельефа и почвенного покрова способствуют постепенному восстановлению почвенного плодородия и повышению урожайности сельскохозяйственных культур. В разные годы XX века на территории СХПК «Лесной» создавались лесные полосы, но создание их носило хаотический характер. Все изменилось, когда в 1979 г. был разработан проект комплекса противоэрозионных мероприятий под руководством профессора И.А. Кузника, исполнителем которого является П.Н. Проездов. Согласно этому проекту к настоящему времени на территории хозяйства создано более 500 га защитных лесных насаждений, построены две противоэрозионные плотины в верховьях гидрографической сети с площадью водосбора около 20 км2. В вершинах крупных оврагов созданы сопрягающие сбросные гидросооружения - быстротоки. Благодаря широкому внедрению проектируемых мероприятий в хозяйстве прекращена линейная эрозия, а на склонах, где соблюдались агромелиоративные приемы защиты почв от смыва, его величина не превысила значений естественного почвообразовательного процесса [91, 123, 125, 124, 125]. Исследования проведены в агролесоландшафте Марьина роща на склоновых землях СХПК «Лесной» Татищевского района Саратовской области с плотными лесными полосами (ЛП) и валами. Агроландшафт создан в 1967 году под руководством профессоров И.А. Кузника и П.Н.Проездова (рис.2.1). На расстоянии 300 м от водораздела создана контурно-водопоглощающая ЛП шириной 81 м, которая разделена на две части (45 и 36 м) водозадерживающим валом, и затем плавно переходящая в приовражные ЛП вдоль обеих бровок склонового и донного оврагов до поймы реки Старый Курдюм. Тип посадки древесно-кустарниковый. Главная порода лесной полосы - дуб черешчатый (Quercus robur), сопутствующие - ясень зеленый (Fraxinus lanceolata), яблоня лесная (Malus silvestris), в опушечных рядах - лох узколистный (Elaeagnus angustifolia). Тип лесорастительных условий Сі -С2,Д,-Д2-
Динамика таксационных показателей в лесной полосе вдоль склонового оврага
При анализе таксационных показателей лесной полосы вдоль склонового оврага 7,2 ЮЮВ рисунок (11113 (вершина) уклон 5,7 ЮВ; ПП4 (середина) уклон 6,3 Ю; ПП5 (устье) уклон 4,4 Ю) Наилучшие таксационные показатели главной породы по высоте, диаметру, запасу, бонитету у лесной полосы в устье склонового оврага (таб.3.2), в частности средняя высота дуба 10,8 м (ясень 9,3 м), средний диаметр 10,1 см, ( ясень 6,1 см) тогда как в середине оврага средняя высота составляет 10,2 м (ясень 10,6 м), диаметр 9,9 см ( ясень 9,5 см), в вершине склонового оврага - высота - 10,0 м (ясень 10,1 м), диаметр - 9,4 см ( ясень 8,2 см).
Динамика по запасу главной породы прямо противоположная, так как по схеме смешения в вершине и в середине оврага долевое соотношение в переводе на 1 га - 6Д4Яз, в устье оврага 4,5Д5,5Яз. Также отмечается значительная дифференциация запаса и сохранности по породам.
Дуб черешчатый в вершине и середине оврага имеет III класс бонитета, а в устье - И. Ясень зеленый по всей протяженности лесной полосы имеет III класс бонитета.
При детальном анализе по породам видно, что в вершине оврага деревьев дуба больше, чем в середине (2491 и 1755 шт/га при сохранности 94 и 67 % соответственно). Противоположная зависимость у ясеня: в вершине оврага деревьев ясеня незначительно меньше, чем в середине (1123 и 1163 шт/га при сохранности 65 и 67 % соответственно). Это объясняется тем, что при худших почвенных условиях в вершине оврага (прил.7) дифференциация деревьев главной породы идет медленнее. В лесной полосе устья оврага сохранность по породам: дуб - 73 % (1455 шт/га), ясень - 74 % (1773 шт/га).
Лучшие таксационные показатели дуба в лесной полосе устья оврага по сравнению с серединой и вершиной оврага объясняется расположением по рельефу, снегораспределением (прил. 8-9), лучшими почвенными условиями (прил.7), схемой смешения в сочетании с биологией пород, наряду с положительным влиянием вала. Как показывают результаты снегомерной съемки (прил. 8-9) средние значения высоты снега и запасов воды в нем в вершине склонового оврага минимальны и увеличиваются вниз по склону. Аналогичная зависимость отмечается по мощности гумусового горизонта и содержанию гумуса (прил.7).
На момент исследования мощность гумусного горизонта почвы в лесной полосе в вершины склонового оврага - 58 см, содержание гумуса в горизонте А] - 4,6 %; - в середине - 60 см и 4,7 %, в устье 65 см и 4,8 % соответственно (прил. 7). Средние запасы воды в снеге за период исследования в лесной полосе в вершины склонового оврага составили 142тмм, в зоне 0—10 м - 146 мм; в середине 162 и 204 мм, в устье - 167 и 211 мм соответственно (прил. 8-9).
Анализируя таксационные показатели и ход роста в лесной полосе в устье склонового оврага (верхний бьеф вала-дороги) рис. 3.8. отмечается положительная роль расположения по рельефу. Отмечается одинаково интенсивный рост ясеня и дуба в первые 6-7 лет жизни. Начиная с 6-7 лет дуб, с развитием корневой системы, получает возможность более полноценно использовать положительное влияние вала при лучших почвенных условиях и опережает по высоте ясень, что благоприятствует формированию полноценного древостоя дуба, так как в этом возрасте он требует бокового затенения. В дальнейшем такая же тенденция роста с боковым затенением сохраняется, что при хорошей интенсивности изреживания привело к формированию здорового устойчивого древостоя, выполняющего свои противоэрозионные функции.
При анализе хода роста в высоту лесных полос в середине и в устье склонового оврага рис. 3.6, 3.7, напротив, отмечается более интенсивный рост ясеня зеленого. Однако в первом случае интенсивности роста пород сравнимы (это связанно с лучшими почвенными условиями) и разница в высоте невелика в 10 лет - 20 % (0,7 м), в 20 лет - 4,7 % (0,3 м), в 30 лет - 3,5 % (0,3 м) и в 35 — 2 % (0,2 м). В этом случае ясень как менее требовательная порода к почвенным условиям и отличающийся большей засухоустойчивостью занимает в молодом возрасте главенствующее по высоте положение и только в 35-ти летнем возрасте с развитием мощной корневой системы у дуба намечается тенденция к выравниванию по высоте. Во втором случае разница в высоте значительна в 10 лет - 27 % (0,8 м), в 20 лет - 12, 7 % (0,8 м), в 30 лет - 5,7 % (0,5 м) и лишь только в 34-35 лет наблюдается тенденция к выравниванию по высоте. В этом случае ясень, как и в первом случае, занимает в молодом возрасте главенствующее по высоте положение, а дуб при худших условиях в большей степени отстает в росте. Таким образом, ясень в вершине склонового оврага в наихудшей степени выполняет свои функции как сопутствующая порода.
Анализ хода роста в высоту главной породы дуба черешчатого в лесной полосе вдоль склонового оврага (ППЗ-ПП5) показывает (рис. 3.9) что, интенсивность роста дуба примерно одинакова до 3—4 лет. В период этого возраста корневая система находится в основном в верхнем гумусо-эллювиальном горизонте почвы (прил. 7) и дуб имеет примерно одинаковые условия почвенного питания и увлажнения. С возрастом при развитии корневой системы картина меняется. В возрасте 10 лет дуб в устье оврага опережает по высоте дуб в середине оврага на 20,0 % (0,7 м), в вершине на 37,2 % (1,3 м), в возрасте 20 лет на 4,8 % (0,3 м) и 12,7 % (0,8 м), в 35 лет - 3,7 % (0,4 м) и 6,5 % (0,7 м) соответственно.
Динамика плодородия чернозема обыкновенного под воздействием лесных полос вдоль склонового и донного оврагов
Сравнительное изучение чернозема обыкновенного под воздействием лесных полос вдоль склонового и донного оврагов и на участках пашни различно удаленных от них выявило значительное изменение агрофизических и биохимических свойств. Динамика плодородия чернозема обыкновенного под воздействием ЛП вдоль склонового и донного оврагов имеет сходство с динамикой плодородия под воздействием ЛП усиленных валом-канавой. Существенные различия отмечаются в агрофизических свойствах прилегающих полей, так как в первом случае прилегающие поля — многолетняя залежь, во втором - пашня. Выявлено увеличение мощности гумусового горизонта (А+В) и содержание гумуса в нем в направлении от открытого поля к лесной полосе (прил. 16-19, рис. 4.4, рис. 4.5). Сравнивая содержание гумуса в черноземах некосимой залежи (пастбища) с распаханным черноземом, можно отметить, что наиболее обогащены гумусом черноземы пастбища. Это явление можно объяснить более интенсивной микробиологической деятельностью в почве залежного участка, богатой корневой массой и энергичным разложением всех растительных остатков поступающих в почву после отмирания [138].
Отмечаются существенные различия в структурном состоянии гумусового горизонта (рис.4.1, рис.4.6, рис.4.7). В направлении от открытого поля к лесной полосе уменьшается количество менее ценных агрегатов размером более 10 мм и увеличивается количество более ценных (0,25-10 мм) и водопрочных ( 0,25 мм) агрегатов. Изменение водопрочности напрямую связанно с изменением структурного состава, как и в предыдущем случае (разд. 4.1) при увеличении содержания водопрочных агрегатов при незначительном изменении содержания фракций 0,25-10 мм критерий водопрочности увеличивается, достигая высоких значений в почвах под лесными полосами. Полученные данные по структурному составу пахотных полей показывают, что верхний слой почвы открытого поля (горизонт Ап, В) распылен в большей степени, чем в почве на аналогичных участках (горизонт А, Вь АіВ]) некосимой залежи (прил. 16-19, рис.4.3, рис.4.6, рис.4.9). Поэтому критерии водопрочности пахотного поля также ниже, чем в почве на аналогичных участках некосимой залежи. Плотность сложения пахотного горизонта (Ап) колеблется в пределах 1,03-1,05 г/см3, в горизонте (Вь A]Bi) - 1,16-1,17 г/см3, в лесных полосах в горизонте А] - 0,97-0,98 г/см , в горизонте А2В] - 1,08-1,09 г/см . Плотность на участках 200-100 м от лесной полосы стабильна, отмечается незначительное снижение плотности на участках 50 и 10 м от лесной полосы.
Порозность почвы, как уже отмечалось (разд. 4.1), напрямую связанна со структурным строением (прил. 16-19). Порозность почвы максимальна под лесными насаждениями и по мере удаления от них уменьшается. Однако порозность почвы верхнего горизонта (Ап) пахотных полей несколько выше (разница 1,5-2 %), по сравнению с верхним горизонтом (Ai) полей некоси-мой залежи, что связанно с меньшей плотностью верхнего горизонта (Ап) пахотных полей. Анализ гранулометрического состава на лесомелиорируемой территории выявляет наличие изменений в соотношении фракций. В направлении от открытого поля к лесной полосе происходит увеличение содержания физической глины и уменьшение содержания иловатой фракции. Более выраженный динамизм в распределении физической глины и иловатой фракции отмечается с расстояния 50 м от лесных полос и непосредственно в самих лесных полосах (зона снежного шлейфа) - рис.4.2, рис.4.8, рис.4.9. Из пахотного горизонта (Ап) идет вынос иловатой и глинистой фракции (в меньшей степени) и накопление ее в низлежащих горизонтах (прил. 16— 19). Наиболее активно этот процесс протекает в лесных полосах и на расстоянии до 50 м от них. Водопроницаемость, как и в предыдущем случае (разд.4.1) уменьшается в направлении от открытого поля, к лесным полосам принимая максимальное значение в самих лесных полосах (прил. 16-19). Данные определения рН также показывают различие в реакции почв пахотного поля и в лесных полосах. В верхних слоях почвы на расстоянии 200 и 100 м от лесных полос склонового оврага рН стабильна и колеблется в пределах 6,9-7,1; на расстоянии 200 и 100 м от лесных полос донного оврага - 6,9-7,2. Далее по мере приближения к лесной полосе реакция сдвигается в сторону подкисления и наиболее кислая реакция отмечается в лесных полосах склонового оврага 6,5-6,6, в лесных полосах донного оврага - 6,7-6,8. Более кислая реакция почвы в лесных полосах склонового оврага и на участках до 50 м от них по отношению к аналогичным участкам донного оврага объясняется породным составом лесных полос (разд.3.1, табл. 3.1). В лесных полосах донного оврага в качестве сопутствующей породы используется яблоня лесная опад которой имеет меньшую кислотность по сравнению с дубовым и ясеневым опадом. Доля участия дуба в лесной полосе донного оврага также меньше по сравнению с лесной полосой склонового оврага -1130 и 1755 шт/га соответственно (разд. 3.1, табл. 3.2).
Влияние лесных полос на урожайность прилегающих полей
В сельскохозяйственном производстве при выращивании различных сельскохозяйственных культур эффективность любых приемов определяется конечным результатом - урожаем. Лесные полосы, как один из эффективных приемов агрокомплекса, оцениваются также по конечным результатам - по урожаю, полученному на полях под их защитой [63].
Благоприятные условия, создаваемые лесными полосами на прилегающих полях, способствуют повышению урожайности всех сельскохозяйственных культур. Еще в начале XIX века В.Я. Ломиновский в условиях лесостепи на облесенных полях получал более высокие урожаи, чем на не облесенных [35].
Данные учета урожая приведены в приложении 29 и таблице 5.9, рис. 5.9-5.11. Максимальные показатели урожайности отмечаются в поле на расстоянии 30-50 м от лесной полосы, далее по мере удаления от лесной полосы урожайность снижается и на расстоянии 300 и 350 м принимает минимальное значение (урожайность на расстоянии 350 м от лесной полосы принята за контрольное значение открытого поля). На расстоянии 10 м от лесной полосы показатели урожайности незначительно больше, а в отдельных случаях сравнимы с показателями открытого поля. Показатели урожайности выше у полей при общей защищенности территории рис.2.1. (2 и 4 поле). Зависимость урожайности от удаления от лесной полосы описывается уравнениями параболы (рис. 5.12-5.14). отмечается до 250 м, однако она незначительна и статистически не значима (прибавка меньше значения HCPos) и в дальнейшем во внимание не принимается.
Более высокие прибавки урожайности отмечаются в сухие годы на полях при большей общей защищенности (табл. 5.10, прил. 31, рис.2.1). Прибавка урожайности подсолнечника в засушливом 2002 году (ГТК-0,4) на 1 поле (облесенном с одной стороны) в зоне 10-100 м и 100-200 м составила 18,8 и 10,9 % соответственно, тогда как на 2 поле (облесенном с 3-х сторон, при ширине межполосного пространства - 450 м) эти показатели составляют 25,0 и 15,9 %.
Прибавка урожайности подсолнечника в среднем по влажности 2004 году (ГТК - 0,7) прибавка урожайности на 3 поле (облесенном с одной стороны) в зоне 10-100 м и 100-200 м составила 11,5 и 5,7 % соответственно, на 4 поле (облесенном с 2-х сторон, при ширине межполосного пространства -250 м) прибавка в зоне 10-100 м составила 18,4 %.
Прибавка урожайности подсолнечника в зоне 0-10 м в 2002 году составила на 1 поле 6,3 %, на 2 — 12,5 % (прибавка по отношению к середине межполосного пространства составляет - 2,9 %), в 2004 - 2,3 и 3,4 % на 3 и 4 поле соответственно. Более низкие прибавки урожайности по сравнению с зонами 10-100 м и 100-200 м объясняются биологическими особенностями подсолнечника. Подсолнечник - светолюбивое растение с глубоко проникающей корневой системой (до трех метров), 60 % от общего расхода влаги за вегетацию приходится на фазу образования корзинки и цветения (данные НИИСХ Юго-Востока[155]). Поэтому он чувствителен к затенению и иссушению нижнего горизонта почвы от лесной полосы.
Прибавка урожайности викоовсяной смеси в засушливом 2002 году (ГТК - 0,5) на 3 поле в зоне 10-100 м и 100-200 м составила 21,9 и 5,7 % соответственно, на 4 поле прибавка в зоне 10-100 м составила 23,8 %. Прибавка урожайности во влажном 2003 году (ГТК - 1,2) на 1 поле в зоне 10— 100 м и 100-200 м составила 11,0 и 6,0 % соответственно, тогда как на 2 поле эти показатели составляют 17,5 и 11,5 %.
Прибавка урожайности викоовсяной смеси в зоне 0-10 м в 2002 году составила на 3 поле 12,4 %, на 4 - 13,3 %, в 2003 на 1 поле - 2,5 %, на 2 -8,0 % (прибавка по отношению к середине межполосного пространства составляет - 2,3 %).
Достаточно высокие показатели прибавки урожайности в засушливом 2002 году в зоне 0-10 м, и низкие во влажном 2003 году объясняются биологическими особенностями культуры. Вика и овес — растения длинного дня с повышенным требованием к влаге. Поэтому в засушливый год решающее значение в формировании урожая имеют весенние влагозапасы - высокие прибавки в зоне 0-100 м (зона формирования снежного шлейфа и высокого содержания влаги в почве) и низкие в зоне 100-200 м. Во влажный год при достаточном количестве осадков в большей мере сказывается отрицательное влияние (затенение культур) лесной полосы в зоне 0-10 м.
Прибавка урожайности озимой ржи во влажном 2003 году (ГТК - 0,9) на 1 поле в зоне 10-100 м и 100-200 м составила 19,8 и 4,4 % соответственно, тогда как на 2 поле эти показатели составляют 24,2 и 12,6 %. Прибавка урожайности в более влажном 2003 году (ГТК - 1,2) прибавка урожайности на 3 поле в зоне 10-100 м и 100-200 м составила 14,3 и 2,7 % соответственно, на 4 поле прибавка в зоне 10-100 м составила 16,1 %.
Прибавка урожайности озимой ржи в зоне 0-10 м в 2003 году составила на 3 поле 2,7 %, на 4 - 3,6 %, что не многим более показателей HCPos, в 2004 году на 1 поле - 0,5 %, на 2 - 1,1 %, что меньше показателей HCPos Озимая рожь сравнительно засухоустойчивая культура. Поэтому в более влажный год (2003) в большей степени сказывается отрицательное влияние (затенение культур) в зоне 0-10 мив меньшей степени проявляется положительное влияние лесной полосы в зоне 10-100 и 100-200 м.
В целом ЛП оказывают положительное влияние на повышение урожайности в зоне 10-200 м, максимальные прибавки отмечаются в зоне 30— 50 м. В зоне 0-10 м положительное влияние в большей степени проявляется в засушливые годы для влаголюбивых культур. Положительное влияние ЛП усиливается в засушливые годы, максимально проявляясь на полях при высокой защитной лесистости.
