Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Влияние противоэрозионной системы земледелия на плодородие почвы и урожайность сельскохозяйственных культур (Обзор литературы).
1.1. Водная эрозия как один из наиболее масштабных видов деградации почв. 8
1.2. Причины и масштаб развития водной эрозии в южной части Нечерноземной зоны России . 11
1.3. Противоэрозионный комплекс и его эффективность в борьбе с водной эрозией. 20
1.3.1 Противоэрозионная организация земельной территории и система севооборотов. 23
1.3.2. Агротехнические мероприятия и их эффективность в борьбе с водной эрозией . 34
Глава 2. Место, условия и методика проведения исследований. 44
2.1. Место проведения исследований. 44
2.2. Метеорологические условия в годы проведения опытов 45
2.3. Описание почв хозяйства, на которых проводилось исследование. 49
2.4. Методика наблюдений и исследований. 51
2.4.1. Агрофизические исследования. 53
2.4.2. Агрохимические исследования. 55
2.4.3. Биологические исследования. 55
Глава 3. Эффективность комплекса противоэрозионных мероприятий в борьбе с водной эрозией в условиях АОЗТ «Екимовское» Рязанского района Рязанской области .
Глава 4. Влияние длительного применения противоэрозионного комплекса на свойства темно-серых лесных смытых почв и урожайность сельскохозяйственных культур на разных элементах склона.
4.1. Морфологическое описание профиля темно-серой лесной почвы на разных элементах склона . 71
4.2. Факторы, определяющие сток воды и смыв почвы при снеготаянии. 75
4.3. Структурно-агрегатный состав и водопрочность почвы. 81
4.4. Плотность, порозность и аэрация. 87
4.5. Запасы влаги в почве. 92
4.6. Изменение агрохимических свойств темно-серой лесной почвы разной степени смытости в результате внедрения противоэрозионной системы земледелия . 95
4.7. Биологическая активность и токсичность почвы. 97
4.8. Фитосанитарное состояние посевов. 105
4.9. Воспроизводство органического вещества почвы. 109
4.10. Урожайность сельскохозяйственных культур. 113
4.11. Экономическая и биоэнергетическая оценка применения комплекса противоэрозионных мероприятий. 117
Выводы 124
Рекомендации производству 127
Список используемой литературы 128
Приложения 149
- Причины и масштаб развития водной эрозии в южной части Нечерноземной зоны России
- Агротехнические мероприятия и их эффективность в борьбе с водной эрозией
- Морфологическое описание профиля темно-серой лесной почвы на разных элементах склона
- Изменение агрохимических свойств темно-серой лесной почвы разной степени смытости в результате внедрения противоэрозионной системы земледелия
Введение к работе
Актуальность проблемы. Во все времена и при любых условиях перед земледельцем стояла главная задача - получение высоких урожаев качественной сельскохозяйственной продукции, не снижая при этом плодородие почвы.
На ранних этапах развития земледелия влияние человека на ландшафты было не очень значительным и не вносило коренных изменений в режимы их функционирования. Растущее со временем стремление получать максимум продукции с минимальными затратами и, прежде всего на пашне, привело к тому, что в последние десятилетия резко активизировались процессы деградации почв, в том числе и эрозионные, заметно ухудшилась экологическая обстановка сельских районов, в значительной мере снизились продуктивность сельскохозяйственных угодий и качество получаемой продукции.
Эрозия почвы - сущее бедствие для южной части Нечерноземной зоны России. По данным Почвенного института имени В.В. Докучаева в Центральном экономическом районе 66 % пашни расположено на склонах более 1 , в том числе на склонах от 1 до 3 - 43 %, а на более крутых — 23 %. При среднегодовом стоке талых вод 90 - 100 мм здесь ежегодно теряется 21 млн т почвы, с которой отчуждается 310.1 тыс т гумуса, 16.5 тыс т азота, 13.6 тыс т фосфора и 255.1 тыс т калия.
Эрозия почв в последние годы является одним из основных факторов, сдерживающих повышение урожайности сельскохозяйственных культур.
Следовательно, проблема охраны природы и рационального
использования земельных угодий, расположенных на склонах и подверженных водной эрозии, в связи со стремлением наращивать объемы сельскохозяйственного производства в южной части Нечерноземной зоны России является первостепенной и актуальной задачей.
В зональных системах земледелия, применяющихся в регионе, наименее разработанным звеном оказались природоохранные и почвозащитные мероприятия, что приводит к увеличению эродированных земель.
Как с хозяйственно-экономической, так и с экологической точек зрения, целесообразнее предупреждение неблагоприятных изменений почвенного покрова, чем выполнение дорогостоящих работ по его восстановлению или воссозданию утраченных свойств, ответственных за плодородие.
Чтобы реально оценить научную обоснованность и почвозащитную направленность зональной системы земледелия, нужны объективные показатели, свидетельствующие о рациональности системы повышения плодородия эродированных почв. При этом эффективная защита почв от эрозии возможна только при применении комплекса противоэрозионных мероприятий. Поэтому разработка научно обоснованных комплексов противоэрозионных мероприятий на различных иерархических уровнях остается важным вопросом в защите почвы от эрозии.
Для правильного решения данного вопроса большое значение имеет анализ результатов предшествующих научных исследований и накопленного опыта за последние годы. В этой связи данная работа и посвящена анализу и поиску рационального сочетания почвозащитных мероприятий необходимых для прекращения эрозионных процессов в южной части Нечерноземной зоны России.
Цель и задачи исследований. Основная цель работы - изучение длительного применения противоэрозионной системы земледелия в АОЗТ "Екимовское" Рязанского района Рязанской области и влияние ее на плодородие почвы, снижение эрозионных процессов и динамику урожайности культур. На базе аналитических исследований обоснование элементов адаптивно-ландшафтной системы земледелия, усиливающих почвоохранные функции.
6 Реализация поставленной цели осуществлялась решением следующих задач:
1. Выявить роль зональных условий в развитии эрозионных процессов.
2. Изучить влияние длительного применения противоэрозионного
комплекса на изменение агрофизических, агрохимических и биологических
свойств темно-серых лесных смытых почв и урожайность
сельскохозяйственных культур на разных элементах склона.
3.Определить экономическую и биоэнергетическую эффективность комплекса почвозащитных мероприятий.
Научная новизна. Впервые в условиях южной части Нечерноземной зоны России изучено влияние длительного применения противоэрозионной системы земледелия в хозяйстве на характер почвообразовательного процесса, развития эрозии почвы и урожайность сельскохозяйственных культур. Изучены свойства и режимы темно-серых лесных эродированных почв на разных элементах склона при длительном применении противоэрозионного комплекса. Выявлена агроэкологическая и экономическая эффективность применения комплекса почвозащитных мероприятий. На основе имеющихся экспериментальных данных, критического изучения теоретического материала и проведенного анализа результатов внедрения противоэрозионной системы земледелия в условиях южной части Нечерноземной зоны России были даны рекомендации по воспроизводству плодородия эродированных земель и повышению урожайности сельскохозяйственных культур.
Практическая значимость и реализация результатов исследования. Проведенные исследования расширяют представление о значимости использования противоэрозионной системы земледелия на склоновых землях. Противоэрозионная организация земельной территории, почвозащитные севообороты, дифференцированная система удобрений и комбинированная обработка почвы по способам и глубине обеспечивают замедление эрозионных процессов, воспроизводство плодородия почвы, улучшая агрофизические,
агрохимические и биологические свойства эродированных почв и повышение урожайности сельскохозяйственных культур.
Результаты исследований использовались при разработке и внедрении почвоохранных мероприятий по борьбе с водной эрозией в СПК «Пронский» Пронского района Рязанской области.
Апробация работы и публикации. Результаты исследований доложены на научных конференциях Рязанской государственной сельскохозяйственной академии им. проф. П.А. Костычева в 2000 - 2002 годах. По материалам диссертации опубликовано три статьи.
Работа выполнялась на кафедре земледелия Рязанской сельскохозяйственной академии в период с 1999 по 2003 гды.
На защиту выносятся следующие положения:
Внедрение противоэрозионной системы земледелия способствует замедлению эрозионных процессов, воспроизводству плодородия эродированных почв и росту урожайности сельскохозяйственных культур.
Элементы склона имеют различное экологическое состояние, что необходимо учитывать при разработке систем земледелия.
Применение комплекса почвозащитных мероприятий на склоновых землях является экономически, энергетически выгодным и экологически безопасным.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, выводов, предложений производству, приложения. Работа изложена на 148 страницах машинописного текста, содержит 23 таблицы, 9 рисунков, 21 приложение. Список использованной литературы включает 223 источника, в том числе 11 иностранных авторов.
Причины и масштаб развития водной эрозии в южной части Нечерноземной зоны России
При использовании сельскохозяйственных территорий также целесообразно выделять стадии деградации почв и земель (Каштанов А.Н., Щербаков А.П., 2001): 0 - не деградированные почвы и земли: характеризуются отсутствием ограничений на виды землепользования, рекомендуемые для данного типа земель, и отсутствием достоверного снижения урожайности (менее 10%) и качества сельхозпродукции - по сравнению с местными (районированными) эталонами почв и земель данного класса (подтипа, рода, вида); 1-слабодеградированные почвы и земли: результатом их деградации является достоверное снижение продуктивности, качества продукции или повышение себестоимости производства основных сельскохозяйственных культур, выращиваемых в данных условиях - на 10 - 25 %, по сравнению с соответствующими не деградированными (эталонными) землями, имеющими аналогичное расположение в рельефе и инфраструктуре хозяйства;2-средне деградированные почвы и земли: результатом их деградации является сильное снижение продуктивности (или качества) основных сельскохозяйственных культур, выращиваемых в данных условиях - на 25 -50%, повышение себестоимости их производства в 1.3-2 раза, или снижение санитарно-экологического качества получаемой продукции - в 2 - 3 раза. При этом могут существенно ухудшаться условия обработки земель и происходить их дальнейшая ускоренная деградация; 3 - сильно деградированные почвы и земли: результатом их деградации является очень сильное снижение продуктивности (и/или качества) основных сельскохозяйственных культур, выращиваемых в данных условиях на 50 - 75%, повышение себестоимости их производства в 2 - 3 раза, или снижение санитарно-экологического качества получаемой продукции - в 3 - 10 раз. При этом, как правило, резко ограничивается набор возможных видов сельскохозяйственного использования; 4 - очень сильно деградированные почвы и земли: продуктивность традиционных для них сельскохозяйственных культур падает более чем в 4 раза, или отличается сильное повышение ПДК в получаемой продукции. Резко ограничена возможность дальнейшего сельскохозяйственного использования. По данным Конференции ООН по окружающей среде и развитию (Рио-де-Жанейро, 1992) приводятся следующие цифры по степени деградации почвенного покрова Земли: крайняя степень деградации - 1 %; сильная -15 %; умеренная - 46 %; легкая - 38 %; и по соотношению наиболее распространенных видов деградации: водная эрозия -56 %; ветровая эрозия - 28 %; химическая деградация -12 %; физическая деградация -4.1 % (Каштанов А.Н. идр, 1999). В мире около шести миллионов гектар сельскохозяйственных земель ежегодно выбывает из оборота вследствие их деградации (Pimmentel D., 1987). Анализируя приведенные выше данные, стоит отметить, что из всех видов деградации почв наиболее масштабной и вредоносной является эрозия почв, в частности водная эрозия.В настоящее время все основные типы деградации в той или иной степени проявляются и в южной части Нечерноземной зоны России. Главенствующее место среди основных видов деградации занимает водная эрозия. Это связано: во-первых, с широким ее распространением; во-вторых, с громадными размерами причиняемого ею экономического и экологического ущерба. Причины и масштаб развития водной эрозии в южной части Нечерноземной зоны России. Эрозия почв, по определению Заславского М.Н. (1979) - смыв и размыв почвы поверхностным стоком временных водных потоков. Водная эрозия проявляется в виде плоскостного смыва, при котором почва удаляется с поверхности послойно или в виде струйчатых размывов под влиянием мелких струй воды с последующим выравниванием поверхностной обработкой и в виде линейного размыва под влиянием концентрированных водных потоков, сопровождающихся ростом промоин и оврагов (Сурмач Г.П., 1976). В зависимости от вида стоковых вод эрозию подразделяют на эрозию, вызванную талыми, дождевыми и ирригационными водами. Исследованиями водной эрозии занимались видные отечественные ученые Соболев С.С.,1948; Мосолов В.П., 1949; Вильяме В.Р., 1950; Козменко А.С., 1954; Сильвестров СИ., 1958; Брауде И.Д., 1965; Арманд А.А., 1965; Скородумов А.С., 1970; Заславский М.Н., 1983 и др. Водная эрозия почв является результатом сложного взаимодействия многих природных факторов в условиях хозяйственной деятельности человека (рис.1). Таким образом, на развитие почвенно-эрозионных процессов оказывают влияние как природные, так и антропогенные факторы. Среди природных факторов важнейшими являются рельеф местности, геологическое строение, особенности почвенного покрова, растительность, климатические и гидротермические условия. Однако, главная причина развития эрозии, неправильное использование земельных территорий человеком.
Южная часть Нечерноземной зоны относится к Регионам России со сложным рельефом и большой величиной местных базисов эрозии. Густота овражно-балочной сети местами составляет 1.3 км/ км , а максимальные величины местных базисов эрозии достигают 200 м.
Усиление эрозионных процессов в Нечерноземной зоне вызвано и тем, что более 50% пашни находится на склонах различной крутизны (табл.1)
С увеличением крутизны склона значительно повышается смыв почвы (Соболев С.С, 1948). Например, в условиях Московской области, с увеличением крутизны склона западной экспозиции с 1 - 2 до 3 - 5, смыв почвы на зяби увеличивался в среднем с 13 до 85 м3/га (Брауде И.Д., 1976).
Интенсивность эрозионных процессов определяется протяженностью склонов. Влияние длины склонов в условиях зоны столь же значительно, как и влияние крутизны. В Нечерноземной зоне преобладают склоны протяжением 400 - 600 м, но есть и более короткие, 100 - 200 м, и более длинные, 700 - 800 м; склоны длиной более 800 м встречаются редко (Брауде И.Д., 1976).
В значительной мере интенсивность эрозионных процессов зависит от формы склона. Прямые склоны имеют ровную крутизну на всей протяженности и наибольший смыв наблюдается в нижней их части. На выпуклом склоне наибольшая крутизна и максимальный смыв имеют место
Агротехнические мероприятия и их эффективность в борьбе с водной эрозией
В борьбе с водной эрозией большая роль отводилась и отводится агротехническим мероприятиям, которые в значительной степени способны снизить эрозионные процессы (Щербаков А.П., Рудай М.Д., 1983; Frekman D.W., Crossley Р.А., 1984).
Эффективными приемами усиления почвозащитной способности севооборотов являются противоэрозионные приемы и системы обработки почв (Кочетов И.С., 1999).
Применяемые интенсивные системы обработки зачастую не соответствуют агроландшафтным условиям и не имеют достаточного энергетического и экологического обоснования. Они активизируют биологические процессы, вызывая чрезмерные потери гумуса, питательных веществ, ускоряют эрозионные процессы (Макаров И.П., 1990; Макаров И.П., Щербаков А.П., 1993; Извеков А.С., 1993; Рассадин А.Я., 1996, 1998).
Но, несмотря на несовершенство, а в отдельных случаях и отрицательное влияние обработки почвы на ее плодородие, в эрозионных агроландшафтах она остается основным средством защиты почвы от эрозии, оптимизации регулируемых агрофизических факторов, воспроизводства плодородия, почвенных режимов и улучшения фитосанитарного состояния (Кочетов И.С, 1999). В настоящее время в земледельческой практике наметились две тенденции: с одной стороны увеличение глубоких обработок почвы с целью создания более мощного корнеобитаемого слоя, с другой применение мелких, поверхностных обработок с целью уменьшения огромных энергетических затрат, расходуемых на основную обработку. В зависимости от способов и глубины основной обработки на ее долю приходится от 30% до 60% денежных затрат, расходуемых на выращивание и уборку сельскохозяйственных культур (Каштанов А.Н., 1988, 1994; Кушнарев А.С., 1988; Макаров И.П., 1988, 1993, 1997; Шикула Н.К., Назаренко Г.В., 1990; Пупонин А.И., Рассадин А.Я., 1993; Муха В.Д., Картамышев Н.И., Кочетов И.С., 1994; Кирюшин В.И., 1996; Краснощеков Н.В., 1997).
По способу основной обработки в зернотравяных, плодосменных и зернопропашных видах севооборотов получили распространение дифференцированные системы обработки. Они строятся с учетом зональных почвенно-климатических условий и интенсивности деградационных процессов, включая различные приемы и сочетания мелкой и глубокой, отвальной и безотвальной, ярусной, плантажной и чизельной обработок в севообороте (Наумов С.А., 1972, 1979; Воробьев С.А., 1977, 1991, 1996; Круть В.М., 1980; Рябов В.И., Орлов В.В., 1981; Тарарико А.Г., Миронов А.Г. и др, 1981; Сдобников С.С., 1985, 1988, 1991, 1994; Кочетков Г.Г., 1989; Шереметьева Н.М., 1990; Ильина Л.В., Иваницкая Е.И., 1991; Макаров И.П. и др, 1993; Рассадин А.Я., 1993, 1996; Пупонин А.И., 1995; Каштанов А.И. и др., 1988; Ильина Л.В., 1997)
Одна из причин проявления водной эрозии - сток дождевых и талых вод. Под действием водных потоков происходят смыв и размыв пахотного слоя почвы и разрушения ее плодородия. С токами воды на слоновых землях уносятся наиболее ценные илистые и каллоидные фракции почвы, растворимые в воде гумусовые вещества и элементы минерального питания. Поэтому обработка склоновых земель заслуживает особого внимания. В данном случае, главными задачами механической обработки являются придание почве структурного мелкокомковатого рыхлого состояния для улучшения и водопроницаемости и поглащения; создание на пашне определенного микрорельефа (лунок, щелей), уменьшающего смыв почвы, поверхностный сток воды и накопление ее в почве; углубление пахотного слоя; разрушение плужной "подошвы" (Баздырев Г.И., 2000)
Следовательно, переносить технологию возделывания культур с равнинных условий на склоновые земли необходимо творчески. Очень важно применять разные приемы почвозащитной обработки с учетом конкретных условий рельефа, почв, климата и погодных условий (Кочетов И.С, 1990).
К числу важнейших природных факторов, которые необходимо учитывать при выборе приемов противоэрозионной обработки почв склоновых земель, профессор М.Н. Заславский (1987) относит: увлажненность территории; характер стока, вызывающего эрозию; тип склона; крутизну склона; водопроницаемость почв в эрозионно опасные периоды.
К числу доступных для каждого хозяйства противоэрозионных мероприятий относятся вспашка, культивация и боронование, проводимые перпендикулярно направлению склонового стока. Каждый гребень, каждая бороздка замедляют сток, способствуют поглащению почвой воды, задерживая ее в емкостях различного размера и этим уменьшая эрозию (Баздырев Г.И., 2000).
В технологиях возделывания сельскохозяйственных культур, большое значение имеет система основной обработки почвы, построенная на принципах адаптивности и природоохранной направленности.
Способы основной обработки склоновых земель дифференцируют с учетом увлажнения, свойств пахотного слоя почвы и подстилающих пород, смытости почвы, уклона полей и других условий (Баздырев Г.И., 2000). Вспашку поперек направления склона проводят на полях с уклоном до 3 при прямолинейной конфигурации территории. Данный прием на эродированных почвах Центрального Нечерноземья задерживает в среднем 150-200 т/га воды и уменьшает смыв почвы до 4,0 т/га, при этом урожайность зерновых культур повышается на 0.15 - 0, 2 т/га. По мнению Захарова П.С. (1978), Кузнецова М.С., Глазунова Г.П. (1996) эффективность данного приема на склонах крутизной 4 - 5, а также на склонах пересеченных ложбинами резко снижается и в данном случае следует проводить контурную вспашку, которая осуществляется по горизонталям, повторяя контуры склона. Важное противоэрозионное значение имеет глубина обработки почвы, так как ее увеличение приводит к повышению водопроницаемости почвы и, соответственно, к уменьшению стока воды и смыва почвы (Сурмач Г.П., 1976). На склоновых землях с небольшой мощностью гумусового горизонта эффективно применение вспашки с почвоуглублением с применением плуга с почвоуглубителем или плуга с вырезным отвалом, чтобы не выворачивать на поверхность малоплодородные горизонты почвы (Захаров П.С, 1978; Глазунов ГЛ., 1996). Опыты проведенные на темно-серой лесной тяжелосуглинистой почве совхоза "Каширский" Московской области, показали, что вспашка с почвоуглублением до 27 см уменьшила смыв почвы на полях с уклоном 3-5 в 5 раз, а урожайность ячменя повысила на 0, 3 т/га по сравнению со вспашкой на 20 - 22 см (Кочетов И.С., 1990). Примерно такая же закономерность была получена Тарасовой А.В (1974) при изучении основных способов обработки серых лесных эродированных почв.
Морфологическое описание профиля темно-серой лесной почвы на разных элементах склона
В несмытых темно-серых лесных почвах мощность гумусового горизонта колеблется от 45 до 50 см, а содержание гумуса от 3.3 до 5.1%. В результате плоскостного смыва постепенно уменьшается мощность гумусового горизонта.
По описанию морфологических профилей можно судить об интенсивности эрозионных процессов на разных элементах склона. Как правило, в верхней части склона расположены слабосмытые почвы, где гумусовый горизонт смыт менее чем на 25%. В зависимости от крутизны склона в средней его части расположены слабо или среднесмытые почвы, а в нижней части средне или сильносмытые.
В профиле несмытой почвы выделяются три основных горизонта А, В, С. Мощность гумусового горизонта составляет 40 - 45 см. Профиль слабосмытой почвы по морфологическим признакам мало отличается от несмытой. Здесь также выделяются все основные горизонты, характерные для темно-серой лесной почвы, но мощность гумусового горизонта несколько укорачивается и составляет 30-36 см. Пахотный слой находится в пределах гумусового горизонта. Для профиля среднесмытой почвы характерно значительное уменьшение гумусового горизонта, который смыт более чем на одну треть, в распашку систематически включается горизонт AjB, поэтому пахотный слой отличается буроватым оттенком. На сильно смытых почвах горизонт А отсутствует, он удален в процессе смыва и в распашку включается иллювиальный горизонт. На общем фоне почвенного покрова нижняя часть склона выделяется бурой окраской поверхности. Сравнивая полученные нами описания почвенных профилей с имеющимися данными более ранних обследований, можно говорить о том, что интенсивные эрозионные процессы на данной территории хозяйства приостановлены, так как не отмечено дальнейшего уменьшения мощности гумусового горизонта. Смыв почвы определяется совокупным действием многих факторов, важнейшими из которых являются уклон поверхности и длина склона, податливость самих почв смыву, агротехника и способ хозяйственного использования земель, определяющие наличие и защитную роль растительного покрова, интенсивность осадков, характер снегоотложения и последовательность схода снега на склонах, положение полей на склонах с различным агрофоном и другие. Основным фактором, определяющим эрозию почв в южной части Нечерноземной зоны, является сток талых вод, интенсивность которого во многом зависит от характера распределения и условий таяния снега. Снег является основным источником формирования стока талых вод. На запасы и распределение снежного покрова большое влияние оказывает количество выпавших осадков, рельеф, сила и направление господствующих ветров, экспозиция склона и другие факторы. Различное влияние на формирование снежного покрова и запасы воды в нем оказывают почвозащитные мероприятия.
Рассматривая характер распределения снежного покрова на изучаемых участках, мы отметили, что в годы исследований колебания высоты снега по элементам склона были не значительные (табл. 9). Распределение снега по элементам склона было достаточно равномерное и разница между частями склона в основном составляла не более 1-3 см. Некоторое увеличение мощности снежного покрова отмеченное на нижних элементах склона, во-первых, характерно для склонов данной формы и экспозиции, а во-вторых этому способствуют прибалочные лесополосы.
Как было отмечено выше, характер распределения снежного покрова по элементам склона оказывает влияние на смыв почвы в период снеготаяния, поэтому мы вправе предположить, что несколько более мощный снежный покров в нижних частях склона будет способствовать более позднему их обнажению. Поэтому возможный сток талых вод, поступающий с верхних участков, будет задерживаться снежной массой, что в свою очередь уменьшит смыв почвы.
На накопление снега значительное влияние оказал и агрофон изучаемых участков. Применение на склонах плоскорезной обработки почвы с сохранением на поверхности стерни (основная обработка под ячмень) способствовал увеличению высоты снежного покрова по сравнению с отвальной вспашкой (основная обработка под однолетние травы), в среднем на 2 - 4 см. Кроме того, сплошной снежный покров на изучаемых участках с плоскорезной обработкой устанавливался на 5 - 7 дней раньше, чем на вспаханных с оборотом пласта. Это очень важно, так как в начале зимы часто бывает довольно низкая температура воздуха и при отсутствии снега почва быстро промерзает на большую глубину. Водопроницаемость при этом уменьшается, а поверхностный сток талых вод и интенсивность размыва почвы, как правило, увеличивается.
Озимые зерновые культуры и многолетние травы способствуют увеличению высоты снежного покрова. В годы исследований на склонах занятых этими культурами снега было больше, соответственно, на6-8и8-10 см, по сравнению с зябью.
Существенное влияние на снегонакопление оказывали метеорологические условия зимних периодов. Количество выпавших осадков в виде снега в 1999 -2000 и 2001 - 2002 гг находилось в пределах среднемноголетних значений, а в 2000 - 2001 году значительно превышало их. Но, несмотря на большие запасы снега зимой 2001 года, высокие положительные температуры во время зимних оттепелей способствовали стаиванию снега, тем самым значительно снижая запасы влаги к моменту весеннего снеготаяния.
Изменение агрохимических свойств темно-серой лесной почвы разной степени смытости в результате внедрения противоэрозионной системы земледелия
В повышении плодородия смытых почв особая роль принадлежит биологическому фактору. Под действием биологических агентов (микроорганизмов, корней растений, различных метаболитов почвенного населения) реализуется потенциальное плодородие почвы (Дудкин В.М., 1997; Овсянников Ю.А., 2000).
В.Р. Вильяме (1951), указывая на положительную роль микроорганизмов в почве, отмечал, что почти все биохимические процессы, протекающие в ней, приходится рассматривать как переход одной формы веществ в другую под влиянием микробов, с деятельностью которых связано образование продуктов, доступных для питания растений.
Растения селекционируют из почвенного комплекса определенные группы микроорганизмов, видовой состав которых определяется не только растениями, но и длительностью их культивирования на одном и том же месте.
Влияние севооборота на биологическую активность почвы складывается из влияния отдельных культур и их сочетаний.
В качестве индикатора биологической активности почвы, изучаемого почвозащитного севооборота, которая определялась на различных элементах склона, мы взяли такой показатель, как степень разложения льняного полотна.
Распад льняной ткани в почве осуществляется под действием целлюлозоразлагающих микроорганизмов. Но так как их активность определяется наличием в почве доступного азота, фосфора и других элементов питания, то степень распада ткани, по определению Е.Н. Мишустина (1972), можно отождествлять с интенсивностью микробиологических процессов вообще.
Метод льняных полотен предполагает использование целлюлозных стандартов для суждения об интенсивности целлюлозоразлагающих процессов по убыли (от первоначального количества) массы органического материала растительного происхождения (льняная ткань).
В научной литературе встречается достаточно много данных, характеризующих различный уровень биологической активности почвы в зависимости от тех или иных агротехнических приемов (Барангулова М.Н, Хазиев Ф.Х., 1975; Гарифулин Ф.Ш. и др., 1975; Солдатова П.А., 1988; Ильина Л.В., 1988; Дрожжин К.Н., 1996). Однако данные о биологической активности склоновых земель различной степени смытости ограничены. Изучая биологическую активность почв, мы установили, что льняное полотно на изучаемых участках разлагалось более чем на 50 % (табл.19). Исключение составил 2002 год, в котором степень разложения льна на всех участках характеризовалась как слабая, то есть находилась в пределах 10-30 Мы склонны предполагать, что основное влияние на изучаемый показатель оказала продолжительная засуха, отмечавшаяся в 2002 году. В целом, полученные данные свидетельствуют о достаточно высокой биологической активности участков почвозащитного севооборота. Что касается биологической активности почвы на разных элементах склона, то она несколько снижалась вниз по склону. Наибольшие изменения биологической активности наблюдались по слоям почвы (рис.7). Так, при возделывании многолетних трав в 2000 году сильная степень разложения льна отмечалась в слое 0 - 25 см в верхней части склона, 0 - 23 см в средней и 0 - 20 см в нижней части. Слабое разложение льняного полотна имело место в верхней части склона ниже 45 см, в средней ниже 40 см и в нижней части склона глубже 38 см. На второй год пользования многолетних трав была зафиксирована наибольшая ферментативная активность на данном участке. Так, в верхней части склона до 40 см слоя почвы льняное полотно разлагалось более чем на 50 %. Остальная часть ткани имела среднюю степень разложения. Примерно такие же показатели были отмечены и в середине склона. Внизу до 30 см почвы ткань разлагалась сильно, потом на 10 см почвы (с 30 до 40 см) шло среднее разложение, и далее активность целлюлозоразлагающих бактерий значительно снижалась. В 2002 году отмечалась слабая биологическая активность во всем изучаемом слое почвы. На втором и третьем участке изменение биологической активности почвы по слоям имело такую же закономерность. Некоторая разница отмечалась лишь в абсолютных значениях. Многочисленными исследованиями выявлена определенная направленность микробиологических процессов под различными сельскохозяйственными культурами и в связи с этим их влияние на урожай. Корневые системы растений выделяют и накапливают в почве вещества, которые могут угнетать или стимулировать микрофлору. Кроме того, под влиянием этих веществ ухудшается или улучшается рост самого растения и растений, следующих за ним (Трунова В.А., Лобков В.Т., 1977; Гродзинский A.M., 1978,1990; Свиридов А.К., 1980; Штомпель Ю.А., 1985). Влияние отдельных сельскохозяйственных культур на биологические процессы почвы в большой мере определяется количеством и химическим составом корневых остатков (Куприевич В.Ф., Щербакова Г.А., 1966; Благовещенская З.К., Данченко Н.А., 1974). При определенных условиях фитотоксические вещества, образующиеся при разложении растительных остатков, могут накапливаться в почве, делая ее токсичной для растений. Микроорганизмы, выделяющие вещества, угнетающие растения, Н.А. Красильников (1958) назвал микробами - ингибиторами; микроорганизмы, стимулирующие рост и развитие высших растений - микробами-активаторами. Микробы-ингибиторы своими токсинами подавляют прорастание семян, рост проростков. Если для их развития в почве создаются соответствующие условия, то почва становится токсичной для растений.
Рядом исследователей (Мишустин Е.Н., 1975; ПупонинА.И., 1984; Коротич А.И., 1986) было отмечено затухание микробиологических процессов с глубиной, что связано с повышением токсичности почвы, вызванной микробами-ингибиторами.
