Delist.ru

Регулирование режимов защиты почв от эрозии в адаптивно-ландшафтном земледелии Нечерноземной зоны (15.05.2007)

Автор: Белолюбцев Александр Иванович

Этот метод позволяет найти зону оптимального сочетания исследуемых факторов. Расчеты показывают, что максимальный урожай зерна (3,48 т/га) может быть получен при оросительной норме 2500 м3/га. Влияние же крутизны склона в данном случае не существенно.

Анализ вещественно-энергетических потоков и продукционных процессов изучаемой агроэкосистемы показывает, что ее устойчивость определяется комплексом факторов, среди которых климатическим условиям принадлежит особая роль. На территориях с хорошей теплообеспеченностью и низкой естественной увлажненностью целесообразность орошения не вызывает сомнений. Однако необходимо учитывать, что наибольшая угроза функционированию склоновых агроэкосистем исходит от эрозионных процессов. Поэтому сегодня при применении мелиоративных мероприятий по ландшафтно-экологической адаптации современных систем земледелия необходимо руководствоваться уже не столько экономическими результатами, сколько нормами экологического риска для окружающей среды и принципами безопасного природопользования.

6.3. Влияние сроков применения и параметров технологий обработки почвы на экологическую и производительную устойчивость агроландшафтов

В рамках изучения вопросов технологической адаптации почвозащитных систем земледелия к новым природным условиям интерес для анализа представляют результаты влияния сроков и параметров щелевания на состояние эродированной почвы и посевов сельскохозяйственных культур на примере возделывания многолетних трав. Необходимость рассмотрения этих вопросов была обусловлена часто возникающими объективными трудностями при организации и проведении этого агроприема, а также неоднозначными, нередко противоречивыми в рекомендациях специалистов, текущими и ожидаемыми последствиями щелевания для эродированных почв и сельскохозяйственных растений. Особенно актуальными эти вопросы стали в условиях теплых зим последних лет, когда почвозащитная эффективность щелевания резко снизилась.

Исследования показали, что проведение щелевания посевов многолетних трав до промерзания почвы по сравнению со щелеванием по промерзшей почве не приводит к заметному ее уплотнению. Вместе с тем щели, нарезанные до промерзания, физически менее устойчивы, сильнее подвергаются неблагоприятному воздействию выпадающих осенних осадков, которые частично или полностью разрушают их в верхнем слое почвы и могут привести к полному заилению. Это снижает водопоглотительную способность щелей в период весеннего снеготаяния. Запасы продуктивной влаги в метровом слое почвы благодаря лучшей сохранности щелей при поздней их нарезке были на 1,2…12,1% выше, чем нарезанные до промерзания почвы. Однако к началу периода активной вегетации растений эти различия сглаживаются. Кроме того, установлена четкая закономерность: чем больше ширина долота, а следовательно, и щели, тем хуже режим увлажнения почв в период активной вегетации культур.

Не оказали заметного влияния сроки щелевания и на другие водно-физические и агрохимические показатели дерново-подзолистой среднесуглинистой почвы, а также на урожайность сена многолетних трав (FФ

Еще одним весомым аргументом в пользу ранних сроков может служить сильная размытость переходных сезонов последних лет, нередко длительное, а то и полное отсутствие достаточного выхолаживания и необходимой для нарезания щелей глубины промерзания почвы (3…5 см) не только в позднеосенний, но и в зимний период. Проведение щелевания в таких условиях представляется крайне затруднительным как по требуемым срокам, так и по технологии выполнения. Почва, как правило, находится в избыточно увлажненном состоянии, особенно верхний слой, и применение тяжелой техники (Т-150К, с массой 8 т) может нанести значительный вред посевам многолетних трав и почве. Но даже оптимальные сроки и хорошее качество щелевания не гарантируют положительный результат в снижении эрозионных процессов. Стокорегулирующая эффективность щелей часто была очень низкой из-за многочисленных оттепелей и переувлажнения пахотного горизонта.

Безусловно, такие процессы не носят устойчивого характера, и можно было наблюдать противоположный результат, когда именно открытые щели с большим полезным объемом препятствовали полной их закупорке. Очевидно одно, что сложившиеся в последние годы почвенно-климатические и погодные условия холодного периода будут существенно ограничивать возможности щелевания эффективно бороться с эрозией почв, причем независимо от сроков и способов его применения. Это еще раз подчеркивает, что «работа щелей» в современных природных условиях землепользования требует к себе повышенного внимания.

7.1. Продуктивность культур при комплексном применении элементов системы земледелия на ландшафтной основе

Установлено, что приемы обработки почвы оказывают неоднозначное и разностороннее влияние на общую продуктивность почвозащитного зернотравяного севооборота. Применение вспашки со щелеванием способствует созданию наиболее благоприятных условий для роста и развития полевых культур. Результативное снижение эрозионных потерь, разуплотнение почвы, оптимизация пищевого, водного и воздушного режимов положительно отражаются на продуктивности зернотравяного севооборота. Щелевание, разрыхляя пахотный и сильно уплотненный подпахотный горизонт, приводит к накоплению и перераспределению зимне-весенней влаги и питательных веществ по всему обрабатываемому почвенному профилю. Это заметно улучшает условия для развития корневой системы растений, обеспечивая им большую площадь питания. Вместе с тем в годы с недостаточным количеством атмосферных осадков в период вегетации культур открытые щели ухудшают режим увлажнения верхних слоев почвы, особенно в зоне их нарезания. В результате по суммарной эффективности обработок, оцениваемой в сопоставимых показателях за 20-летний период, включающий четыре полные ротации, применение щелевания позволило получить в среднем на склоне крутизной 8 и 40 соответственно на 0,22 и 0,41 т кормовых единиц с 1 га больше, чем на других изучаемых вариантах (табл. 15).

15. Действие противоэрозионных приемов обработки и элементов агроландшафта на продуктивность зернотравяного севооборота, т.корм.ед/га. 1981-2004 гг.

(И.С. Кочетов, В.Н. Осипов, А.И. Белолюбцев, О.А. Савоськина)

Вариант обработки Ротация севооборота, гг

1981-1985 1986-1990 1991-1995 1996-2000 2001-2004

Склон крутизной 80

Вспашка (контроль) 3,47 3,60 2,96 3,12 2,75

Вспашка + щелевание 3,54 3,75 3,21 3,06 2,85

Плоскорезная + щелевание - - 3,08 2,87 3,41

Плоскорезная + чизелевание - - 3,13 2,63 3,33

Поверхностная + щелевание - - 3,12 2,80 3,27

Поверхностная 3,51 3,59 3,06 2,85 2,90

Склон крутизной 40

Вспашка (контроль) 3,62 3,53 2,92 3,18 2,60

Вспашка + щелевание 3,73 3,66 3,09 3,09 2,62

Плоскорезная + щелевание - - 2,90 2,76 2,90

Плоскорезная + чизелевание - - 2,97 2,62 2,90

Поверхностная + щелевание - - 2,85 2,61 2,84

Поверхностная 3,75 3,61 2,90 2,80 2,48

НСР05 фактор А

0,82 1,01

1,24 0,12

0,22 0,19

0,33 0,12

Важное стабилизирующее влияние на выход продукции зернотравяного севооборота оказывает замена основной осенней отвальной обработки почвы мелким рыхлением (дискование на глубину 6…8 см). Сокращение антропогенной нагрузки на почву способствует снижению ее плотности и улучшению структурного состояния пахотного горизонта. Повышенное содержание в почве агрономически ценной макроструктуры обеспечивает сравнительно благоприятные условия для роста и развития растений, что обуславливает и заметный положительный эффект в продукционных процессах. В результате общая суммарная продуктивность севооборота при минимализации не только не уступала контрольному и большинству других вариантов обработки почвы, но и часто их превосходила, с разницей между ними достигавшей 0,26 т.корм.ед/га.

Общая динамика продуктивности зернотравяного севооборота по пятилетним ротациям была неустойчивой. Если за первые две ротации суммарный уровень продуктивности почвозащитного севооборота превышал 3,5 т.корм.ед/га, то за последующие третью и четвертую ротации, произошло уменьшение этих показателей до уровня 3 т. Снижение продуктивности за четвертую ротацию севооборота по отношению к первой на склонах крутизной 8 и 40 составило в среднем около 19%. В то же время в последние годы отмечаются и позитивные изменения в направлении стабилизации и повышения продуктивной устойчивости агроландшафтов.

Наиболее значительное и разностороннее влияние на направленность современных продукционных процессов оказывает плотность сложения пахотного горизонта. Воздействие этого показателя на продуктивность культур на склоне крутизной 80 с начала 1990-х гг. возрастает согласно коэффициенту корреляции (r) в среднем по вариантам с -0,34 до -0,58. Тогда как на склоне крутизной 40, напротив, взаимосвязь между ними снижается: с -0,70 в 1980-е гг. до -0,26 в последующие 15 лет. По другим агрофизическим показателям корреляционной зависимости с урожайностью не выявлено. Следовательно, становится очевидным, что в период наблюдений существенные изменения в процессах обеспечения пищей и влагой растений происходят не столько от влияния применяемых технологий и плодородия почвы, сколько от длительно-однонаправленных изменений природных условий произрастания культур.

С учетом эродированности, укороченного профиля и низкого естественного плодородия дерново-подзолистых почв, а также погодных условий, сложившихся в последние три ротации севооборота, необходимо отметить полученную нами высокую урожайность озимой пшеницы. Она достигла на склоне крутизной 8 и 40 в среднем по вариантам 3,81 и 3,72 т/га соответственно, при максимальных показателях 5,06 и 4,66 т/га (1995г.). Озимая пшеница относится к культурам, имеющим хорошо развитую и глубоко проникающую в почву корневую систему, поэтому рыхление подпахотного горизонта является важным условием для нормального роста и развития вегетативной массы. Применение щелевания с разрезанием и рыхлением почвенного профиля лапами агрегата на глубину 40…50 см наиболее полно из анализируемых вариантов отвечает этим требованиям. Обеспечивая оптимальную площадь и уровень питания для корневой системы, щелевание тем самым повышает продуктивную устойчивость агроэкосистемы озимой пшеницы с урожайностью зерна, достигшей на склоне крутизной 80 в среднем 3,96, а на склоне крутизной 40 ( 3,87 т/га (табл. 16).

16. Влияние почвозащитных технологий на урожайность полевых культур, т/га

1981-2005 гг.

Вариант

загрузка...