Delist.ru

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

Автор: Белолюбцев Александр Иванович

III II I

А6В1 А5В1 А4В1 А3В1 А2В1 А1В1 А1В1 А2В1 А3В1 А4В1 А5В1 А6В1 А6В1 А5В1 А4В1 А3В1 А2В1 А1В1

В о д о о т в о д я щ а я б о р о з д а

А6В2 А5В2 А4В2 А3В2 А2В2 А1В2 А1В2 А2В2 А3В2 А4В2 А5В2 А6В2 А6В2 А5В2 А4В2 А3В2 А2В2 А1В2

Примечание: А1…А6 ( варианты обработки почвы; В1, В2 ( склон крутизной 8 и 40; I …III ( повторения.

Рис.1. Схема размещения вариантов опыта

Общая площадь делянок I порядка 11,5х240 (2760 м2), учетная – 4,2х240 (1008 м2); II порядка – общая 11,5х120 (1380 м2), учётная – 4,2х120 (504 м2). Учетная площадь стоковых площадок 10х120 (1200 м2). Для изучения внутрипочвенного горизонтального стока заложены стационарные водно-балансовые площадки 10х20 м. Общая площадь опыта 6 га.

Система удобрений рассчитана с учетом агрохимической характеристики пахотного слоя на положительный баланс питательных элементов. Исходная агрохимическая характеристика пахотного слоя: С-1,15%; N-0,1 %; рН-5,6; гидролитическая кислотность 1,7 мг-экв.; сумма поглощенных оснований 26,4 мг-экв/100 г почвы; Р2О5 – 16,0; К2О – 19,0 мг/100 г почвы.

Почвенный покров участка представлен сочетанием дерново-слабо- и среднеподзолистых почв с преобладанием первых. Гранулометрический состав – от легко – до тяжелосуглинистого, с преобладанием легко- и среднесуглинистого. По степени смытости – от намытых до сильносмытых, однако преобладают в основном слабо- и среднесмытые. Почвообразующая порода ( покровный суглинок (рис. 2).

Условные обозначения:

1 ( дерново-подзолистая, средне- подзолистая, глубокоподзолистая, среднесуглинистая, среднесмытая почва на покровном суглинке;

2 ( дерново-подзолистая, сильноподзолистая, глубокоподзолистая, легкосуглинистая почва на покровном суглинке;

3 ( дерново-подзолистая, средне-подзолистая, глубокоподзолистая, среднесуглинистая, слабо-средне-смытая почва на покровном суглинке;

4 ( дерново-подзолистая, средне-подзолистая, глубокоподзолистая, легкосуглинистая, намытая почва на покровном суглинке.

Рис. 2. Почвенная карта-схема опытного участка.

М 1: 5 000

Дополнительные исследования проводились с использованием длительного водно-балансового опыта, вегетационно-полевых, вегетационных и лабораторных методов, с применением традиционных (классических) методик анализа почвы, воды, растений, методов отбора проб и учета показателей плодородия эродированной почвы. Совместно с автором в период 20-летних исследований в разное время принимали участие научные сотрудники и аспиранты: В.Н. Осипов, В.А. Мамонов, Л.Д. Воропаева, О.А. Савоськина, В.Н. Власкин, Е.В. Мацыганова, С.Г. Манишкин и др. под общим руководством профессора И.С. Кочетова и профессора Г.И. Баздырева. Автор выражает всем искреннюю благодарность и признательность за участие, помощь и поддержку, особенно первому научному руководителю, член-корреспонденту РАСХН, профессору Ивану Степановичу Кочетову, сыгравшему неоценимую роль в формировании научного мировоззрения автора.

3.1. Колебания и изменения климата Центрального Нечерноземья и его

региональные особенности

Проявление эрозии на пахотных землях в результате процессов весеннего снеготаяния во многом определяется многолетним внутригодовым распределением основных факторов внешней среды и соответствия текущих показателей климатической норме (Швебс, 1974; Ахтырцев, 2000; Кузнецов, Глазунов, 2004). Поэтому получить объективную оценку условий формирования поверхностного стока талых вод и развития современных процессов эрозии почв в целом невозможно без глубокого и всестороннего анализа климатических факторов, их различных сочетаний в пространстве и времени.

В табл. 1 представлены месячные и годовые нормы температуры воздуха по 125-летним данным метеорологической обсерватории им. В.А. Михельсона РГАУ(МСХА. Отмечается общая тенденция к возрастанию температуры воздуха по мере увеличения ряда наблюдений. Это относится к средним месячным значениям в холодный и теплый периоды года, средней годовой температуре. Учитывая, что каждый период осреднения включал все предшествующие годы, этот рост можно считать достоверным.

1. Месячные и годовые нормы температуры воздуха, оС

(обсерватория им. В.А. Михельсона РГАУ?МСХА)

Период, гг. Кол-во лет Январь Февра ль Март Апрель Май Июнь Июль Август Сентябрь Октябрь Ноябрь Декабрь Годовая

1879-2003 125 -9,5 -8,6 -3,8 4,9 12,2 16,2 18,3 16,4 10,7 4,6 -1,9 -7,0 4,4

1881-1980 100 -10,2 -9,2 -4,3 4,4 11,9 16,0 18,1 16,3 10,7 4,3 -1,9 -7,3 4,1

1881-1960 80 -10,2 -9,6 -4,7 4,0 11,6 15,8 18,1 16,2 10,6 4,2 -2,2 -7,6 3,8

1881-1953 73 -10,4 -9,6 -4,7 4,0 11,6 15,7 18,0 16,2 10,6 4,1 -2,1 -7,7 3,8

1881-1915 35 -10,8 -9,1 -4,8 3,4 11,8 ????????????????????††

Особенно заметное увеличение средней годовой температуры произошло за последние 25 лет. Этот временной ряд охватывает период проведения наших исследований, где средняя годовая температура воздуха была, как правило, выше нормы (4,4°С), достигнув рекордной отметки в 1989 г. (7,3°С). Анализ показывает, что основной вклад в увеличение средней годовой температуры воздуха вносят теплые зимы. Сравнивая климатические нормы 100-летнего и 125-летнего ряда необходимо выделить значительное ее возрастание в январе (на 0,7°С) и феврале (на 0,6°С).

Рис.3. Тренд годовых температур воздуха по скользящим десятилетиям

Результаты трендового анализа 125-летнего ряда наблюдений за температурой воздуха, представленного по скользящим 10-летиям (рис. 3), убедительно подтверждают тенденцию к устойчивому потеплению климата (R2 = 0,91). От 3,5°С в конце XIX в. средняя годовая температура выросла до 6,0°С к началу XXI в. Выделяется относительно холодный период в начале XX в., всплеск тепла в 30-е годы и бурный подъем в последние десятилетия.

Показательны в этом плане изменения и в тепловом режиме при рассмотрении динамики сумм активных температур выше 10°С. За весь период наблюдений наименьшая сумма отмечена в 1904 г. (1276°С), наибольшая ( в 1981 г. (2686°С). В географическом аспекте это соответствует перемещению от широты Петрозаводска до Саратова. В этих колебаниях также можно выделить закономерности. Так, если норма сумм температур за 1881-1980 гг. составила 2072°С, то за последние 25 лет (1981-2005гг.) она возросла до 2360°С.

Анализ данных средней годовой температуры воздуха последнего 25-летнего периода Михайловского агрометпоста «Голохвастово», расположенного в районе проведения опытов, показывает ту же устойчивую тенденцию к потеплению климата, что и по аналогичному временному ряду наблюдений обсерватории. Отмечается повышение среднегодовой температуры по отношению к климатической норме для этой территории на 1,5оС.

Гораздо более существенные изменения в динамике природно-климатических показателей по данным агрометпоста отмечены в рамках изучаемого периода и внутригодовом их распределении. С учетом специфики производства растениеводческой продукции и процессов развития эрозии почв, нами были выделены и взяты за основу для анализа метеорологические условия наиболее важных периодов в пределах сельскохозяйственного года. К таким временным интервалам отнесен холодный сезон (ноябрь-март) и основной вегетационный цикл (май-август). Кроме того, с учетом быстрого потепления климата 25-летний ряд наблюдений был поделен на два подпериода ( 10 и 15 лет соответственно, отражающих разный характер и динамику изменений внешних условий, а также объединенных во времени 5-летними ротациями севооборота.

За 25-летний период температура в холодный сезон возросла до -5,4оС (при норме -7,7), или на 2,3оС (табл. 2). Однако устойчивость однонаправленной длительной тенденции ее повышения была невысокой, тренд статистически не значим (R2 = 0,12), что говорит о значительных колебаниях и изменениях изучаемого элемента. Процесс потепления зимних периодов, т.е. устойчивого преобладания повторяемости теплых зимних сезонов над повторяемостью холодных, усилился в конце 1980-х и особенно с начала 1990-х гг. Наибольшие изменения температуры произошли по отдельным месяцам. В январе ее значения были выше среднемноголетних на 4,6оС, в феврале на 3,0 и в марте на 3,1оС. Общий рост составил 2,6оС, что на 0,7оС теплее, чем за первый десятилетний период наблюдений.

2. Средние температуры воздуха холодного периода, оС

Период, гг. Месяц Средние за период

Ноябрь Декабрь Январь Февраль Март

Средняя многолетняя -2,8 -8,4 -11 -10,3 -5,8 -7,7

загрузка...