Delist.ru

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

Автор: Белолюбцев Александр Иванович

твердым поверхност-

ным внутрипоч-

венным просачив.

Склон крутизной 80

Вспашка (контроль) 5,9 325,4 321,6 246,9 899,8

Вспашка + щелевание 2,3 245,6 539,3 271,3 1058,5

Поверхностная 27,0 584,2 305,2 284,0 1200,4

Склон крутизной 4(

Вспашка (контроль) 0,4 134,0 85,2 226,8 446,4

Вспашка + щелевание 0,4 111,7 112,0 196,5 420,6

Поверхностная 1,0 154,5 42,3 211,4 409,2

Гораздо опаснее в природоохранном отношении потери химических элементов за пределы корнеобитаемого слоя с поверхностным стоком. На его долю приходится в среднем по изучаемым вариантам на склоне крутизной 40 ( 133 кг/га, на склоне 80 ( 385 кг/га, или около 34%, с максимальным смывом при поверхностной обработке ? 584,2 кг/га (481,4 кг/га ? N60P60K60). Большие потери питательных веществ на этом варианте обусловлены повышенным объемом поверхностного стока, а локализация агрохимикатов в верхнем 0…10 см слое почвы обеспечивает легкую их доступность для выщелачивания и смыва талыми водами.

Миграция элементов питания в результате эрозии ухудшает агрохимические свойства почв и снижает производительную устойчивость агроландшафтов. Проведенные нами химические анализы стекаемой со склона талой воды показывают, что наибольший смыв питательных веществ с поверхностным стоком приходится на легко подвижные их формы, в частности, на азот и кальций, где в среднем он составил от 10 до 23%. Повышенное содержание катионов кальция в поверхностном стоке и его вымывание (до 36,3 кг/га) приводит к подкислению почвы. При этом изменяются и другие не менее важные физико-химические ее свойства, что дополнительно ухудшает плодородие эродированных почв.

??????1/2???

??????1/2

??????1/2

??????????

??????????????

#омерзание почвы и активный промывной режим в холодный период вносят заметные коррективы в миграционные процессы агрохимикатов как по ее профилю, так и по склону. Смыв основных форм биофильных элементов питания с начала 1990-х гг. по сравнению с прошлым периодом снизился в 5,4 раза, а потери нитратного и аммиачного азота сократились в десятки раз. На этом фоне щелевание, проведенное по вспашке и поверхностной обработке, позволяет дополнительно уменьшить вынос химических элементов с поверхностным стоком в 1,5…3,0 раза. Однако экологическая и хозяйственная роль щелевания при таких условиях формирования стока представляется достаточно сомнительной, поскольку оно способствует усилению вымывания элементов пищи растений за пределы корнеобитаемого слоя.

Потери наиболее легкодоступной части питательных веществ с продуктами эрозии в сочетании с интенсивным использованием склоновых земель наносят серьезный ущерб плодородию почв. Балансовые исследования, проведенные в 1980-1988 гг., указывают на общую негативную направленность процессов массообмена в эрозионных агроландшафтах и свидетельствуют о заметном дефиците содержания органического вещества, азота и калия в почве.

Установлено, что потери гумуса зависят от соотношения темпов минерализации и его воспроизводства, почвозащитной эффективности изучаемых приемов обработки и биологических особенностей культур зернотравяного севооборота, а также общей интенсивности и направленности потоков вещества и энергии склоновых экосистем. Применение только одних минеральных удобрений, в т.ч. повышенных норм, не обеспечивает бездефицитный баланс органического вещества активно используемых почв склонов. Он колебался в среднем по вариантам от -54,0 кг/га (N60 P60 K60) при вспашке со щелеванием на склоне крутизной 40 до -163,4 кг/га (N90 P90 K90) при поверхностной обработке на склоне крутизной 80. В результате, к концу второй ротации севооборота снижение содержания гумуса в слое 0…20 см на склоне крутизной 80 в среднем составило 22%, а в слое 0…40 см ( 18%. Аналогичные результаты получены и на склоне крутизной 40.

Ограниченное применение органических удобрений в виде запашки растительных остатков пшеницы и овса позволило не только стабилизировать экологическую обстановку, но и получить видимый положительный результат. Дополнительное внесение в почву измельченной соломы из расчета в среднем 5…6 т/га начиная с 1990 г. способствовало улучшению условий почвообразования и повышению содержания гумуса в 2005 г. по отношению к 1987 г. на 12%. Отмечена устойчивая динамика его накопления почти по всем изучаемым вариантам, особенно в последние десять лет.

Среди агротехнических приемов наиболее эффективным было применение минимальной обработки. Особенно заметной роль дискования отмечена на склоне крутизной 80, где содержание гумуса в почве возросло на 27%, что только на 4% ниже его исходных значений. Интенсивные обработки с рыхлением и оборачиванием пахотного слоя, напротив, осложняют продукционные процессы, ускоряют минерализацию гумуса, напрямую отражаясь на уровне гумусированности смытых почв и показателях качественного его состояния.

Сравнительный анализ экспериментальных данных подтверждает выявленную нами общую положительную динамику запасов гумуса в почве с начала 1990-х гг. Наиболее существенное его накопление, как уже указывалось, отмечено на поверхностных обработках обоих склонов, где запасы органического вещества в слое 0…40 см возросли за десять лет в среднем на 13,7 т/га, при максимальных значениях на склоне крутизной 80 ( 22,0 т/га, превысив исходные его значения (1980 г) на 2,1 т/га. Тогда как в целом ускоренное проявление водной эрозии на этом склоне способствует снижению запасов гумуса в среднем почти на 7 т/га. Следовательно, перевод смытых почв по запасам органического вещества в накопительный режим можно обеспечить заменой ежегодной интенсивной ее обработки дискованием с периодическим глубоким рыхлением.

Таким образом, установленные в последние годы положительные изменения в процессах воспроизводства и оптимизации плодородия склоновых земель указывают на достаточно высокую средостабилизирующую значимость смоделированных нами экологических режимов защиты почв от эрозии. Этот вывод подкрепляют и показатели гумусированности подпахотного слоя, имеющие явно позитивную направленность, особенно на склоне крутизной 40, где содержание гумуса в почве возросло к исходным его значениям на 13%.

5.3. Изменения водного режима почвы под действием природных и

антропогенных факторов

Мощность снежного покрова, запасы воды в нем, глубина и степень промерзания почвенного профиля, состояние и влажность верхнего слоя, а также характер погоды и продолжительность снеготаяния определяют условия и размеры весеннего поступления влаги в почву. Используя данные, полученные на специально оборудованных водно-балансовых площадках за период 1981-1990 гг., можно утверждать, что средние многолетние потери, оцениваемые величиной суммарного (поверхностного и внутрипочвенного) стока талых вод на склоне крутизной 80, составляют около 34% от запаса воды в снеге перед весенним таянием. Это в 2,8 раза больше, чем на склоне крутизной 40 (табл. 11).

11. Влияние погодных условий и рельефа на элементы водного баланса

эродированных дерново-подзолистых почв. 1981-2005 гг.

Элемент ландшафта Поступление воды (запасы в снеге + осадки во время стока) Расход воды за счет стока

Расход воды на инфильтрацию и физическое испарение

Поверх-

ностного Внутри-

почвенного Всего

мм % мм мм мм % мм %

крутизной 80 86,3

69,1 100

100 26,3

18,3 2,9

загрузка...